Зиновкина А СОШ 14 8 кл В НОвгород

Межрегиональный конкурс,
проводимый Ассоциацией поддержки и развития системы
экологического оздоровления «Чистый город»
и Центральным музеем почвоведения им. В. В. Докучаева
Муниципальное
автономное
общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная
школа №14»
Студенческая ул., 19
Великий Новгород, 173014,
тел., факс (8162) 66-23-56
Е.mail: [email protected]
Официальный сайт: www.5322s14.edusite.ru
Исследовательская работа на тему:
«Мусор в нашем доме»
Выполнила: Зиновкина Ангелина
ученица 8 «г» класса
Руководитель: Родина Ирина Николаевна
учитель биологии,
контактный телефон +7-908-291-36-99
Великий Новгород
2014
Содержание:
Введение……………………………………………………………………… 3
1. Анализ литературных источников.
1.1 Что такое мусор? ………………………………………………………3
1.2 Виды разложения…………………..…………………………………..4
1.3 Разложение органических отходов……...……………………………4
2. Практическая часть
2.1 Методика проведения опыта …………………………………………5
2.2 Опыт по разложению органических и неорганических бытовых
отходов …………………………………………………………………..…5
3. Выводы……...………………………………………………………………8
Список литературы……………………………………………………………9
Введение.
Цель данного исследования заключается в оценке роли микроорганизмов в
процессе разрушения органических и неорганических бытовых отходов.
Задачей моего исследования являлось
наблюдение за разрушением
микроорганизмами органических и неорганических бытовых отходов.
Объект моего исследования - различные бытовые отходы органического и
неорганического
происхождения. Я исследовала их на предмет
подверженности разложению микроорганизмами.
Работа проводилась в октябре 2014 г. в течение 3-х недель.
Данная работа актуальна, т.к. экологические проблемы волнуют сегодня
общество любой страны. И основной вопрос – утилизация отходов,
рациональное использование площадей свалок, а также пополнение ресурсов
планеты. Биоразрушение, включенное в круговорот веществ, является
ключевой темой затронутой в этой работе. При выполнении работы были
собраны домашние отходы и проверена способность их разрушаться.
1. Анализ литературных источников.
1.1 Что такое мусор?.
В странах Запада на вопрос «Что такое мусор?» все чаще можно услышать:
«Мусор – это ценные материалы в неправильном месте» или «Мусор – это
сырье для будущих поколений».
А что можно сделать с пластиковым мусором? На этот вопрос существует 3
варианта ответа:
1. Использовать заново как вторичное сырье .
2. Сжечь - извлечь энергию.
3. Оставить на свалке, закопать. Недостаток – постоянный рост биоинертной
массы.
Утилизация пластикового мусора в некоторой степени решает проблему
скопления отходов на свалках, но сжигание пластмасс отрицательно влияет
на экологическую обстановку. Повторная переработка экологичнее, но здесь
требуются значительные трудовые и энергетические затраты: отбор
пластиков из мусора, разделение их по видам, мойка, сушка, измельчение и
только затем переработка.
Самым оптимальным решением проблемы «полимерного мусора», по
мнению специалистов, является создание полимеров с регулируемым сроком
службы. «Биопластики» после окончания срока службы должны разрушаться
под действием микроорганизмов и высоких температур. Основная идея
получения биоразлагаемых пластиков — повторить природные «циклы
развития». В их производстве используются вещества, образующиеся в
растениях в процессе фотосинтеза. После использования такие материалы
могут быть превращены в компост. Материалы из биоразлагаемых
полимеров по основным свойствам сходны с традиционными пластиками,
однако имеют другие технические характеристики и возможности
применения благодаря своей особой химической структуре.
1.2 Виды разложения.
Что происходит с содержимым вашего мусорного ведра после того, как вы
выбросите его на помойку? Начнется процесс его разрушения. Существует
два типа разрушения – физическое и химическое. В первом случае материал
просто измельчается, однако химическая природа его остается неизменной.
Пример физического разрушения – эрозия почвы и скал. Химическое
разрушение приводит к изменению молекул материала в химических
реакциях. Получающиеся при этом продукты отличны от исходных.
Биоразрушение – это пример химического разрушения под действием живых
организмов. (5)
1.3 Разложение органических отходов.
Все мы замечали, что мусор, содержащий пищевые отходы, не всегда
приятно пахнет. Это происходит потому, что химическое разрушение
превращает пищу в новые вещества. Эти вещества по запаху могут
отличаться от пищевых продуктов.
Любой организм нуждается в питании для получения энергии. Еда
превращается в различные молекулы, которые помогают функционировать
нашему организму. Пища является смесью органических веществ и
представляет собой различные сочетания атомов углерода, кислорода и
водорода в молекулах, образованных живыми организмами (растениями и
животными). Когда организм погибает, его полимерные структуры
подвергаются разрушению (гидролизу) с образованием маленьких молекул,
которые могут быть снова использованы другими организмами. Гидролитики
– это особая группа микроорганизмов, которые расщепляют биополимеры и
поглощают питательные вещества отмерших организмов. К этой
функциональной группе относятся представители грибов, простейших и
прокариотических микроорганизмов. Такие микроорганизмы часто называют
деструкторами. Если бы они не перерабатывали отмершее вещество, то наша
планета задохнулась бы в накопившейся мертвой массе. Растения были бы
лишены неорганических веществ (СО2) для поведения процесса фотосинтеза.
(3)
Повсеместное распространение микроорганизмов обусловлено их малыми
размерами, позволяющими легко переноситься с потоками воды и воздуха,
устойчивостью к неблагоприятным факторам среды.
2. Практическая часть.
2.1 Методика проведения опыта.
В ходе своего опыта я пыталась выяснить, как микроорганизмы действуют на
различные органические и неорганические
вещества. В ходе опыта
использовались следующие методы:
 Наблюдение
 Микроскопирование
Для наблюдения за тем какие изменения происходят в ходе химического
разрушения веществ я наполнила разными бытовыми отходами 3 банки
(фото 1,2,3) и добавила туда воды. Вода в банки добавляется т.к. реакции
гидролиза идут в ее присутствии. Опыт проводился в течение 3-х недель, т. к
это необходимое время для разложения органических остатков. По
окончании опыта содержимое банок исследовала под микроскопом для
выявления микроорганизмов, жизнедеятельность которых привела к
химическому разрушению органических веществ. Изменения, происходящие
с материалами в ходе проведения опыта, я фиксировала в таблице. В
дальнейшем
таблица
и
результаты
микроскопирования
были
проанализированы и сделаны выводы. (5)
Таб. №1 «Состав материала, взятого для опыта»
Биоразрушаемые компоненты
Биологически
устойчивые
компоненты
Остатки пищи (фрукты, хлеб), листочки Кусочки пластика, стекла.
деревьев и др.
Фото 1. Биоразлагаемые материалы.
Фото 2. Биоустойчивые материалы.
Фото 3. Смесь биоразлагаемых и биоустойчивых материалов.
Таб. №2 «Характеристика содержимого в опытных банках»
№
Длительность
бан- процесса/
ки
характер-ка
содержимого
1
Запах
Уровень
воды в банке, см
Высота содержимого, см
Вид содержимого
2
3
0 дней
7 дней
14 дней
21 день
Естественны
й
запах
продуктов
1,5см
Запах гниения
Сильный
гнилостный
запах
Запах почти
отсутствует
0,5 см
_
_
8,0 см
7,0 см
7,0 см
6,5 см
Кусочки
продуктов
Изменяют
свою
структуру
Много плесени
на субстрате и
стенках банки
Плесень
на субстрате
и стенках
банки
Отсутствует
Отсутствует
Запах
Отсутствует
(размягчаются)
Отсутствует
Уровень
воды в банке, см
Высота содержимого, см
Вид содержимого
1,0 см
1,0 см
0,8 см
0,8 см
8,0 см
8,0 см
0,8 см
0,8 см
Кусочки
пластика и
стекла
Запах
продуктов
1,5 см
Не изменился
Не изменился
Не
изменился
Не изменился
1,5 см
Слабый
гнилостный
1,0 см
Почти
отсутствует
0,7 см
8,0 см
8,0 см
8,0 см
7, 5 см
Кусочки
продуктов,
стекла,
пластика
Пищевые
продукты
«размягчились
»
Местами
появилась
плесень
Не
изменился
Запах
Уровень
воды в банке, см
Высота содержимого, см
Вид содержимого
По окончании 3-ей недели эксперимента, я исследовала содержимое банок
под микроскопом. Для этого изготовила препарат «раздавленная капля»
поочередно из каждой банки и рассматривала его под микроскопом с
объективом 10х и 40 х. Рассматривая препарат из банки №1 (биоразрушаемые
материалы) я обнаружила многочисленные клетки плесневых грибов, а также
простейших имеющих большие клетки с ядром и активно передвигающихся.
В препарате № 2 я не обнаружила микроорганизмов.
В препарате № 3 также обнаружила клетки плесневых грибов, простейшие
отсутствовали.
Фото 4. «Препараты, приготовленные из содержимого банок №1 и №2 под
микроскопом».
3. Выводы
Биоразрушение – это разрушение материала в результате деятельности
живых существ. Результаты моего исследования показывают, что
биоустойчивые материалы к которым относятся не только неорганические ,
но и органические, например – пластик, сохраняют свою структуру и почти
не оседают, а биоразрушаемые компоненты в процессе химических реакции
постоянно изменяют свою структуру, постепенно превращаясь в
растворимые компоненты и газы. Запах продуктов в ходе опыта постоянно
изменялся, что говорит об интенсивности протекания химических реакции.
Чем медленнее идет процесс, тем менее интенсивным будет запах. К концу
опыта запах практически исчезает, т.к. химическое разложение органических
остатков заканчивается. В банке №2 с биоустойчивыми компонентами
химическое разложение не протекало или протекало крайне медленно
(времени опыта для этого не достаточно), т.к. запах там отсутствовал на
протяжении всего опыта.
Химическое разложение крайне важно для человека и природы, т.к. оно
позволяет сделать сложные органические вещества более простыми и
доступными для многих групп живых организмов, а также возвращает
биогенные элементы в глобальные циклы. Для непрерывности
функционирования циклов важен баланс деструктивных и синтетических
процессов в живой природе. Сложные вещества должны быть синтезированы
живыми организмами, чтобы потом разрушаться до простых неорганических
соединений, которые только в таком виде могут быть использованы
первичными продуцентами. (1)
Список литературы:
1. http://www.bio.msu.ru/res/DictionaryAttachment/26/DOC_FILENAME/
MFK_2014_vesna_nevidimie_obitateli_3.pdf
2. Добровольская Т.Г. Структура бактериальных сообществ почв./ Т.Г.
Добровольская М.: ИКЦ «Академкнига», 2002, 282с.
3. Добровольский, Г.В. Функции почв в биосфере и экосистемах / Г.В.
Добровольский, Е.Д. Никитин. – М.: Наука, 1990. – 258 с.
4. Практикум по микробиологии: Учебное пособие для студентов
высших учебных заведений /А. И. Нетрусов, М. А. Егорова, Л. М.
Захарчук и др. под ред. А. И. Нетрусова М.: Изд. Центр «Академия».
5. Экология микроорганизмов: Учеб. для студ. вузов/А.И. Нетрусов,
Е.А. Бонч-Осмоловская, В.М. Горленко и др., под ред. А.И.
Нетрусова. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 272 с.