Средняя общеобразовательная школа № 000
с углубленным изучением математики,
Калининский район
Учебно-исследовательская работа
Тема: «МУСОР В НАШЕМ ДОМЕ
(ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ОТХОДОВ
ПОТРЕБЛЕНИЯ В СВОЕЙ СЕМЬЕ)»
Работу выполнил:
учащийся 5-1 класса
Тагилов Владимир
Руководитель работы:
Учитель биологии
Консультант:
Советник директора
ВНИИ Экология, к. т.н.
СПб 2014
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………………..3
1. Обзор литературы по теме исследования…………………………….5
1.1. Развитие и масштабы проблемы отходов потребления……………5
1.2. Норма образования отходов потребления в Санкт-Петербурге….7
2. Методика и результаты исследования……………………………….8
2.1. Методика исследований……………………………………………..8
2.2 Результаты исследований……………………………………………11
2.3 Обсуждение результатов исследований…………………………….13
Заключение………………………………………………………………..14
Список использованных источников и литературы……………………16
Приложение Рабочая тетрадь исследовательского проекта….……….17
ВВЕДЕНИЕ
Одна из важнейших проблем экологии – это образование и неконтролируемое размещение в окружающей среде отходов потребления, образующихся в результате обыкновенной человеческой жизнедеятельности.
Отходы потребления – это изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа. К отходам потребления относятся и твердые бытовые отходы, образующиеся в результате обычной жизнедеятельности людей [1].
В настоящее время вопрос изучения мусорных отходов и методов их обезвреживания выделился в отдельное научное направление экологии гарбология (от англ. garbage «мусор») - мусороведение, или мусорология [2].
При наблюдении можно определить виды и объемы образования отходов потребления (твердых бытовых отходов), которые обычно называют мусором. Такие отходы скапливаются в каждой квартире, а также в любом учреждении, школе, офисе, торговом предприятии и т. д.
Количество отходов, образующихся на расчетную единицу (человек - для жилищного фонда; одно место в гостинице; 1 м2 торговой площади для магазинов и складов и т. д.) в единицу времени (день, год) называется «нормой накопления (или образования) отходов» [2]. Нормы образования отходов определяют в единицах массы (кг) или объема (л, м3). Нормы образования отходов являются влияют на стратегию управления отходами потребления любого города. Действительно, только имея достоверную информацию о количестве накапливающихся в городе отходов, об их компонентном (морфологическом) составе и свойствах, можно грамотно планировать выбор методов сбора, обезвреживания и утилизации. Также, на основании данных о нормах образования отходов производится начисление коммунальных платежей за вывоз отходов, которые наши родители ежемесячно уплачивают городским службам.
В связи с этим, вопрос изучения нормы образования отходов и их состава в своей собственной семье является очень важным, актуальным вопросом для понимания вклада каждого человека в общемировую проблему борьбы с мусорными отходами.
Целью исследований является определение массы и компонентного (морфологического) состава отходов потребления, образующихся в своей семье, провести сравнительный анализ образования отходов потребления в своей семье с литературными (справочными) данными.
В результате исследований предполагается приобрести следующие знания:
- понимание сколько образуется бытовых отходов и из чего они состоят;
- сравнить удельное образование отходов в своей семье с утвержденной нормой образования отходов, на основании которой рассчитывается плата за вывоз отходов;
- понимание того, что можно сделать для снижения объемов вывоза отходов из городских квартир на свалки и улучшения экологического состояния городской среды.
Предмет исследования – количество и состав отходов, образующихся в моей семье. Объект исследования – отходы, образующиеся в моей семье.
Исследования проводились в октябре 2013 года.
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Развитие и масштабы проблемы отходов потребления
Развитие проблемы роста отходов человеческой деятельности очень интересно описано в книге Катрин де Сильги «История мусора: От средних веков до наших дней» [1].
История отходов неотделима от пути, проделанного людьми и цивилизациями. В доисторические времена наши предки не удаляли из пещер остатки жизнедеятельности, и те понемногу загромождали жизненное пространство. Приходилось отправляться на поиски новых убежищ. Когда нормой стал оседлый образ жизни, они доверили утилизацию отходов природе, зарывая их либо скармливая свиньям и другим домашним животным. Этот цикл переработки нарушился с приходом урбанизации и эволюции отходов, в которых доля органики постоянно уменьшалась. Отходы, превращаясь в мусор, в отбросы, совершенно потеряли хозяйственную ценность.
Почти целую тысячу лет западные города (города Западной Европы) оставались неимоверно грязными. Горожане вынуждены были приспосабливаться к близости зловонных нечистот. Выбрасываемые через окна и двери, те скапливались на путях прохода и проезда. Иногда их вывозили на свалки, расположенные за границами людских поселений. Когда же в силу возрастания числа жителей города расширялись, они включали в жилое пространство и окрестности с напластованиями отходов, скопившихся при жизни предыдущих поколений.
Представители городской власти пытались избавиться от отбросов, оставляемых подлежащими их попечению поселянами. Однако уборка скоплений городских (в частности, парижских) нечистот наталкивалась на стойкое нерадение жителей. Только после открытия Пастером главных способов распространения заразных болезней (к которым были отнесены и мусорные отходы) гигиенистам и их адептам удалось частично справиться с нечистотами. Отныне выбрасывание их в места прохода и проезда людей было запрещено. Наука и техника содействовали появлению новых методик обеззараживания. Постепенно города обзаводились источниками питьевой воды и канализационными стоками, а также организовали сбор и обработку отходов.
В настоящее время в России ежегодно образуется порядка 130 млн тонн отходов, из них только 5% перерабатывается, остальные же вывозятся за пределы населенных пунктов – на захоронение. В местах захоронения отходов при больших городах образуются огромные горы мусора (как например, представлено на рисунке 1, кадре из фильма «Свалка»/«Waste Land»), которые десятилетиями отравляют окружающую среду в местах их расположения.
Рисунок 1 Вид на неорганизованную свалку
(кадр из фильма "Свалка" - http://www. vokrug. tv/photo/product/Waste_Land)
Норма образования отходов потребления в Санкт-Петербурге
Распоряжением Комитета по тарифам Санкт-Петербурга от 01.01.2001 N 30-р «Об утверждении нормативов образования твердых бытовых отходов населением, проживающим в жилищном фонде Санкт-Петербурга» с 01.08.2008 утверждены нормы образования ТБО населением, проживающим в жилищном фонде Санкт-Петербурга, из расчета на одного человека в год. В соответствии с данным Распоряжением объем образования ТБО (исключая крупногабаритные отходы) составляет 1,54 куб. м в год или 289 кг в год, плотность 187,5 кг/куб. м.
На основании изучения «Региональной целевой программы по обращению с твердыми бытовыми и промышленными отходами в Санкт-Петербурге на период 2012 - 2020 годов» [4] можно сделать заключение, что в настоящее время в результате жизнедеятельности населения, организаций и предприятий Санкт-Петербурга образуется 9700 тыс. м3 ТБО в год или 1700 тыс. тонн.
В настоящее время лишь некоторая часть ТБО, образуемых в Санкт-Петербурге, перерабатывается на двух производственных площадках специализированного мусороперерабатывающего завода, основная же часть ТБО размещается на полигонах по захоронению ТБО без переработки.
2 МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Методика исследований
В качестве основной методики исследований приняты «Рекомендации по определению норм накопления твердых бытовых отходов для городов РСФСР» [5]. Рекомендации предназначены для жилищно-коммунальных и других организаций, планирующих и осуществляющих работы по сбору, удалению и обезвреживанию твердых бытовых отходов, определяющих потребность в машинах, механизмах и оборудовании для этой цели, мощность сооружений и предприятий для обезвреживания и переработки отходов.
Методика определения норм накопления твердых бытовых отходов, изложенная в «Рекомендациях … » [4] предназначена для определения количества накапливающихся и фактически удаляемых отходов.
Основным показателем при определении норм накопления отходов является их масса. Замеры проводятся в течение 7 дней (без перерыва) независимо от периодичности вывоза отходов.
Для проведения исследований в бытовых (квартирных) условиях использовалось следующее оборудование:
- весы настольные марки «IKEA» с точностью взвешивания до 1 грамма и пределом измерения 3000 грамм (рисунок 2.1, а);
- перчатки резиновые (рисунок 1.1, б).
|
|
а) | б) |
Рисунок 2.1 Оборудование для выполнения измерений:
а) - весы настольные марки «IKEA»; б) – перчатки резиновые.
В связи с тем, что в нашей семье принят раздельный сбор биоразлагаемых отходов для компостирования (в основном, пищевых отходов) и прочих смешанных отходов, выносимых в контейнер (за исключением качественной бумаги, сдаваемой в макулатуру), для изучения были выделены и отсортированы в процессе измерений следующие компоненты отходов:
- пищевые отходы |
- смешанные отходы, в т. ч.: |
- стекло |
- пластик |
- бумага, картон |
- текстиль |
- дерево |
- полиэтилен, упаковка |
- металл |
- прочее (мелкие отходы) |
В процессе измерений на протяжении 7 дней была определена суточная масса накопления каждого из компонентов отходов и их общий вес. Пример организации взвешивания отсортированных отходов (компонент «пластик») на настольных весах марки «IKEA»показан на рисунке 2.2 а).
Ежедневные записи результатов измерений на протяжении 7 дней производились в дневник исследований (рисунок 2.2 б), копия дневника исследований приведена в приложении).
|
|
а | б |
Рисунок 2.2 Выполнение ежедневных измерений:
а – взвешивание отсортированных отходов (компонент «пластик»);
б – ведение дневника исследований.
Обработка результатов исследований проведена с использованием программы «Excel» (электронные таблицы) пакета Microsoft Office, в котором была создана база данных результатов исследований и обработаны полученные результаты.
Среднее суточное значение массы измеренного отхода (или его компонента) Gcc (грамм) определено по формуле 2.1:
| (2.1) |
где Gо – общая масса измеренного отхода (или его компонента), грамм;
n – число проживающих, человек; а – число дней измерений (суток).
Далее, по формуле 2.2 была определена годовая норма образования отходов (либо их измеренных компонентов) Gгод (грамм):
(2.2) |
Для более наглядного представления полученные результаты по количественному содержанию отдельных компонентов отходов в их общей массе будут представлены в графическом виде в виде долей окружности.
2.2 Результаты исследований
Результаты измерений массы образования отходов потребления приведены в таблице 2.1, результаты расчетов норм образования отходов потребления на одного человека (члена семьи) приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.1 - Результаты измерений общей массы образования отходов
потребления и компонентного состава отходов
Таблица 2.2 - Результаты расчетов образования отходов потребления
на одного человека
На рисунке 2.1 показана диаграмма основного компонентного состава отходов потребления, образующихся в нашей семье.
Рисунок 2.1 – Основной компонентный состав отходов потребления
2.3 Обсуждение результатов исследований
Основным результатом выполненных исследований является установление значения годовой нормы накопления отходов потребления в нашей семье на одного человека, которое составило 120 кг/год (0,329 кг/сут.). Действующая в г. Санкт-Петербург норма накопления ТБО составляет 289 кг/год. Полученное в результате нашего исследования значение годовой нормы накопления отходов потребления значительно (почти в 2,5 раза!) меньше значения, утвержденного в городе Санкт-Петербург, однако, в рамках нашего исследования не были учтены некоторые виды образующихся в семье отходов, в частности - качественная бумага (накапливаемая для сдачи в макулатуру), также в этот период в нашей квартире не проводились ремонты, приводящие к образованию больших объемов отходов.
Общее годовое образование отходов потребления нашей семьи может быть оценено на уровне порядка 120 кг/год * 5 чел. = 600 кг/год, из которых 40,7% (244,2 кг/год) составляют биоразлагаемые пищевые отходы, которые мы вывозим на приусадебный участок для компостирования.
Остальная масса отходов состоит из следующих основных компонентов:
- стекла (31,1% или 186,6 кг);
- бумаги с картоном (9,5% или 57 кг);
- пластика (5,8% или 34,8 кг);
- полиэтилена и упаковки (4,7% или 28,2 кг);
- текстиля (1,5% или 9 кг);
- прочих отходов (мелкие отходы и неучтенные отходы) – 6,5% или 39 кг.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Образование отходов потребления в результате обыкновенной человеческой жизнедеятельности ведет к возникновению одной из важнейших проблем экологии, связанной с размещением (захоронением) этих отходов.
Для понимания масштабов этой экологической проблемы и выработки мероприятий по ее решению необходимо получить знания об образовании и составе отходов потребления.
Проведенные нами исследования позволили установить, что годовая норма накопления отходов потребления в нашей семье на одного человека составляет 120 кг/год, на всю семью из 5 человек – 600 кг/год.
На основании изучения компонентного состава отходов, и собственного опыта компостирования отходов, установлена целесообразность внедрения следующей схемы обращения с отходами.
1. В составе отходов потребления нашей семьи основную массу занимают пищевые отходы, стекло и бумага с картоном, поэтому первоочередным мероприятием, для снижения массы отходов потребления, вывозимых на захоронение можно считать раздельный (двухкомпонентный) сбор, с последующим компостированием биоразлагаемых пищевых отходов, которое возможно организовать даже на собственных загородных (приусадебных, дачных) участках с получением ценного удобрения - биокомпоста. В условиях нашего эксперимента это мероприятие позволяет снизить массу захораниваемых отходов на 40,7 %.
2. Остальная часть отходов (оставшиеся 100,0 – 40,7 = 59,3 %) могли бы быть направлены на мусоросортировочные станции, где было бы возможным отсортировать 5 основных фракций из «смешанных», и относительно чистых, отходов (стекло, бумагу с картоном, пластик, полиэтилен и упаковку, текстиль) и выделить еще (31,1+9,5+5,8+4,7+1,5)=52,6%.
3. Оставшуюся часть отходов (6,5%) отправить на захоронение.
Таким образом, можно было бы сократить поток отходов на захоронение практически в 20 раз и попутно получить много ценных компонентов, таких как биокомпост и сырье для изготовления продукции (стекло, бумага, картон, пластик, полиэтилен и упаковка, текстиль).
Поставленная цель исследования достигнута.
В качестве целей дальнейших исследований могут быть определены:
- исследование сезонных изменений количества и состава отходов, образующихся в моей семьей; исследование процессов биокомпостирования разлагаемых отходов в условиях компостной ямы на приусадебном участке и подбор эффективных препаратов; изучение существующих в г. Санкт-Петербург мощностей по переработке отходов; исследование образования крупногабаритных отходов в моей семье на протяжении длительного промежутка времени.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
1. Экологический словарь. http://dic. academic. ru, 07.11.2014 г.
2. Википедия — свободная энциклопедия. http:// http://ru. wikipedia. org, 07.11.2013 г.
3. История мусора: От средних веков до наших дней /Катрин де Сильги; пер. с фр.: И. Васюченко, Г. Зингер. – М. : Текст, 2011. – 279 с.
4. Региональная целевая программа по обращению с твердыми бытовыми и промышленными отходами в Санкт-Петербурге на период 2012 - 2020 годов (утверждена постановлением Правительства Санкт-Петербурга от 01.01.01 г. N 524).
5. Рекомендации по определению норм накопления твердых бытовых отходов для городов РСФСР. Утв. Зам. Министра ЖКХ РСФСР 9.03.1982.
Приложения
Рабочая тетрадь исследовательского проекта
