Интегрированное внеурочное мероприятие (биология + химия + информатика + экология) "Или мы победим мусор, или мусор победит нас"

"Главной целью прогрессивной технологии является нахождение способа производства полезного из отбросов".
Д.И.Менделеев

Цели:

• Показать влияние мусора на окружающую природу и жизнь человека.
• Показать разнообразие бытового и промышленного мусора.
• Определить проблемы утилизации мусора и возможные пути их решения.
• Способствовать воспитанию экологической культуры школьников. (Слайд 1)

Презентация.

Человек, окружающая природная среда, и ее загрязнение - понятия, тесно связанные между собой. Активное загрязнение окружающей среды привело к глобальной экологической проблеме - разрушению среды существования человечества.

- 20% населения Земли потребляют 80% природных ресурсов;

- 5000 человек ежедневно умирает из-за загрязнённой питьевой воды;

- 1 миллиард человек не имеет доступа к питьевой воде, безопасной по санитарным нормам;

- ежегодно с лица земли исчезает 13 миллионов гектаров леса;

- из-за глобального загрязнения вод нефтепродуктами, промышленными отходами и многими другими ядовитыми веществами, 75% рыбных ресурсов исчезло, исчерпано или находится под угрозой исчезновения. (Слайд 2)

До эры агломераций утилизация отходов была облегчена благодаря всасывающей способности окружающей среды: земли и воды.

Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, транспортировки, упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы для урожая будущего года.

Развитие промышленности привело к совершенно иной потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства. Появились и различные отходы производства. (Слайд 3)

Классификация отходов

• Отходы производства - все то, что образуется в процессе производства или после завершения его цикла, кроме продуктов в виде энергии или веществ - предметов производства.
• Отходы потребления - изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического (материального) или морального износа.
• Промышленные отходы потребления - машины, станки и другое устаревшее оборудование предприятий.
• Бытовые отходы - отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности людей и удаляемые ими как нежелательные или бесполезные.

К твердым бытовым отходам (ТБО) относят картон, газетную, упаковочную или потребительскую бумагу, всевозможную тару (деревянная, стеклянная, металлическая), вышедшие из употребления или утратившие потребительские свойства предметы и изделия из дерева, металла, кожи, стекла, пластмассы, текстиля и других материалов, сломанные или устаревшие бытовые приборы - мусор, а также сельскохозяйственные и коммунальные пищевые отходы - отбросы.

Особую категорию отходов (главным образом, промышленных) составляют радиоактивные отходы (РАО), образующиеся при добыче, производстве и использовании радиоактивных веществ в качестве горючего для атомных электростанций, транспортных средств (например, атомные подводные лодки) и других целей.

В последние годы возникла серьезная проблема загрязнения околоземного космического пространства твердыми фрагментами, так называемым космическим мусором, который образуют обтекатели последних ступеней ракет, различные детали стыковочных узлов, осколки космических аппаратов (КА). Спектр размеров этого мусора - от менее нескольких сантиметров до нескольких метров. В настоящее время общая масса космического мусора превысила 5000 т и продолжает увеличиваться. В последнее десятилетие в космос запускают ежегодно более 100 ракет, выводя на орбиту спутники связи, исследовательские спутники, спутники-спасатели поиска аварийных судов и самолетов системы космического спасения (КОСПАС), спутники-шпионы и др. Двигаясь с космическими скоростями, этот мусор обладает колоссальной кинетической энергией и становится угрозой для освоения космического пространства.

(Слайд 4)

Обычный мусор, накопившись в определенных местах, разлагается и выделяет спирты (C₄H₉OH) и альдегиды (C₃H₆O), в результате чего эти летучие вещества попадают через подвалы в жилые дома, при этом там они концентрируются в 300-800 раз выше нормы.

В воздухе над свалкой образуются токсины, которые просочились через почву. По большей части это спирты (алиловый превышает предельно допустимую концентрацию в 600 раз, метиловый в 50 раз). (Слайд5)

Таблица сроков разложения различных видов мусора (Слайд 6)

Сегодня основной экологической проблемой развитого государства является освобождение от мусора. В 2000 году ежегодные накопления мусора составили 193 миллиона тонн. (Слайды 7-8)

Утилизация мусора

Человечество использует три принципиально разных пути утилизации мусора:

1 - организация свалок,

2 - вторичное использование отходов,

3 - сжигание их.

Однако ни один из них нельзя признать абсолютно приемлемым!!!

Соотношение видов утилизации ТБО в различных странах, %

Особенно тяжело утилизировать неорганизованно выброшенный мусор, так как, помимо проблем, характерных для утилизации мусора вообще, возникает проблема сбора неорганизованно выброшенного мусора. (Слайд 9)

Свалки

Первая современная мусорная свалка с применением специальных инженерных сооружений открылась в Калифорнии (США) в 1937 году.

Свалки (особенно вокруг крупных городов) занимают огромные площади. Ядовитые вещества, оказывающиеся на свалках (в отработанных батарейках, аккумуляторах, термометрах и т.д., а также в гниющих пищевых отходах и разлагающихся пластмассах), проникают в подземные воды, которые часто используются в качестве источников питьевой воды, развеиваются ветрами по окрестностям и тем самым наносят ущерб окружающей среде. (Слайд10.)

Кроме того, в результате процессов гниения без доступа воздуха образуются различные газы (метан CH₄, этилен CH₂, сероводород H₂S, фосфид P₂H₆), которые также не освежают атмосферу вокруг свалки.

Некоторые продукты гниения (в первую очередь дифосфин Р2H4) способны самовоспламеняться, поэтому па свалках регулярно возникают пожары, при которых в атмосферу выбрасывается сажа, фенол, бензопирен и прочие ядовитые вещества.

Лэндфилл-газ (англ. landfill gas, сокращённо - LFG) - газ, образующийся в результате анаэробного разложения органических муниципальных отходов. На русский язык можно перевести как "газ мусорных свалок".

Гниение мусора происходит под воздействием бактерий, принадлежащих к двум большим семействам: асидогенов и метаногенов.

Асидогены производят первичное разложение мусора на летучие жирные кислоты, метаногены перерабатывают летучие жирные кислоты в метан CH₄ и диоксид углерода CO₂.

В результате лэндфилл-газ состоит из примерно 50% метана CH₄, 50% CO₂, включая небольшие примеси H₂S и органических веществ.

Лэндфилл-газ собирают, предотвращая загрязнение атмосферы, и используют в качестве топлива для производства: электроэнергии, тепла или пара, или в качестве автомобильного топлива.

Получение газа

Ha первом этапе создаётся принимающая ёмкость (котлован), рассчитанный на 10-20 лет пользования. На дне котлована укладывается слой глины толщиной 1 метр для предотвращения проникновения загрязненных вод в почву. В процессе строительства мусор вносится в котлован порциями в специальные ячейки, соответствующими суточной норме его поступления на свалку. Каждая такая ячейка высотой от 2 до 4 метров изолируется глиной от предшествующих и последующих.

После заполнения котлована мусором, его закрывают "кровлей" - глиной, плёнкой, засыпают землёй, сверху высаживают траву. Котлован оснащается инженерными сооружениями для отвода жидких и газообразных продуктов разложения мусора. В теле котлована закладываются скважины, трубы, устанавливается насосное оборудование. Полученный газ передаётся по трубопроводам на электростанции, котельные, печи обжига, микротурбины и т. д. Первые 2-3 месяца из закрытого котлована с мусором выходит, в основном, CO₂. Затем начинается выделение лэндфилл-газа, которое продолжается до 30-50лет. После 25 лет выработка метана начинает медленно сокращаться. После прекращения выработки газа территория, занятая котлованом, может быть вновь использована для повторного использования и переработки муниципального мусора. (Слайды 11-12)

Сжигание мусора

В несортированном мусоре находится пластмасса и другие хлорсодержащие вещества. Как только этот самый хлор попадает в мусоросжигалку, образуются диоксины (хлорорганическое соединение, не подвергающееся разложению в течение 10-15 лет, сильный мутаген и канцероген, один из сильнейших синтетических ядов, доза которого в 10"⁶ г смертельна для человека). Их ничем нельзя остановить. Для того чтобы уменьшить их образование, можно увеличить температуру сжигания, однако то, что получится на выходе, будет ещё более опасным для человека. (Слайд 13)

тетрахлордибензодиоксин

Диоксины представляют собой огромную проблему, и это выявила практика работы мусоросжигательных заводов в Англии, Германии, во Франции и т.д. Всего в Европе действовало около 400 мусоросжигательных заводов, однако сейчас западноевропейские страны отходят от их использования.

Люди выбрасывают в мусор батарейки и прочее отслужившее свой срок имущество. А это тяжёлые металлы (Co, Ni, Cn, Pb). Если весь мусор сжигать, то в результате выбросов на территориях, расположенных по ветру на много километров вокруг мусоросжигательных заводов, в разы увеличивается количество раковых заболеваний, случаев возникновения аллергии, также в разы падает иммунитет у населения.

Всё это и привело страны Западной Европы и США к выводу, что мусоросжигание неподготовленного мусора - это удавка. (Слайды 14-15)

Рециклизация (вторичное использование) ТБО

Вторичное использование ТБО - весьма эффективный способ решения проблемы мусора, но для этого необходимо изменить привычное поведение людей, поскольку требуется сортировать хозяйственный мусор, собирая отдельно металл, бумагу и стекло.

Именно сортировка ТБО позволяет вторично их использовать:

• непосредственно после соответствующей санитарной обработки;
• после переработки как источник сырья с минимальными экологическими потерями и сравнительно небольшими экономическими затратами.

В первом случае речь идет о многоразовой таре, прежде всего стеклянной. Ещё 30 лет назад пищевые продукты продавали в стеклянной таре и бумажной упаковке. Практика показывает, что помимо снижения расхода исходного сырья мы имеем значительную экономию электроэнергии, а значит, и топлива для ее производства. На мытье бутылки затрачивается меньше энергии, чем на то, чтобы ее расплавить и сделать из полученного материала новую бутылку

Во втором случае речь идет об использовании рассортированных отходов в качестве вторичного сырья. Например, макулатура (бумажная и текстильная) является отличным вторичным сырьем в бумажном производстве, способствуя одновременно уменьшению вырубки лесов (1 млн. т бумажной макулатуры сохраняет от вырубки 60 га леса); из 120-130 т консервных банок можно получить 1 т олова, что эквивалентно добыче и переработке 400 т руды.

До перестройки было принято собирать макулатуру и металлолом. Это значительно экономило природные ресурсы.

В последнее время найдены новые возможности для использования старых шин. Одна из них, особенно ценная в периоды роста цен на нефть,- пиролиз шин. При высокой температуре резина шин разлагается на горючий газ, жидкое горючее, сталь и сажу, а эти материалы могут быть полезными. Шины можно использовать и как горючее, например, в цементной промышленности, где они заменяют дорогостоящее топливо. Старые шины пригодны и для многих других целей, например для строительства дамбы, из них можно делать основание дорог, шумозащитные стены вдоль шоссе. Их опускают связками в море, чтобы в качестве искусственных рифов они служили местами размножения рыб. Из старых шин получают гранулы резины, используемые для покрытия полов и для сооружения беговых дорожек на стадионах, для прессования звукоизоляционных плит и резинотехнических изделий. Эти гранулы, кроме того, вводят в состав бетона и битума при строительстве дорог.

Биотехнологии утилизации ТБО применяют в небольших масштабах (исключение составляют Франция, Швеция, Нидерланды). Компостирование представляет собой биохимический процесс разложения органической части ТБО микроорганизмами. Естественно, что компостированию должна предшествовать тщательная сортировка ТБО. Компост содержит не очень большое количество питательных веществ по сравнению с другими видами удобрений, однако он способствует улучшению почвенной структуры. Основной его недостаток - присутствие таких элементов, как свинец, цинк, медь, и других загрязняющих почву. (Слайд 16)

Мусор в Братске

3 года в Братске действует общественная негосударственная некоммерческая организация "Мусора. Больше. Нет". Лидер Братского отделения МБН - Платон Терентьев, студент БрГУ. Сейчас в России около 10 отделений МБН.

Организация занимается развитием культуры через проведение акций по уборке мусора и посадке деревьев. Участвует в экологических фестивалях и конференциях, продвигает принцип залоговой стоимости тары, сажает леса.

Лозунг организации "В первую очередь научитесь уважать себя и свой дом!" (Слайд 17)

Летом 2007 члены МБН начали проводить акции по уборке мусора. Чистили парки в Энергетике, пляжи. Боролись с непорядочными владельцами летних кафе, которые выбрасывали мусор в лес.

За три года провели около 20 акций, летом 2009 г. - пять. На мероприятия приходило иногда три человека, иногда четыре. В последний раз собралось 20 человек, хотя было очень холодно. Во время последней акции 15 ноября сделали скульптуру некоего монстра из мусора и прокатили ее по городу.

Идет небольшой эксперимент - постоянно убирается участок (парк возле площади ДИ "Энергетик"). (Слайд 18)

Перечень городов Российской Федерации с максимальным уровнем загрязнения атмосферы

Пути решения проблем мусора:

1. Выбор оптимального места для полигона по утилизации бытовых отходов, общая свалка должна находиться за пределами поселений, не в водоносной зоне.
2. Ликвидация мусора на несанкционированных свалках в пределах жилой зоны.
3. Контроль со стороны Администрации за процессом вывоза мусора в установленное место. Установка штрафов за нарушения.
4. Отчисление предпринимателями и предприятиями денежных средств за использование местной свалки.
5. Сортировка мусора при его сборе на разные виды для последующей переработки.
6. Замена пластиковой тары на тару, пригодную для последующей переработки.
7. Воспитание культуры поведения - каждый должен помнить: "Чисто не там где метут, а там, где не сорят". Воспитывать культуру надо с раннего детства в семье. В школе необходимо ввести уроки экологии.
8. Государству выделять больше средств на разработку решения задач по проблеме утилизации мусора. (Слайд 19)