Исследование биогумуса и биоконцентрата, получаемых в результате перегнивания органических отходов

Вопрос о перегнивании органических веществ достаточно актуален на сегодняшний день. Известно, что разнообразные очистки, кожура, пищевые отходы, помимо углекислого газа, выделяют огромное количество токсичных веществ (оксиды серы, сероводород, меркаптаны и прочие химические соединения). Все эти вещества опасны для здоровья человека и несут вред окружающей среде. Перегнивание органических веществ способствует получению специальной почвы и раствора, которые будут полезны обществу, а также совершенно бесплатны.

Для решения проблемы переработки органических отходов наша школа объединила усилия с детским садом № 50 и разработала социально значимый проект. Выбор детского сада № 50 не был случайным, так как это дошкольное учреждение, единственное в городе, имеет многолетний опыт работы по раздельному сбору твердых бытовых отходов. Воспитанники детского сада знают о том, что мусорить плохо, а также о том, как мусор может повлиять на чистоту Земли в целом. Чтобы не допустить экологической катастрофы и внести в спасение планеты свой, пусть и небольшой, вклад, полезную привычку сортировать мусор и сдавать вторсырье на переработку, малыши привили и своим родителям. Уже многие семьи детского сада заменяют одноразовые вещи многоразовыми и переходят на раздельные контейнеры. Подобная практика пока не коснулась утилизации органических отходов. Немногие знают, что пищевые отходы в короткие сроки становятся опасными для человека и окружающей среды, а их переработка может превратиться в полезное удобрение, даже в условиях детского сада.

На сегодняшний день, способов утилизации пищевых отходов в городе Златоусте нет. Городская свалка закрыта, а вся органика поступает на полигон с общим потоком ТБО, но ресурсы ограничены.

Основная идея проекта заключалась в сборе пищевых отходов детьми, родителями, сотрудниками детского сада с целью их дальнейшей утилизации и получения органического удобрения.

Все участники проекта были обеспечены ЭМ-ведрами, которые они использовали дома для складирования в них измельченной кожуры, очисток от овощей и фруктов. После наполнения ЭМ-ведра родители приносили их в детский сад в назначенное время. Материал и конструкция ведра, имеющая герметичную крышку, позволяют хранить в нем пищевые отходы без запаха в течение 14 дней. В детском саду все принесенные органические отходы помещались в ЭМ-контейнер.

ЭМ-контейнер — это специальная емкость объемом 15 литров, имеющая внутреннюю и наружную крышки. С помощью этого контейнера из кухонных отходов можно получить ЭМ-компост и ЭМ-удобрения в жидком виде. Полученную жидкость можно сливать при помощи крана, расположенного внизу емкости. Эту процедуру мы проводили каждые 2–3 дня. Полученную жидкость рекомендуется использовать в качестве подкормки для растений, а заферментированные отходы применять в качестве удобрений. Для лучшей сохранности жидкие и твердые удобрения лучше подвергнуть заморозке до весны. Таким образом, ЭМ-контейнер можно назвать минифабрикой, которая производит полезные органические удобрения в течение всего года.

ЭМ-контейнер не единственный способ утилизации пищевых отходов.Врамках реализации проекта также был использован вермикомпостер, который вызвал большой интерес у детей. Данный способ утилизации является сегодня одним из направлений развития профессии вермифермер, которую, возможно, кто-то из воспитанников детского сада выберет в будущем.

В вермикомпостере имеются специальные ящики, заполненные субстратом, в котором живут компостные черви. Вермикомпостер разделен на несколько уровней. В верхнем лотке находятся черви, а нижний лоток предназначен для сбора жидкости, получаемой после компостирования отходов от фруктов и овощей.

Для компостирования можно использовать специально выведенных калифорнийских червей, компостных червей и так называемых червей для рыбалки. Поедая любые растительные отходы, они переваривают их в биогумус и вермичай — натуральное удобрение. Биогумус и вермичай можно использовать для подкормки комнатных растений, которых в саду множество. А летом вырастить пышные цветущие клумбы и свежую сочную зелень.

В ходе практической части нашего исследования мы провели химический анализ биогумуса. Было взято две пробы биогумуса: первая — почва, полученная в результате перегнивания продуктов, приобретенных в торговой сети; вторая — почва, полученная при перегнивании продуктов, выращенных на садовом участке. Для этого сначала была изготовлена почвенная вытяжка. Результаты эксперимента позволяют сделать вывод, что биогумус — это почва, наполненная химическими веществами, способная улучшить рост и развитие растений. Лучшие результаты дала вторая проба. Данная почва является хорошей альтернативой удобрениям, а ее производство не требует финансовых затрат (см. табл.1).

Химический состав биогумуса

Следующим этапом работы было изучение биоконцентрата, полученного при перегнивании органических отходов в специальных контейнерах. Было приготовлено несколько разведений биоконцентрата. Наилучшими показателями по шкале рH оказались 1/1000, 1/10000, так как в них не наблюдается сильного сдвига в кислую сторону (рис. 1).

Рис. 1. Определение рH биоконцентрата

Далее мы провели оценку положительного влияние биоконцентрата на рост растений. Было испытано 10 образцов, один из которых был контрольным. В одинаковые образцы грунта были рассажены семена бархатцев. Полив всходов проводился разными концентрациями биоконцентрата (см. табл. 2).

Таблица 2

В лияние биоконцентрата на рост растений

Проанализировав показатели таблицы, мы определили 3 наилучших концентрации: 1:10; 1:1000; 1:10000. Процентное содержание растений во всех образцах равно 100 %, а доля проросших и выживших равна между собой. В течение эксперимента велся дневник наблюдений. Просмотрев записи с 27 по 29 мая, мы определили, что наилучшей концентрацией является 1:1000, так как у образца номер 6 замедленное цветение (нет ни одного бутона), у образца номер 9 появился 1 нераскрывшийся бутон, а в образце номер 8 распустился 1 цветочек (см. рис. 2).

Рис. 2. Результат полива биоконцентратом с концентрацией 1:1000

Проведенные в рамках проекта исследования позволяют сделать вывод, что биогумус — это почва, наполненная химическими веществами, способная улучшить рост и развитие растения. Данная почва является хорошей альтернативой удобрениям, к тому же бесплатной.

В результате эксперимента нам удалось выяснить, что поливать растения просто биоконцентратом нельзя, нужно обязательно разбавлять его водой. Лучшей концентрацией для благоприятного роста растений считается 1:1000. Такой раствор можно смело назвать удобрением из легкодоступных, повседневных продуктов.

Литература:

1. Химико-экологический практикум с применением портативного оборудования (8–11 класс): методическое пособие для учителя / Сост.: А. Г. Муравьёв, Е. К. Орликова, И. П. Кондратюк, В. Л. Киселёва, Е. Б. Кравцова, А. Г. Богачёва; под ред. к.х.н. А. Г. Муравьёва. — СПб.: Крисмас+, 2020. — 224 с.: ил.; табл.; прил.
2. Киселёва В. Л., Степанова Н. Е., Фёдорова Д. Н., Грянченко М. В. Основы прикладной и экологической химии (8–9 класс). Учебное пособие для учащихся — СПб.: Крисмас+, 2021. — 176 с.: ил.; табл.; прил.
3. Киселёва В. Л., Воробьёв, В.О., Грицай Д. С., Грянченко М. В. Основы аналитической химии. Титриметрия. (10 класс). Учебное пособие для учащихся — СПб.: Крисмас+, 2022. — 176 с.: ил.; табл.; прил.
4. Интернет-ресурс группы компаний «КРИСМАС» (специализированные изделия для экологического и предметного практикума)
5. Интернет-ресурс учебного центра «КРИСМАС»