В данном тексте ниже дана краткая справка о возможностях разложения некоторых видов отходов в природных условиях и предложены методики проведения практических исследовательских занятий со школьниками в начальной школе для изучения биоразложения отходов.

Если вы работаете с детьми и делаете исследовательские проекты по экологии, то этот материал будет вам полезен.

Что такое биологическое разложение или биодеградация? 

Это разрушение сложных веществ до простых соединений в результате деятельности организмов-редуцентов. Сами организмы могут быть разных размеров: от видимых невооружённым глазом (грибы-трутовики, дождевые черви) до микроскопических (бактерии). Биоразложение лежит в основе круговорота веществ, оно позволяет сложным большим соединениям распадаться сначала на менее сложные (так, например, крахмал распадается до глюкозы), а потом до простых (таких как углекислый газ и вода). 

Биоразлагаемый пластик разлагается в природе? 

Обычно пластик производят из веществ, выделяемых из угля, нефти или природного газа – невозобновляемых полезных ископаемых. Синтетические молекулы пластика очень устойчивы в окружающей среде и почти не разлагаются живыми организмами. Поэтому практически весь произведённый когда-либо пластик продолжает пребывать на Земле: он лежит на свалках, в лесах, реках. До 80 % отходов в мусорных островах в океанах приходится на пластик. 

Стремясь сделать пластик более способным к разложению в природе, учёные стали встраивать в его состав различные добавки. Эти добавки встраиваются в молекулы пластика и соединяют их части между собой. Представьте себе лоскутное одеяло: сами лоскуты — это части молекулы пластика, а связывающие лоскуты нити — это специальные добавки. Под действием солнца и осадков добавки разлагаются, и молекула пластика распадается на кусочки. Кусочки эти настолько маленькие, что их видно только в микроскоп; по размеру они сопоставимы с планктоном, мельчайшими организмами. Такие кусочки называются микропластиком. Невооружённым глазом изделие из пластика не видно — кажется, что оно разложилось в природе, как это происходит с остатками растений. Но на самом деле изделие распадается на мельчайшие пластиковые частички, которые в дальнейшем не разрушаются до простых веществ. 

Микропластик начинает мигрировать по пищевым цепочкам и накапливаться в организмах. При этом учёными разработаны и другие пластики — растительные. Их получают из кукурузы, картофеля, сахарного тростника и других растений. Молекулы таких биопластиков привычны для разлагающих микроорганизмов, поэтому быстрее подвергаются распаду. Таким образом, синтетические пластики из нефти, угля и газа не подвергаются биологическому разложению, а биопластики из растений способны разлагаться.

Будет ли биопластик разлагаться на свалке? 

Для разложения биопластиков так же, как и пищевых отходов, нужны условия компостирования (рыхлость, аэрация, нейтральный уровень кислотности и другие), которые создаются в природе, но отсутствуют на свалке. Процесс разложения на свалке может идти, но значительно медленнее.

Почему мусор на свалке накапливается, а не разлагается? 

Условия на мусорных полигонах не являются природными. Когда свалка становится большой, несколько метров в высоту, то в её толще складываются особые условия: недостаток кислорода, влаги, аэробных (дышащих кислородом) микроорганизмов. Такие условия затрудняют процессы естественного разложения, поэтому даже пищевые отходы могут долгое время не разлагаться или мумифицироваться, а газетный лист позволит без труда прочесть статью сорокалетней давности. Конкретные особенности свалки отличаются на разных полигонах разных климатических зон - это значит, что мусор на севере будет храниться и не разлагаться
дольше, чем на свалках в южных регионах. 

Сравним результаты эксперимента со сроками разложения отходов на полигоне.

Допустим усреднённые условия: отходы находятся в толще свалки на глубине более 2 метров; влажность полигона средняя (около 25 %); величина рН (кислотность среды), содержание кислорода, водорода, микроэлементов оптимальны для развития микроорганизмов-редуцентов. Сроки распада материалов в этих условиях:

• Бумага офисная — 7 лет, вощёная — 15 лет, газеты, гофрокартон — 25 лет.
• Стекло — около 1000 лет.

Данные о распаде пластика до микропластика очень вариативны — зависят от химического состава пластмасс и условий разложения, и разнятся от нескольких месяцев (в условиях морской воды, яркого освещения и температуры выше 20 °C) до нескольких сотен и даже тысяч лет.

Информационная справка подготовлена Беляевой Лидией Николаевной.