Проекты

Установка для переработки углекислого газа

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Экология и природопользование»

Направление работы: Экология
Авторы работы: ГБОУ «Школа № 167 имени Маршала Л.А. Говорова»
Предметы: Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

На данный момент в мире существует множество проблем, которые вызваны загрязнением окружающей среды промышленными выбросами. Одним из главных загрязнителей атмосферы является углекислый газ. Например, легковой автомобиль вырабатывает 6 килограммов углекислого газа из 10 литров топлива, на все человечество приходится около миллиарда эксплуатируемых легковых автомобилей.

Углекислый газ отрицательно влияет как на окружающую среду, способствуя глобальному потеплению, так и на человека, вызывая головные боли, ухудшение внимания, повышение давления и так далее.

В связи с этим авторами было принято решение создать прототип установки, способной переработать углекислый газ в кислород на основе фотосинтеза одноклеточной водоросли «Хлорелла Обыкновенная».

Цель

Создание прототипа установки, перерабатывающей углекислый газ в кислород, для квартир домов, расположенных рядом с местами, где воздух загрязнен углекислым газом.

Задачи

1. Изучить особенности жизнедеятельности и выращивания водоросли – хлорелла обыкновенная.

2. Разработать конструкцию установки.

3. Определить необходимые материалы.

4. Создать установку.

5. Проверить эффективность.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

  • бутылка с пластиковой крышкой, 3 л
  • компрессор для аквариума Jebo 250,
  • Barbus светильник подводный 4 Вт, 25 см,
  • шланг силиконовый для аквариума, 5 мм,
  • суспензия хлореллы Био-комплекс 250 мл,
  • Fertica люкс, 20г,
  • аэратор,
  • канцелярский нож.

Описание

Автор изучил строение аналогичных установок (биореактор МКС), использующих фотосинтез одной из самых распространенных и неприхотливых водорослей – Хлореллы Обыкновенной (одноклеточная зеленая водоросль), для переработки углекислого газа, который выделяет человек при дыхании, в кислород.

Автор разработал собственную конструкцию, представляющую собой стеклянную емкость с раствором, содержащим взвесь водоросли. В емкость при помощи аквариумного компрессора и силиконового шланга поступает воздух из помещения, насыщая раствор углекислым газом, водоросли осуществляют фотосинтез под действием света лампы, погруженной в суспензию, в результате фотосинтеза углекислый газ перерабатывается в первичную органику, происходит выработка кислорода, и кислород выделяется в помещение.

После создания установки автор отдал на пробу прототип установки семьям из нескольких квартир, расположенных рядом с шоссе. По истечении 1 месяца автор провел опрос, в результате которого выяснил, что у людей стала реже появляться головная боль и головокружение (наличие таких недугов может говорить о повышенном содержании углекислого газа).

Был проведен еще один эксперимент: в комнате площадью 15 м2 замерили уровень содержания углекислого газа с помощью специального прибора – газоанализатора. Прибор показал 900 ppm. Автор остался в этом помещении на 8 часов с закрытыми окнами и дверями и по прошествии этого времени замерил уровень содержания углекислого газа. Прибор показал 1300 ppm (норма – 700 ppm, с 2000 ppm начинается головная боль, хроническая усталость и т.д.). Далее, после 24 часов беспрерывной работы прототипа установки автор произвел повторный замер уровня содержания углекислого газа – прибор показал 750 ppm.

Результаты работы/выводы

  1. Был создан прототип установки, которая перерабатывает углекислый газ в кислород и может быть установлена в квартиры, расположенные рядом с загруженными магистралями или другими местами с воздухом, загрязненным углекислым газом.
  2. В ходе экспериментальной эксплуатации устройства люди отметили улучшение самочувствия и облегчение дыхания. За 24 часа работы прототипа установки в комнате площадью 15 м2 показатели уровня углекислого газа снизились на 550 ppm.
  3. Возникли проблемы, связанные с испарением воды и размножением хлореллы, которые могут быть решены доливанием воды с удобрениями или уменьшением количества концентрированного раствора хлореллы с последующим доливанием воды с удобрениями. Было выявлено, что используемый в установке раствор положительно влияет на рост растений.

Перспективы использования результатов работы

В дальнейшем при увеличении эффективности установки и создании автоматизированной системы добавления воды и удобрений появится возможность использования установки в школах, детских садах, больницах и других общественных местах.

Награды/достижения

Конференция «Технопарк» – 2 место.

Мнение автора

«Проект очень перспективный, так как люди сейчас озадачены проблемами, связанными с экологической обстановкой в мире, и готовы делать необходимые шаги для того, чтобы минимизировать вред для себя и для природы в целом.

Конференция – хороший способ показать свои способности.

Очень интересный конкурс!»