XIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Вторая жизнь бумаги
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Если посмотреть вокруг, мы увидим, какое огромное количество бумаги и изделий из нее нас окружает. Бумага рядом с человеком на протяжении всей его жизни. Она нужна и для творческой работы, и для бытовых надобностей.
С каждым годом потребность в бумаге увеличивается, а запасы древесины, из которой её получают - уменьшаются. Но лесные запасы на нашей планете ограничены, а для того чтобы вырастить дерево требуется много лет. У меня возник вопрос: что может сделать человек для сохранения деревьев - богатства, подаренного нам природой?
Из Интернет - источников я узнал, что наиболее действенным способом для сохранения лесов от вырубки является сбор макулатуры. Я решил провести свое исследование, что бы выяснить так ли это на самом деле?
Объектом исследования: является ненужная бумага (макулатура).
Предмет исследования: возможность вторичного использования бумаги.
Цель работы: привлечь внимание людей к тому, что необходимо сдавать макулатуру, дав бумаге вторую жизнь, чтобы сберечь лес.
Задачи:
- Познакомиться и проанализировать литературу по теме исследовательской работы.
- Изучить пользу сбора макулатуры.
- Изготовить бумагу в домашних условиях.
- Провести акцию «Бумаге – вторая жизнь!»
- Сделать выводы о значении бумаги.
- Привлечь внимание окружающих к проблеме вырубки леса!
Методы исследования:
Анкетирование, сбор информации из книг, интернета, анализ, опыт, наблюдение, эксперимент, обобщение.
План работы
1. Изучение бумаги, как материала с использованием литературы.
2. Познакомиться с понятием макулатуры и изучить области ее применения;
3. Выявить осведомленность учащихся об использовании вторичного бумажного сырья;
4. Изучить, сколько макулатуры собирает наш класс, и сколько деревьев это сможет сохранить от вырубки;
5. Попытаться получить бумагу в домашних условиях;
6. Обобщить проделанную работу и сделать выводы.
7. Организовать экологическую акцию «Бумаге – вторую жизнь!» в классе.
Гипотеза: считаю, что возрождение сборов макулатуры в школах поможет спасению лесов от вырубки, и что изготовление новой бумаги из макулатуры доступно в домашних условиях даже младшему школьнику.
Значимая ценность работы состоит в том, чтобы научить школьников бережно относиться к природным ресурсам, расширить знания об использовании макулатуры.
ГЛАВА 1. Использование бумаги
1.1. История возникновения бумаги
Свою работу я начал с изучения истории возникновения бумаги. Бумага была не всегда. Сначала использовали камень, глину, кору деревьев. На смену им пришли деревянные дощечки, покрытые воском. Их сменил папирус, который иногда называют «дедушкой бумаги». Папирус – это растение с жестким полым стеблем, который разрезали и распрямляли – получались тонкие листы, на которых можно было писать. От египетского слова папирус произошло название бумаги у многих народов: у немцев – «папир», у англичан – «пейпер», у испанцев – «панель». Русское слово бумага происходит от итальянского «бамбаджио», что означает «хлопок». Первым сырьем для бумаги после папируса были тряпки из хлопчатобумажных тканей. 1
Первыми бумагу начали делать китайцы. Изобрёл её Цай Лунь в Китае в 105 году. Он нашел способ делать бумагу из волокнистой внутренней части коры тутового дерева. Цай Лунь растолок волокна шелковицы, древесную золу, тряпки и пеньку. Всё это он перемешал с водой и получившуюся массу выложил на форму (деревянную рамку и сито из бамбука). После сушки на солнце он эту массу разгладил с помощью камней. В результате получились прочные листы бумаги.
После изобретения Цай Лунь, процесс производства бумаги стал быстро совершенствоваться. Стали добавлять для повышения прочности крахмал, клей, красители. Делали бумагу вручную, с применением самой примитивной техники. За день получали не более 100–120 килограммов.2
Способ выделки бумаги китайцы хранили в секрете. За его разглашение полагалась смертная казнь. И тем не менее секрет был раскрыт. Однажды арабы разбили китайское войско и захватили пленников. У пленных китайцев они выпытали способ изготовления бумаги. По китайскому способу в VI веке бумагу стали изготавливать в Корее, в VII веке – в Японии. Японская бумага превзошла по качеству китайскую, японцы вырабатывали около 300 различных видов. Бумага постепенно распространялась по земному шару из страны в страну: в VIII веке она в Багдаде, в ХIII веке в Венеции. Бумага завоевала Европу примерно в ХVI веке. В ХVIII веке большой вклад в производство бумаги вносит Петр I: по его указу было построено несколько бумагоделательных фабрик.3 С развитием книгопечатания бумаги требовалось все больше. Тряпья, сбором которого занимались тысячи людей, не хватало. И тут решили испробовать дерево. Опыт удался – древесину расщепили на отдельные волокна и превратили их в бумажную массу. С тех пор и производят бумагу из дерева.
Постепенно искусство делать бумагу разошлось по всему миру.
Бумагодельную машину изобрёл в 1799 году французский изобретатель Н.Л. Робер. Сейчас производство бумаги сложный высокомеханизированный процесс. В мире производится свыше 300 млн. тонн бумаги и картона в год, что составляет около 50,8 кг на одного человека.
Вывод: из выше рассказанного видно, что путь бумаги очень извилист и труден.
1.2. Опасность исчезновения лесов.
Россия – великая лесная держава. Половина всей территории покрыта лесом. Но сейчас леса вырубаются. В результате этого разрушается почва, и леса не могут восстанавливаться.
Что может случится с планетой, если лес будет уничтожен? Ответ прост - прекратится жизнь на Земле, потому что дышать будет нечем. Лес производит кислород. А вот промышленное производство бумаги, на всех своих этапах, начиная от заготовки древесины, заканчивая окраской и упаковкой бумажных товаров, оказывает значительное воздействие на окружающую среду.
За последние сорок лет мировое потребление бумаги выросло на 400%. При производстве бумаги в воздух и воду попадают высокотоксичные химические вещества.
Ежегодно в мире потребляется около трёхсот миллионов тонн бумаги, на производство которой уходит четыре миллиарда деревьев. Природа не может за один год восстановить такой объем вырубленных деревьев, в результате лесные запасы неумолимо уменьшаются на планете земля.
В настоящее время бумагу на 98 % производят из древесины, что ведёт к быстрому исчезновению лесов. К тому же бумажные комбинаты загрязняют окружающую среду, ведь для производства бумаги используют слишком много химикатов.
1.3. Переработка бумаги.
Человечество уже давно научилось перерабатывать старую бумагу для нового использования.
Что же дает переработка бумаги?
1. В мире меньше стали вырубать леса.
2. Уменьшается количество мусора.
3. Переработанная бумага стоит намного дешевле, чем сделанная из дерева.
Макулатура - отходы производства, переработки и потребления всех видов бумаги и картона, пригодных для дальнейшего использования в качестве волокнистого сырья4. [6, с. 143]
Макулатура — один из важных видов возобновляемых ресурсов. Чтобы взамен срубленного дерева вырастить новое, требуется 25-30 лет, а сбор - 100 кг макулатуры спасает одно дерево.
Практически в каждом большом заведении, офисе и отдельном доме ежедневно выбрасывается большое количество бумаги. Если посчитать цифры по городу, то получается несколько тонн. А это десятки деревьев, сотни кубометров воды, тысячи киловатт электроэнергии. К примеру, переработка одной тонны макулатуры экономит 10 деревьев, 20 000 литров воды, 1000 кВт электроэнергии, ионизированный кислород, достаточный для 30 человек. Из одного килограмма макулатуры можно изготовить 25 школьных тетрадей. И этих цифр можно приводить очень много.
.
Выкидывая в мусор очередную коробку никто, не задумывается о том, что 100 кг макулатуры могут спасти одно или два дерева, ведь 1 тонной использованной бумаги можно заменить 4-5 куб. м древесины. А ведь давно подсчитано, что макулатура занимает около 40% всех твердых бытовых отходов. Учитывая это можно было бы представить себе, насколько были бы меньше свалки бытовых отходов, ведь заводов, которые сортируют и перерабатывают мусор единицы.
1.4. Продукция из макулатуры
При переработке макулатуры она получает вторую жизнь. Вот что научились изготавливать из макулатуры у нас в России:
Одноразовую посуду Картон
Строительные материалы Техническую бумагу
Материалы для изоляции Полиграфические изделия
Крафт – пакеты Папье – маше для творчества
Средства личной гигиены Аксессуары для автомобилей
Ткани для пошива одежды Эковата
Многие считают, что из макулатурного сырья можно получить лишь низкокачественную бумажную продукцию вроде туалетной бумаги и оберточной бумаги
Постепенно новые технологии внедряются и в нашей стране, и сейчас макулатура уже используется не только для производства картонно-бумажной упаковочной и полиграфической продукции, но и, например, для производства различных строительных материалов.
Одним из примеров может служить теплоизоляционный материал эковата. Технология её производства заключается в разбивке макулатуры на волокна сухим способом и дополнения смеси специальными добавками – антипиренами (вещества для снижения горючести материала) и антисептиками (обеззараживающие вещества). В результате получается сухое сыпучее вещество, обладающее низкой теплопроводностью и являющееся негорючим, что в полной мере удовлетворяет современным требованиям к материалам подобного назначения. При этом затраты на производство, а соответственно и на стоимость продукции довольно невысоки, во многом благодаря использованию вторсырья (81% сырья составляет макулатура) и простоте технологии изготовления.
Производство эковаты является далеко не единственным примером использования макулатуры для производства строительных материалов. Она используется также для получения волокнистых плит, применяющихся для отделки жилых и производственных помещений.
Также макулатура активно применяется в производстве битумных кровельных материалов.
Традиционно макулатурное сырье используется для изготовления тары и всевозможных смягчающих элементов, использующихся для предотвращения порчи хрупкой продукции при транспортировке. Так, например, большое распространение получили бугорчатые прокладки, использующиеся для транспортировки яиц и именуемые в народе «клетками».
Таким образом, распространенное мнение о том, что из макулатуры изготавливается лишь низкокачественная продукция, является мифом. Неслучайно за рубежом уже давно уделяют пристальное внимание вопросам сбора и переработки отходов и неплохо на этом зарабатывают.
ГЛАВА 2. Практическая часть
2.1.. Социологический опрос
Среди своих одноклассников я провёл анкетирование с целью выяснения их осведомленности в вопросах переработки бумаги. Анкета состояла из 4 вопросов.(Приложение 1 )
В анкетировании участвовали 28 учеников 2 класса МБОУ Ново - Горкинская СШ. В результате обработки полученных данных выяснилось:
Регулярно участвуют в акциях по сбору макулатуры 43% (12 человек из 28), периодически – ещё 46% (13 человек), не принимают участия 11% (3 человека).
Все ребята знают, что макулатуру собирают для повторного использования после переработки.
Все учащиеся знают, что сбор макулатуры позволяет сберечь растущие деревья. Также 8 (29 %) человек указали на уменьшение мусора в городской среде.
50% ребят (14 человек) знают, что можно сделать различные поделки из макулатуры своими руками, остальные ученики – 50% (14 человек) не знают о том, что можно изготовить из ненужных бумажных изделий.
Поскольку у ребят возникли вопросы по данной теме, считаю очень важным рассказать им о положительном влиянии переработки макулатуры на ресурсы планеты. Конечно, хочется научить одноклассников изготавливать бумагу из макулатуры и простые, интересные поделки-сувениры из полученной бумаги
2.2. Проведение акции «Бумаге – вторую жизнь!»
В нашем 2 классе мы решили провести небольшое исследование. Каждый день мы собирали в классе всю ненужную бумагу: исписанные и изрисованные листы, законченные школьные тетради и альбомы, обрезки цветной бумаги и картона после уроков технологии и т.д.
Мы взяли отрезок в 20 учебных дней. Каждый день в конце смены мы производили взвешивание макулатуры. И хотя за один день старой бумаги набиралось меньше килограмма( примерно 300-400 гр), за период исследования набралось 7кг510 г.(Приложение 2)
Мы предположили, что за учебный год в нашем классе можно набрать приблизительно 60 килограммов макулатуры. А если учесть, что в нашей школе учатся 12 классов, можно набрать 720 килограммов ненужной бумаги. И ведь эта бумага каждый день выбрасывается в урны!
Учитывая, что из 1 килограмма макулатуры получается 25 школьных тетрадей, можно предположить, что из нашей макулатуры можно выработать 18 000 таких тетрадей. И при этом можно спасти от вырубки 7-10 деревьев.
В нашей школе вот уже второй год проходят акции по сбору макулатуры. В прошлом учебном году и мы сумели принять в них участие. Тогда мы набрали 120 килограммов старой бумаги. Больше всех макулатуры принёс Юнусов Артём.
По итогам этих акций наша школа сдавала каждый раз более тонны макулатуры. На вырученные деньги были куплены микшерный пульт и цветной принтер.
2.3..Экологический эксперимент «Изготовление цветной бумаги из макулатуры в домашних условиях».
Изучив различные источники, я опробовал один из методов изготовления бумаги в домашних условиях. Используя старые газеты и исписанные листы офисной бумаги, мне удалось получить бумагу. (Приложение 3)
Для проведения эксперимента надо следующие инструменты и оборудование:
- Миксер, глубокая миска
- Старые газеты
- Крахмал
- Клей ПВА
_ Губка
-Салфетка
Для начала мы рассортировали бумагу на две части: одна часть – это старые газеты, вторая – использованные листы офисной бумаги. Нарвали руками на маленькие кусочки, чем меньше, тем лучше.
Сложили в две миски, добавили немного горячей воды.
Оставили бумагу на ночь, чтобы она размокла. Затем измельчили бумагу миксером и получили бумажную массу, пригодную для работы.
Сравнили полученные массы в двух мисках.
В полученную массу добавили клей ПВА.
В измельчённую массу можно также добавить краску (гуашь, зеленку, марганцовку) и перемешать.
Следующий этап.
Немного отжали массу от воды, слили ее.
Разложили массу на твердую поверхность, предварительно подложили под нее полотенце и целлофан.
Разровняли массу руками, придали форму тетрадного листа. Затем накрыли салфеткой и губкой удалили лишнюю влагу.
Высушили с помощью утюга, накрыли массу газетой или тканью.
Получившийся лист не трогали до полного высыхания.
Из газет получилась бумага серого цвета, а из исписанной бумаги для офисной техники – белоснежная.
Вывод. Рукотворная бумага не похожа на бумагу машинной выделки, и с точки зрения технических стандартов она хуже: толще, менее гладкая, хрупкая. Но она абсолютно эксклюзивна, двух одинаковых листов не получится, быть может поэтому изготовление бумаги превращается из ремесла в искусство.
Заключение
Подводя итоги моего исследования можно с уверенностью сказать, что переработка одной тонны макулатуры спасает 10 -12 деревьев, экономит 20 000 литров воды и 1000 кВт электроэнергии. Таким образом, гипотеза, выдвинутая мной, подтвердилась. Сбор макулатуры действительно является огромным вкладом в спасение лесного богатства нашей планеты. Я считаю, что этой проблеме со стороны нашего правительства должно быть уделено намного больше внимания. Необходимо проводить разъяснения в школах о важности сбора макулатуры, увеличить количество пунктов приема и, конечно же, необходимо проводить масштабные акции по сбору макулатуры, широко освещая их в средствах массовой информации.
Стоит задуматься о том, что:
1. 100 килограмм макулатуры – это одно спасенное дерево;
2. Около четверти всего мусора на планете является бумажными отходами и бумажной продукцией. Среднестатистический россиянин нуждается в 25 килограммах бумаги в год, соответственно одна семья при желании может сберечь 1 дерево в год. Площадь лесных массивов на нашей планете постоянно сокращается, следовательно, дефицит деревьев станет глобальной проблемой в ближайшее время
Даже маленький вклад очень ценен для большого и важного дела.
Сдай макулатуру — спаси жизнь дереву!
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Спарджен Р. Энциклопедия окружающего мира. Экология – М.: Росмен, 1997.
Популярная энциклопедия для детей «Всё обо всём»», Москва, 1998 г.
Глен Веччионе. Сделай сам! 100 самых интересных самостоятельных научных проектов. – М.: «Издательство АСТ»: ООО «Издательство Астрель», 2004.
Мао Цзо- бэнь Это изобретено в Китае / Перевод с китайского и примечания А. Клышко. — М.: Молодая гвардия, 1959.
Г. Б. Шишкина. Бумага как эстетический феномен японской культуры //Научные сообщения Государственного музея Востока. Вып. XXVI. — М.,2006.
Ожегов С.И. Словарь русского языка, 1983.
Список источников:
1. http://www.o-detstve.ru
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%F3%EC%E0%E3%E0Материал из Википедии. Бумага
3.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%BA%D1%83%D0%BB%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0Материал из Википедии. Макулатура.
5. http://www.livemaster.ru/topic/139701-istoriya-vozniknoveniya-bumagi
6. http://www.100bumag.ru/bumaga.html
7. http://www.el-ma.ru/content/?s=56
8. http://znanija.com/task/338494
9. http://livescience.ru/ Журнал «Бумага и Жизнь»
10.http://tragemata.com/news/fakty-o-bumage.html Факты о бумаге
1Популярная энциклопедия для детей «Всё обо всём»», Москва, 1998 г. с. 17
2Мао Цзо-бэнь Это изобретено в Китае / Перевод с китайского и примечания А. Клышко. — М.: Молодая гвардия, 1959. с.48
3Г. Б. Шишкина. Бумага как эстетический феномен японской культуры //Научные сообщения Государственного музея Востока. Вып. XXVI. — М.,2006. с. 3
4 . С.И.Ожегов, Толковый словарь русского языка, Москва, 2014 г.с. 143