XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Очистка водоемов от пластика г. Перми
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Пластик для нас является привычным материалом, с которым мы сталкиваемся буквально на каждом шагу: на кухне, в детской, в ванной, на приусадебном участке. Мы ценим его за то, что он легкий, гибкий, прочный, дешевый. И редко кто задумывается о том, что пластик - одно из самых великих и одно из самых худших изобретений человечества.
Пластик долговечен, что делает его с одной стороны очень ценным в качестве строительного материала, но с другой стороны – бессмертным и неуязвимым материалом, который очень плохо подвержен биоразложению, способности материалов распадаться на экологически безопасные вещества.
Актуальность работы:
С ростом потребления пластика растет и количество выбрасываемого пластикового мусора. Человечеству понадобилось менее, чем полвека, чтобы полимеры засорили экосистему планеты, а в океанах появились мусорные острова и даже континенты (Приложение. Фото 1).
Пластик: крупный, мелкий и очень мелкий есть во всех мировых океанах. По подсчетам ученых количество пластика в воде увеличивается ежегодно на 9,5 миллион тонн, и к 2050 году в морях будет больше пластика, чем рыбы.
Миллиарды лет назад мировой океан дал нам жизнь и возможность дышать. А теперь человечество ставит его удивительный мир на грань выживания, ежедневно засоряя его пластиковыми отходами.
Я считаю, что проблема загрязнения океанов пластиком актуальна на сегодняшний день и требует внимания и освещения.
Цель проектной работы: привлечь своих сверстников к проблеме загрязнения океанов пластиковыми отходами и сделать устройство для сбора мусора в прибрежной зоне.
Задачи:
выяснить, откуда берется мусор в океане;
показать, какой глобальный вред наносят пластиковые отходы экосистеме океана, животным и человеку;
найти примеры решения проблемы борьбы с пластиком в океане в разных странах;
побудить окружающих задуматься о важной экологической проблеме нашей планеты;
сконструировать свое устройство для сбора мусора в реке.
Объект исследования – загрязненный водоем пластиковыми отходами.
Предмет исследования – способы очистки водоемов от пластиковых отходов.
Гипотеза: если мы будем понимать вред, наносимый океанам и морям пластиковыми отходами, то будем более ответственно относиться к экологической проблеме загрязнения окружающей среды пластиковыми отходами.
Методы:
Самостоятельное изучение необходимых материалов: литературы и интернет-источников.
Оформление конечных результатов.
Практическая работа, свой опыт.
Этапы проектной работы:
Выяснить, откуда берется мусор в океане.
Показать, каковы последствия пластикового бедствия.
Найти интересные примеры, как ведется борьба с пластиком в океане.
Дать рекомендации по решению данной проблемы.
Сконструировать устройство, которое может собирать мусор из водоёмов в прибрежной зоне.
Общие сведения
1. Откуда берется мусор в водоемах.
Откуда же берется в океанах, морях и реках такое большое количество пластикового мусора?
Каждый школьник знает, что реки впадают в моря, а моря – это часть океанических вод.
Таким образом, большая часть мусора, выброшенного в реки, ведомая течением, также в итоге очутится в океане. По подсчетам ученых, около 80% объема этой гигантской водной помойки поступает именно «с земли».
В первую очередь, мусор в воду выбрасывают жители городов, расположенных в непосредственной близости от морей и рек. Например, лидерами-загрязнителями вод мусором, экологи называют Индию, Таиланд и Китай, где сброс в реки и моря всего ненужного считается практически нормой (Приложение. Фото 2).
Во-вторых, активно и бездумно обычно мусорят туристы, отдыхающие на теплых морских побережьях всего мира. От них в воду попадают пластиковые бутылки из-под разных напитков, стаканы, пробки, полиэтиленовые пакеты, одноразовая посуда, трубочки для коктейлей и другие бытовые отходы.
Оставшиеся 20% мусора – это отбросы «морской» деятельности человека (мусор, который выбрасывается с судов и т.п.).
Весь этот хлам, попадающий в океан, плывет по течению и, наконец, скапливается в определенных местах «затишья», где и образует целые «плавучие свалки» на волнах (Приложение. Фото 3).
2. Последствия пластикового бедствия.
В первую очередь, пластиковые отходы - один из важнейших факторов загрязнения океана. Огромные скопления мусора, по своим размерам напоминающие острова или даже целые континенты встречаются во всех океанах планеты.
Исследователи этого явления сравнивают его с «мусорным супом»: часть отходов не тонет, а плавает на поверхности или в толще воды – и такие «пятна» мусора растягиваются на многие километры. Ученые находят полимерные нити в богатой флоре и фауне подводного мира – на коралловых рифах, подводных растениях, на морском дне. Если совместить все «мусорные пятна» в одно целое, то получится площадь, примерно равная половине нашей страны, России, то есть около 10 миллионов км2. И пока с каждым годом эта «водная свалка» только расширяет свои границы.
Во-вторых, на огромных территориях океана солнечный свет не проникает через загрязненные отходами толщи воды. В результате на этих участках гибнут водоросли и планктон, которые в свою очередь являются кормом для обитателей глубин. Недостаток питания может привести к их вымиранию и дальнейшему полному исчезновению.
Другая проблема заключается в том, что пластик в воде не остается в первозданном виде, хотя полностью не разлагается. Под воздействием соленой воды и солнца он превращается в мелкие частицы (Приложение. Фото 4).
Всего в мировом океане насчитывается около пяти триллионов таких частиц! Микропластик смешивается с илом и песком на дне, так что рыбы и более мелкие организмы его с лёгкостью проглатывают. Из-за попадания частичек пластика в организм гибнет гораздо больше животных, чем мы можем себе представить. В ЮНЕСКО подсчитали, что это миллион птиц и 100 тысяч черепах и млекопитающих каждый год. Организмы животных не приспособлены к перевариванию полимеров, что зачастую приводит к отравлению, мутации и даже смерти (Приложение. Фото 5).
Подвержены этой напасти и крошечные организмы, и огромные киты. Как следствие, под угрозой вымирания находятся целые виды морских обитателей. Кроме этого, микропластик, который поедают рыбы, движется по пищевым цепочкам, отравляет жизненную среду микроорганизмов и в результате возвращается к нам назад на обеденный стол вместе с едой или водой.
Ещё одна сторона проблемы — токсичные вещества, которые добавляют в пластик для придания ему разнообразных свойств. Вода вымывает химикаты из пластика и разносит их по всей планете. И это далеко не капля в море: в океане «плавают» 150 миллионов тонн пластика и 23 миллиона тонн (!) химических добавок к нему, многие из которых токсичны. Токсичные вещества хорошо растворяются в жире. А это значит, что в телах китов и тюленей они могут накапливаться и достигать опасных для жизни концентраций.
Ну и в конце концов, одноразовые пакеты забивают канализационные системы городов и создают угрозы наводнений, пластмассовый мусор засоряет берега и прибрежные зоны, предназначенные для отдыха, что бесспорно наносит урон туристический отрасли.
3. Борьба с пластиком в океане.
Совершенно очевидно, что отдельные попытки отдельного человека справиться с мусором в океане - лишь капля в море, на решение данной проблемы необходимы огромные средства и значительные силы.
Но все же, если проблема существует, значит надо пытаться ее решать. Рассмотрим несколько примеров борьбы с проблемой пластикового мусора в мировом океане.
На правительственном уровне:
В Соединенных Штатах действуют эффективные национальные программы по сокращению количества отходов, которые могут попадать в океан. Во многих американских штатах и населенных пунктах запрещено использовать изделия из наиболее токсичных пластмасс. Есть пункты приема пластиковых и полиэтиленовых отходов, откуда отходы передаются на заводы по их вторичной переработке. Масштабно используется бумага вместо пластика.
На уровне предприятий:
Надеясь ликвидировать хотя бы небольшую часть многомиллионных тонн пластика в океанах, датская компания RanMarine Technoiogy разработала аквадрон, который высасывает мусор из воды. WasteShark может съесть до 200 литров мусора за одну поездку (Приложение. Фото 6).
На уровне масс-медиа:
Изучая источники по теме в сетях Интернет, я нашел довольно много статей и статистических сведений о масштабах производства, использования и переработки пластика, а также фото и видео материалов, в которых показаны страшные картины последствий загрязнения океанов и морей. По средствам массовой информации (новости, статьи, радио и т.д.) можно и нужно акцентировать проблему загрязнения окружающей среды, и как следствие ухудшение здоровья человека, таким образом охват людей, которые задумаются над данной проблемой будет расти.
На уровне искусства и культуры:
На проблему загрязнения океанов обращают внимание не только ученые-экологи и политики, но люди искусства: скульпторы, художники, фотографы. Например, канадский фотохудожник Бенджамин Фон Вонг, живущий в Монреале, придумал проект «Русалки ненавидят пластик», в котором он решил подчеркнуть серьезность данной проблемы. «Пластик в океане вызывает гораздо больше проблем, чем обычное загрязнение воды, считает фотохудожник. – Он выделяет токсины, которые загрязняют не только воду, но и воздух». Конечным результатом работы стала серия увлекательных образов русалок в океане, наполненном пластиком (Приложение. Фото 7,8).
Бруклинская архитектурная и дизайнерская фирма StudioКСА вместе с Фондом дикой природы Гавайев создала пятитонного пластикового кита, полностью состоящего из собранного в океане мусора и установила его в Брюгге (Приложение. Фото 9).
На частном уровне:
Стремясь привлечь внимание общества к этой проблеме, 20-летний студент из Голландии Бойан Слат, компания Ocean Cleanup (Приложение. Фото 10) придумал недорогой, но при этом весьма эффективный способ очистки мирового океана от пластикового мусора. По расчетам, промышленная установка, созданная по чертежам молодого человека, за 10 лет работы сможет убрать 40 процентов плавучих отходов, находящихся в Тихом океане.
Ocean Cleanup запустил проект Interceptor, «Перехватчик». Это машина, которая пытается предотвратить попадание пластиковых отходов в океан через реки. С помощью своего якоря, который сидит на воде, «Перехватчик» направляет мусор, который плывет по течению, к себе в жерло (Приложение. Фото 11). Где его фильтрует, уплотняет и хранит.
Стоимость одной машины составляет около 60 миллионов рублей, но часть затрат можно покрыть за счет продажи собранного пластика. При этом устройство имеет солнечные батареи и само вырабатывает для себя электричество.
«Перехватчики» недавно закончили тестирование в реках Индонезии, Малайзии и Филиппин. С ними тоже нашлось немало проблем, но конструкцию слегка переработали, и собираются запускать полномасштабную программу — с десятками устройств в самых грязных реках мира, в основном в Африке и Юго-Восточной Азии.
Борьба с пластиком в России.
Россия опаздывает с решением проблемы пластикового мусора. В мире давно уже осознали его токсичность и принимают в отличие от нас для этого новые законы. В России его практически не перерабатывают, пластиковые отходы свозятся на обычные свалки, их разносит ветром из-за чего загрязняется природа. (Приложение. Фото 12).
А отказаться от пластика Россия все равно пока не может, поскольку для него нет доступного для рынка альтернативного сырья. Когда же Россия откажется от пластика?!
В России каждый год образуется около 3,6-5 млн тонн пластиковых отходов. Перерабатывается лишь малая часть из этой массы, большинство свозится на свалки, откуда мелкие пластиковые элементы и пакеты часто разносятся ветром по всей округе. Часть отходов попадают в окружающую среду из-за стихийных свалок, возникающих в том числе в лесах и водоемах.
Россия в отличие от многих других стран сегодня не регулирует обращение пластика на законодательном уровне.
В настоящее время на территории России действует около 500 предприятий, на которых по разным оценкам перерабатывается от 350 до 450 тыс. тонн пластиковых отходов в год.
Переработка такого сырья является дорогостоящей и пока еще экономически низкорентабельной.
Министерство природы России поддерживает инициативу введения запрета на продажу одноразовых изделий из пластика. При этом в Минприроды обращают внимание, что в условиях рыночной экономики запрет должен иметь «достаточную обоснованность и учитывать возникающие для хозяйствующих субъектов экономические последствия». То есть решение экологической проблемы зависит от экономической ситуации в стране, что я считаю неправильно.
При этом правительство РФ поддерживает идею о сокращении пластика. Это разумное решение, поскольку пластик — это «средневековье» и «зло».
Теоретически Россия может отказаться от пластика в течение пяти лет, правда, для этого нужно ввести целый комплекс мер, включая запрещающие оборот пластика на законодательном уровне и поощряющие производство и использование альтернативного сырья и упаковки, например, бумаги.
Производители готовы к отказу от пластика, однако пока на российском рынке не появится альтернатив, доступных по цене, как для производителя, так и потребителя, сделать это будет сложно. Например, многие товары продаются в упаковках, как правило, это пластиковая подложка и пластиковая пленка.
Производитель, условно, выберет как альтернативу бумагу – после этого упаковки подорожают в разы, и потребитель почувствует на каждом товаре, котором он покупает.
На уровне РФ принят и утверждён национальный проект «Экология». Пока он не предусматривает резких решений по исключению пластика из оборота в РФ, но уже одной из основных задач является создание системного подхода к переработке бытовых отходов.
Положительный момент в РФ в рамках реализации национального проекта «Экология» и в частности в Перми стали всё больше устанавливать оборудование и тары для разделения мусора. Так, например, наша семья делит бумагу и пластик и соответственно распределяет по соответствующим бакам.
Эко-защитники уже давно требуют привлечь внимания к проблеме токсичности пластика. Время использования пластиковых пакетов человеком исчисляется минутами, а время его разложения — сотнями лет. Ученые ожидают, что к 2050 году общий вес пластиковых отходов в океане превысит вес всей океанской рыбы.
Так, в 2016 году Франция запретила продажу пластиковых пакетов малой плотностью (тонкие). Вместо них можно использовать более толстые пакеты, которые пригодны к многоразовому использованию, например, бумажные или биоразлагаемые. С 2020 года в стране действует запрет и на одноразовую пластиковую посуду.
Отказалась от пластиковых пакетов уже и Грузия. В 2018 году в стране запретили одноразовые тонкие полиэтиленовые пакеты, а в этом году Грузия обязалась перейти к полному запрету пластиковых пакетов любой толщины. Конкретные решения принимаются уже и в Молдавии, и в Белоруссии.
Вот уже и Европейский союз запретил к производству и продаже одноразовый пластик с 2021 года. В список попали пластиковые столовые приборы, тарелки, соломки для напитков, палочки для чистки ушей, палочки для воздушных шариков, пищевые контейнеры и емкости для жидкостей из пенополистирола.
5. Мой опыт по очистке рек от пластика.
На мой взгляд, каждый из нас по отдельности не способен решить проблему загрязнения воды пластиком в полном объеме, но каждому по силам уменьшить количество пластмасс, которые проникают в экосистему мирового океана. Я предлагаю несколько простых способов, которые радикально сократят загрязнение океанов и сделают нас супер героями для китов и рыб во всем мире!
Отдавайте предпочтение экологически безопасной таре и упаковке (матерчатым и бумажным сумкам и пакетам, деревянным и картонным коробкам и т.д.)
Не выбрасывайте предметы из любых видов пластика в воду, на землю или даже в общую массу мусора, а складируйте их в специальные контейнеры с пометкой «для пластика» или сдавайте на пункты приема вторсырья для последующей переработки и утилизации.
Попросите родителей запаковывать для вас в школу бутерброды не в целофановые пакетики, а в бумагу.
Отправляясь на пляж или на отдых на природе, возьмите с собой мусорный пакет и соберите в него видимый мусор.
Для посадки комнатных растений используйте не пластиковые горшки, а керамические емкости.
Станьте волонтером по очистке пляжей.
Сеть для ловли мусора.
Эксперимент проводился на берегу реки Камы.
Использовали: верёвку, сеть длиной 6м, 1 металлический прут, 1 канистру в качестве поплавка (Приложение. Фото 13).
Мы протянули верёвку через сеть и на 1-ом конце привязали канистру (поплавок).
На втором конце сети закрепили на прут, который вбили в дно.
Находясь в воде, я тянул свободный конец сети вдоль берега. Весь мусор и пластик, который шел по течению попадало в сеть (Приложение. Фото 14).
Таким образом мы собрали полиэтиленовые пакеты, пластиковые бутылки, ветки и т.д. (Приложение. Фото 15).
После чего отсортировали только пластик и утилизировали в специальные баки для пластика.
На сбор самодельного устройства потребовалось около 30 минут.
Таким образом хоть малая доля пластика, но была собрана из водоема и уже не попадет в мировой океан.
Заключение
В процессе работы над проектом я:
Узнал много полезной информации о вреде пластиковых отходов для окружающей среды, животных и организма человека, которая заставила меня по-новому взглянуть на вещи, окружающие меня в повседневной жизни.
Выполнил поставленные задачи:
выяснил, откуда берется мусор в океане;
показал, какой глобальный вред наносят пластиковые отходы окружающей среде, животным и человеку;
привел примеры решения проблемы борьбы с пластиком в океане в разных странах;
предложил способы, как можно уменьшить загрязнение окружающей среды пластиковыми отходами;
сконструировал устройство, которое может механическим способом собирать мусор в реке.
3. На основании полученных знаний я пришёл к выводу, что каждый из нас несёт ответственность за судьбу нашей планеты, и любой способен внести посильную лепту в её очищение. Здесь необходимо участие каждого: от семьи, которая не будет покупать одноразовые товары и компаний, перерабатывающих мусор, до правительства, которое должно запретить микропластик и токсичные добавки. И пусть полностью отказаться от пластика пока невозможно, но чем меньше каждый из нас начнет использовать пластик в повседневной жизни, тем быстрее производители сократят объемы его производства.
Список используемых источников
https://www.greenpeace.org/russia/ru/news/blogs/green-planet/blog/59591/.
http://greenbelarus.info/articles/20-09-2018/rusalki-nenavidyat-plastik-kanadskiyfotograf-pereosmyslil-problemu.
https://rodovid.me/tag/.
https://informupack.ru/article/4722/ .
https://vtorothody.ru/musor/v-okeane.html .
https://yandex.ru/images/search?text=картинки .
http://fb.ru/article/304143/musornyiy-ostrov-v-tihom-okeane-prichinyipoyavleniya-posledstviya-foto .
https://bestlavka.ru/zagryaznenie-okruzhayushhej-sredy-plastikom/ .
https://ria.ru/society/20171110/1508554568.html.
https://finance.rambler.ru/economics/42436515/?utm_content=finance_media&utm_medium=read_more&utm_source=copylink.
Приложение
Фото 1. Мусорный остров в океане.
Фото 2. Лидеры-загрязнители вод мусором - Индия, Таиланд и Китай.
Фото 3. «Плавучие свалки» на волнах.
Фото 4 . Под воздействием соленой воды и солнца пластик превращается в мелкие частицы – микропластик.
Фото 5. Организмы животных не приспособлены к перевариванию полимеров, что зачастую приводит к отравлению, мутации и даже смерти.
Фото 6. Аквадрон, который высасывает мусор из воды. Разработчик - датская компания RanMarine Technoiogy.
Фото 7. Проект «Русалки ненавидят пластик». Автор - канадский фотохудожник Бенджамин Фон Вонг.
Фото 8. Образ русалки в океане, наполненном пластиком.
Фото 9. Пятитонный пластиковый кит, полностью состоящий из собранного в океане мусора установлен в Брюгге. Автор - бруклинская архитектурная и дизайнерская фирма.
Фото 10. Студент из Голландии Бойан Слат - создатель промышленной установки, способной очищать океан от пластикового мусора.
Фото 11. Роботизированное устройство, которое собирает.
Фото 12.Свалка в России.
Фото 13.Используемый материал.
Фото 14.Процесс сбора мусора, пластика.
Фото 15.Результат эксперимента.