XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Пластиковая бутылка-польза или вред?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность:
42 года назад человечество изобрело пластиковую бутылку. Первые образцы весили 135 г (на 96% больше, чем сейчас). Сейчас она весит 69 граммов. В наши дни ежегодно производятся и выбрасываются миллионы бутылок. И с каждым годом отходы из пластиковых бутылок растут, за счёт того, что появляется всё большее количество продуктов, которые упаковывают в пластиковые бутылки. (1) Огромное количество мусора на улицах города заставляют задуматься над вопросом: что несёт пластиковая бутылка человеку – пользу или вред?
Цели проекта:
исследовать значение пластиковых бутылок в жизни человека и природы;
сформировать сознательное отношение детей и взрослых к проблеме бытовых отходов и личному участию в ее решении;
приобрести позитивный опыт сотрудничества в процессе совместной трудовой деятельности при изготовлении поделок из пластиковых бутылок.
Задачи:
побудить окружающих задуматься о важной экологической проблеме нашей планеты, на примере загрязнения окружающей среды пластиковыми бутылками;
выяснить историю создания и применения пластиковых бутылок;
найти полезное применение этому предмету.
изготовиь поделки из пластиковых бутылок.
Объект исследования: пластиковые бутылки.
Предмет исследования: загрязнение окружающей среды пластиковыми бутылками
Гипотеза: предположим, что пластиковая упаковка загрязняет землю и наносит вред природе и , изучив экологические проблемы нашего микрорайона, мы будем поступать так, чтобы не нарушать экологическое равновесие.
Методы исследования:
- изучение литературных источников и информации в Интернете с помощью родителей;
- переработка
- Российская практика,мировая практика.
Новизна работы:
1. Школьники узнают, зачем появилась пластиковая бутылка;
2. Выяснят положительные и отрицательные стороны появления пластиковой бутылки;
3. Придумают вторую жизнь пластиковым бутылкам;
4. Научатся бережно относиться к окружающей нас природе.
1.Пластиковые бутылки.Общие сведения.
1.1.Что такое пластиковая бутылка?
Пластиковая бутылка — пластиковый контейнер/тара (бутылка) для содержания, защиты и транспортировки жидкостей. Пластиковые бутылки дают большое удобство в их производстве, эксплуатации, на линиях розлива, транспортировке в них готового продукта, поскольку их вес до десяти раз меньше, чем стеклянных бутылок, и они не бьются. Пластиковые бутылки, как правило, используется для хранения жидкостей, таких как вода, в том числе газированная, безалкогольные напитки, моторные масла, растительное масло, лекарства, шампунь, молоко, чернила, пиво, крепкий алкоголь и тому подобные.
1.2.История появления пластиковой бутылки
Пластиковые бутылки были впервые использованы в коммерческих целях в 1947 году, но оставались относительно дорогими до начала 1960-х, когда были изготовлены из полиэтилена высокой плотности (PEHD / HDPE). Они быстро стали популярными, как у производителей, так и у потребителей из-за их простоты применения и сравнительно низких затрат на производство по сравнению со стеклянными бутылками. В пищевой промышленности практически полностью заменено стекло пластиковыми бутылками, а вино и пиво, как и ранее, широко продается в стеклянных бутылках.
1.3.Изготовление пластиковой бутылки
Пластиковые бутылки формируются с использованием различных методов в зависимости от применяемого материала (вида полимера) и жидкости, которую упаковывают в бутылку. Основным сырьем для создания пластиковых бутылок служит полиэтилентерефталат (ПЭТ), который такжеизвестен под именами лавсан, дакрон или термопластик. Процесс создания пластиковых бутылок начинается с ПЭТ-гранул. Эти гранулы активно абсорбируют влагу из воздуха, поэтому перед формированием преформ их тщательно сушат в специальных установках. После сушки гранулы расплавляют и добавляют краситель. Затем расплавленную массу под давлением впрыскивают в охлажденную форму, получая преформы - основы для будущих бутылок. Одно из главных преимуществ ПЭТ-бутылок - простота их создания. Преформу нагревают и помещают в форму. Внутрь вставляется длинный металлический стержень, который, опускаясь, формирует горячую преформу. После формирования бутылка охлаждается водой.
Технология изготовления тары из ПЭТ делится на два этапа: 1. Производство заготовок — преформ. 2. Выдув бутылки из разогретой преформы с помощью сжатого воздуха. Изготовление заготовок для тары из ПЭТ:
● Разогрев полимерной массы в рабочем цилиндре и ее впрыск в пресформу. Масса подается на пресформу в разогретом виде с последующим охлаждением, где формируется заготовка небольшого размера (преформа) с достаточно большой толщиной стенок (размер и толщина стенок преформы зависит от объема будущего изделия). На данном этапе формируется горлышко с помощью разъемной металлической части пресформы. Заготовки могут складироваться и отправляться на производство или сразуподаваться на линию, где происходит их разогрев и выдув бутылки. Формование готовых бутылок:
● Заготовки отправляют в камеру нагрева, где полимер разогревается до температуры, необходимой для приобретения достаточной пластичности.
● Заготовка помещается в металлическую обратную форму, имеющую контуры будущей бутылки.
● При помощи герметично присоединенной насадки на горлышко, заготовку плавно наполняют воздухом, чтобы избежать деформаций и повреждений изделия.
● В результате заготовка увеличивается в размерах и занимает всё пространство формы, приобретая необходимую геометрию.
● С помощью перепада температуры (обратная форма холодная) достигается прозрачность. Каждую секунду в мире производят 20 тыс. пластиковых бутылок, а покупают каждую минуту миллион. В 2016 году по всему миру в общей сложности было продано более 480 млрд пластиковых бутылок для питья. И к 2021 году число продаваемых бутылок вырастет еще на 20 % — до 583,3 млрд., создавая экологический кризис, который, по прогнозам некоторых участников экологических кампаний, будет сопоставим по серьезности с изменением климата.
● В 2016 году во всем мире меньше половины всех проданных бутылок были собраны для переработки. Из них только 7 % были переработаны в новые вещи. Около 12 % пластиковых отходов сжигается, но данный способ утилизации не решает проблему экологии, так как в ходе сгорания могут выделяться диоксины и другие токсические вещества.
● Экологические организации предлагают если не полный, то максимальный отказ от пластиковых бутылок и призывают переходить на использование многоразовой тары или альтернативных материалов (стекло, алюминий).
● Однако, согласно некоторым исследованиям, производство бутылок из стекла или алюминия не являются решением — пластиковая бутылка, в частности из ПЭТ, может оказаться экологичнее этих материалов на всех этапах жизненного цикла.
● Если сравнивать углеродный след 330 мл алюминиевой банки и ПЭТ бутылки при минимальном содержании в них вторичного сырья, углеродный след алюминиевой банки в 2-4 раза выше. Углеродный след алюминиевой банки будет сопоставим с аналогичным ПЭТ-бутылки только если она будет содержать среднее количество переработанного алюминия и если для ее производства будет использоваться возобновляемая энергия.
● Также ПЭТ-бутылка превосходит стеклянную тару по показателям веса и потенциалу переработки. Перевозка 14 000 литров воды в пластиковых бутылках объемом 0,5 литров на расстояние 1600 км потребует на 355 литров меньше дизельного топлива, чем перевозка такого же объема воды в стеклянной таре 0,5 литров, что снизит выбросы СО2 на 60 %
● Прозрачность изделия. Данный процесс обозначают, как стеклование.
● После остывания изделие можно использоваться для фасовки напитков и других жидкостей.
1.4.Материалы и маркировка
Полиэтилентерефталат (PET, PETE, терефталат или полиэстер): обычно используется для газированных напитков и воды. Хорошая химическая стойкость (хотя ацетон и кетоны разрушают ПЭТ, а также кислоты и щёлочи делают его непрозрачным и хрупким) и высокая степень ударопрочности и прочности на разрыв. Отдельные марки ПЭТ позволяют использовать технологии горячего разлива напитка. Как правило, материал не обеспечивает устойчивость к высоким температурам, максимальная температура 71 °С. Однако современные разработки новых марок ПЭТ позволяют увеличить устойчивость к высоким температурам вплоть до использования в качестве стаканчиков в кофейных автоматах. Полиэтилен высокой плотности (HDPE): наиболее широко используемое сырьё для пластиковых бутылок. Этот материал является экономичным, ударопрочным, и обеспечивает хороший барьер проницаемости влаги. HDPE совместим с широким спектром продуктов, включая кислоты и щёлочи, но не совместим с растворителями. HDPE естественно прозрачный и гибкий. Хотя HDPE обеспечивает хорошую защиту при температуре ниже точки замерзания, он не может быть использован с продуктами нагретыми выше чем на 88°С (190 °F) или продуктами, которые требуют герметичной (вакуумной) упаковки. Поливинилхлорид (PVC, ПВХ): имеет очень хорошую стойкость к маслам, и имеет очень низкий уровень передачи кислорода. Этот материал обеспечивает бутылке отличный барьер для большинства газов, хорошую ударную вязкость. Материал химически устойчив, но уязвим для воздействия растворителей. ПВХ экспонаты имеют слабую устойчивость к высоким температурам и будет деформироваться при 71 °С , что делает такую бутылку непригодной для заполнения горячими продуктами. Полиэтилен низкой плотности (LDPE): менее жесткий и в целом менее химически устойчив, чем HDPE, но является более прозрачным. LDPE значительно дороже, чем HDPE. Полипропилен (PP): в основном используется для банок с отличным барьером влаги. Одно из главных преимуществ полипропилена — это его стабильность при высоких температурах до 93 °C (200 °F). Полипропилен подвергается автоклавированию и стерилизации паром, пригодный для заполнения горячими продуктами. Полипропилен имеет отличную химическую стойкость, но имеет низкую ударостойкость при низких температурах. Полистирол (PS): бутылка обычно используется с сухими продуктами, включая витамины, специи и др.. Стирол не обеспечивает хорошие барьерные свойства и демонстрирует плохую ударопрочность. Пост-потребительские смолы (PCR): является смесью вторично переработанных HDPE (в основном емкости из-под молока и воды) с первичным HDPE. Переработанный материал очищается и перерабатывается в единые гранулы вместе с первичным материалом, что специально проводится для создания сопротивления к растрескиванию. PCR не имеет запаха, но имеет незначительный жёлтый оттенок в его естественном состоянии. Этот оттенок может быть скрыто за счет добавления цвета. PCR легко обрабатывается и недорогой. Тем не менее, он не может вступать в прямой контакт с пищевой или фармацевтической продукцией. PCR может выпускаться с различным содержанием продуктов переработки (до 100 %). K-смолы (SBC): хорошо подходят для широкого спектра упаковочных материалов в силу своей глянцевости, и ударопрочности. K-смолы, производные стирола, легко обрабатываются на полиэтилен-оборудовании. Подходят для упаковки многих продуктов, но несовместимы с насыщенными и ненасыщенными жирами и растворителями. HDPE, обработанный фтором: бутылки подвергаются воздействию фторирующего газа во вторичной операции. Бутылки внешне похожи на HDPE и имеют исключительные барьерные свойства углеводородов и ароматических растворителей. «Фтор-обработанные» бутылки прекрасно подходят для использования как бутылок с инсектицидами, пестицидами, гербицидами, фотографическими химикатами, сельскохозяйственными химикатами, бытовыми и промышленными очистителями, электронными химическими веществами, медицинскими очистителями и растворителями, ароматизаторами, отдушками, эфирными маслами, поверхностно-активными веществами, полиролями, добавками, продуктами очистки граффити, изделиями для ухода за камнем и плиткой, восками, растворители, бензином, биодизелем, ксилолом, ацетоном, керосином и многими другими продуктами.
1.5.Влияние пластиковых бутылок на окружающую среду.
Каждую секунду в мире производят 20 тыс. пластиковых бутылок, а покупают каждую минуту миллион. В 2016 году по всему миру в общей сложности было продано более 480 млрд пластиковых бутылок для питья. И к 2021 году число продаваемых бутылок вырастет еще на 20 % — до 583,3 млрд., создавая экологический кризис, который, по прогнозам некоторых участников экологических кампаний, будет сопоставим по серьезности с изменением климата. В 2016 году во всем мире меньше половины всех проданных бутылок были собраны для переработки. Из них только 7 % были переработаны в новые вещи. Около 12 % пластиковых отходов сжигается, но данный способ утилизации не решает проблему экологии, так как в ходе сгорания могут выделяться диоксины и другие токсические вещества. Экологические организации предлагают если не полный, то максимальный отказ от пластиковых бутылок и призывают переходить на использование многоразовой тары или альтернативных материалов (стекло, алюминий). Однако, согласно некоторым исследованиям, производство бутылок из стекла или алюминия не являются решением — пластиковая бутылка, в частности из ПЭТ, может оказаться экологичнее этих материалов на всех этапах жизненного цикла. Если сравнивать углеродный след 330 мл алюминиевой банки и ПЭТ бутылки при минимальном содержании в них вторичного сырья, углеродный след алюминиевой банки в 2-4 раза выше. Углеродный след алюминиевой банки будет сопоставим с аналогичным ПЭТ-бутылки только если она будет содержать среднее количество переработанного алюминия и если для ее производства будет использоваться возобновляемая энергия. Также ПЭТ-бутылка превосходит стеклянную тару по показателям веса и потенциалу переработки. Перевозка 14 000 литров воды в пластиковых бутылках объемом 0,5 литров на расстояние 1600 км потребует на 355 литров меньше дизельного топлива, чем перевозка такого же объема воды в стеклянной таре 0,5 литров, что снизит выбросы СО2 на 60 %.
2.Переработка.
ПЭТ-бутылка — является самой распространённой упаковкой в России, произведенной из пластика, относящегося к маркировке 01, PET, ПЭТ (полиэтилентерефталат). Бутылки из ПЭТ собирают повсеместно, так как они являются наиболее популярным видом пластика у заготовителей «бытового» вторсырья, и сопоставимы с объемами сбора макулатуры и металла. Таким образом ПЭТ-бутылки от напитков можно сдать на переработку во всех пунктах приёма, где принимают пластик, а также в специализированные контейнеры. Возможны случаи, когда в пункте приема ПЭТ — единственный вид пластика, который принимается. Собранные отходы перерабатываются при помощи технологии «бутылка в бутылку». Данная технология подразумевает, что весь собранный пластик будет загружен в специальную установку, пройдет процедуру обработки и на выходе появится в виде хлопьев (ПЭТ-флексы), из которых сделают вторичную гранулу, которую можно снова использовать для производства бутылок вплоть до упаковки пищевой продукции. Например, завод «ПЛАРУС» в Подмосковье, который из собранных пластиковых бутылок производит ПЭТ гранулу, которую используют при производстве бутылок для пищевых продуктов. Также есть и другие технологии повторного использования ПЭТ бутылок и флексов из них. Как пример, на предприятии «Полиэф» в Башкирии организован проект по запуску мощностей по переработке ПЭТ-флексов для производства первичной ПЭТ-гранулы с содержанием вторичного ПЭТ (до 25 % содержания вторичного пластика). Эти гранулы используют для производства ПЭТ-бутылок для упаковки пищевой продукции. Также существуют и другие технологии переработки ПЭТ-тары, к примеру, из флексов производят волокна и нити для использования в легкой промышленности, за счет обратимости реакции получения ПЭТ разрывают полимерную цепочку до состояния мономеров с последующей очисткой и производством полимера, с использованием бактерий производят разложение полиэтилентерефталата и др.
3.Практическая часть.
3.1.Мировая практика
В мае 2020 года британская компания GreenRedeem опубликовала результаты эксперимента по внедрению фандоматов по сбору ПЭТ в школах. Проект проходил с января по декабрь 2019 года в 25 школах Беркшира. Результатом стало то, что около 12 тыс. учеников сдали почти 160 тыс. пластиковых бутылок с общим весом 5 тонн. Как итог — процент сбора пластиковых отходов больше, чем у традиционной залоговой системы. Главным стало то, что еженедельно в школах собирали большое число «чистого» ПЭТ, который вторично перерабатывали. Компания Coca-Cola в ближайшее время не планирует отказываться от одноразовых пластиковых бутылок в пользу жестяных и стеклянных, но заявила, что к 2030 году будет перерабатывать весь пластик, используемый при производстве упаковок. Для реализации компания собирается использовать при производстве упаковки минимум 50 % переработанного материала.
3.2.Российская практика.
В рамках плей-офф 2017 года на всех аренах команд Единой Лиги ВТБ были установлены специальные корзины для сбора пластиковых бутылок. В рамках первого раунда плей-офф было собрано более 3 тыс. бутылок, которые были переданы компаниям, занимающимся переработкой пластика в регионах. В 2019 году Российский футбольный союз объявил, что на всех турнирах под эгидой РФС, будет организован раздельный сбор пластиковых бутылок с целью дальнейшей их переработки и реализованы принципы эффективного управления отходами на спортивных аренах. С 2017 года в магазинах «Вкусвилл» работали китайские фандоматы для сбора отходов, в том числе пластиковых бутылок. В декабре 2019 года стартовал проект по замене фандоматов иностранного производства на российские. Они были рассчитаны на приём до 30 бутылок за один сеанс и 600 до полного заполнения фандомата. В 2020 году в рамках пилотного проекта «РТ-Инвест» установил в 20 школах Казани свои фандоматы. Всего за полтора месяца в школе было собрано 180 тыс. бутылок, что в 5 раз выше сборов отходов через торговые сети. Проект не являлся коммерческим, а был направлен на привлечение внимания населения к сбору и переработке пластиковых отходов.
3.3. Вторичное использование пластика учениками школы (акция «Крышечки доброты», поделки из пластика)
В нашей школе уделяется большое внимание вторичной переработке пластика, мы участвуем в различных акциях по сбору и вторичному использованию пластика.
Уже третий год мы всё активнее принимаем участие в акции «Крышечки доброты»
Рис. 1,2,3,4 Участие и результативность участия в акции «Крышачки добраты»
На новый год мы из пластикам делаем удивительные поделки и украшаем школьную Елку и принимаем участие в конкурсе Эко-елка.
А также мы делали кормушки для птиц зимой «Акция Синичкина столовая»
3.4. Эко-социалогический опрос
Для проведения социологического опроса мы раздали школьникам анкеты, в которых было задано 5 вопросов (Вопросы Приложение1)
Мы получили следующие результаты:
-
Вопрос: Покупаете ли вы продукты в пластиковых бутылках?
Вывод: Большая часть опрошенных покупают продукцию в пластиковых бутылках, она пользуется спросом!
-
Какие продукты вы покупаете чаще всего?
Вывод: Наиболее часто в пластиковой упаковке покупаются средства бытовой химии и напитки .
-
Знаете ли вы о вреде пластиковых бутылок?
Вывод: Большинство детей не знают и не задумываются о вреде пластиковых бутылок.
-
Куда вы деваете пластиковые бутылки после использования?
Вывод: После использования большинство людей выбрасывают бутылки в мусор, часть опрошенных использует их под поделки, для хранения каких-либо продуктов и используют в саду.
-
Если есть возможность утилизации пластиковых бутылок в специальный контейнер для пластика, используете ли вы его?
Вывод: Большинство опрошенных не используют спец. контейнер для сбора пластика при утилизации пластиковых бутылок.
Заключение.
-
В результате проделанной работы мы выяснили историю возникновения пластиковых бутылок, пользу и вред, которые они несут. Она удобна в применении, благодаря таким свойствам как лёгкость, упругость, прочность, поэтому и занимает всё большее место в жизни человека.
-
Пройдя по магазину можно убедиться, что пластиковая упаковка очень популярна для различных видов продукции.
-
Проведя социологический опрос учеников двух девятых классов мы выяснили, что большинство из них покупают продукты в пластиковых бутылках; больше всего покупают в пластиковой таре бытовой химии и напитков; большинство опрошенных не знают о вреде пластиковых бутылок; в плане утилизации пластиковых бутылок – большая часть их выбрасывает.
-
Пластиковые бутылки наносят значительный вред экологии и всему живому на земле, так как их невозможно адекватно утилизировать, что подтвердили наши опыты.
Если и выкидывать пластиковые бутылки, то крайне желательно это делать в специальный контейнер с надписью Пластик, также очень полезным является сортировка всех выбрасываемых отходов, если это возможно
Проведя конкурс поделок из пластиковых бутылок среди школьников, мы убедились, что даже детям под силу участвовать в защите окружающей среды от пластика, можно делать много разнообразных поделок, украшать ими квартиру, кабинеты в школе и детских учреждениях.
В конце своей работы я хочу сказать, что в каждой семье обязательно что-то скапливается, а то и выбрасывается. Большая проблема в культурном воспитании подрастающего поколения. Взрослые должны подавать правильный пример детям, беречь природу, не выкидывать и не оставлять мусор где попало, тогда и дети будут относится к окружающей среде по-другому и будут беречь ее! Среди нами опрошенных большая часть все-таки не знает о вреде пластиковых бутылок и не старается правильно их утилизировать. Это очень печально! Мы показали, что если подходить к проблеме творчески и по-хозяйски, то можно найти много способов применения пластиковой упаковке. Некоторые из способов можно посмотреть в буклете «Пластиковая упаковка: как использовать», также много различных вариантов по использованию пластиковых бутылок можно найти на просторах интерне
Всем спасибо за внимание!!!
Давайте беречь планету вместе!!!
Литература и интернет источники.
1.Википедия свободная энциклопедия [электронный ресурс] Режим доступа:
http://ru.wikipedia.org/wiki2. https://studwood.ru/1147885/ekologiya/istoriya_poyavleniya_plastikovoy_butylki
3.https://www.uaua.info/semya/ideas-for-home/news-47538-kak-dolgo-razlagayutsya-pischevyie-othodyi-pampersyi-i-drugoy-musor/
4.Великий мусорный остров [электронный ресурс] / 01.05.2012. – URL: http://users.livejournal.com/_devol_/447430.html
5.http://900igr.net/prezentacija/informatika/plastikovoj-butylke-vtoruju-zhizn-258167/butylki-ekologichnyj-solnechnyj-nagrevatel-vody-12.html
6.http://korabley.net/news/puteshestvie_na_plastikovom_sudne/2012-06-04-1193
7.https://kak-eto-sdelano.livejournal.com/497228.html
8.Поделки из пластиковых бутылок своими руками [электронный ресурс] /– [сайт]. – [bebi.lv], 25.03.2010. – URL: http://www.bebi.lv/otdih-i-dosug-s-detjmi/podelki-iz-plastikovih-butilok.html
9.https://musorish.ru/osobennosti-utilizatsii-othodov/
10. https://school-science.ru/5/1/34512
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
АНКЕТА.
-
Покупаете ли вы продукты в пластиковых бутылках?
А)да, покупаю
Б)нет, не покупаю
-
Какие продукты вы покупаете чаще всего?
А)молочные продукты
Б)напитки
В)средства бытовой химии
Г)растительное масло.
-
Знаете ли вы о вреде пластиковых бутылок?
А)да
Б) нет
-
Куда вы деваете пластиковые бутылки после использования?
А) выбрасываю в мусор
Б) использую под поделки
В)использую для хранения каких-либо продуктов
Г)использую в саду/огороде
5. Если есть возможность утилизации пластиковых бутылок в специальный контейнер для пластика, используете ли вы его?
А) да, использую
Б) чаще нет, выбрасываю вместе со всем мусором.