XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Введение.

Я не могу смотреть мультфильм «Валли». Если кто-то видит милого робота, то я вижу, во что может превратиться наша планета и мне становится страшно, что такое может произойти на самом деле.

Среднестатистический житель России в год выкидывает больше 3 центнеров мусора, 40% из которых приходится на бумажные отходы. Многие знают, что центнер макулатуры спасает одно дерево. 1 тонна таких бумажных отходов заменяет 4 кубометра дерева. Современные технологии дают возможность использовать 75% использованной бумаги.

У большинства людей, читающих это, вероятно, будет что-то из пластика в пределах прямой видимости. Этот материал распространен повсеместно: сейчас мы производим более 300 миллионов тонн (272 метрических тонны) пластика в год, и примерно половина из них предназначена для одноразового использования - это означает, что он утилизируется сразу после того, как использовался по назначению.

PlasticsEurope Market research Group объем производства пластика в мире 360 млн тонн в 2018 году. INTERFAX.RU - В 2022 году произ водство полимеров в России составило 10,326 млн тонн

На производство пластиковых пакетов в год уходит столько же нефти сколько и на производство пластиковых бутылок. В США ежегодно выпускается около 100 миллиардов полиэтиленовых пакетов, из которых только 1% перерабатывается. Ежегодно в США на пластиковые бутылки и пакеты уходит 29,6 миллионов баррелей нефти, такое количество топлива хватит на работу двигателей трёх миллионов автомобилей в течение всего года. Крупным производителем одноразовых полиэтиленовых пакетов является Китай, ежегодно в Поднебесной на одни только пакеты уходит 37 миллионов баррелей нефти. 

Среднее время разложения пластмассовых изделий, созданных по разным технологиям, колеблется от 400 до 700 лет. Пластик, синтезируемый из нефти и природного газа, получают путем выделения углеводородов, разделения их на составные части и последующего преобразования этих частей в совершенно новые образования, никогда ранее не встречавшиеся в природе. Проще говоря, это создает «чужеродный» материал, незнакомый микробам в воде и почве Земли. Углеродный каркас синтезированного пластика не распознается почвенными бактериями, что означает, что они не могут переваривать и преобразовывать его в воду и углекислый газ.

В настоящее время в мире ежегодно накапливается более 20 млн. тонн отходов пластмасс. Из них 15–30 % подвергаются рециклингу, 20–40% сжигается, а 35–70 % складируется на полигонах, свалках или просто закапывается в землю.

Наиболее перспективным направлением утилизации полимерных отходов является их вторичная переработка. Для России это является достаточно новым. Проблема на сегодняшний день состоит в том, что, с одной стороны, население недостаточно мотивировано к раздельному сбору отходов, с другой стороны не достаточно оборудованных мест для раздельного сбора ТКО в шаговой доступности.

Цель работы: выяснить, как школьники могут помочь в решении проблем раздельного сбора мусора.

Задачи:

1. Изучить информацию о раздельном сборе ТБО и их переработке.

2. Замерить объем образования перерабатываемых отходов дома.

3. Провести акцию по сбору вторсырья в школе.

4. Предложить мероприятия по вовлечению учащихся в решение проблем сбора и переработки мусора.

Гипотеза: школьники могут внести существенный вклад в улучшение экологии родного края.

Глава 1. Способы утилизации мусора

1.1. Мировая практика.

Сейчас в мире существует несколько основных способов утилизации отходов: захоронение, сжигание, переработка. Во многих странах используют комбинированный подход. Часть материала отправляют на переработку, а непригодную — на сжигание. В США сжигается 13% мусора, в Италии— 19%, в Германии— 32%. В Германии 48% мусора получает «вторую жизнь», во Франции— 22%, в США— 34%. В России же свыше 90% отходов отправляется на полигоны и свалки, и лишь 7%— на переработку.

Ежегодно в нашей стране образовывается более 65 млн. тонн мусора, и каждый год этот показатель растет на 1–2%. К 2050 году общий объем отходов может составить 100 млн. тонн. В бытовом мусоре пластик занимает 55% объема мусора. На бумагу приходится 23% от общего количества отходов, на металл и тетрапак— 13,5%, на стекло— 8%, на шины и электроприборы— 0,5%.

Уже сегодня суммарная площадь всех российских свалок – больше четырёх миллионов гектар. Ежегодный прирост – почти 10% от этой величины, примерно 0,4 млн гектар, что равно суммарной площади Москвы и Санкт-Петербурга.

В крупных городах мусорные полигоны доставляют очень много проблем жителям прилегающей территории. Площади полигонов растут, приближаются к жилым микрорайонам. Пожары на мусорных полигонах отравляют воздух на много километров вокруг.

Захоронение отходов на мусорных полигонах негативно влияет на окружающую среду сразу в нескольких направлениях:

• Влага, что образуется в самом теле свалки и в результате выпадения осадков (фильтрат) отравляет подземные воды токсичными веществами.

• За счет постоянного процесса гниения отходов происходит загрязнение почвы.

• В результате «брожения» мусора образуется свалочный газ. Он содержит в себе метан и углекислый газ. Выбросы этого газа в атмосферу, способствуют развитию парникового эффекта.

• Крысы, бродячие собаки и дикие животные, обитающие на свалках, могут стать переносчиками и распространителями опасных заболеваний.

Сжигание является еще более экологически опасным способом уничтожения мусора. Все вредные вещества (диоксины, тяжелые металлы) при этом попадают в атмосферу. Это невероятно вредно для экологии.

Лучше всего, если отходы отправятся на заводы, где сначала вручную, а потом с помощью сложных машин мусор сортируют – отдельно бумагу, пластик, стекло, металл, чтобы в дальнейшем повторно использовать для выпуска новой продукции. Необходимо перейти на замкнутый цикл «производство – потребление – выбрасывание – производство». Это поможет увеличить долю переработки до 90 %.

1.2. Что можно перерабатывать

Утилизировать можно практически любой мусор. На повторную обработку отправляют такие отходы, как:

• стекло, стеклянную тару

• остатки черного, цветного металла

• резиновые изделия

• отдельные сорта полимеров

• остатки одежды, обуви, иного текстиля

• бумагу, картон

• органические отходы

• мебель

• отдельные категории пластика: пакеты, старые ручки, трубочки от напитков и т. д

• некоторые виды строительного мусора: стекло, кирпичи, остатки ламината и прочее

Какой пластик подходит для переработки? PET, LDPE, PP, HDPE Лучше всего для вторичного использования подходят PET, LDPE, PP, HDPE. Имеют низкий потенциал для переработки: PVC (ПВХ, 03); PS (ПП, 06); O ( «Другие» 07).

Какой пластик не перерабатывается? Наиболее сложными для переработки являются поливинилхлорид (PVC) и полистирол (PS). Часто перерабатывающие компании не принимают эти полимеры из-за невозможности получить из деталей чистый ПВХ и полистирол, а совместная переработка разных видов пластмассы приводит к ухудшению качества получаемого вторсырья.

1.3. Перспективные технологии

Пластик это материал, имеющий нефтяное происхождение, а следовательно, он потенциально хранит в себе огромнейшие объёмы энергии. Эту энергию, можно освободить, конвертировав пластиковый мусор в его первичное состояние – нефть.

Идея получения топлива из пластиковых отходов стала считаться актуальной и перспективной, поскольку дешевого и доступного «энергетического ресурса» для переработки накопилось на планете в колоссальном количестве. С другой стороны, все известные ученым варианты превращения пластикового мусора в ценное топливо неразрывно сопряжены в процессе переработки с высоким энергопотреблением. А это сводит на нет все преимущества такой альтернативной энергетики.

По результатам кспериментов, используя одну тонну пластикового сырья, можно получить от трёх до пяти баррелей синтетической нефти. Так же было подсчитано, что одна установка, перерабатывающая пластик в нефть способна за год переработать 10 тысяч тонн пластиковых отходов, выдавая при этом от 30 до 50 тысяч баррелей синтетической нефти.

Внедрение в национальном масштабе установок перерабатывающих пластиковые отходы позволило бы ежегодно генерировать более 150 млн. баррелей синтетической нефти.

В Японии очень мало мест, куда можно свозить мусор. Машина, которая перерабатывает полиэтиленовые пакеты в топливо, пластик, обратно в нефть, была изобретена в Японии. Создатель – Акинори Ито из Blest Corporation. Машина может обрабатывать полиэтилен, полистирол и полипропилен, но не ПЭТ-бутылки. Акинори Ито: «Люди начинают понимать, что это не мусор. Эти пластиковые отходы, крышки от бутылок, ланч-боксы – это нефть. Люди не знают, что мусор – это нефть. Поэтому они его выбрасывают. Если они узнают, что он превращается в нефть, тогда они будут собирать его. Это нефтяное месторождение, пластиковое нефтяное месторождение».

Хотя конечный продукт переработки пластика – топливо, которое будет потом сожжено с выделением СО2, инновационный метод рециркуляции революционизировал способы переработки пластмассы.

Глава 2. Решение задачи раздельного сбора мусора на практике

2.1. Ситуация с утилизацией отходов в Кузбассе

В Кузбассе сейчас существуют 6 мусорных полигонов. (Приложение №1)

• ООО «Экопром»

• ООО «Спецавтохозяйство»

• МП «КомСАХ»

• ООО «ЭКОБЕТОН»

• ООО «Эдельвейс М»

А также 44 несанкционированных свалки мусора, которые внесены в реестр и программу по их ликвидации.

Использовать мусор повторно – звучит заманчиво. Но на практике рассортировать мусор, поступивший на полигон, очень сложно: например, выбрать бумагу, стекло, пластик, металл среди пищевых объедков. Вторичное использование мусора возможно, если только мы сами рассортируем наш мусор перед тем, как выбросить. Таким образом, нам необходимо научиться сортировать мусор.

2.2. Актуальность проблемы в городе Кемерово

По проведенным опросам, некоторым людям не интересно просто так раздельно собирать мусор, а чтобы выручить за это какие-то деньги, нужно собирать мусор долго – его некуда складывать, не на чем вывозить, чтобы сдать.

Нет пунктов сбора вторсырья в шаговой доступности. Даже не у всех домов есть контейнеры для сбора пэт-бутылок, хотя можно собирать и перерабатывать намного больше видов отходов. В Кемеровском районе не предусмотрены возможности раздельного сбора ТБО. Все пункты приема вторсырья находятся на окраинах города (Приложение № 2), если нет машины – то задача сдать сырье не реальна. Даже если есть машина – каждую неделю увозить на окраину города по 2-3 мешочка мусора тоже неудобно и нет возможности тратить столько времени, а если собирать больше – то возникает проблема, куда это деть дома. Вывоз вторсырья компаниями осуществляется только в больших объемах – от 100 кг и более.

2.3. Эксперимент по сбору вторсырья

1. В ходе эксперимента по сбору перерабатываемого мусора в нашем доме за неделю было собрано:

	За неделю	Расчетное кол-во за год
Бумага и картон	890 г	42 кг
Стекло	2 кг 800 г	134 кг
Пластиковые крышки	50 г	2,4 кг
Пластик	1 кг 240 г	60 кг
Металл	1 кг 200 г	50 кг
Тетрапак	300 г	14 кг
Всего вторсырья в семье из 3х чел	6 кг	300 кг

На нашей улице в деревне 10 домов – то есть только наша улица производит в год более 3х тонн перерабатываемых отходов. В Кемерово количество жителей в 2023г – 549 362 человек. Если взять к расчету, что на каждые 5 человек приходится 1 семья, то это примерно 100 тысяч семей, которые производят в год 300 тысяч тонн перерабатываемого мусора. Мне кажется, что это очень большая гора.

2. Я создал скульптуру из перерабатываемых бытовых отходов, (фото см. Приложение№3). Цель скульптуры – привлечь внимание школьников к вопросам переработки бытового мусора. В ходе сбора пластика для поделки в школе было собрано 7.7 кг пластикового бытового мусора, в том числе 2 кг(!) ненужных игрушек от киндер-сюрпризов.

В итоге в нашей школе МБОУ СОШ№61 г.Кемерово принято решение ежеквартально проводить акции по сбору определенных видов перерабатываемых отходов – макулатура, пластик, стекло, батарейки и т.д. и награждать наиболее активных участников, а также создать Экологический совет школы.

Гипотеза о том, что школьники могут внести существенный вклад в улучшение экологии родного края, подтвердилась.

1. 4. Предложения по участию школьников в решении проблемы раздельного сбора отходов в г.Кемерово

1. Организовать волонтерское движение школьников «За чистый город». Предлагаю в порядке эксперимента оборудовать на территории нескольких школ г.Кемерово специальные контейнеры для раздельного сбора стекла, пластика, тетрапака и бумаги; провести обучающие занятия по раздельному сбору мусора среди школьников и, чтобы волонтеры в этих школах проводили замеры сдаваемого сырья в граммах и заносили поименно информацию на специальный ресурс – так можно присваивать баллы и премировать лидеров по сдаче сырья среди школьников в городе, устраивать разные соревнования и флэшмобы.

2. Далее нужно разработать мобильное приложение для школьников, в котором в игровой форме прививать интерес к сбору вторсырья и вести учет баллов в личном кабинете. Накопленные объемы сырья в контейнерах позволят компаниям-переработчикам вывозить эти отходы. Я планирую в ближайшее время начать изучать программирование и конструкторы по разработке приложений.

3. Провести ко дню города городской конкурс поделок из вторсырья и организовать выставки лучших работ в крупных торговых центрах города - с целью привлечения внимания детей и взрослых к проблемам утилизации мусора и популяризации волонтерского движения.

4. Провести в научном сообществе города конкурс на разработку технологии производства нефти из пластика. Для участия в конкурсе привлекать одаренных школьников старших классов, увлекающихся физикой, химией, различными исследованиями и изобретениями.

Заключение

 

Цель моей работы уже частично достигнута – мне удалось привлечь внимание учащихся нашей школы к проблеме раздельного сбора отходов и вовлечь их в этот процесс.

Многие взрослые, к сожалению, скептически относятся к раздельному сбору отходов и их утилизации. Их мы уже не переделаем. Но мы можем своим примером вырастить целое поколение, которое уже будет более ответственно относиться к вопросам экологии, и сортировка мусора для переработки будет нормой быта в каждом доме.

Нужно больше проводить мероприятий со школьниками, чтобы они узнали про переработку отходов, получили практические навыки, увлеклись темой сохранения природы и бережного использования вещей и материалов.

Я надеюсь, что своей работой я тоже внес вклад в улучшение экологии в Кузбассе.

Список использованной литературы

1. Кочергин, И. Вся правда про мусор – М: Изд-во «Настя и Никита», 2021. – 24 с.

2. Мазелли, М. Вторая жизнь мусора, или как сделать отходы полезными – М.: Издательский дом Мещерякова, 2019. – 82 с.

3. Сильги, К. История мусора – М.: Текст, 2011 г. – 288 с.

4. Файви, Э. Мусорная революция: свалка о двух концах – М.: Пешком в историю, 2022. – 64 с.

5. Цзяци Ху. Спасите человечество. Книга, которая может изменить ход истории – М.: Эксмо, 202. – 464 с.

6. Шабутдинова, Л. Как маленькому человеку помочь большой планете – М.: МИФ, 2021. – 96 с.

Интернет-ресурсы:

1. 20 идей по развитию России: Выброс мусора https://20idei.ru

2. Все о бумаге https://www.vseobumage.ru/3264/detjam-o-bumage-5/

3. Куда уходит нефть? https://pisali.ru/flashru/3313/

4. Маркировка пищевых пластиков https://herbalsale.by/markirovka-pischevyh-plastikov/

5. Мусорные полигоны и загрязнение окружающей среды – какое негативное воздействие на экологию оказывают свалки? https://ecospectrum.ru/articles/2398/

6. Постановление Правительства Кемеровской области - Кузбасса от 23.08.2023 № 544 "Об утверждении комплексной региональной программы "Обращение с отходами производства и потребления, в том числе твердыми коммунальными отходами, Кемеровской области — Кузбасса" на 2023 — 2030 годы" http://publication.pravo.gov.ru/document/4200202308280006

7. Переработка пластикового мусора в топливо https://scienceforum.ru/2021/article/2018024684?ysclid=lr613w4kuo306453037

8. Почему пластик не разлагается, хотя он создаётся из природных компонентов https://www.ferra.ru/news/techlife/pochemu-plastik-ne-razlagaetsya-khotya-on-sozdayotsya-iz-prirodnykh-komponentov-31-05-2022.htm

9. Проблема мусора в России: страшная статистика https://alon-ra.ru/problema-musora-v-rossii.html?ysclid=l9a7f1wily48176746

10. Переработка мусора в нефть https://promvest.info/ru/inzhenernyie-seti-zhkh/pererabotka-musora-v-neft/?ysclid=lr61d0pg37531527285

Приложение№1

Все твердые коммунальные отходы в зоне действия регионального оператора «Чистый Город Кемерово» подлежат размещению и захоронению на следующих полигонах https://sibtko.ru/poligoni :

• ООО «Экопром»

обслуживает Кемеровский городской округ, Кемеровский муниципальный округ, Топкинский муниципальный округ, Березовский городской округ, Промышленновский муниципальный округ, Яшкинский муниципальный округ, Тайгинский городской округ, Тайгинский муниципальный округ.
Адрес: Кемеровская область, пос. Пригородный Ясногорского сельского поселения (включен в ГРОРО под № 42-00463-3-00376-070420).

• ООО «Спецавтохозяйство»

обслуживает Ленинск-Кузнецкий городской округ, Ленинск-Кузнецкий муниципальный округ, Крапивинский муниципальный округ, Полысаевский городской округ, Беловский городской округ, Беловский муниципальный округ, Гурьевский городской округ, Гурьевский муниципальный округ.
Адрес: г. Ленинск-Кузнецкий, территория Северной промзоны (Географические координаты объекта: 54.711682, 86.181393, включен в ГРОРО под № 42-00270-З-00592-250914).

• МП «КомСАХ»

обслуживает Анжеро-Судженский городской округ, Яйский муниципальный округ, Ижморский муниципальный округ.
Адрес: Кемеровская область, северо-запад г. Анжеро-Судженска (Географические координаты объекта: 56.105351, 85,975498,включен в ГРОРО под № 42-00322-З-00552-070715).

• ООО «ЭКОБЕТОН»

обслуживает Юргинский городской округ, Юргинский муниципальный округ. Адрес: Кемеровская область, г. Юрга, южная граница города (Географические координаты объекта: 55.692722, 84.935202, включен в ГРОРО под № 42-00210-З-00592-250914).

• ООО «Эдельвейс М»

обслуживает Мариинский муниципальный район, Тяжинский муниципальный округ, Чебулинский муниципальный округ, Тисульский муниципальный район.
Адрес: Кемеровская область, Мариинский район, 3000 м на юг от ориентира г. Мариинск (Географические координаты объекта: 56.133683, 87.714983, включен в ГРОРО под № 42-00290-З-00592-250914).

Приложение№2

Пункты приема вторсырья в Кемерово

1. Экологический потенциал Сибири

Компания по приему картона, макулатуры и полиэтилена

Спасательная ул., 61, этаж 2

2. Пункт приема цветных металлов

Авроры, 1/1

3. СибГАЛС

Компания по приему черных и цветных металлов

просп. Кузнецкий, 228а, Мартемьянова, д. 2, 37 бокс

4. Стекляшкин

улица Свободы, 6/1, корп. 3

5. Втормет

Пункт приема металлолома

Кузнецкий проспект, дом 232, корпус 1

6. А-Втор

Перерабатывающая компания

Баха, д. 15

7. Кузбасский скарабей

Производственная компания

пр. Западный, 4

8. Город К

Пункт приема макулатуры

улица Стахановская 1-я, дом 35, корп. 95, этаж 2

9. Пункт приема металла

Мартемьянова, д. 2, 55 бокс

10. Вторресурс 42

Пункт приема макулатуры

Красноармейская, 3а/1

11. Пункт приема картона и пленки

Западный пр-д, 4, этаж 1

Приложение№3

Эко-скульптура Собака из пластиковых бытовых отходов

Ссылка на фото https://disk.yandex.ru/d/IIP1IWiB8knZFg