XXIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Основы переработки пластика Пластиковые крышки могут многое
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Мы изучаем экологию ( в рамках окружающего мира) с первого класса. В 2022 году вступили всем классом в отряд «Орлята России» и меня тогда очень заинтересовал трек « Орленок-Эколог». Там нам рассказывали о загрязнении планеты. Мы посмотрели фильм о пластиковом загрязнении океанов и я задалась вопросом : «Мой след на планете? Что я могу сделать, чтобы помочь экологии?»
Актуальность проблемы:
Моя работа посвящена изучению сортировки и раздельного накопления отходов, а так же стимулированию раздельного сбора и переработки пластика. При современной необходимости использования пластика в больших объемах у человека возникла проблема с дальнейшей его переработкой, т.к. сам он очень плохо разлагается. Основная проблема состоит в переработке пластиковых отходов отдельно по видам, к тому же, многие люди даже не догадываются, что например бутылка из под напитка – это 2 разных вида полиэтилена, который перерабатывается по-разному (сама бутылка и крышка от нее). Вопрос раздельного сбора и сортировки стоит довольно остро, этим озадачены многие учены и экологи, эта тема затронула и меня.
Цель и задачи исследования:
Нашей целью при проведения исследования было выяснить как можно остановить пластиковое загрязнение и дать пластику вторую жизнь. Для этого мы решили определить простоту организации раздельного сбора крышек от бутылок и дальнейшей их передачи на переработку, а также определить сознательность и готовность учеников одного из младших классов заниматься раздельным сбором отходов.
Для этого необходимо решить следующие задачи:
- Узнать, что такое пластик;
- Выяснить как долго разлагается пластик и в чем опасность для человека;
- Изучить методы переработки пластика;
- Попробовать переработать пластик в домашних условиях;
- Сделать выводы
Предмет исследования:
Предметом исследования является сбор пластиковых крышек, и сдача их на дальнейшую переработку. А также проведение агитационно-информационных мероприятий, посвященных этой теме. Ознакомление с вариантами переработки.
Методы:
-
Изучение литературы
-
Просмотр научных видео
-
Проведение опыта
Гипотеза
Я предположила, что остановить пластиковое загрязнение возможно.
-
Что такое пластик
Пластик — общее название материалов, которые можно формировать и отливать под воздействием нагрева и давления.
Они же - Пластма́ссы (пласти́ческие ма́ссы) — это синтетические или полусинтетические материалы, которые используют полимеры в качестве основного ингредиента.
Полимеры — это химический класс материалов, из которых состоят все современные пластики. Это крупные молекулы, состоящие из цепочки повторяющихся молекул меньшего размера (мономеров). Процесс соединения этих мономеров нагреванием и давлением называется полимеризацией.
Производят пластики из углеводородного сырья - природного газа и тяжёлых фракций нефти.
Название «пластмассы» происходит от слова пластичность и означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться в твердые предметы различной формы и после охлаждения сохранять заданную форму.
Первая пластмасса была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом в 1855 году. Он назвал её паркезин (позже - целлулоид).
Наибольшее распространения Пластики получили по второй половине 20 века, когда он начал производиться и использоваться повсеместно.
Пластмассы характеризуются малой плотностью (0,85—1,8 г/см³), чрезвычайно низкими электрической и тепловой проводимостями, не очень большой механической прочностью. При нагревании (часто с предварительным размягчением) они разлагаются. Не чувствительны к влажности, устойчивы к действию сильных кислот и оснований, отношение к органическим растворителям различное (в зависимости от химической природы полимера).
Пластики, в зависимости от состава их полимеров, бывают разными. Существует 7 типов пластика. Пластиковые изделия с маркировкой 3 и 7 не идут в переработку. Самые знакомые нам:
|
Полиэтилен |
Полистирол |
|
Полипропилен |
Полиуретан |
|
Поливинлхлорид |
Поликарбонат, полиамид, полиэстер, акрил, и пр. |
-
Роль пластика в нашей жизни
По достоинству оценить роль пластика в нашей жизни сложно, он на самом деле используется во всех сферах нашей жизни:
- в быту: корпуса бытовой техники, кухонная утварь, мебель, игрушки, упаковка (пакеты, баночки, контейнеры), одежда, обувь;
- в работе – офисная техника, провода, стулья, жалюзи, рекламные щиты, экраны, планшеты, папки, файлы;
- в строительстве – опалубки, обои, шпатели, кисти, оконные рамы;
- в учебе – ручки, линейки, обложки, рюкзаки, клеи, пеналы;
- в медицине – шприцы, системы, лангетки, судна, катетеры, одноразовые приборы для осмотра;
- на отдыхе – надувные круги, маски, трубки, шлепанцы, очки и даже купальники.
Появление полимеров в жизни человека сильно отразилось на его быту и качестве жизни.
Конечно, появление индивидуальной пластиковой упаковки (пленки) предотвратило множество болезней, которые передавались через грязные руки, также значительно упростило доставку продуктов питания и многих сыпучих веществ, которые теперь доставляются в полимерных мешках.
Но с этим техническим прорывом у людей появилось множество новых ранее неизвестных экологических проблем, многие из которых еще только начинают проявляться.
-
Какую опасность для человека и окружающей среды несет пластик
Большую часть пластмассы человек производит, используя первичные ресурсы – ценное углеводородное сырье (нефть). При этом используются вещи из пластика как правило не очень долго – обычно это упаковка, которую после вскрытия сразу выбрасывают.
Однако не стоит забывать, что пластик очень тяжело разлагается из-за особенностей его строения. Чаще всего ему для этого нужен свет солнца, а отходы от потребления в нашей стране принято закапывать в землю (захоранивать) на Полигонах, куда солнце не проникает. Это приводит в к тому, что он лежит там много лет.
Моя мама работает директором экологической фирмы и она рассказывала мне примерную скорость разложения некоторых видов пластика:
Пакет — 20 лет
Кофейный стаканчик — 50 лет
Трубочка для напитков — 200 лет
Пластиковая бутылка — 450 лет
Леска — 600 лет
Пластиковые столовые приборы — от 100 до 1000 лет
Основные опасения связаны с тем, что пластмассы, попадая в землю, могут выбрасывать в окружающую среду вредные вещества.
Также пластик попадает в воду, где медленно распадается. При этом в воде и далее в организмах водных животных оседает в виде так называемого Микро-пластика. Он опасен тем, что очистить от него воду нельзя – не придумали фильтров с такой маленькой сеткой-фильтром, чтобы можно было очистить воду в больших количествах.
На рисунке Микропластик в донных отложениях четырёх рек Германии. Обратите внимание на различные формы, обозначенные белыми стрелками. (Белые полоски обозначают масштаб 1 мм.)
Большой вред наносит пластик, который выбрасывает человек в непредусмотренных для этого местах или который оказывается на стихийных свалках .
К сожалению далеко не во всех странах Мира к проблеме переработки и вторичного использования подходят серьезно и на государственном уровне. Во многих странах, например в Индии и Пакистане мусор просто сбрасывают в овраги или реки, а оттуда он попадает в Мировой океан, где дрейфует десятилетиями…
Задача людей проявить сознательность и научиться жить со своими отходами. Конечно, мы только в начале пути правильного отношения к мусору в целом и пластиковым отходам в частности, но кое-что мы уже знаем и можем.
-
Что мы можем сделать?
Существует несколько способов избавления от отходов, в том числе и пластика: захоронение на полигонах, сжигание и переработка для повторного использования в производстве.
При этом, на полигонах, специальных сооружениях, существует система защиты сточных вод, они безопасны для окружающей среды, но с экономической точки зрения не эффективны.
При сжигании энергия горения может быть использована для производства электроэнергии, но при этом выделяются вредные вещества – диоксины.
Экологи выступают именно за переработку пластмасс, как более экологичные и эффективный метод утилизации.
Исследования показали, что к 2015 году было произведено около 6,3 млрд тонн пластиковых отходов, из которых только 9 % переработано .
У нас под ногами в виде «мусора» лежит множество ресурсов, в том числе и пластиковые отходы. Мы можем назвать их Ресурсом, благодаря их волшебной особенности – их можно полностью переработать никак не меняя при этом их свойств. В этом случае такие отходы называются «Вторичным сырьем». Это значит, что из пустой пластиковой бутылки для воды при приложении силы и энергии мы можем получить точно такую же бутылку, а из крышечки к ней – крышечку).
Так с чего же начать?
Правильный ответ – с сортировки и накопления!
Проще и дешевле всего перерабатывать отходы одного состава и в большом количестве, а значит – они должны быть собраны и доставлены переработчику в виде партии однородных отходов.
-
Почему мы собираем пластиковые крышечки
А Вы знали, что бутылка и крышка на ней – это все Полиэтилен? Но только это разный полиэтилен!
Поэтому и перерабатывается он по-разному. Итак,
-
Бутылка – состоит из полиэтилентерефталата или PET
ПЭТ распространен чаще, чем все другие виды пластика. Изделия из PET наиболее ценны для переработки и принимаются в любом пункте раздельного сбора сырья.
К достоинствам продукции, изготовленной из PET, можно отнести легкость и дешевизну, а недостатком является то, что изделия пропускают ультрафиолет, который может попросту испортить содержимое при длительном нахождении на солнце.
-
Крышка – состоит из полиэтилена высокой плотности или PEHD (HDPE).
П ЭВП также называют полиэтиленом низкого давления (ПНД). Его можно использовать многократно, до года. Как и некоторые другие виды пластмасс, пригоден для вторичной переработки. Непрозрачен.
К плюсам HDPE можно отнести стойкость к перепадам температур, жирам, щелочам и кислотам. Минус – выделяет формальдегид, пагубно влияющий на дыхательную и нервную системы человека.
Для выгодной и более чистой переработки крышечки необходимо собирать ОТДЕЛЬНО от бутылок, чтобы из них быстрее произвели что-то нужное для всех нас)
У нас в школе, а если точнее – в нашем 2 «А» классе, мы организовали сбор крышечек в пластиковую коробку. Мы все приносим и складываем их только туда. Причем это не только наши собственные крышки, но и те, которые мы нашли где-либо в неположенном месте.
Но не всякая крышка попадает к нам в коробку…
Когда контейнер с крышками становится полным, мы отправляемся в «Экологический поход» напротив нашей школы в магазин «ВкуссВилл» по адресу: ул. Пушкинская, 197, где и находится ближайший пункт приема крышек:
В этом магазине их собирают в большую партию, которую потом забирает специальная машина.
А вот что с ними происходит дальше?
-
Куда потом крышки убегают и что с ними делают
После того, как крышки приехали на завод по переработке с ними происходит настоящее ВОЛШЕБСТВО!
Нет, не такое) Но тоже – волшебство!
Первым делом крышки дробят Потом моют:
на мелкие кусочки:
Потом засыпают в большую плавильную печь (сюда же можно добавить краситель нужного цвета) и нагревают, и уже мягкий пластик пропускают через дырочки так, чтобы получились пластиковые макаронены, которые необходимо остудить в воде, чтобы они стали прочными:
И уже после этого – нарезают на ровные маленькие столбики – гранулы:
И вот теперь эти нарядные гранулы можно засыпать в станок и получить почти что угодно новое!
-
Проведение опыта. Переработка пластика дома.
Я подумала, если пластик такой «пластичный», почему бы не попробовать предать ему новую форму под воздействием температуры?
Дома мы с мамой провели опыт по переработке пластиковых крышечек и контейнеров из пластика 2-го типа.
Мы собрали материал (пластиковые крышки), очистили (сняли этикетки) и помыли его, измельчили и выплавили в духовке при температуре 180°С.
У меня получилась тарелочка для конфет или фруктов.
Таким образом можно было сделать и разделочную доску и любые фигурки, например, шахматы.
-
Что можно сделать из переработанных крышек
Из переработанного пластика делают все те же пластиковые предметы нашего обихода. Исключением являются все виды упаковки пищевой продукции и медицинские приборы – они должны изготавливаться только из первичных материалов и должны быть идеально чистыми.
Н аши труды по сбору и переработке пластика, и крышечек в особенности вознаграждаются получением:
1.Новых крышечек:
Их, кстати, тоже делают на интересном станке:
Еще – 2. Новые ткани: 3. Стройматериалы
-
Предметы Благоустройства: 5. Емкости для хранения (контейнеры):
-
И Конечно, их можно использовать для Творчества:
10. Заключение
Трудность переработки пластика заключается в том, что отходы чаще всего представляют собой комбинацию из различных типов пластика. Так же загрязненность материала делает процесс очистки трудоемким. Более того, система организованного сбора и переработки мусора осуществляется только в ограниченном количестве стран. Таким образом, большинство пластиковых отходов не подвергаются рециклингу.
Моя гипотеза подтвердилась, остановить пластиковое загрязнение возможно, но непросто, потому что:
- отходы из пластика быстро накапливаются
- период разложения пластмасс достигает несколько сотен лет, её необходимо перерабатывать
- не получится рассортировать мусор на свалке. В обычных контейнерах он перемешивается во влажную массу.
Так что правильно собирать и далее сдавать пластик на переработку – это не способ заработать, а способ уменьшить количество мусора, сократить количество полигонов отходов и способ сэкономить экологические ресурсы для производства новых товаров.
11. Выводы
Представить нашу жизнь без пластиковой упаковки, бытовой или офисной техники, кухонных предметов, канцелярских товаров, строительных материалов и прочих вещей, сделанных из пластика, в настоящее время уже практически невозможно – они стали частью нашей жизни. Но мы не должны забывать, что являемся частью этого мира – при этом разумной его частью, наша Планета – это наш ДОМ.
Мы должны убирать свой ДОМ и бережно относиться ко всему, что в нем есть, в том числе к ее ресурсам.
Результаты наших наблюдений говорят о высокой экологической активности учеников младших классов, готовности заниматься проблемами сортировки и самим раздельным сбором отходов.
На примере сбора пластиковых крышек мы увидели заинтересованность данным процессом, переходящую в активную позицию. Ученики не только складывали в контейнер крышки от бутылок или фруктового пюре, которые образовались непосредственно в классе, но и многие приносили их из дома, накапливая всей семьей. Как минимум 6 учеников из класса также пояснили, что теперь подбирают пластиковые крышки на улице, если они находятся в неположенном месте, чтобы после этого принести либо в контейнер класса, либо непосредственно в пункт приема. Ребята стали обращать внимание на маркировки пластиковых предметов, чтобы определить, подлежат ли те переработке. Замечен явный интерес к сбору крышек и желание конкурировать в их сдаче с другими, что является частью игры. Основной показатель – регулярность сдачи полного контейнера крышек с размерами 20х20х30 см – объем контейнера составляет 0,012 м3 (в данном объеме помещается примерно 750-800 крышек в зависимости от размера). Регулярность сдачи составила – 1 контейнер (750-800 крышек) – 1 раз в 2 месяца, то есть за учебный год в 9 месяцев классу удалось собрать на переработку не менее 3000 крышек!
Анализируя проведенные исследования на примере 2 «А» класса школы № 80 можно сделать следующие выводы:
- знания о правильном обращении с отходами у учеников младших классов незамедлительно переходят в действия;
- готовность включиться в процесс раздельного сбора отходов – высокая;
- активность в сборе и желание сдавать крышки далее на переработку у более чем 90% учеников класса на самом высоком уровне;
- рекомендуется проведение экологических уроков в остальных классах начальной школы с целью просвещения на тему раздельного сбора и переработки отходов;
- рекомендуется организация оборудования всех младших классов подобными контейнерами и агитационной документацией для сбора пластиковых крышек, что увеличит объем сбора и сдачи их на переработку, а также воспитает в младших учениках и их семьях порядок сбора полезных отходов.
Каждый из нас может сделать что-то:
- донести бумажку от мороженного до урны;
- закрыть кран, когда вода не нужна;
- принести домой покупки в многоразовой сумке;
- отдать ненужную одежду нуждающимся;
- или собрать отдельно от бутылок пластиковые крышки и передать их на переработку! Стоит только начать, и Вы поймете, что это совсем не трудно.
И когда в следующий раз Вы возьмете в руки обычную шариковую ручку, чтобы записать что-то важное в блокнот или тетрадь, Вы сможете гордиться собой, говоря себе – «Это Я помог тем не нужным крышкам стать этой полезной для меня ручкой! Я – волшебник переработки)».
12.Список использованной литературы
-
ФЗ № 89-ФЗ "Об отходах производства и потребления"
-
Интернет-ресурс «Википедия»
-
Статья в журнале «Юный ученый» № 3 (66) март 2023: «Влияние пластика на человека и окружающую среду» (Автор Федорцова И.Е.)
-
Научный рецензируемый журнал "Пластические массы"
Работа выполнена при поддержке мамы Заудеренко Софьи – директора экологической фирмы ООО «РостЭко» - Заудеренко Ольги Александровны.
Экологическое сопровождение и проектирование