Экологические проблемы использования фармацевтических блистеров и пути их решения

XXV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Экологические проблемы использования фармацевтических блистеров и пути их решения

Бурлака В.В. 1
1муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №13 имени Владимира Васильевича Козлова» муниципального образования Кандалакшский район
Давыдова Г.Е. 1
1муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №13 имени Владимира Васильевича Козлова» муниципального образования Кандалакшский район
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение.

Одной из экологических проблем современности являются твердые бытовые отходы (ТБО). ТБО представляют собой предметы, ранее использованные человеком в быту. Они могут быть изготовлены из дерева, стекла, резины, металлов, пластмасс, кожи. Блистерная упаковка также относится к бытовым отходам, но если образована как отход вне медицинского или фармацевтического учреждения и не на производстве. Она тоннами выбрасывается с остальным бытовым мусором. При этом входит в группу многокомпонентной или комбинированной упаковки, так как это сложный композитный материал, состоящий из пластика и алюминиевой фольги [1]. Без должной переработки эти материалы могут разлагаться в природе в течение сотен лет, выделяя опасные токсины. Время разложения пластиковых медицинских блистеров значительно варьируется в зависимости от типа используемого пластика. Например, блистеры, изготовленные из поливинилхлорида (PVC) или полипропилена (PP), могут разлагаться от 100 до 500 лет или даже дольше. А блистеры, изготовленные из пластика, полученного на растительной основе, разлагаются примерно за 4 года. Скорость разложения также зависит и от условий окружающей среды, таких как влажность, температура, доступ к солнечному свету. Но даже если пластиковые блистеры разлагаются, они могут оставлять микропластики в окружающей среде, что также представляет собой проблему для экосистем. Например, микропластик в водной среде может поглощать и накапливать вредные химические вещества, такие как тяжелые металлы и органические загрязнители. Эти токсины могут передаваться через пищевую цепочку, начиная от маленьких организмов, таких как планктон, и заканчивая более крупными хищниками, включая рыбу и морских млекопитающих [2].

Цель: доказательство экологической проблематики использования фармацевтических блистеров.

Задачи:

  1. изучить литературные источники по данному вопросу;

  2. изучить химический состав блистеров;

  3. выявить преимущества блистерных упаковок;

  4. изучить способы переработки блистеров;

  5. выявить вред, который блистеры приносят природе;

  6. провести математические расчеты;

  7. провести экологическую акцию по сбору использованных блистеров;

  8. создать информационные материалы для населения (буклет);

  9. изготовить мини коллекцию семян для кабинета биологии и панно.

Актуальность: современные проблемы экологии требуют особого внимания на способы утилизации отходов, особенно медицинского происхождения.

Объект исследования: пластиковая упаковка.

Предмет исследования: блистеры для лекарств.

Методы исследования: анализ литературы, измерение, математические расчёты, описание.

  1. Место исследования.

Работа проводилась на базе кабинета биологии и химии МБОУ СОШ № 13 имени В. В. Козлова с сентября 2023 по март 2025 года.

  1. Собственные исследования.

Блистерная упаковка известна под названием контурная или ячеистая упаковка. Происходит слово «блистер» от английского blister, что означает «пузырь». Блистером называют любой тип предварительно сформированной пластиковой упаковки, используемой для мелких потребительских товаров, продуктов питания и фармацевтических препаратов. Основным компонентом блистерной упаковки является полость или «карман», в которую, как в футляр, вкладывается соответствующий по форме предмет. Блистер изготавливается обычно из термопластика. Нередко блистер имеет подложку из картона, алюминиевой фольги или пластика [3].

3.1 Виды блистеров.

Блистер выпускается в многообразии форм. Есть три основных вида блистерной упаковки:

  • двухсторонняя (бокс-блистер) ;

  • упаковка с подложкой;

  • упаковка под сварку.

Упаковка двухсторонняя (бокс-блистер) - известна всем по одноразовым емкостям для кулинарной или фермерской продукции. Это коробочка из прозрачного пластика, которая состоит из двух (обычно одинаковых) ячеек, между которыми расположено место перегиба. Также этот тип оснащается специальными замками, которые ее закрывают «на защелку». Данный вид упаковки очень удобен тем, что обеспечивает полный обзор упакованного продукта. Выпускается разных форм и размеров, может быть оснащен графической рекламой или этикетками.

Блистер с подложкой и  загнутыми краями - это распространенный тип упаковки, состоящий из двух элементов: прозрачной ячейки в форме товара и подложки из картона или пластика с нанесенными изображениями. Подогнутые края позволяют самостоятельно вставлять подложку в упаковку, не приклеивая ее. Таким способом упакованы многие мелкие хозяйственные и канцелярские товары, мелкие детали машин, мелкая бытовая техника и игрушки, оргтехника и даже сладости.

Блистер под сварку - данный блистер состоит из двух спаянных между собой частей, что делает упаковку герметичной. Такой тип блистерной упаковки нельзя открыть, не нарушив целостность упаковки

3.2 Преимущества блистерной упаковки.

К преимуществам блистерной упаковки можно отнести следующее: высокие барьерные свойства (герметичность, защита от влаги, посторонних запахов и УФ - лучей), вариативность формы, долговечность, низкая стоимость производства, окрашиваемость, химическая инертность, прочность. Прочностные характеристики блистера исключают расклеивания, разрывы, деформации. Таким образом, она выполняет свою транспортировочную функцию. А применение прозрачного материала, дает возможность зрительно увидеть упакованный товар. В фармацевтике особенно важны барьерные свойства упаковки, так как она создает для каждой таблетки индивидуальные условия, изолируя ее от воздействия внешних факторов, что обеспечивает сохранность лекарственных средств и таким образом продлевает срок годности.

3.3 Сырье для производства блистеров:

Для изготовления блистерной упаковки используют распространенные термопластичные полимеры в виде листов или пленок: поливинилхлорид, полиэтилентерефталат, полипропилен, полиэтилен. В различных сочетаниях эти полимеры дают новые технические свойства упаковки. Самым используемым полимерным материалом для формовочного полотна блистера является поливинилхлорид ()PVC). Основными преимуществами данного материала являются низкая стоимость и простота термоформования. Поливинилиденхлорид (PVDC) может быть нанесен на пленку ПВХ-блистера для получения очень высоких влаго- и кислородонепроницаемых свойств. Блистерные пленки с покрытием PVDC являются наиболее распространенными и преобладающими барьерными пленками, используемыми для фармацевтических блистерных упаковок [3].

3.4 Акция «Сдай блистер – сохрани планету чистой!»

Блистеры наносят природе следующий вред:

  • длительное разложение. В естественной среде пластик и алюминиевая фольга в блистерах разлагаются в течение многих сотен лет;

  • при разложении пластиков происходит выделение токсинов, например, диоксинов, обладающих мощным мутагенным действием. Опасны диоксины прежде всего тем, что чрезвычайно биологически активны даже в очень малых дозах. Попадая в организм человека или животных, они накапливаются и очень медленно разлагаются и выводятся из организма;

  • производство блистерной упаковки сопровождается выбросов в атмосферу парниковых газов, например, углекислого газа;

  • выделение хлорсодержащих газов. При попадании на свалку пластик в блистерах (поливинилхлорид) может нагреваться и выделять хлорсодержащие газы, например, хлористый водород, который может привести к гибели животных и задерживать скорость роста растений из-за того, что тормозится поступление основных элементов питания — азота, калия и фосфора;

  • микропластики, образующиеся в результате разложения блистеров, могут попадать в пищевую цепь. Это может иметь долгосрочные последствия для здоровья животных и людей;

  • животные могут пытаться их проглотить, принимая за пищу, что может вызвать удушение, внутренние травмы. Кроме того, лекарства, которые попадают в почву и воду вместе с блистерами, могут нарушать работу внутренних органов рыб, птиц и других животных, а также повышать устойчивость бактерий к антибиотикам [4].

Поэтому была проведена акция под названием «Сдай блистер – сохрани планету чистой!». Был создан плакат, который опубликован в группе в социальной сети "ВКонтакте" (https://vk.com/club193271010). Также, чтобы сделать акцию еще более удобной для всех участников, я установила специальные контейнеры для сбора использованных блистеров в магазине поселка и в школе (кабинет биологии) (см. Приложение № 1). Все собранные блистеры сданы в организацию по приему вторсырья, находящейся в г. Апатиты (https://vk.com/pvska51), откуда они будут отправлены на переработку в Санкт-Петербург (https://vk.com/7other). А далее в Ярославль, где находится завод по их переработке, на этом же заводе перерабатывают и батарейки. В ходе акции было собрано 9 кг блистеров. Для того чтобы узнать количество собранных блистеров я определила среднюю массу. Для этого произвела случайную выборку по 15 штук 8 раз. Нашла среднее арифметическое значение массы блистера составляет 1,96 грамма. Следовательно, приблизительно было собрано 4592 блистеров (см. Приложение № 2). В настоящее время акция по сбору блистеров продолжается. В рамках акции был оформлен буклет, который опубликован в сообществе «БЭК» (https://vk.com/public144838460) и распространен среди жителей поселка (см. Приложение № 3).

3.5 Переработка блистеров.

Процесс это сложный, нужны специальные технологии и оборудование, поэтому мало заводов берутся за переработку этой фракции. Компания «НЭК» (Национальная экологическая компания) в Ярославле, занимающаяся переработкой и утилизацией сложных и опасных видов отходов запустила систему переработки блистеров. Это система создана на основе искусственного интеллекта, благодаря чему, разделение и последующая переработка и утилизация получаются наивысшего качества. Блистеры можно перерабатывать совместно с таблетками. Стадии переработки:

  • блистеры попадают в дробилку. Вращается и нарезает она достаточно медленно, чтобы не крошить таблетки;

  • сырьё отправляется в зигзаг-сепаратор, где воздушный поток, направленный снизу, отделяет таблетки от блистеров. Блистеры лёгкие — они летят наверх, таблетки тяжёлые — они падают;

  • затем мелкие частицы разных материалов отделяют друг от друга методом электростатического разделения: в специальном аппарате алюминиевые частички падают вниз, а пластиковые электризуются и отделяются;

  • отсортированные таблетки отправятся на термическую утилизацию (сжигание в утилизационных печах) с минимизацией выбросов и дожиганием газов при температуре 1000°С. Эффективность очистки — 99%, 1% зольного остатка размещают на полигоне. В итоге получается два вида чистого полезного вторсырья:

алюминий - направляется на переплавку и производство вторичного алюминия и ПВХ - пластик, из него изготавливают трубы и другие строительные материалы. Из него также делают подоконники для пластиковых окон. На один погонный метр требуется около 2 кг блистеров. Если из 7500 блистеров получается 1 кг алюминия и 13 кг пластика, то из собранных нами блистеров может быть получено 612 грамм алюминия и 7,96 кг пластика.

    1. Вторая жизнь блистерной упаковки.

Блистерные упаковки можно использовать многими способами:

  • они отлично подходят для хранения мелких предметов, например, таких как пуговицы, мелкие детали, гвоздики, кнопки;

  • их можно использовать для посева семян, каждая ячейка которого может послужить контейнером для одного семени, что поможет организовать посев;

  • могут быть использованы для создания панно, коллажей и других художественных работ;

  • при обучении детей сортировке предметов по цвету и формам или счёту;

  • из них можно изготовить различные поделки. Например, мини коллекция семян для кабинета биологии. Для этого я подобрала картон, чтобы подложить сзади и сделать фон. На фон наклеила на нужных расстояния кружки с надписями. На каждый положила два - три семечка различных растений. А сверху заклеила. Для этого использовали тоненькие полоски двустороннего скотча (см. Приложение № 4).

    1. Альтернативы медицинским блистерам

Для уменьшения экологического воздействия блистеров на окружающую среду и повышения их безопасности можно использовать следующие варианты:

  • металлические или стеклянные контейнеры, которые обеспечат надежную защиту от влаги и света и могут быть переработаны или повторно использованы;

  • многоразовые контейнеры для хранения таблеток, которые можно заполнять повторно, что позволит снизить количество одноразовых упаковок и отходов;

  • фольгированные пакеты также могут служить альтернативой блистерам, так как они обеспечивают защиту от влаги и света и при этом их легче перерабатывать;

  • блистеры из биоразлагаемых материалов. Использование биопластиков, например, как полилактид (PLA) , которые могут разлагаться под воздействием условий окружающей среды;

  • картонные упаковки, так как они легко перерабатываются. Они также имеют меньший углеродный след по сравнению с пластиковыми блистерами;

  • использование упаковок с нанопокрытиями, которые могут продлить срок хранения медикаментов и снизить необходимость в использовании пластиковых блистеров.

  • В октябре 2024 года компания Байер заявила о выпуске современной блистерной упаковки из ПЭТ (полиэтилентерефталат) для своего бренда Aleve. Это термопластичный полимер, обладающий высокой прочностью, пластичностью, химической стойкостью. Хорошо пилится, сверлится, фрезеруется, сваривается. Сохраняет свои качества в диапазоне температур от -40°С до +85°С.  Запуск был реализован в партнерстве с компанией Liveo Research, одного из мировых лидеров в разработке и производстве пленок для фармацевтической продукции. Инновационность нового блистера для препаратов состоит в отказе от ПВХ как небезопасного для экологии материала и сокращении углеродного следа от упаковки на 38%. Экологичность решения также заключается в отказе от соединения алюминиевой фольги в качестве крышки для блистера. И блистерные ячейки, и крышка изготавливаются из ПЭТ, что упрощает задачу переработки. Такое исполнение на 18% снижает вес упаковки, что сокращает транспортные расходы [5].

  1. Использование результатов

Полученные в ходе работы данные могут быть использованы на уроках экологии и классных часах для информирования обучающихся о негативном влиянии пластиковых отходов на окружающую природную среду.

Данная работа может помочь в повышении осведомленности населения о проблемах пластиковых отходов, что приведет к изменениям в потребительском поведении и существенно сократить количество отходов, направляемых на свалки.

Данная работа представлена на Открытом экологическом конкурсе с международным участием «Экоселфи – селфи с пользой – 2024», который проходил с 8 апреля по 28 декабря 2024 года. Конкурс собрал участников из 67 регионов России, а также Японии и Монголии. По результатам конкурса в номинации «Экопривычки» работа отмечена дипломом за второе место (см. Приложение № 5).

  1. Заключение.

  1. Изучен химический состав и этапы производства блистеров.

  2. Выявлены преимущества блистерных упаковок.

  3. Изучены способы переработки блистеров.

  4. Установлен вред, который приносят природе блистеры.

  5. Проведена экологическая акция по сбору использованных блистеров.

  6. Создан и распространен буклет среди жителей поселка.

  7. Изготовлены мини коллекцию семян для кабинета биологии и панно.

  1. Список литературы и Интернет - ресурсов:

  1. Справочник эколога /[Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.profiz.ru/eco/blog/post_11104/

  2. Как микропластик влияет на экосистемы/[Электронный ресурс] - Режим доступа: https://dzen.ru/a/Z1_cz2BGvluIXRnD?ysclid=m778ggmr2567779528

  3. Что такое блистер: свойства и характеристики блистерной упаковки /[Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.inpolimer.ru/articles/5383/chto-takoe-blister-svoistva-i-kharakteristiki-blisternoi-upakovki

  4. Челябинцам объяснили опасность блистеров от таблеток/[Электронный ресурс] - Режим доступа: https://chel.mk.ru/social/2023/05/12/chelyabincam-obyasnili-opasnost-blisterov-ot-tabletok.html?ysclid=m2j1qmjsc966113668

  5. Мономатериалы – шаг к фармацевтической упаковке, перерабатываемой на 100% /[Электронный ресурс] - Режим доступа: https://dzen.ru/a/Z6OVRaZk9WGgveza?ysclid=m6xm7yrec3779776291

  6. Мини-коллекция семян или как использовать упаковку от таблеток /[Электронный ресурс] - Режим доступа: https://tavika.ru/2015/11/semena.html

  7. Что такое блистерная упаковка /[Электронный ресурс] - Режим доступа: https://oplenke.ru/blisteraya-upakovka/?ysclid=lo5ypf7ce5157896040

  8. Cоциальный проект по раздельному сбору и переработке блистеров /[Электронный ресурс] - Режим доступа: https://greenbox.eco/?ysclid=m6m5llv8x1818248145

  9. Блистер – революция в мире упаковки /[Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.felica.ru/stati/stateblister_revolyuciya_upakovki.html?ysclid=m6m6v68npo698420913

  10. Вторая жизнь для упаковки от таблеток: как из блистеров будут делать подоконники/[Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.chel.kp.ru/daily/27502/4762867/?ysclid=m6m7apw2ba378405130

  11. Блистеры для таблеток/[Электронный ресурс] - Режим доступа: https://medicrashodka.ru/upakovka-dlya-medicini/upakovka-dlja-badov/blisternaja-upakovka-dlja-tabletok

  12. Быстро разрушается и не вредит природе: пять видов экологически чистого пластика/[Электронный ресурс] - Режим доступа: https://hightech.fm/2021/07/27/eco-friendly-plastic

  13. Осторожно!!! ПВХ/[Электронный ресурс] - Режим доступа: http://ihe.ru/articles/o_vozduhe/ostorojno_pvh/

Приложение № 1

Приложение № 2

Таблица 1. Масса блистеров.

 

№ 1

№ 2

№ 3

№ 4

№ 5

№ 6

№ 7

№ 8

1

1,5

1,3

2,4

3,7

2,4

1,6

1,3

2,9

2

1,6

1,9

0,7

1,3

3,1

2,4

1,4

3,1

3

1,5

1,4

1,4

1,7

1,3

3,4

3,0

2,5

4

2,5

1,4

2,1

1,4

1,4

4,3

1,3

1,4

5

2,1

0,9

2,4

1,7

2,4

1,5

2,0

2,2

6

1,5

1,2

1,3

2,3

1,5

2,1

2,2

2,2

7

1,6

1,4

1,2

1,9

1,4

2,7

2,2

3,7

8

3,2

1,3

1,5

2,1

2,6

3,1

1,4

1,5

9

2,1

1,4

1,3

2,4

4,2

2,4

1,3

1,2

10

2,1

1,5

1,3

1,4

4,1

1,5

1,4

2,4

11

2,3

1,7

1.5

2,2

2,7

1,5

1,9

2,8

12

2,0

1,1

1,4

1,8

2,9

1,2

2,4

2,3

13

2,1

1,0

2,3

2,6

1,8

2,4

1,4

1,4

14

1,0

1,4

1,2

2,4

1.4

1,4

1,2

3,4

15

2,7

2,7

1,7

1,6

2,4

2,5

1,3

2,3

масса

28,9

21,6

23,7

30,5

35,6

34

25,7

35,3

среднее

значение

1,99

1,44

1,58

2,03

2,37

2,26

1,71

2,35

µ= (28,9+21,8+23,7+30,5+35,6+34+25,7+35,3):120=1,96

Приложение № 3


Приложение № 4

Приложение № 5

Просмотров работы: 37