XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Бумажный след в экологии

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кольцова В.Б. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа «Мозаика»

Гончарова Ю.А. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа «Мозаика»

Работа в формате PDF

1.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Лесорубы дерево срубили,

На станке на части разделили,

Чурбачки на щепки порубили,

И в растворе долго их варили.

А потом всю жидкость отжимают,

Валиком утюжат, сушат, гладят.

Так выходит чистый лист бумаги

Для журнала, книги и тетради.

Мир, в котором мы живем, сложно представить без бумаги. В нашей повседневной жизни мы постоянно используем бумагу: каждый день в школе знакомимся с новым учебным материалом при помощи учебников и дополнительной литературы; учимся писать и считать в тетрадках в клетку и линейку, а также в прописях и рабочих тетрадях; мы рисуем в альбомах и на бумаге для рисования; мы распечатываем фотографии на бумаге, чтобы передавать память о своих родных будущим поколениям; в магазинах нам дают бумажные чеки; мои бабушки и дедушка читают газеты, а вечером с семьей мы читаем книги; дома и в ресторане за приемом пищи мы используем бумажные полотенца и салфетки – огромное количество обычных действий в нашей жизни связано с использованием бумаги. Думаю, что многие из нас никогда не задумывались о том, откуда же берется эта самая бумага? А сколько нужно материалов и труда для ее изготовления? А можно ли использовать бумагу не один раз? Сталкиваясь с бумагой каждый день, я решила познакомиться с процессом производства и использования бумаги подробнее, а также узнать, можно ли сократить количество используемой бумаги.

Цель моего исследования: познакомиться с методами бережного использования бумаги, сформировать у одноклассников экологическую культуру.

Задачи: 1. Подобрать и изучить литературу по данному вопросу;

2. Ознакомиться с историей появления бумаги;

3. Ознакомиться с процессом производства бумаги;

4. Познакомиться с видами бумаги;

5. Изготовить бумагу в домашних условиях;

6. Проанализировать необходимость бережного отношения к бумаге и представить перечень возможных вариантов повторного использования бумаги;

7. Посетить типографию в городе Москва;

8. Провести анкетирование одноклассников;

9. Выступить перед одноклассниками.

Объектами исследования служили различные виды бумаги / переработка бумаги.

Предмет исследования: виды и свойства бумаги / возможность сокращения потребления бумаги.

Гипотеза: предполагаю, что можно привлечь внимание окружающих меня людей к проблеме уничтожения леса, если смогу показать, что бумагу можно повторно изготовить из уже использованной бумаги даже в домашних условиях.

Степень изученности проблемы.

Вопрос производства бумаги изучен очень широко. Бумага – материал, который повсеместно использует огромное количество компаний и людей. Проблема на сегодняшний день заключается в том, что многие из нас знают, что для производства бумаги требуется огромное количество леса, знают, что это вредно для экологии, но не знают, что каждый из нас может сделать для того, чтобы уберечь нашу Землю.

Актуальность темы исследования: бумага неограниченно используется каждый день каждым человеком на нашей планете. Люди разучились ценить бумажный ресурс, а ведь он не безграничен. Многие жители Земли уже осознают возможные последствия такого расточительного использования бумаги и внедряют в жизнь правила повторного использования вещей, в том числе и бумаги. Умение бережно относиться к бумаге поможет сохранить экологию.

Научная новизна и значимость исследования. Новизна работы состоит в расширении теоретических познаний в области вторичного использования бумаги. Значимость исследования состоит в привлечении внимания ближайшего круга общения к проблемам неограниченного использования сырья для производства бумаги и, как следствие, ухудшение экологической обстановки.

Материалом исследования: различные виды бумаги, беседы с работниками типографии.

Для анализа изучаемого материала я использовала следующие методы исследования: описательный (сбор материала, систематизация), метод наблюдения, метод фотофиксации, беседа, практический (непосредственное производство изучаемого объекта), анкетирование одноклассников.

Краткий литературный обзор. Для написания работы использовались различные источники: книги по истории бумаги, интернет статьи, а также видеоматериалы по производству бумаги. Также мне очень помогла экскурсия в типографию «Альфа-дизайн», которая находится в городе Москва, где я подробно ознакомился с видами бумаги и узнала, как и из какой бумаги производят печатную продукцию, а также получила информацию о том, как работники типографии уменьшают расход бумаги на производстве.

Структура работы. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованных источников литературы, приложений.

Глава 1. Основная часть

1. 1. Из истории бумаги

Слово «бумага» произошло от итальянского «хлопок». Бумага – это материал, который состоит из мелких обработанных растительных волокон, тесно переплетенных между собой и образующих тоненький лист [7].

Сегодня бумага используется как материал для письма, печатания, упаковки, в бытовых и других целях.

Но, как ни странно, бумага существовала не всегда. Древние люди оставляли свои загадочные рисунки на стенах пещер и скал, эти послания археологи и по сей день находят при проведении раскопок (Приложение 1.1). Позднее люди стали использовать в качестве материала для передачи информации глиняные таблички, используя для написания тростниковые палочки. Но писать на таких табличках было неудобно: они были большие, тяжелые и быстро застывали (Приложение 1.2).

В Древнем Египте в качестве материала использовали папирус (Приложение 1.3), который изготавливали из высокого тростника, росшего в дельте реки Нил. Позднее при создании большой библиотеки в городе Пергам (античный город - важнейший центр греческого мира) стали использовать пергамент, который делали из телячьих шкур, обрабатывая их с двух сторон. Но такой способ получения бумаги был очень негуманным и дорогим.

В Древней Руси наши предки использовали для письма берестяные грамоты. Они прорезывали буквы в верхнем слое коры березы металлической палочкой – писалом (Приложение 1.4) [1].

Точное время изобретения бумаги в привычном нам виде неизвестно, считается, что ее изобрели в Китае во 2 веке нашей эры. Китаец Тцай Лунь изготовил бумагу из коры тутового дерева, также бумагу изготавливали из обрезков шелка, отходов коконов шелкопрядов и обрывков старых рыбацких сетей. Существует легенда о том, что Император Китая приказал отрубить голову Тцай Лунь, чтобы секрет изготовления бумаги не был раскрыт (Приложение 1.5). Но арабские торговцы все-таки тайно вывезли бумагу из Китая и так со временем бумага получила распространение в Европе.

В Европе бумагу делали из льняного тряпья, его замачивали в извести, потом растирали до однородной массы, а дальше эту массу размещали на сито, из массы стекала вода и получалась заготовка бумаги. Эту заготовку сушили между листами войлока и уплотняли прессом, а потом сушили в тени под навесом. Подсушенная бумага отправлялась к гладильщикам, которые разглаживали листы костяным стеком. Потом бумага отправлялась к проклейщику, который пропитывал листы желатиновым раствором и снова сушил ее. Далее бумагу снова разглаживали, после чего она поступала к резчикам, которые бумагу резали по нужному размеру и упаковывали ее.

Итак, мы можем сделать вывод, что бумага – это материал из растительных волокон, который обработан определенным образом, и предназначен этот материал для записи и хранения информации.

1. 2. Производство бумаги сегодня

А из чего же и как делают бумагу в наши дни? Производством бумаги занимаются на бумажных фабриках. Так как для производства бумаги необходимо много древесины (деревьев) и воды, чаще всего такие фабрики строят на берегах больших рек (Приложение 2.1). Срубленные в лесу деревья привозят на фабрику, где специальные машины очищают стволы деревьев от коры и измельчают их в щепки. Далее щепки сортируют по размеру через специальные сита и размельчают на волокна. Готовую массу фильтруют и моют, чтобы избавиться от примесей. Далее волокнистую массу отправляют варить в специальную машину, где эта масса смешивается с клеями. Затем бумага подвергается окрашиванию с помощью пигментов или красителей. Полученная после окраски кашица помещается на сетку, закреплённую на постоянно вращающихся валах. На ней в процессе продвижения начинает формироваться первичное бумажное полотно. Сырая лента из целлюлозной массы прокатывается через валики, которые сначала отжимают воду, затем высушивают полотно, а после полируют.

Далее бумага отправляется в пресс, где полотно полностью высушивается, делается плотным и после этого отправляется в намотку. Готовая лента бумаги сматывается в огромный рулон, который отправляется в цех нарезки. Здесь лента разрезается на отдельные листы определённого размера и упаковывается (Приложения 2.2., 2.3).

Как мы видим, процесс производства бумаги очень трудоемкий и сложный. Количество бумаги, которое получается из одного дерева разное, оно зависит от качества и размера дерева, но в среднем из одного дерева можно получить порядка 8 000 листов бумаги формата А4. По данным статистики один школьник в среднем использует 200-250 листов бумаги формата А4 в год. То есть целое здоровое дерево восполняет потребность в годовом запасе одного класса из 32 учеников за год. В нашей школе около 60 классов. То есть для того, чтобы обеспечить годовую потребность учащихся нашей школы необходимо срубить 60 здоровых деревьев. И это только наша школа. А сколько школ по всему миру? А сколько людей работают в офисах и используют бумагу для своей ежедневной работы? Таким образом, для того, чтобы обеспечить ежегодное потребление бумаги людьми, приходится вырубать очень много деревьев, которые просто не успевают расти и леса на планете становится все меньше и меньше [2].

1. 3. Виды бумаги

Существует множество видов бумаги. Разделяют на виды бумагу по разным признакам, например: из чего сделана бумага; где ее используют; формат бумаги и так далее. Я остановилась на тех видах бумаги, которые я знаю, и сама использую.

Бумагу производят из разного сырья и делят на следующие виды [6]:

1. Целлюлозная бумага – сделана из деревьев

2. Макулатурная бумага – сделана из использованной бумаги

3. Комбинированная бумага – сделана из смеси деревьев и макулатуры.

Бумагу используют в разных местах:

1. Офисная бумага – используют наши родители на работе для печати документов и их копирования;

2. Газетная бумага – на ней печатают газеты;

3. Художественная бумага – ее используют для живописи и рисования;

4. Упаковочная бумага – ее используют в магазинах и для подарков;

5. Специализированная бумага – например, бумага для печати фотографий.

Также бумага бывает разной по формату:

1. Листовая – бумага в пачках для печати в принтере;

2. Рулонная – например, в рулоны скатывают бумагу для упаковки подарков;

3. По плотности – например, тонкая почти прозрачная бумага – калька и плотный толстый картон.

Я сделала вывод, что существует огромное количество видов бумаг. Свойства некоторых из них я изучу в главе 2 «Мои исследования».

1. 4. Вторичное использование бумаги

В части 1.2 я рассказывала о том, что лесов на нашей планете становится меньше, в частности из-за вырубки деревьев для производства бумаги. Я спросила у родителей, а как можно уменьшить вырубку лесов? И мои родители познакомили меня со словом «макулатура». Макулатура – это те бумажные изделия (использованная бумага; книги, которые уже невозможно использовать, газеты, картон и другие изделия), которые можно переработать и получить из них новую бумагу, которую также можно использовать. Макулатуру используют для того, чтобы сократить площади вырубаемых деревьев. Одна тонна макулатуры заменяет от 10 до 20 взрослых деревьев.

Я задалась вопросом, а кто собирает эту макулатуру и как она снова становится бумагой, которую можно использовать?

Сбором макулатуры могут заниматься все: разные компании, типографии и даже мы, школьники. Сбор макулатуры организуют специальные пункты приема, которые сортируют использованную бумагу и передают ее на специальные заводы, которые занимаются переработкой макулатуры и производством новой бумаги. Процесс производства такой бумаги очень похож на производство бумаги из деревьев.

Но если сбор макулатуры – это не всегда удобно, так как для макулатуры нужно много места и не всегда пункт приема может находиться поблизости, то можно и самим бережнее использовать бумагу в нашей жизни. Например, мы можем писать на листе бумаги с двух сторон, это уменьшит расход бумаги в 2 раза; мы можем очень бережно относиться к учебникам и книгам, чтобы после нас другие дети могли ими пользоваться и не надо было бы печатать новые учебники; мы можем использовать газеты и любую использованную бумагу как упаковку для вещей, которые отправляются на хранение; в творчестве также можно применять использованную бумагу, давай ей вторую жизнь при помощи различных техник (декупаж, аппликация, поделки и так далее). Все это мы можем делать сами, сохраняя тем самым деревья от вырубки, а это, в свою очередь, станет хорошим подспорьем для экологии нашей планеты.

Глава 2. Мои исследования

2.1. Сравнение свойств различных видов бумаги

Как мы уже выяснили, существует множество видов бумаги. Я решила сравнить несколько известных мне видов бумаги по следующим признакам (см.Таблицу 1): гладкость, прочность, белизна, плотность [3]. Фотографии бумаги содержатся в Приложении 3.

Таблица 1

Свойства различных видов бумаги

Из проведенного исследования мы делаем вывод, что разные виды бумаги обладают разными свойствами. Все перечисленные свойства разных видов бумаги зависят от области их применения.

2.2. Анкетирование одноклассников

Для проведения исследования по теме своей работы мы с родителями придумали анкету для моих одноклассников (Приложение 4.1.).

В классе было проведено анкетирование, из результатов которого мне удалось узнать, что многие мои одноклассники знают, что такое бумага: белый лист, переработанное дерево и то, на чем пишут. Результаты исследования по вопросу «Что такое бумага?» отражены в диаграмме (Приложение 4.3). Также подавляющее большинство моих одноклассников знают, что бумага делается из переработанного дерева (Приложение 4.4).

Что касается видов бумаг, тут мнения разделились. Одноклассники ответили о тех видах бумаг, с которыми они знакомы: цветная бумага, картон, бумага для рисования, газетная бумага, туалетная, для запекания, тетрадки, книги, фото-бумага и т.д..

Со способами бережного использования бумаги мои одноклассники также знакомы: многие ребята ответили, что бумагу нужно использовать бережно, использовать обе стороны листа, не мять и не рвать бумагу. Больше всего мне понравился ответ моего одноклассника Вани, он сказал, что не надо мастерить самолетики просто так. Как показало анкетирование, только 4 человека из 28 знают, что бумагу надо сдавать на переработку. Из этого делаем вывод, что моя работа очень актуальна для моих одноклассников.

Хотелось бы отметить, что анкеты были распечатаны с двух сторон офисной бумаги для экономии материала.

2.3. Экскурсия в типографию «Альфа-дизайн»

В 2016 году моя мама была ответственным редактором при издании книги. Она провела много часов в типографии и в процессе написания моей работы мы решили снова отправиться в место, в котором из бумаги рождаются книги. Типография находится в городе Москва, в здании Высшей школы печати и медиаиндустрии Московского политехнического университета.

В типографии мне рассказали много интересного. Я узнала о разных видах бумаги, которую используют для производства книг: мелованная (покрытая специальным белым пигментным составом), пухлая (очень легкая, как пух), глянцевая (блестящая), матовая (неблестящая), картон для обложек (он бывает разных цветов и разной толщины), калька (тонкая, почти прозрачная бумага) и многие другие [5].

Меня познакомили с уже изготовленной продукцией: книжки-куколки; прописи; книжки-наклейки; записные книжки и ежедневники; календари; книги для чтения (Приложения 5.1, 5.2). Особенно меня впечатлила книга про Великую Отечественную войну в письмах, сделанную из пухлой бумаги: книга по размеру очень большая, но она очень легкая, потому что пухлая бумага такая же легкая, как пух.

Потом мы отправились в сам типографский цех, в котором меня немного ближе познакомили с процессом рождения книг. Когда дизайнеры закончили свою работу, для книги изготавливаются печатные формы. Всегда для проверки качества изготавливается цветопроба. Если что-то в этой цветопробе не получается, значит нужно менять материал или дизайн книги. На одном печатном листе обычно печатается несколько страниц, которые потом правильно складываются, режутся (после чего появляется много остатков) и превращаются в страницы книги (Приложения 5.3, 5.4). Потом страницы книги сшиваются, помещаются в обложку, упаковываются и уходят в продажу (Приложения 5.5, 5.6, 5.7, 5.8).

Меня мучил вопрос: а что же происходит с остатками бумаги? Ведь при производстве книг получается много бумажных отходов.

Сотрудники типографии рассказали мне, что остатки от производства книг – это макулатура. Макулатура в типографиях бывает разная, например, как в типографии «Альфа-дизайн» макулатура бывает двух типов: 5б и 7б – это хорошая макулатура и она идет в переработку (Приложения 5.9, 5.10). Макулатуру собирают большими партиями и отвозят ее в перерабатывающие компании, потом эта бумага из вторичного сырья используется дальше. Еще я узнала, что все типографии в России обязаны сдавать макулатуру, иначе им нужно будет оплачивать штрафы. Конечно, такая система штрафов помогает хоть немного сохранять экологию.

А еще я узнала интересный факт: на дизайнерской бумаге из переработанного сырья есть аббревиатура FSC – штамп Лесного попечительского совета, который создает систему ответственного управления лесами. Деятельность этого Совета напрямую связана с сохранением лесов и с экологией.

Путешествие в типографию мне очень понравилось, особенно огромные машины, из которых рождаются книги! С сотрудниками типографии мы договорились, что, когда я немного подрасту, приду к ним еще раз, чтобы они поделились со мной уже другими секретами.

2.4. Изготовление бумаги в домашних условиях

Самая интересная часть моего исследования – это изготовление бумаги в домашних условиях. Есть разные способы сделать дома, но я решила попробовать один из них [4].

Для того, чтобы сделать бумагу, мне понадобились: макулатура (я взяла старые зарисовки на художественной бумаге, немного газетных листов), вода, клей ПВА, большая емкость, блендер, марля и пластиковый каркас. И еще мне потребовалась помощь родителей.

Мы порезали макулатуру на мелкие кусочки (Приложение 6.1), поместили их в большую емкость, замочили водой (Приложение 6.2) и оставили на сутки, чтобы бумага размокла. Потом при помощи блендера мы измельчили бумажную массу до состояния каши (Приложение 6.3), добавили немного клея ПВА. Марлю мы натянули на квадратный пластиковый каркас, чтобы лист бумаги получился ровный. Потом налили поддон воды, разбавили там получившуюся бумажную кашу и собирали бумажные хлопья нашей марлей, как золотодобытчики (Приложение 6.4). После пропитали излишки влаги салфетками и оставили сушиться (Приложение 6.5). Высохла бумага достаточно быстро, за пару часов.

В результате нашего опыта у нас получился лист бумаги (Приложение 6.6), который имеет следующие свойства: бумага достаточно плотная, прочная. Фактура бумаги рыхлая. Цвет бумаги – грязно-фиолетовый, видимо, так получилось из-за того, что в качестве материала были использованы мои рисунки, нарисованные акварельными и гуашевыми красками. Такую бумагу точно можно использовать для изготовления открыток на праздники, а также для поделок. Также я поняла, что массу, которую мы получили в процессе изготовления бумаги, можно использовать для производства декоративных игрушек в стиле папье-маше. Опыт получился очень интересным и в качестве вывода могу заключить, что бумагу из остатков использованной бумаги можно сделать в домашних условиях.

Заключение

Бумага играет огромную роль в нашей жизни: мы используем ее ежедневно очень много раз. В результате выполнения работы стало понятно, что легкие нашей планеты очень страдают от бессистемной вырубки ради производства бумаги в том числе. Все большие обороты набирает производство бумаги из макулатуры, что положительно сказывается на экологии.

В результате проведенного анкетирования, моя гипотеза подтвердилась: изготовив бумагу дома своими руками я заинтересовала моих одноклассников проблемой бумажного следа в экологии и важностью вопроса бережного использования бумаги.

Литература:

1. Филякова Е.Н., Меньшов В.А. Русская письменность, М.: Белый город, 2004 – 48 с.;

2. Спарджен Р. Энциклопедия окружающего мира. Экология, М.: Росмен, 1998 – 48 с.;

3. Шапиро А.И. Секреты знакомых предметов. Бумага, СПб.: Речь, 2011 – 124 с.;

4. Султанова М.Н. Простые опыты с бумагой, М: «Хатбер-Пресс, 2014 – 16 с..

5. Сайт типографии «Альфа-дизайн» [Электронный ресурс]. – URL: https://www.alfa-design.ru/ ;

6. Сайт типографии «Офсет Москва» [Электронный ресурс]. – URL: https://offset.moscow/ ;

7. Википедия. Статья о бумаге [Электронный ресурс]. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Бумага .

Приложения

Приложение 1.1. Наскальная письменность

Приложение 1.2. Письмо на глиняных дощечках

Приложение 1.3. Папирус

Приложение 1.4. Письменность на бересте

Приложение 1.5. Производство бумаги в Древнем Китае

Приложение 2.1. Бумажная фабрика «Спартак»

Приложение 2.2. Процесс производства бумаги (фото 1)

Приложение 2.3. Процесс производства бумаги (фото 2)

Приложение 3. Виды бумаг

Приложение №4.1. Анкета

Анкета

к работе «Бумажный след в экологии», выполненной ученицей 1i класса МБОУ СОШ «Мозаика», Кольцовой Варварой Борисовной

ФИО анкетируемого

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Приложение 4.3. Диаграмма «Что такое бумага?»

Приложение 4.4. Диаграмма «Из чего делают бумагу?»

Приложение 5.1. Готовая продукция (фото 1)

Приложение 5.2. Готовая продукция (фото 2)

Приложение 5.3. Печатные листы

Приложение 5.4. Сворачивание печатных листов

Приложение 5.5. Знакомство с печатным станком

Приложение 5.6. Печатный станок

Приложение 5.7. Выход печатного листа из станка

Приложение 5.8. Осмотр полученной продукции

Приложение 5.10. Макулатура

Приложение 6.1. Подготовка макулатуры

Приложение 6.2. Макулатура, залитая водой

Приложение 6.3. Измельчение макулатуры

Приложение 6.4. Производство листа

Приложение 6.5. Заготовка листа на сушку

Приложение 6.6. Готовый лист из переработанной бумаги