VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Здесь живет пластик
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Переработка пластика во многих странах является стратегически важным вопросом. Уже сегодня наш век называют пластиковым из-за огромных масштабов современного производства товаров из этого легкого, прочного и относительно дешевого материала.
Практически везде, где еще буквально вчера использовались металл, дерево и даже бумага сегодня им на смену пришли различные виды пластика. Поэтому проблема его утилизации и переработки вполне естественна и закономерна для современной промышленности. Я постараюсь изучить, как обстоят дела по утилизации и переработке пластика в Тюмени и, что каждый из нас, может сделать, чтобы улучшить экологическую ситуацию в нашем регионе.
Цель моего исследования
сформировать у одноклассников бережное отношение к окружающей среде и заинтересовать сбором и сдачей пластикового мусора
Задачи
выяснить историю создания и применения пластика
изучить и проанализировать информационные источники по использованию и утилизации пластика в Тюмени
проследить путь использованного пластика
сформировать полезную листовку для школьников с указанием мест сбора пластика вблизи ГРК
Изготовить из выброшенного пластикового мусора новые вещи
Создать мультфильм для популяризации идеи сбора пластика
Методы
изучение литературы по проблеме исследования
наблюдение
анкетирование
беседы
Сейчас самое время задуматься над решением вопросов утилизации пластика, ведь последние исследования показывают, что если уровень отходов и в будущем сохранится, то через 10-15 лет площадь мусорных «островов» увеличится в два раза!
Глава 1.
История возникновения пластика
160 лет назад человек впервые получил пластическую массу. В наши дни ежегодно производятся и выбрасываются миллионы тонн пластика. И с каждым годом отходы из пластмассы растут.
Родоначальником современного пластика стал изобретатель-металлург Александр Паркс. А исторической родиной пластика является Бирмингем (Англия). Для изготовления первой цепочки полимеров изыскатель взял обработанную азотную кислоту и целлюлозу, которые в сочетании дали нитроцеллюлозу. В состав также входил спирт с камфорой. Изыскания металлург проводил с 1855 году и только 7 лет спустя в Лондоне на Большой Международной Выставке миру был представлен прототип современного пластика.
Первое название вновь созданного материала – паркезин, но сегодня оно практически никому не известно.
Материал получил признание у специалистов того времени, поэтому уже в 1866 году Парксом была создана первая фабрика по производству паркезина - Parkesine Company. Поскольку на старте у создателя не хватало средств для производства качественного товара, то уже в 1868 году фирма разорилась.
Правопреемником стала компания Даниэля Стилла, который производил паркезин с другим названием – ксилонит. Одновременно открылось производство целлулоид заводом Джона Весли Хайта. Именно этот предприниматель первым решил зарегистрировать товарный знак Celluloid. В конце 19 столетия целлулоид использовался для изготовления самой разной продукции – от упаковки до бильярдных шаров. Немного позже материал был немного усовершенствован, после чего в 1899 году появился полиэтилен, однако признание пришло только в 1933 году.
На первых порах полиэтилен использовался только для создания телефонного кабеля, но в середине 20 века он начал применяться уже для создания большого количества разной продукции.
Глава 2
Польза пластика.
Сейчас очень модно говорить о вреде пластика, что он загрязняет окружающую среду. На самом деле, никаких проблем с этим материалом бы не было, если бы была возможность собирать его отдельные мусорные контейнеры, а потом перерабатывать. Важно правильно организовать сбор пластикового мусора, тогда никакой угрозы для окружающей среды он представлять не будет. Наоборот, без пластика невозможно представить нашу жизнь, он используется практически везде: Для того, чтобы понять, в чем польза пластика, важно знать свойства пластмасс, их отличительные особенности и области применения:
пластмассы имеют высокую степень плотности;
они прочные;
не подвергаются коррозии – не ржавеют;
не боятся кислоты, соли и щелочи (поэтому их используют при строительстве предприятий химической промышленности, канализационных сетей и т.п.)
пластмассы плохо проводят тепло (их используют как теплоизоляционный материал);
они хорошо окрашиваются в любые цвета и долго их сохраняют;
пластмассы почти не поглощают воду (поэтому полимеры используют при изготовлении клеев);
кроме того, пластмассы лёгкие, прозрачные и относительно долговечные;
они просты в изготовлении;
из пластика делаются многие медицинские аппараты, без которых сейчас не обойтись;
он используется для создания подушек безопасности, в производстве ремней безопасности, которые каждый день спасают сотни жизней;
нужен пластик и в авиастроении, вагоностроении и машиностроении.
Ученые согласны с тем, что пластик – это универсальный продукт и иногда его ничем нельзя заменить. При этом его можно перерабатывать. Поэтому отказываться от пластика было бы большой ошибкой, необходимо лишь наладить его массовую переработку.
Глава 3.
Вред пластика.
Наверняка многие из вас слышали, что пластик опасен для нашего здоровья и я, конечно же, не стала исключением. Поэтому я решил разобраться в этой теме поподробнее. Итак, в составе пластиковых изделий содержатся десятки различных компонентов. Большинство из них до последнего времени считались достаточно безопасными и поэтому широко использовались в медицине, пищевой промышленности, а так же при производстве товаров народного потребления.
Однако, с каждым годом все большее количество исследований говорит о том, что некоторые виды пластика могут быть небезопасны. О вреде поливинилхлорида известно достаточно давно. В состав изделий из ПВХ входят тяжелые металлы, а в воздух выделяются опасные химические вещества, которые могут нанести серьезный вред здоровью человека. Эти вещества отрицательно воздействуют на нервную систему и способны вызвать онкологические заболевания.
Не менее пагубное влияние оказывают некоторые вещества, содержащиеся в пластике, и на окружающую среду. Более триллиона пластиковых пакетов выбрасывается людьми сразу же после их единичного применения. Лишь каждая четвертая пластиковая бутылка в мире подвергается вторичной переработке, - таковы подсчеты ученых. А это означает, что ежегодно миллионы тонн пластика оказываются в лучшем случае на свалке, в худшем – в водоемах и земле.
В природе нет микроорганизмов, которые могли бы за короткое время переработать пластмассу, на это понадобятся сотни и тысячи лет. Все это время из пластика будут выделяться вредные вещества, отравляя океаны и землю. Многие думают, что остановить этот процесс уже невозможно. Но просто начав использовать в повседневной жизни меньше пластмассовых изделий, каждый из нас внесет свой вклад в улучшение экологической ситуации.
В последнее время проводится много исследований о влиянии пластика на здоровье человека. Так эксперты из Университета в Лондоне пришли к выводу, что постоянное употребление питьевой воды из пластиковых бутылок может вызвать депрессию и нанести серьёзный вред здоровью человека.
Глава 4.
Анкетирование
4.1. Механика анкетирования
Я решил начать свою исследовательскую работу с анкетирования одноклассников. Этот метод я выбрал потому, что с его помощью можно получить информацию источником, которой являются конкретные люди, а точнее мои одноклассники. Достоинством этого метода является так же и его простота и доступность.
Анкетирование как метод исследования позволяет за короткий срок получить максимально возможный объем информации о каком-либо продукте или узнать мнения общества по каким-то вопросам. Если обратиться за помощью к толковому словарю, то можно получить такое определение данного слова: анкетой называется комплекс вопросов (обязательно взаимосвязанных), на каждый из которых опрашиваемый (респондент) должен дать четкий ответ. Вопросы в анкетах могут требовать ответы точные (математические) или выражающие конкретное мнение (социологические и психологические). На основе данных ответов и делаются соответствующие выводы по интересующей проблеме.
Анкетирование я провел посредством программы Гугл-форм. Это очень удобный формат, когда можно самому сделать любую форму анкеты и потом просто отправить ссылку одноклассникам. Все ответы автоматически приходят на мой аккаунт и можно сразу проанализировать получившиеся результаты.
Ссылка на анкету (при желании вы так же можете ее заполнить в интернете):
https://docs.google.com/forms/d/1wI1x-UvvfaedRDx0hH8QAgcLIXM7qZBlFjtoAnL-Mbw/viewform?edit_requested=true
Мне интересно было узнать, что знают мои одноклассники о пластике и задумываются ли они о необходимости его утилизации и как используют в быту. Анкетирование заняло одну неделю.
Вот так выглядела анкета:
4.2. Результаты анкетирования
Анкеты заполнили 16 человек из 18. Согласно полученным ответам, выяснилось следующее:
Более 80% моих одноклассников знают о том, что пластик начинает разлагаться только через 450 лет, а полностью процесс завершается еще через 50-80 лет.
Ответ на второй второй вопрос был наиболее очевидным. Абсолютно все покупают те или иные продукты в пластиковой упаковке.
Благодаря ответам на вопрос о том, что делают мои одноклассники с использованным пластиком, выяснилось, что более половины выкидывают ненужный пластик вместе со всем мусором. И только 28% сортируют его и выбрасывают в специальные контейнеры. 17% оставляют и используют повторно.
Я узнал, что далеко не все одноклассники знают о том, что существуют специальные пункты сбора пластика и по всему городу расставлены специальные контейнеры.
Из вариантов повторного использования пластика самым популярным оказалось использовать его первоначальному назначению. Например, пакеты, пластиковая упаковка, бутылки хорошо подходят для того, чтобы применять их много раз. Некоторые одноклассники делают из пластика новые вещи: из бутылок кормушки, из стаканчиков делают игрушки и т.д.
На этом этапе я сделал вывод, что большинство моих одноклассников осознают тот огромный вред, который пластик наносит природе, но пока еще у них недостаточно информации о том, как они могут помочь и что сделать, чтобы внести свой вклад в улучшении экологической ситуации в нашем городе.
Глава 5.
Поездка на полигон ТКО.
Я решил проследить путь пластикового мусора. Мы собрали пакет мусора и выбросили его в мусорный бак около школы.
Пакет с мусором
После этого мы дождались мусоровоза и выяснили адрес, куда он повезет наш мусор. Оказалось, что весь бытовой мусор в Тюмени отвозится на полигон твердо-коммунальных отходов на 9 км Велижанского тракта.
Мусоровоз
Как выяснилось, в Тюмени с населением в почти 700 тыс. человек работает единственный официальный полигон ТБО (твёрдых-бытовых отходов) или, как сейчас он официально называется, полигон ТКО (твердо–коммунальных отходов). Каждый человек производит в день от 1 до 1,5 кг мусора, поэтому можете представить, какое огромное количество мусора вывозится на этот полигон.
Полигон ТКО
На полигоне ТКО я познакомился с директором Сергеем Кирюхиным и узнал много интересного. Данный полигон носит название «Велижанский» из-за места расположения. Официально он был открыт и запущен в эксплуатацию в августе 2010 года. Он занимает площадь в 25 га. Около 450 тысяч тонн мусора свозится сюда ежегодно.
Следует отметить, что не весь мусор укатывается, прессуется и остается захороненным на полигоне. Последнее время здесь организована сортировка мусора, который по возможности отбирают и отправляют на перепроизводство. Однако из-за того, что мусор не сортируется изначально жителями, эта работа очень трудна и трудоемка. И, конечно, не все работники из-за ее специфики соглашаются ее выполнять.
Мой пакет с мусором был обнаружен, отсортирован и отправлен на производство и переработку пластика в Антипино. Я поехал вслед за ним.
Утрамбовщик отходов, 25 т.
Глава 6. Новая жизнь пластика
Переработка пластика.
Я приехал в компанию «Уралпласт» в Антипино, где познакомился с директором Красильниковым Евгением и выяснил подробно весь путь переработки. Итак, все сырье свозится с мусорных полигонов, из частных пунктов приема и из специализированных контейнеров. Далее все сырье сортируется по видам пластика. Отдельно раскладывают пластиковые бутыли, полиэтилен, крышечки от бутылок и прочий пластик. Это самый трудоемкий процесс, потому что пластик сортируют не только по его видам, но и по цветам. Всего 4 цвета: натуральный, голубой, коричневый и зеленый. После переработки получается пластик такого же цвета.
Чем грязнее пластик, тем сложнее определить его цвет, поэтому одно и то же изделие может пройти этап сортировки несколько раз. Затем пластик прессуют в кубы весом около 200 кг каждый.
|
Спрессованный пластик |
Крышки от бутылок |
В следующем цеху весь пластик сначала отмывают от песка и грязи в специальных машинах в холодной воде, а затем в горячей воде, чтобы от изделий отошли все этикетки. Эти машины называют вошеры (от анг. Wash – мыть).
Далее пластик дробят на мелкие частички. Их называют флексы или, как их еще называют, хлопья. После этого флексы вновь моют. В этот раз уже с применением специальных химических и моющих средств. Потом дважды полощут и даже отжимают.
Дробилка
В третьем цехе хлопья измельчают, плавят при 280 градусах и в экструдере получают гранулы. Затем гранулы охлаждаются и пакуются. Этот процесс называется грануляцией. Именно из этих гранул потом и получаются абсолютно новые изделия.
Гранулы
Продукция из переработанного пластика.
После утилизации и переработки пластик начинает жить заново. В повседневной жизни мы нередко используем вещи, сделанные на самом деле из мусора, и даже не догадываемся об этом. Из гранул делают огромное количество новых товаров. Например, пластиковую мебель. И если раньше она ассоциировалась с чем-то дешевым, то сегодня это довольно современная и красивая мебель. При этом она очень практична, так же ее можно использовать на улице.
Переработанный пластик хорошо подходит для производства посуды, игрушек, вешалок, упаковки и много другого. Заграницей из него даже делают одежду, дороги, ковры, велосипеды и др.
Из собранного мной пакета с пластиковым мусором мне удалось сделать несколько детских игрушек - солдатиков. Больше всего меня впечатлило, насколько это трудоемкий и долгий процесс, но в то же время и очень увлекательный. Ведь не каждый день из мусора нам удается создать новые хорошие вещи. Этих солдатиков я подарил своему младшему брату, чему он очень рад.
Глава 7.
Информационные листовки.
Учитывая всё, что было мною изучено, я пришел к выводу, что полностью отказаться от пластмассовых изделий уже невозможно. Ещё я понял, что пластик может многократно и успешно применяться в быту. Самое главное, это то, что изначально никому не нужный мусор может быть использован с огромной пользой для человечества и природы. Однако результаты анкетирования показали, что у мои ровесники недостаточно информированы о том, какой вклад они могут внести в этот процесс.
С целью повышения экологической грамотности не только своих одноклассников, но и всех учеников и учителей Гимназии Российской культуры я напечатал листовки, в которых с одной стороны напомнил о сроках разложения различных видов отходов, а с другой - сделал карту, на которой обозначил места установки контейнеров по сбору пластика. Ведь это совсем несложно по дороге в школу выкинуть пакет с пластиком. Мы кстати, в нашей семье вот уже два года, как сортируем и выкидываем пластик только в специально-отведенные места. Вот такие получились листовки:
|
Сторона 1 |
Сторона 2 |
Глава 8.
Пластик и ГРК.
Помимо этого я посчитал примерное количество пластиковых отходов, которое производят ученики в гимназии только из-за того, что пьют воду из пластиковых стаканчиков. Я взял для расчета только начальные классы и у меня получилось, что в день мы выкидываем около 700 стаканчиков, а в месяц – 14 500 штук. В год соответственно – 130 500 штук.
Это довольно внушительные цифры , но что в этой связи может сделать каждый из нас? Наверное, нельзя полностью исключить пластик из нашей жизни, но есть важные шаги, которые все могут предпринять, чтобы уменьшить количество пластика в обороте. В продуктовом магазине выбирать бумажный мешок или, ещё лучше, принести свои многоразовые сумки.
Когда захочется пить, не нужно тянуться за пластиковой бутылкой воды. Вместо этого достаточно будет приобрести один раз обычный фильтр для очистки воды (благо они стоят недорого), и пользоваться им или же использовать многоразовую бутылку. Если время от времени возникает необходимость использовать пластиковые бутылки, не нужно их выбрасывать. Для этого была придумана переработка! И в момент, когда появятся ненужные пластиковые игрушки, стоит пожертвовать их на благотворительность или передать знакомым или друзьям. Некоторые пластмассовые игрушки даже могут быть переработаны.
Хотя пластик окружает быт человека со всех сторон, так не должно быть. Необходимо искать пластиковые альтернативы, когда только это возможно. Если нет разумной альтернативы пластмассе, важно быть уверенным, что это перерабатываемый пластик, который может быть использован повторно.
Я сформулировал несколько простых предложений и советов, что мы с вами можем сделать:
Установить в ГРК контейнеры по сбору пластика.
Использовать многоразовые бутылки для воды.
Носить вещи в тканевых сумках, а не в пакетах.
Собирать и выкидывать пластик в специальные контейнеры.
Заключение
Чтобы оптимизировать процесс переработки пластика, необходимо обеспечить грамотное разделение и сортировку мусорных отходов, устанавливать раздельные мусорные баки для макулатуры, стекла и пластика, следить за тем, чтобы население планеты осознавало опасность отходов и стремилось к чистоте.
Но даже эти шаги, по мнению ученых, не спасут полностью планету от проблем с отходами. В будущем нам или даже нашим детям предстоит полностью отказаться от использования пластика в качестве упаковочного материала, наладить производство материалов, легко и быстро разлагающихся в природе. Многие специалисты полагают, что в будущем человечеству следует ожидать новые налоги на использование пластиковых упаковок, которые приведут к серьезному подорожанию товаров в пластиковой таре.
Понимая это, каждый из нас уже сегодня должен делать все возможное, чтобы уменьшить объемы вредоносных отходов. Во-первых, ни в коем случае нельзя оставлять отходы, особенно пластик, на природе и в местах отдыха. Во-вторых, следует разделять вырабатываемый мусор. В-третьих, стараться покупать товары в натуральных упаковках.
Взрослые говорят, что будущее планеты находится в руках детей. Получается, чем раньше мы привыкнем к необходимости переработки мусора, тем лучше. Своей работой я хотел показать, что каждый из нас способен внести свой вклад в сохранение и очищение нашей планеты. Утилизация и переработка являются одним из лучших способов оказать положительное влияние на мир, в котором мы живем. И это совсем несложно!
Список литературы:
«Твердые отходы: технологии утилизации», А.И. Курбатова, 2015 г.
«Утилизация и переработка пластиковых отходов»Иванова О. А., Реховская Е. О. // журнал «Молодой ученый», 2017 г.
«Эпоха пластика или чем опасен бытовой мусор», Галина Аксенова//
«Переработка пластика в России»// http://1utilizator.ru/novosti/245-191120143.html// 2014
«Утилизация изделий из пластика», Шевцова А.А.// «Современные научные исследования и инновации»