Введение
Мы вовсе не получили Землю в наследство от наших предков –
мы всего лишь взяли ее в долг у наших детей.
Антуан де Сент Экзюпери
Полимерные продукты играют большую роль в промышленности и жизни человека. В настоящее время производство синтетических пластмасс в мире достигло 150 млн. т в год и продолжает расти. После использования полимерные промышленные и бытовые отходы попадают в мусорные отвалы. Традиционные материалы на основе полиэтилена, полипропилена и т. п. могут десятилетиями оставаться не тронутыми природой. Как быть и что делать с пластмассовым мусором, становится глобальной экологической проблемой, от решения которой в значительной степени зависит экологическая ситуация в мире.
Для очистки окружающей среды от пластмассовых отходов и снижения антропогенной нагрузки на человека и окружающую среду активно реализуются два основных подхода: захоронение (хранение отходов на свалках) и утилизация. Наиболее щадящим способом является утилизация полимерных отходов.
По мнению специалистов, радикальным решением проблемы “полимерного мусора” является создание и освоение широкой гаммы полимеров, способных при соответствующих условиях биодеградировать на безвредные компоненты.
Я решил провести опрос, чтобы узнать, что люди знают о биоразлагаемых полимерах. Были предложены следующие вопросы:
— Знаете ли вы, что существуют биоразлагаемые полимеры?
— Каковы сроки разложения у обычных пластмасс и у биоразлагаемых полимеров?
— Использовали ли вы когда-нибудь биоразлагаемые полимеры?
В результате опроса учащихся нашей школы (приложение 1) я выяснил, что более половины опрошенных мною людей не знают, что существуют биоразлагаемые полимеры. 84% опрошенных мною людей не знают, какие сроки разложения у биоразлагаемых полимеров. 87% опрошенных мною респондентов не использовали биоразлагаемые полимеры. Поэтому я решил узнать не только о свойствах, перспективах использования биоразлагаемых полимеров, но и найти изделия из биоразлагаемых полимеров, а также исследовать скорость и степень разложения биоразлагаемых полимеров.
Актуальность: Знание о биоразлагаемости полимеров позволяет исключить значительное число проблем загрязнения окружающей среды, возникающих при использовании бытовых товаров.
Проблема: Проблема заключается в недостатке знаний о “биоразлагаемых полимерах”.
Цель: исследовать скорость и степень разложения биоразлагаемых полимеров.
Задачи:
1. Выяснить сущность понятий “биопластики”, “биоразлагаемые полимеры”, “биодеструкция”.
2. Используя различные источники, собрать и изучить информацию о биоразлагаемых полимерах, о способах их получения и применения, а также о скорости разложения и безопасности для окружающей среды.
3. Выяснить, какие проблемы и перспективы использования биоразлагаемых полимеров существуют.
4. Провести анкетирование учащихся школы и узнать, что они знают о биоразлагаемых полимерах.
5. Найти в продаже биоразлагаемые товары/материалы и т.д.
6. Провести исследование скорости и степени разложения изделий из биоразлагаемых полимеров.
Объект исследования: изделия из биоразлагаемых полимеров.
Предмет исследования: скорость и степень разложения изделий из биоразлагаемых полимеров.
Гипотеза исследования: Если доказать, что биоразлагаемые полимеры подвергаются деструкции в короткие сроки, то их использование позволит решить проблему загрязнения окружающей среды полимерными отходами.
Методы исследования:
— теоретический – изучение литературы и Интернет-источников;
— описательный;
— экспериментальный – исследование скорости разложения изделий из биоразлагаемых полимеров;
— анкетирование.
Куда попадает пластик после использования?
На свалки
За последние 30 лет производство пластика во всем мире увеличилось более чем на 70%. Пластиковые пакеты, бутылки и упаковка — основной объем производства пластика и пластиковых отходов. По оценкам, 55% уже было отправлено на свалки за последние полвека.
Органические отходы подвергаются разложению, биоразложению или компостированию. Пластиковых изделий это не касается. Все три процесса сильно зависят от способности микроорганизмов потреблять и расщеплять органические отходы на более простые органические вещества. Пластик же — синтетический химический материал, который бактерии не могут потреблять.
На свалках пластик разлагается в процессе фотодеградации — ультрафиолетовое излучение солнца химическую структуру пластика и со временем большой предмет на более мелкие части. Это происходит при условии, что на пластик попадает солнечный свет и может занять годы.
Свалки устроены таким образом, что каждый день покрываются слоем почвы сверху и уплотняются, чтобы освободить место для новых отходов. Это приводит к тому, что солнечный свет перестает попадать на более старый слой отходов. В таких условиях пластик будет сохраняться намного дольше.
В океан
Не все пластиковые отходы оказываются на свалках — около 3% пластика ежегодно попадает в Мировой океан. В теплой океанской воде пластик быстрее подвергается фоторазложению и наносит серьезный ущерб окружающей среде. В океане он распадается на мелкие частички — микропластик. Водные обитатели и птицы часто принимаются его за пищу.
Зеленая экономика
Плавучий небоскреб: проект платформы по переработке мусора в Тихом океане
Разложение пластика в океане создает дополнительный выброс потенциально токсичных химических веществ, таких как бисфенол А (BPA). Дальше это вещество попадает в источники питьевой воды и организмы животных, потреблявших пластик. Исследования показывают, что BPA и связанные с ним химические компоненты пластмасс могут нарушить нормальную гормональную функцию и нанести вред репродуктивной системе человека и диких животных.
Термопласты и их переработка
Термопласты — это класс пластмасс, которые могут быть плавлены и формированы при повышенных температурах. В отличие от термореактивных пластиков, которые после полимеризации не могут быть переплавлены.
Термопласты обладают такими свойствами, как высокая прочность, хорошая устойчивость к химическим воздействиям и электрическая изоляция. Благодаря этим свойствам, термопласты широко используются в различных отраслях промышленности, включая автомобильную, электронную и упаковочную.
Переработка термопластов осуществляется преимущественно методом механической переработки. Этот процесс включает в себя следующие этапы:
- Сбор и сортировка: собираются отходы термопластов разных видов и проводится их классификация по типам пластика.
- Измельчение: термопласты подвергаются измельчению с помощью шредера или горизонтального гранулятора.
- Разделение: полученные гранулы разделяются по размеру и типу путем просеивания.
- Плавление: гранулы плавятся и преобразуются в новые изделия с помощью экструдера или литья под давлением.
- Охлаждение и финальная обработка: новые изделия охлаждаются и проходят финальную обработку, такую как обрезка или шлифовка.
Примерами термопластов, которые подходят для переработки, являются полиэтилен (PE), полипропилен (PP), поливинилхлорид (PVC), полистирол (PS) и полиэтилентерефталат (PET). Они широко используются в производстве пластиковых бутылок и контейнеров, упаковочных материалов, текстильных волокон и других изделий.
| Термопласт | Температура плавления (°C) | Примеры применений |
|---|---|---|
| Полиэтилен (PE) | 110-130 | Пластиковые бутылки, пленка |
| Полипропилен (PP) | 130-170 | Трубы, пластиковые стулья |
| Поливинилхлорид (PVC) | 160-210 | Оконные профили, электрические изоляторы |
| Полистирол (PS) | 200-235 | Пенопласт, одноразовая посуда |
| Полиэтилентерефталат (PET) | 250-265 | Бутылки для напитков, текстильные волокна |
Однако не все термопласты подходят для переработки. Некоторые пластики, такие как полихлорвинил (PVC) и полистирол (PS), содержат токсичные вещества и могут выделять вредные газы при переработке
Поэтому важно учесть эти факторы при выборе типа пластика для переработки и обращаться за консультацией к специалистам в данной области
Для устойчивого развития и сохранения окружающей среды, важно повышать осведомленность о переработке и внедрять современные методы обработки пластика, которые позволяют использовать его повторно и уменьшить количество пластиковых отходов на свалках и в океане
За какое же время органические отходы полностью подвергаются разложению?
- Органические продукты природного происхождения разлагаются довольно быстро: помет животных превращается в ценное удобрение уже за 10 дней.
- Мелкие растительные остатки — палая листва, плоды, семена, высохшая трава- постепенно перегнивают, и полностью превращается в гумус в течение месяца, в крайнем случае на следующий год. Поэтому лучше все это органическое «богатство» или осенью, а применить с пользой для своего сада или даже клумбы. Для разложения крупных ветвей требуется значительно больше времени — до 10 лет.
- Прежде чем кинуть на землю кожуру от съеденного банана, следует хорошо подумать: ведь срок ее разложения может достигнуть полугода.
- Остатки пищи будут переработаны бактериями, вызывающими гниение, за пару недель (а — еще быстрее).
- Потребуется около трех лет, чтобы одежда, изготовленная из хлопка, вискозы, льна, полностью подверглась разложению.
- Изделия из натуральной шерсти подвергаются разрушению микроорганизмами за более короткий срок- около года.
- Бумажные отходы разлагаются в разные сроки: обычный автобусный билет исчезает за месяц, газеты и книги- за 2 года, а обработанная воском бумага — не менее, чем за 5 лет.
Переработка биопластиков и перспективы
Биопластики – это виды пластиков, которые производятся из возобновляемых источников энергии, таких как растительные масла, крахмал, сахар и другие биологические материалы. Они являются более экологически безопасной альтернативой традиционным пластикам, производимым из нефти.
Одним из самых распространенных типов биопластика является полимолочный кислотный (PLA) пластик. Он производится из крахмала, обычно из кукурузного или картофельного. PLA пластик может быть переработан в саморазлагающиеся отходы и идеально подходит для использования в одноразовой упаковке и посуде.
Переработка биопластиков осуществляется с применением технологий, похожих на те, что используются для традиционных пластиков. Они могут быть переработаны механически или химически.
Механическая переработка обычно включает шредеры, где биопластик разрезается на мелкие кусочки. Затем его можно использовать для создания новых изделий, например, пластиковых волокон или упаковки.
Химическая переработка требует более сложных процессов. Биопластик разлагается на молекулярном уровне, и из него можно извлечь полимеры для создания нового пластика или других химических продуктов.
Однако, несмотря на преимущества переработки биопластика, существуют и некоторые проблемы. Во-первых, биопластик не всегда легко разлагается под воздействием элементов окружающей среды. Во-вторых, его переработка может быть дороже, чем переработка традиционных пластиков.
Тем не менее, перспективы переработки биопластиков весьма обнадеживающие. Развитие новых технологий и методов переработки позволяет улучшать эффективность и снижать затраты на производство биопластика и его переработку. Кроме того, все больше стран и организаций внедряют политики по повышению утилизации и сортировке отходов, что способствует повышению объемов переработки биопластика.
Преимущества и недостатки переработки биопластиков
Преимущества
Недостатки
Более экологически безопасные
Не всегда легко разлагаются
Производятся из возобновляемых источников
Переработка может быть дороже
Возможность механической и химической переработки
В итоге, переработка биопластиков имеет большой потенциал для сокращения использования нефти и снижения негативного воздействия на окружающую среду. Несмотря на некоторые ограничения, развитие технологий и усилия по сортировке и переработке отходов создают перспективы для более широкого использования биопластиков в будущем.
Что такое пластмасса?
В соответствии с отечественным государственным стандартом:
Если из такого сложного определения убрать первое слово «пластмассами», можно даже и не догадаться, о чем вообще идет речь. Что ж, попробуем немного разобраться.
«Пластмассы» или «пластические массы» назвали так потому, что эти материалы способны при нагреве размягчаться, становиться пластичными, и тогда под давлением им можно придать определенную форму, которая при дальнейшем охлаждении и отверждении сохраняется.
Основу любой пластмассы составляет полимер (то самое «высокомолекулярное органическое соединение» из определения выше).
Слово «полимер» происходит от греческих слов «поли» («много») и «мерос» («части» или «звенья»). Это вещество, молекулы которого состоят из большого числа одинаковых, соединенных между собой звеньев. Эти звенья называют мономерами («моно» — один).
Так, например, выглядит мономер полипропилена, наиболее применяемого в автомобилестроении типа пластика:
Молекулярные цепи полимера состоят из практически бесчисленного числа таких кусочков, соединенных в одно целое.
Цепочки молекул полипропилена
По происхождению все полимеры делят на синтетические и природные. Природные полимеры составляют основу всех животных и растительных организмов. К ним относят полисахариды (целлюлоза, крахмал), белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук и другие вещества.
Хотя модифицированные природные полимеры и находят промышленное применение, большинство пластмасс являются синтетическими.
Синтетические полимеры получают в процессе химического синтеза из соответствующих мономеров.
В качестве исходного сырья обычно применяются нефть, природный газ или уголь. В результате химической реакции полимеризации (или поликонденсации) множество «маленьких» мономеров исходного вещества соединяются между собой, будто бусины на ниточке, в «огромные» молекулы полимера, который затем формуют, отливают, прессуют или прядут в готовое изделие.
Так, например, из горючего газа пропилена получают пластик полипропилен, из которого делают бамперы:
Теперь вы наверное догадались, откуда берутся названия пластмасс. К названию мономера добавляется приставка «поли-» («много»): этилен → полиэтилен, пропилен → полипропилен, винилхлорид → поливинилхлорид и т.д.
Международные краткие обозначения пластмасс являются аббревиатурами их химических наименований. Например, поливинилхлорид обозначают как PVC (Polyvinyl chloride), полиэтилен — PE (Polyethylene), полипропилен — PP (Polypropylene).
Кроме полимера (его еще называют связующим) в состав пластмасс могут входить различные наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители и другие вещества, обеспечивающие пластмассе те или иные свойства, такие как текучесть, пластичность, плотность, прочность, долговечность и т.д.
Как принято классифицировать отходы
Чтобы утилизация протекала равномерно
и максимально безопасно для окружающей среды, необходим комплексный подход. Для
начала разные виды мусора разделяют по похожим признакам. Существует несколько
видов классификации отходов:
Таблица №1. Классификация отходов
| № | Вид классификации | Примеры классификации |
|---|---|---|
| 1 | По степени опасности | Отходы делятся на 5 классов опасности: 1 класс – сверхопасные вещества. Например, содержащие ртуть. 2 класс – высокоопасные вещества. Последствия настолько велики на природу, что для ее восстановление потребуется около 30 лет. 3 класс – умеренно опасные вещества. Средняя степень воздействия на окружающую среду, время на восстановление потребуется 10 лет. 4 класс – мало опасные вещества. Степень влияния низкая, для восстановления экологии потребуется 3 года. 5 класс – практически не опасные (биоразлагаемые). В основном бытовые отходы. |
| 2 | По происхождению | Бытовые, промышленные, сельскохозяйственные и так далее. |
| 3 | По агрегатному состоянию | Твердые, жидкие, газообразные. |
| 4 | По составу материала | Неорганические (синтетические), органические (биологического происхождения). |
Разложение различных материалов
занимает по времени от 2-3 недель до нескольких лет (даже десятилетий), многие
из них требуют особых условий хранения, поэтому методы утилизации значительно
отличаются. Продукты, подлежащие переработке, сортируют по видам. Остальной
мусор вывозят на свалку. И лишь органическую часть отходов каждый человек может
переработать в домашних условиях, извлекая при этом отличную выгоду для себя.
Зачем красить пластик?
Необходимость покраски пластмасс продиктована с одной стороны эстетическими соображениями, а с другой — необходимостью защищать пластики. Ведь ничего вечного нет. Пластмасса хоть и не гниет, но в процессе эксплуатации и атмосферных воздействий она все равно повергается старению и деструкции. А нанесенный лакокрасочный слой защищает поверхность пластика от различных агрессивных воздействий и продлевает срок его службы.
На заводе покраска пластмассовых деталей трудностей не вызывает. Технологии здесь отлажены, да и речь в данном случае идет о покраске новых одинаковых деталей из одной и той же пластмассы. А вот в условиях мастерской маляры уже сталкиваются с проблемой, заключающейся в разнородности материалов различных деталей.
Вот здесь и приходится ответить себе на вопрос: «Что вообще такое пластмасса? Из чего ее делают, каковы ее свойства и основные виды?».
Сроки разложения разных видов пластика
Популярные типы пластика не разлагаются. Даже бактерии и прочие виды живых организмов не способны уничтожить его. Существует только техническая возможность разложить пластик (не вещество, разлагающееся на более простые, а преобразование в более мелкие частицы с тем же химическим составом). Таким образом не решается проблема, несущая угрозу окружающей природе.
В составе некоторых видов пластика содержатся препараты или присадки, увеличивающие в некоторых условиях скорость разложения. Благодаря этому, планета избавляется от небольшого количества полимерного мусора. Но это никак не повлияет на тонны пластиковых отходов, покоящихся на дне мирового океана и в глубине свалок.
| Пластиковая бутылка | 450-1000 лет | Минимальные затраты и простота производства. |
| Полиэтиленовый пакет | 10-100 лет | Из-за долгого периода разложения во многих странах использование запрещено. |
| Бутылка для хранения моющего средства | 500-1000 лет | Такие емкости изготовлены из пластика высокой плотности. В воде они разламываются на множество частей маленького и среднего размера. Обитатели морей и океанов могут по ошибке принять за еду и проглотить. |
| Коктейльная соломинка | 100-500 лет | Это приспособление придумано много лет назад. Раньше изготавливались из стеблей злаковых, позже из бумаги. Теперь они состоят из пластика. |
| Пенопластовый стакан | 50-500 лет | Материал, из которого изготавливают, масса из вспененной пластмассы. Вреден для здоровья человека и животных. |
| Полиэстеровая одежда | 20-200 лет | В синтетический состав этого материала входит расплавленный полиэтилен-терефталат (расплавленная нефть). Он устойчив к износу. Этим обуславливается длительный период распада |
| Пакеты со специальной застежкой «зип лок» | 500-1000 лет | Многоразовая система запечатывания делает этот вид упаковки популярным на предприятиях, в бытовом хозяйстве и в розничной торговле |
| Крышка из пластика | 100-500 лет | Химический состав, отвечает за устойчивость к разложению |
| Ящик для напитков из полиэтилена | 90 лет | Полиэтиленовый держатель для напитков – бессмысленное изобретение. Бутылки, упакованные таким образом, все равно погружаются в пакеты для покупок. Таким образом, это дополнительно засоряет окружающую среду |
| Фильтры для сигарет | 10-15 лет | Для изготовления этой части сигарет используется ацетилцеллюлоза. Ее составляют тысячи волокон из полимера. Экология не способна их разрушить и разложить |
| Гигиенические прокладки, подгузники для детей и взрослых, гигиенические пеленки | 250-500 лет | Эти средства гигиены состоят из абсорбирующих полимеров. Получают из акриловой кислоты (продукт, полученный из нефтяного масла). Эти вещества считаются биологически неразлагающимися |
| Леска для рыбной ловли | 600 лет | Прочная нить из полиэтилена, капрона, флюорокарбона и нейлона с длительным сроком разложения |
Земля для многодетных семей в перми очередь
Сколько разлагаются разные виды пластмассы?
Пластик – это обобщенное название для большого количества синтетических веществ, широко используемых в разных отраслях. В основе множества пластмасс содержатся полимеры. При производстве пластика возникают прочные высокомолекулярные связи, которые трудно разрушить.
Пластик подвергается специальной маркировке, систему которой изобрели в 1988 году для утилизации разных предметов. Всего выделено 7 типов, каждый из которых имеет свое название и значок, например, полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен и другие.
Так, тару для напитков, воды, соков изготавливают из полиэтилентерефталата (PET). Этот тип пластика разлагается как раз в течение 450-500 лет. Тип HDPE более устойчивый – период распада достигает 1000 лет. В емкостях из такого материала обычно содержатся различные бытовые химикаты, средства для автомобилей.
Полиэтиленовым пакетам, количество которых даже трудно вообразить, требуется от 200 до 500, а то и более лет на окончательное разложение. В современных супермаркетах можно увидеть специальные пакеты с отметкой «эко». Они считаются оксобиоразлагаемыми – спустя пару лет такой пакет превращается в труху из мелкого пластика.
Пластиковый мусор
До 20 лет
Пластиковые пакеты. Но исследования показывают, что в некоторых случая пластиковые пакеты могут разлагаться до 1 000 лет
30 — 40 лет
Товары, в которых содержится нейлон: трико, ветровки, ковровые покрытия, подгузники. Некоторые ученные считают, что подобные товары могут разлагаться до 500 лет, в зависимости от окружающих условий
Металлический мусор, резина, кожа
50 лет
Жестяные банки, автомобильные шины, стаканы из пенопласта, кожа
Разложение полиэтилена
От 70 до 80 лет
Шуршащие полиэтиленовые пакеты (от чипсов и упаковочные, например)
Около 100 лет
Изделия из полиэтилена
Разложение алюминия
Около 200 лет
Алюминиевые банки (от пива или газировки, например)
Переработка алюминиевых банок
Что делать с ПЭТ-пластиком?
ПЭТ-пластик (полиэтилентерефталат) является одним из самых распространенных видов пластика, который используется для изготовления бутылок для напитков, контейнеров для косметики и бытовой химии, а также в упаковке продуктов. Узнайте, как правильно обращаться с ПЭТ-пластиком и что делать с ним после использования.
Переработка ПЭТ-пластика
Один из основных плюсов ПЭТ-пластика — возможность его переработки. ПЭТ-пластик представляет собой полимер, который можно повторно использовать для производства новых изделий. Переработка ПЭТ-пластика имеет множество преимуществ:
- Экономия сырьевых материалов и энергии;
- Сокращение количества отходов, отправляемых на свалку;
- Уменьшение нагрузки на окружающую среду;
- Создание новых рабочих мест.
ПЭТ-пластик можно сдавать на переработку в специальные пункты приема вторсырья или в Мусорные пункты приема вторсырья, расположенные по всей стране. Перед сдачей необходимо выполнить несколько простых действий:
- Очистить пластиковую бутылку или контейнер от остатков продуктов;
- Смять пластиковую бутылку или контейнер, чтобы уменьшить его объем;
- Упаковать пластик в пакет или сумку;
- Отнести пластик в пункт приема вторсырья.
Переработанная ПЭТ-пластиковая бутылка может быть использована для производства новых бутылок, а также других пластиковых изделий, таких как одежда, мебель, игрушки и многое другое.
Альтернативные способы использования ПЭТ-пластика
Если у вас нет доступа к пункту приема вторсырья или вы хотите найти другое применение ПЭТ-пластику, есть несколько альтернативных способов его использования:
- Используйте ПЭТ-пластиковые бутылки в качестве хранения для жидкостей или сухих продуктов;
- Используйте ПЭТ-пластиковые контейнеры для сортировки и хранения мелких предметов;
- Используйте ПЭТ-пластиковые бутылки для создания элементов декора или ремесел;
- Используйте ПЭТ-пластиковые бутылки для полива растений или создания оригинальных мозаик;
- Подарите использованные ПЭТ-пластиковые бутылки пункту приема вторсырья или другим людям, которые могут их использовать.
Важно не забывать, что даже если ПЭТ-пластик можно вторично использовать или переработать, лучшим решением всегда будет максимально сократить его использование и предпочесть продукты с минимальным использованием упаковки. Теперь, когда вы знаете, что делать с ПЭТ-пластиком после использования, вы можете внести свой вклад в сохранение окружающей среды и уменьшить количество отходов
Теперь, когда вы знаете, что делать с ПЭТ-пластиком после использования, вы можете внести свой вклад в сохранение окружающей среды и уменьшить количество отходов.