«Вред полиэтиленовых пакетов для природы и человека»

МОУ «Гимназия № 8» Энгельсского муниципального района

Саратовской области

Учебно-исследовательский проект

«Вред полиэтиленовых пакетов для природы и человека»

Работу выполнил:

Земляков Кирилл

обучающийся 9«А» класса

Руководитель:

Екимова Людмила Павловна - учитель химии, биологии

Высшей квалификационной

категории

Энгельс-2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

В магазине мы складываем покупки в пакет. С помощью полиэтиленового пакета легко и удобно упаковывать, хранить вещи, переносить любые товары. После использования возникает вопрос, что с ними делать дальше. Если в природе бактерии уничтожающие – это нужное для человека изобретение, после того как он окажется на свалке.

Пластиковые пакеты, которыми мы привыкли пользоваться в магазинах и супермаркетах, обычно изготовлены из полиэтилена. Они появились в конце 50-х годов в США и сразу завоевали огромную популярность.

Полиэтилен вошел в нашу повседневную жизнь, это казалось очень удобным, практичным, дешевым.

Но эйфория длилась недолго. Сейчас многие страны вводят ограничение или запрет на их использование, потому что люди осознали вред полиэтиленовых пакетов для экологии и человеческого здоровья. На производство пластиковых пакетов тратится до 4% добываемой в мире нефти, а средняя жизнь одного пакета составляет 15 минут.

Предлагаю рассмотреть свойства полиэтилена, провести опыты, а затем проанализировать полученную информацию в контексте влияния на жизнь человека и окружающего мира

Актуальность: Мы настолько привыкли к полиэтиленовым пакетам, что жизнь без них нам кажется неудобной. [1]

Сегодня во многих странах мира полиэтиленовым пакетам объявили войну. Многие государства выступают против полимерной упаковки в целом. Но не в нашей стране, т.к. изготовление полиэтиленовых пакетов в десятки раз дешевле бумажных. [1]

Цель: изучить, чем полезно и вредно использование полиэтилена, на примере полиэтиленовых пакетов, и способы их утилизации

Объект исследования: полиэтиленовый пакет

Предмет исследования: польза и вред полиэтиленовых пакетов

Гипотеза: Вреда от использования полиэтилена больше, чем пользы.

Задачи:

• Проанализировать литературу на предмет изучения свойств, значения, применения и утилизации полиэтилена

• Опытным путём изучить свойства полиэтилена и способы утилизации

• Выяснить наиболее эффективный способ утилизации

• Предложить, как продлить жизнь полиэтиленового пакета

• Провести социологический опрос с целью выяснения отношения к использованию полиэтиленовых пакетов

• Сравнить полученные результаты и сделать выводы

Методы

Задачи работы: исследовать физические и химические свойства полиэтиленовых изделий, применяемых в быту, показать губительное влияние свойств полиэтилена на живые организмы,

Выявить пользу и вред от использования полиэтиленовой упаковки в нашей повседневной жизни и в жизни животного мира на планете.

.

1.История создания полиэтилена и полиэтиленового пакета.

Его достоинства и недостатки при использования обществом.

1.1.Полиэтилен, его создание и основные свойства

Когда в 1869 году американец А.Хэйят смешал обработанные химическими реактивами волокна хлопка с камфарой и получил странную пластическую массу, которую он назвал целлулоид, он и не подозревал, что с этим началась эра полимерных пластиков, или пластмасс.(2)

Теперь эти материалы тесно окружают нас в повседневной жизни, иногда даже теснее, чем нам хотелось бы. Полиэтилен – полимер, на ощупь напоминающий воск; твердый; бесцветный; тонкие листы его прозрачны. Начинает размягчаться при температуре 80-120 С; плохо склеивается, устойчив к большинству органических растворителей. (3) Из полиэтилена делают пакеты, сумки, предметы домашнего обихода и т.д.

1.2.Из истории появления полиэтиленового пакета.

Полиэтиле́новый паке́т — применяемый для переноски/хранения вещей и материалов мешок, сделанный из полиэтилена.

Сейчас трудно представить себе, как можно обойтись без полиэтиленовых пакетов. А ведь их придумал швед У.Гамильтон. Ему потребовалось много времени, чтобы воплотить идею – сварить из полиэтиленовой пленки пакет. Вначале это была только красивая упаковка товаров. Первый полиэтиленовый пакет появился в США в 1957 и это был простой фасовочный пакет, который использовали для упаковки хлеба. Полиэтиленовая фасовка быстро стала популярной, благодаря своим свойствам и уже совсем скоро полиэтиленовая упаковка потеснила бумажные пакеты и в 1966 году уже 30 % хлебобулочных изделий в США фасовались в полиэтиленовые пакеты. В США начался полиэтиленовый бум, плавно перешедший в Европу. В 70х годах появились первые пакеты с ручками и тогда же Западная Европа производила 11,5 миллионов пакетов в год. А в начале 80х появился популярный ныне пакет «майка». В 1996 году полиэтиленовые пакеты заняли 80% рынка упаковки. (2)

В нашей стране полиэтиленовые пакеты начали появляться в обиходе где-то в конце 50-х – начале 60-х годов. В него можно было завернуть бутерброды, носить в кармане на случай непредвиденной покупки вместо авоськи. Его берегли, мыли, сушили и использовали многократно.

Сегодня в мире, по самым приблизительным оценкам, используется около 4 млрд. полиэтиленовых пакетов и сумок, но еще больше пакетов уже использовано и переполняет поистине вечные свалки, все туже затягивают вокруг городов «пластмассовую петлю»…

1.3.Экологические проблемы, возникшие с появлением полиэтиленовых пакетов

К недостаткам полиэтиленовых пакетов относят то, что они производятся из важнейших невосстанавливаемых природных ресурсов - газа, угля, нефти. Кроме того, они очень долговечны и с трудом разлагаются, что серьезно угрожает нашей экологии. После 10-12 лет службы прочность полиэтилена уменьшается всего на 25%. Ничего себе недостаток! Но в том-то и беда, что сослужив свою короткую службу и оказавшись в придорожной канаве, реке или на свалке, термопластиковая упаковка остается там на многие десятилетия. Не солнечные лучи, не влага, не природные микроорганизмы до сих пор не могут справиться до конца с первыми их образцами, как справляются они с бумажной, деревянной и даже металлической упаковкой. Тем временем производятся в больших количествах новый и новый полиэтилен, а использованный никуда не исчезает и накапливается в больших количествах. Пора понять, что природа не в состоянии переработать этот материал – он ей чужероден и наносит очень большой невосполнимый ущерб флоре и фауне нашей планеты.

Согласно исследованиям, проведенным учеными, пакеты из полиэтилена уже составляют около 9% мусора. Срок разложения полиэтилена составляет более 500 лет, а при сжигании полимерных материалов выделяются ядовитые канцерогенные и мутагенные вещества, способствующие развитию в организме человека раковых клеток и возникновению генетических мутаций.(4)

При горении образуется один из самых ядовитых газов – угарный.

Брошенные пакеты разносятся ветром, забивая ливневые стоки и нарушая работу городских коммуникаций. Катастрофический вред наносят пакеты живым организмам планеты. Рыба в море или корова на лугу заглатывает эти пузыри и погибает, поскольку у неё закупоривается пищеварительный тракт. Черепахи тоже в числе жертв – они, видимо, принимают пластиковые кульки за медуз.

Немного статистики…

• По данным Комитета ООН по охране природы, ежегодно пластиковые отходы становятся причиной смерти 1 миллиона птиц, 100 тысяч морских млекопитающих и неисчислимого количества рыб.

• Примерно 6 миллионов 300 тысяч тонн мусора, большую часть которого составляет пластик, ежегодно сбрасывается в мировой океан.

• Почти каждый кусочек, когда либо произведенного пластика, до сих пор существует.(5)

1.4 Борьба с пластиковыми пакетами.

Сегодня многие страны осознали всю сложность утилизации обычных полиэтиленовых пакетов без вреда для экологической обстановки. В связи с этим ряду стран пришлось ограничить процент производства полиэтиленовых пакетов. Различные государственные ограничения на использование полиэтиленовых пакетов были приняты в таких странах как Шотландия, Ирландия, Тайвань, Бангладеш, Индия и Китай, Австралия.

В США введены штрафы для тех, кто использует пластик вместо бумажных пакетов.

Италия: с 1 января 2011 года в стране запрещено использование полиэтиленовых пакетов.

Финляндия: в супермаркетах установлены автоматы по приему использованных пакетов, которые служат сырьем для переработки и производства нового пластика.

Танзания: штраф за производство, импорт или продажу пластиковых пакетов — 2000 долл. или год тюрьмы.

Россия: официальных ограничений по использованию пластиковых пакетов нет.

В нашей стране не ведется подобной борьбы с полиэтиленовыми пакетами. Ведь стоимость полиэтиленовых пакетов во много раз ниже стоимости любой другой упаковки.(2)

1.5.Пути решения проблемы, предлагаемые в мире

Для продуктов питания помимо полиэтилена в ряде стран используют картонную и бумажную упаковку.

Решение проблемы нашли в изменении самой формулы материала - использование биодобавки "d2w" при производстве полиэтиленовых пакетов обеспечивает безопасную утилизацию полиэтиленовой упаковки.

Полиэтиленовые пакеты с биодобавкой "d2w" разлагаются при их захоронении около 2 - 4 лет полностью на углекислый газ и воду. Однако полиэтиленовые пакеты с биодобавкой "d2w" стоят дороже, так как процесс производства становится более затратным.

В настоящее время в Ирландии почти все жители страны для покупок используют сумки из ткани «многоразового» использования.

Поэтому использование многоразовой удобной и практичной хозяйственной сумки стало экономически выгодным.

Также популярна и социальная реклама: покупателей на входе в магазин встречает плакат: «Приходите к нам со своим пакетом или сумкой! Берегите окружающую среду».

Проводятся различные исследования, целью которых является создание биоразлагаемого полиэтилена. В настоящее время создан биопластик, который способен разлагаться под воздействием микроорганизмов, однако цена его пока что достаточно высока, чтобы он мог занять место традиционного полиэтилена. Экологичная упаковка в современном мире не просто заменяет пакеты для супермаркета, а становится настоящим символом осознанной и здоровой жизни.

К тому же ограничительные меры, вводимые правительствами многих стран на производство пластиковой упаковки, приводят к тому, что супермаркеты начинают продавать полиэтиленовые пакеты, а не просто бесплатно упаковывать в них продукты.(6)

Однако не все зависит от правительства. Сами жители могут по-возможности отказаться от использования полиэтиленовых пакетов, стараться использовать их максимально долго.

Как бы ни было, проблема с полиэтиленом становится все серьезнее. И решать ее предстоит всем нам…

1.6. Биоразлагаемая добавка "d2w". Что это?

К счастью, технический прогресс не стоит на месте и чудо инженерной мысли подарило нам технологию d2w (degradable to water) — добавку, которая добавляется в полиэтилен, и превращает его в разлагаемый продукт.

Биоразлагаемая добавка применяется в производстве изделий из полиэтилена, полипропилена и полистирола. Разложение упаковки происходит при любых условиях. Достаточно тепла, света, либо механических воздействий. Этот процесс происходит постепенно и заканчивается через несколько месяцев или лет, в зависимости от химического состава. Без этой добавки полиэтилен разлагается несколько сотен лет! Конечными продуктами распада упаковки является вода и углекислый газ, а также небольшой объем биомассы. Добавка d2w с успехом используется в 60 странах мира. Крупнейшими клиентами являются розничные сети, сети отелей, ресторанов (Walmart, Tesco, KFC, Pizza Hut и многие другие).

Где используется добавка d2w?

• Пакеты для различных нужд.

• Изделия для медицины (перчатки, бахилы, фартуки).

• Полимерные пленки для упаковки продуктов питания, сигарет, одежды, журналов и т. д.

• Укрывные, пузырчатые пленки.

• Жесткая упаковка - коррексы (одноразовая пластиковая тара и посуда, бутыли).

1.7. Влияние полиэтиленовой упаковки на здоровье человека.

А теперь обратимся к имеющимся данным об исследования воздействия на здоровье человека полиэтиленовой упаковки.

О том, что полиэтиленовые пакеты могут нанести вред здоровью, мало говорят в открытых источниках, но это действительно так. Ведь в их производстве используется свинец. Этот металл невероятно токсичен. Его скопление в организме вызывает развитие многих заболеваний.

В целях рекламы на полиэтилен часто наносят логотипы фирм, изготовляя пакеты яркого, броского цвета. Люди заворачивают в них еду, не задумываясь, какая краска используется. А в её составе часто присутствуют токсины, губительные для человека.

Для соединения швов упаковки нередко применяют химический клей. При определённых обстоятельствах он может отрицательно повлиять на продукты.

Давно доказано, что хранение пищи в полиэтилене не приносит пользы. Эту информацию стараются замалчивать, так как в производстве пакетов задействованы крупные трансатлантические компании, стремящиеся, во что бы то ни стало сохранить этот бизнес.

• Продукты, лежащие в пакете, быстрее начинают портиться, потому что на полиэтилене находится множество бактерий.

• В плотно закрытом прозрачном мешочке образовывается конденсат, в котором быстро развивается плесень.

• Хранение квашеной капусты и другой еды с повышенной кислотностью разрушительно воздействует на верхний слой пакета. В результате химические соединения проникают в продукты и отравляют их.

• Когда полиэтилен подвергается заморозке, из него выделяются токсины, опасные для человека.

Особый вред приносят полуфабрикаты. Многие производители рекомендуют разогревать и готовить их прямо в упаковке, хотя учёные доказали, что под воздействием высокой температуры из пластика выделяется формальдегид, токсичный газ.

2.Экспериментальная часть.

ОПЫТ 1. Определение термопластичности полиэтилена

Образец полиэтилена нагреваем, над пламенем спиртовки или газовой горелки. Стеклянной или деревянной палочкой изменяем форму размягченного полиэтилена и даем ему остыть. Попытаемся изменить форму образца при обычной температуре. Какое свойство полиэтилена лежит в основе наблюдаемых явлений? Какое практическое значение оно имеет?

Результаты опыта:

При нагревании полиэтилена сначала размягчается, а затем

плавится — при этом ему можно придать любую форму, что практически невозможно сделать при обычной температуре. Это доказывает, что полиэтилен термопластичен — при нагревании он не разрушается, а лишь плавится, это свойство широко используется в промышленности.

ОПЫТ 2. Горение полиэтилена.

Подожжём образец полиэтилена. Обращаем внимание, горит ли он вне пламени. Какого цвета пламя? Образуется ли при этом ко­поть? Обладают ли продукты горения запахом?

Результаты опыта:

Полиэтилен горит синеватым пламенем, распространяя запах плавленого парафина, продолжает гореть вне пламени, образуется копоть.

Уравнение горения полиэтилена: (С₂Н₄)n +3О₂=2nСО₂+2nН₂О

ОПЫТ 3.

В пробирки с бромной водой и раствором перманганата калия поместим гранулы или мелкие кусочки полиэтилена. Понаблюдаем, происходит ли изменение окраски растворов. Действуют ли эти ве­щества на полимер?

Результаты опыта:

При помещении гранул полиэтилена в пробирку с раствором КМnО4 и бромной водой не наблюдается никаких изменений, т.к. эти вещества не действуют на полимер.

ОПЫТ 4.

В пробирку с растворами серной кислоты и щелочи поместим измельченные кусочки полиэтилена. Сделаем вывод о химических свойствах полимера на основании проведенных опытов?

Результаты опыта:

При помещении гранул полиэтилена в пробирки с раствором серной кислоты и гидроксида натрия не наблюдается никаких изменений, полиэтилен устойчив к воздействию химических реагентов.

ОПЫТ 5.

Воздействие воды и воздуха на полиэтилен. Поместить в пакет стакан воды и понаблюдать, герметичен ли пакет и пропускает ли он воду. Так же проверить, пропускает ли пакет воздух, если он не имеет повреждений.

Результат опыта: Пакет без повреждений не пропускает воздух и воду.

Таким образом можно сделать выводы о следующих свойствах полиэтилена, выявленных опытным путем:

-нерастворим в воде и не пропускает воздух

-при нагревании не разрушается, а плавится и меняет форму

-при горении образует копоть и выделяет токсические вещества

-не растворяется кислотами и щелочами, устойчив к воздействию химических реагентов

Заключение.

Выводы и мои предложения по борьбе с загрязнением окружающей среды полиэтиленовой упаковкой:

1.Наладить и распространить во всех городах России раздельный сбор мусора, а именно:

-контейнер для биоразлагаемых пищевых отходов

-контейнер для мусора, пригодного для вторичной переработки

-контейнер для отходов и изделий из полиэтилена

2.Перенять передовой опыт других стран, изложенный мною выше.

Любой из их даст уже в ближайшем столетии ощутимый результат в уменьшении числа мусорных отходов из полиэтилена, что спасет жизни животного мира нашей планет, улучшит экологию городов нашей страны и снизит количество заболеваний у людей, провоцируемых отягощением экологической обстановки в нашей стране.

11