Интерактивное образование Герб Новосибирска
Тема номера: «Школьное естественнонаучное образование: перспективы развития и технологии обучения»
Выпуск №45 Февраль 2013 | Статей в выпуске: 106


Ульяна Сергеевна Голубкова,
учащаяся 10 «Б» класса МБОУ «Лицей № 113» Дзержинского района г. Новосибирска

Все статьи автора(8) Нина Ивановна Стаценко,
учитель географии МБОУ Лицей № 113 Дзержинского района г. Новосибирска

Мусорные континенты

 

Я выбрала эту тему, потому что в наше время она требует незамедлительного решения. Загрязнение океана наносит огромный ущерб окружающей среде, от этого страдает не только флора и фауна океанов, но и птицы. Люди, сбрасывая мусор в океан, полагают, что это не нанесёт большого ущерба природе, но они ошибаются.

Проблема загрязнения мусором океанов глобальна. Существование мусорных континентов тому подтверждение. Большие площади водного пространства заняты мусором, который отравляет воду и тем самым живые организмы.

Положение планеты бедственно и необходимо это исправлять.

Презентация «Мусорный ад Мирового океана»

Цель моей работы: узнать как «мусорные континенты» влияют на окружающую среду.

Для достижения этой цели я поставила следующие задачи:

1. Узнать что такое мусорные континенты и где они находятся.

2. Как и почему они образовались.

3. Как можно утилизировать пластик для решения проблем

Мусорные континенты. Где и как они образовались.

В наше время существует всего пять больших мусорных островов. Расположены они в Тихом, Индийском и Атлантическом океане. (см. приложение 1)

Рассмотрим образование на примере Большого Тихоокеанского Мусорного Пятна. Оно было сформировано океаническими течениями, постепенно концентрирующими в одной области выброшенный в океан мусор.

Мусорное пятно занимает большой, относительно стабильный участок на севере Тихого океана, ограниченный Северо-Тихоокеанской системой течений (область, которую часто называют «конскими широтами», или широтами штилевого пояса). Водоворот системы собирает мусор со всей северной части Тихого океана, в том числе из прибрежных вод Северной Америки и Японии. Отходы подхватываются поверхностными течениями и постепенно перемещаются к центру водоворота, который не выпускает мусор за свои пределы.

Точный размер области неизвестен. Приблизительные оценки площади варьируются от 700 тыс. до 15 млн км² и более, (от 0,41 % до 8,1 % общей площади Тихого Океана). Вероятно, на этом участке находится более ста миллионов тонн мусора. Также высказываются предположения, что мусорный континент состоит из двух объединённых участков.

Каковы же собственно источники загрязнения океана?

По оценке Чарльза Мура, 80 % мусора происходит из наземных источников, 20 % выбрасывается с палуб кораблей, находящихся в открытом море. Мур утверждает, что отходы с западного побережья Северной Америки перемещаются к центру водоворота примерно за пять лет, а с восточного побережья Азии – за год или менее.

Из чего состоит данное пятно?

Чарльз Мур не совсем точно описал мусорное пятно – это не сплошной слой мусора, плавающего на самой поверхности. Частицы разложившегося пластика в большей части заражённого района слишком малы, чтобы их можно было сразу увидеть. Поэтому исследователи берут пробы воды для приблизительной оценки плотности загрязнения. В 2001 году учёные (включая Мура) выяснили, что в определённых областях мусорного пятна концентрация пластика уже тогда достигала миллиона частиц на квадратную милю. На квадратный метр приходилось 3,34 куска пластика средним весом 5,1 миллиграмм. Во многих местах заражённого региона общая концентрация пластика превышала концентрацию зоопланктона в семь раз. В пробах, взятых на большей глубине, уровень пластиковых отходов оказался значительно ниже (преимущественно это были рыболовные лески). Это подтвердило предыдущие наблюдения, согласно которым бо?льшая часть пластикового мусора собирается в верхних водных слоях.

Мусорное пятно в Атлантическом океане

В Мировых океанах насчитывается 5 основных круговоротов. В январе члены организации, выступающей в защиту океана, «5 Водоворотов» отправились в экспедицию для проведения исследований в северной части Атлантического океана. Есть подозрение, что вода в океанах загрязнена больше, чем об этом известно, и что «Огромное мусорное пятно в Атлантическом океане» спрятано где-то между американскими Виргинскими островами и Бермудскими островами.

Раньше никто не искал это пятно. Как только из воды была поднята первая траловая сеть, опасения членов экипажа подтвердились – пластик.

Стив Уилсон (Stiv Wilson) говорит, что «начал плавание как независимый журналист, а закончил его членом правления организации «5 Водоворотов».

«Если искать, то пластик можно найти везде, в зоне или вне зоны круговорота!», – говорит Уилсон (Wilson). «Если отойти на 2 мили от побережья Сан-Франциско и закинуть траловую сеть, выловите пластик. Большее количество можно обнаружить в круговороте, но на самом деле он везде».

Во время экспедиции в северной части Атлантического океана траловые сети были заброшены около 40 раз, никогда сеть не доставали пустой. «Каждый раз доставали пластик», – говорит Уилсон (Wilson).

Эту кучу мусора достали из воды вручную за 40 минут. «Два человека использовали рыбацкие сети плохого качества для сбора мусора», – говорит Уилсон (Wilson). «Возможно, это 10% мусора, находящегося в воде». (см приложение 2)

Среди мелких светящихся анчоусов видны голубые пятна пластика и даже несколько частиц шариковых подшипников – кусочки чистого пластика, упавшие с грузового корабля или смытые в реку или океан до того, как их превратили в готовый продукт. (см. приложение 3)

«Я хочу сказать, что мусор скатывается с откосов, а в самой нижней части каждого откоса находится океан», — пишет Уилсон (Wilson). Большинство рек, например, Колумбия и Миссисипи, могут нести огромное количество пластика в океаны, где он остается навсегда.

В открытом океане рыба, например, светящийся анчоус, по ошибке может принять пластик за еду. Ученые не знают, как часто это происходит, но они обеспокоены тем, что химикаты, содержащиеся в пластике, могут выщелачивать ткани животных, что может стать причиной медленного разрушения пищевой цепи.

Морские птицы, большие океанические хищники, и даже люди, будут есть отравленную рыбу, даже не догадываясь об этом.

Вылов пластика из океана вручную никогда не приведет к нужным результатам. Уилсон (Wilson) говорит, что сейчас мусора столько, что им можно несколько раз заполнить грузовой корабль, так много мусора сброшено в воду в результате ежедневной человеческой деятельности.

«Количество мусора растет и это вызывает тревогу», – говорит он, хотя и признает, что никто точно не знает, какое количество пластика сбрасывается в воду каждый год, или какое количество попадает в круговороты.

Как и предполагает название, цель организации «5 Водоворотов» заключается в изучении пяти основных круговоротов в океанах на Земле. Сегодня в значительной степени исследованы только водовороты Тихого океана и северной части Атлантического океана.

Мусорное пятно в Тихом океане

Большое тихоокеанское мусорное пятно образовалось в северной части Тихого океана между Гавайями и Калифорнией. Предполагается, что размеры «мусороворота» превышают удвоенную площадь Техаса, второго по величине после Аляски американского штата.

Как международный мусор попадает туда? Для того чтобы понять это, достаточно проследить путь пластиковой чашечки от кофе, которую ненароком сдуло ветром. Лёгкую посудину подхватывает Калифорнийское течение, которое несёт её к побережью Центральной Америки. Примерно в районе Мексики чашка переходит во власть Североэкваториального течения, которое уходит в сторону Азии. У берегов Японии течение Куросио снова перенаправляет многострадальную чашку-путешественницу на восток. Далее эстафету перенимает Северное Тихоокеанское течение, которое и выносит мусор мимо Гавайских островов к гигантскому «мусоровороту».

Путешествие от Северной Америки занимает несколько лет, азиатские отбросы достигают пятна за год. А теперь достаточно увеличить количество чашек (и вообще кусков пластика) до нескольких миллиардов, что попали в воду за последние 60 лет (начиная со Второй мировой войны, когда и появилось массовое производство пластика), и всё сразу становится ясно.

Существование Большого тихоокеанского мусорного пятна было предсказано ещё в 1988 году. Учёные тогда основывались на данных по мусору, который дрейфовал близ побережья Аляски и в Японском море.

В 1997 году «мусороворот» обнаружил океанограф и любитель гоночных лодок Чарльз Мур. Он как раз возвращался после очередной гонки парусных яхт. «Я не узнал океан. Всюду, куда хватало глаз, простирался мусор, невозможно было протиснуться, чтобы не задеть хоть что-нибудь», – рассказывает Чарльз.

Мур поделился впечатлениями со своим коллегой Кёртисом Эббсмейером.

Одной из крупных экспедиций к берегам «мусорного острова» стала SEAPLEX, организованная учёными из института океанографии Скриппса. 2 августа 2009 года на судне New Horizon команда океанографов отправилась в 20-дневное путешествие к мусорному пятну, чтобы выяснить, каковы масштабы катастрофы, опасность влияния таких очагов антропогенного мусора на жизнь морских обитателей и населённость океанской свалки живыми существами.

Учёные обнаружили множественные островки из спутанных верёвок, самого разного пластика и морских организмов. Всё остальное можно было бы охарактеризовать как бесчисленное количество небольших кусков пластика размером с почтовую марку. «Мне кажется, наиболее подходящая метафора – пластиковое конфетти», – рассказывает один из участников экспедиции Джесси Пауэлл.

Исследователи прошли на своём судне около 2700 километров, сотни раз закидывая сети в океан и анализируя вытащенное на борт. Больше всего учёных шокировало огромное количество пластика, который в том или ином виде попадался каждый раз.

По разным оценкам, около 10% пластика (от тех 260 миллионов тонн, что производятся ежегодно) в конце концов попадают в океан. В 1999 году в тихоокеанском «мусоровороте» присутствовало около 0,002 грамма пластика на квадратный метр, в 2005-м это же значение возросло уже до 0,004. За это время только в Северной Америке количество производимого пластика увеличилось в несколько десятков раз.

Согласно данным Программы ООН по окружающей среде (UNEP), около 70% попавшего в океан мусора тонет. Так что пока неизвестно, какие кучи отходов образуются ещё и на дне океана и доберутся ли биологи до них когда-нибудь.

О подобном загрязнении океана, по идее, должен думать каждый человек. Потому что даже те люди, что живут вдали от океана, так или иначе его загрязняют. Это давно доказали другие многочисленные исследования.

Типичная картина. По подсчётам 2006 года, на каждом квадратном километре поверхности океана встречалось около 18 тысяч кусков пластика. В некоторых регионах количество «конфетти» превышает количество планктона в шесть раз.

Мур же считает, что наилучшим решением может стать только общемировое осознание того, что необходимо сменить привычки, остановить попадание мусора в океан. По его мнению, бесполезно пытаться вычистить воду от того, что уже накопилось в Тихом океане.

Решение проблемы загрязнения

Возможности очистки

В 2008 году Ричард Оуэн, строитель-подрядчик и инструктор-подводник, организовал Коалицию по очистке окружающей среды, занимающуюся проблемами загрязнения севера Тихого океана. Организация ECC призывает сформировать флот кораблей для расчистки акватории и открыть лабораторию Gyre Island по переработке мусора.

В 2009 году учёным-океанографом доктором Маркусом Эриксеном и его женой Анной Камминс был образован «Институт пяти водоворотов». Институт изучает проблемы загрязнения Мирового океана, уже обнаруженные мусорные пятна, а также ищет новые.

Оригинальное решение проблемы увеличения «Великого тихоокеанского мусорного пятна»

За много лет при помощи мощных течений в Тихом океане собралась величайшая свалка планеты, которая была названа «Великим тихоокеанским пятном». По расчетам ученых там собралась десятая часть пластика на Земле. Общий вес свалки превышает три с половинной миллиона тонн, а её площадь равняется территории США. Пластик разлагается очень медленно, а выделяемые при этом токсины чрезвычайно вредны для окружающей среды.

Мусорное пятно находится в нейтральных водах Тихого океана, поэтому ни одна страна не желает тратить большие средства на борьбу с ним. Главными виновниками непрерывного роста салки на воде признаны Китай и Индия, однако за решение этой проблемы взялись сербы. Архитекторы Елена Пукаревич, Милица Пихлер и Милорад Видоевич предложили использовать для борьбы с морским мусором сам пластик. Они предложили строить из пластика подводные небоскрёбы, напоминающие перевернутую Эйфелеву башню, которые станут заниматься утилизацией отходов. Плавающие фабрики по переработке мусора будут состоять из надводной части, где разместятся помещения для жизни персонала и конусообразной подводной части, в которой мусор будет перерабатываться в топливный газ. Его можно использовать не только на поддержание автономии плавучих заводов, но и перекачивать на материки и использовать с пользой для людей. (см. приложения 4,5)

Этапы и методы переработки пластиковых отходов

Переработка пластика состоит из нескольких этапов: сбор, сортировка (по цвету, по качеству, чистые/грязные отходы), прессование, собственно переработка (резка, промывка, сушка, производство регранулята), производство новой продукции.

Существует несколько способов переработки пластика.

Пиролиз – термическое разложение веществ в присутствии кислорода или без него.

Гидролиз происходит под действием экстремальных температур и давления. Этот способ использования отходов энергетически более выгодный, чем пиролиз, т.к. в оборот возвращаются высококачественные химические продукты.

Гликолиз – деструкция протекает при высоких температурах и давлении в присутствии этиленгликоля и катализатора до получения чистого продукта. Этот способ более экономичен, по сравнению с гидролизом.

Все же самым распространенным термическим способом переработки пластика является Метанолиз – расщепление отходов с помощью метанола.

Рециклинг – вторичная переработка. Этот способ не требует дорогого специального оборудования, и может быть реализован в любом месте накопления отходов.

Биоразлагаемые полимеры

Радикальным решением проблемы полимерного мусора, по мнению некоторых специалистов, является создание биоразлагаемых полимеров, которые распадаются на безвредные для живой и неживой природы вещества. Сейчас нужны полимеры, которые сохраняют эксплуатационные характеристики в течение срока службы (потребления), а затем претерпевают превращения под действием факторов окружающей среды и включаются в естественный процесс обмена.

Считается, что полимерные материалы на основе растительного сырья разлагаются на полностью безопасные компоненты: воду, диоксид углерода, биомассу и другие естественные природные соединения, т.е. обеспечивают абсолютную экологичность процессов утилизации. К тому же запасы растительного сырья могут возобновляться вечно. Однако все не так просто, как кажется на первый взгляд. Для того чтобы идея биоразложения полимерного материала реализовалась, необходима совокупность трех основных факторов:

– соответствующие условия окружающей среды;

– наличие микроорганизмов селективно действующих на полимерный материал;

– полимерные материалы определенной химической структуры.

Самый перспективный и многообещающий пластик для химической промышленности – полилактид. Спектр его использования обширен: ламинирование бумаги для упаковки, посуда для микроволновых печей, мешки для отходов одноразовая посуда, упаковка для пищевых продуктов.

Сейчас доступными считаются более 30 различных полимеров, которые находят широкое применение не только на рынке упаковки, но и в текстильной промышленности, с/х, медицине, строительстве. Практически все крупные фирмы в области производства полимерной продукции предложили свой ассортимент биоразлагаемых материалов. Рынок биоразлагаемых полимеров является одним из наиболее быстроразвивающихся сегментов агрохимического комплекса в странах Америки, Европы, Японии. Но биоразлагаемые полимеры не решают экологической проблемы:

– трудно регулировать скорость распада на свалках под воздействием факторов окружающей среды;

– довольно высокая стоимость биоразлагаемых полимеров;

– безвозвратная потеря ценных сырьевых ресурсов, в том числе пищевых, особенно с учетом наличия голода в отдельных регионах мира;

– технологические трудности производства биоразлагаемых полимеров;

– полностью не доказана безопасность таких материалов и продуктов их распада на растительный и животный мир.

Поэтому, по мнению ряда специалистов, избавление от отходов полимеров путем создания и применения биоразлагаемых материалов должно иметь контролируемое применение, а возможно, и ограниченное. Обсуждается и моральный аспект проблемы: имеет ли человечество право использовать сельскохозяйственное сырье для производства химической продукции, если в мире существует голод?

Применение вторичного пластика

Приблизительно 70% всего вторичного европейского ПЭТ используется для производства волокон полиэстера. Волокна большого размера используются как утеплитель спортивной одежды, спальных мешков, как наполнитель для мягких игрушек. Вторичный пластик также используется для изготовления волокон меньшего диаметра. Из них получают искусственную шерсть, используемую для трикотажных рубашек, свитеров и шарфов. Такие ткани могут содержать до 100 % вторичного материала. Например, для изготовления теплого свитера из искусственной шерсти требуется в среднем 25 переработанных ПЭТ-бутылок. Лист и лента – «классические» продукты из вторичного пластика. Лист производится для изготовления пластмассовых коробок (для фруктов и яиц), которые составляют приблизительно 9% общего объема использования вторичного пластика. Другие области применения вторичного пластика включают упаковку для туалетных принадлежностей и товаров народного потребления, щетины и ворса, которые, в свою очередь, применяются для изготовления бытовых кистей, метел, щеток (обычных и для дорожной уборочной техники). Что касается колодок для изготовления бытовых кистей, щеток, метел, то здесь также используются пластмассовые отходы.

Считается, что это «закрывает петлю рециркуляции», поскольку позволяет упаковке быть переработанной в новую упаковку. Все переработанные упаковки остаются доступными для вторичной переработки. Бандажная лента из вторичного пластика предназначена, главным образом, для промышленных целей. Она может с успехом конкурировать с лентами из полипропилена и стали. Волокнистый материал, полученный из вторичного пластика, можно использовать в качестве сорбента на очистных сооружениях АЗС, в качестве утеплителя или наполнителя.

Из пластиковых отходов и минеральных наполнителей (золы, песка) производится полимербетон, очень прочный и долговечный материал, имеющий разнообразное применение. Пластик, полученный из использованных бутылок для напитков, может стать потенциально дешевым сырьем, а его вторичная переработка в полимербетон позволит также решить проблемы утилизации. Применение полимербетона для ремонта бетона из портландцемента может быть весьма эффективным. Поверхностный слой полимербетона может иметь толщину всего 10-25 мм, что обеспечивает износо-, кислотостойкость и малую проницаемость.

Полимербетон легок, быстро затвердевает и образует прочное сцепление с бетонной поверхностью, его можно быстро наносить и восстанавливать, что очень важно для мостов и полов в производственных помещениях. Нанесение покрытий из полимербетона на железобетонные строительные конструкции существенно улучшает их внешний вид. Весьма эффективно применение полимербетона для дренажа кислотных стоков, подземных сводов, соединительных боксов канализационных труб.

Анкетирование

Я провела опрос среди учеников лицея с целью того, чтобы выяснить, сколько и какой пластиковый мусор выбрасывается в неделю.

Всего в анкетировании приняло участие 54 ученика, если считать так же и членов семей, то – 220 человек.

Вот те вопросы, которые я задавала ученикам:

1. Состав семьи (количество человек, проживающих с вами).

2. Сколько пластиковых бутылок выбрасывает ваша семья в неделю?

3. Сколько пакетов выбрасывает ваша семья в день?

a) – Обычные пакеты – … шт. 

b) – из-под молока, кефира, майонеза и пр. – … шт.

c) – большие пакеты – … шт.

4. Сколько пластиковых баночек выбрасывает ваша семья в день?

a) – из-под йогурта – … шт.

b) – из-под сметаны – … шт.

5. Сколько пластиковых флаконов выбрасывает ваша семья из-под шампуней, гелей и других косметических товаров в месяц? – ... шт.  

Так же был задан вопрос по способу утилизации пластиковых отходов:

Как вы «утилизируете» мусор?

Выносите в мусоропровод или на мусорку

Сжигаете

Выкидываете в другие места

В результате опроса я выяснила, что выбрасывается:

– Пластиковых бутылок: 263 шт.

– Пластиковых баночек из-под йогурта: 77 шт.

– Пакетов из-под молока, кефира: 135 шт.

– Полиэтиленовых пакетов: 142 шт.

– Пластиковые баночки из под сметаны: 65 шт.

Также я выяснила, что 100% опрошенных выбрасывают мусор в мусоропровод, соответственно, есть лишь низкий шанс утилизации пластика.

Заключение

Целью моей работы было выяснить как можно больше о мусорных континентах и узнать, как они влияют на нашу планету. Я считаю, что моя цель достигнута, так как я выполнила поставленные для себя задачи:

– Я выяснила, где находятся мусорные континенты.

– Узнала, как они образовались и какой мусор составляет большую часть плавающих островов.

– Я провела социологический опрос среди учеников и высчитала сколько пластиковых отходов выбрасывается еженедельно в их семьях.

– Я выяснила, как можно утилизировать пластик, какие меры можно предпринять для сокращения ядовитых выбросов. Я узнала о существовании биоразлагаемых полимеров и то, как они могут изменить жизнь современного человека.

В заключении я хочу сказать, что проблема мусорных континентов возникла не спроста и её необходимо решать незамедлительно. Но просто уборки всего мусора с суши и океанов недостаточно. Люди будут продолжать выбрасывать мусор, отходы всё так же не будут утилизироваться, и велик шанс, что проблема снова возникнет через десятки лет.

Учить уважать и ценить окружающую среду необходимо с самого детства, и в школах и дома. К проблеме с мусором необходимо подходить с нравственной стороны, ведь существует поговорка: «Чисто не там, где убирают, а там, где не мусорят». Это действительно так, поэтому необходимо закладывать, как базу, любовь к чистоте.

Презентация «Мусорный ад Мирового океана»

 

Список литературы

1. www. wikipedia.org

2. http://newsinphoto.ru

3. http://www.membrana.ru

4. http://umerlakorova.ru

5. http://www.cleandex.ru

 

Приложения

 

 

Приложение 1

(Приблизительное расположение мусорных континентов)

Приложение 2

(Это малая часть того мусора, который был собран с поверхности океанов)

Приложение 3

(Маленькие частицы пластика, а также подшипники)

Приложение 4

(Надводная часть «подводного небоскрёба»)

Приложение 5

(Подводная часть «небоскрёба»)

Приложение 6

(Разложение бутылки из биоразлагаемых полимеров)

Версия для печати
Мне понравилась эта статья! Мне понравилось!
(всего - 8)
Комментировать Комментировать
(всего - )
? Задать вопрос ведущему рубрики
(всего - 0)
Остальные публикации раздела / Все статьи раздела