Научно-исследовательская работа Чистая планета

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Лицей №6»
Октябрьского района городского округа город Уфа Республики Башкортостан
Секция: «Математика»Научно-исследовательская работа
ЧИСТАЯ ПЛАНЕТА
Автор работы:
Голод Богдан, 7а класс,
МАОУ «Лицей №6» г.Уфа РБ.
Руководитель-консультант:
Тазетдинова Анастасия Николаевна,
учитель математики
МАОУ «Лицей №6» г.Уфа РБ
г. Уфа
2016
СОДЕРЖАНИЕ
Введение________________________________________________3
Что мы считаем мусором___________________________________5
Сколько мусора производит человек_________________________6
Почему мы используем пластик_____________________________8
Как сделать планету чистой_________________________________11
Заключение______________________________________________12
Список литературы_______________________________________13
ВВЕДЕНИЕ
В последнее время много говорится о загрязнении окружающей среды. Главный источник загрязнения – возвращение в природу огромной массы отходов. Все знают о проблеме бытовых отходов, но мало кто задумывается, сколько именно мусора человек производит каждый день, неделю, месяц. Американец Грег Сегал решил поднять эту важную тему и сделал фотосессию с людьми разных социальных слоев, которых он запечатлел с мусором, скопившимся у них за 7 дней. Фотограф продемонстрировал, как много отходов накапливается у человека за весьма недолгий срок, как много ненужного мусора мы производим. По данным Росстата ежегодно с 2012 г. в России образуется более 5 миллиардов тонн промышленных и бытовых отходов. Из этого объема 57 миллионов тонн – это отходы, образовавшиеся от населения. То есть один житель нашей страны производит в среднем около 470 кг мусора в год. Такое количество меня озадачило, и я решил на опыте проверить, сколько мусора произвожу именно я. Данные исследования представлены в этой работе.
Раньше отходы или отбросы человеческой деятельности были небольшими.  Предметы быта, украшения, мебель, одежда передавались по наследству. Их чинили и пользовались ими, пока они не обветшают. Еще за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан указ, запрещающий выбрасывать мусор на улицы. Мусорщики должны были отвозить отходы на какое-то расстояние от города. С тех пор мусор складировали на различных хранилищах в сельской местности. Города росли, свободные площади в их окрестностях уменьшались, а неприятные запахи, возросшее количество крыс, вызванное свалками, стали невыносимыми. Тогда отдельно стоящие свалки заменили ямами для хранения мусора. К сожалению, подобно многим греческим изобретениям, такая практика утилизации отходов была забыта в средние века. Жители продолжали выбрасывать мусор в окно вплоть до 14 века. Но несколькими веками позже, когда тысячи людей стали переселяться в промышленные города с тем, чтобы получить работу, они принесли с собой и мусорный кризис. Прогресс, урбанизация и передвижение населения в города привели к совершенно иной потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большого удобства, в результате появилось огромное количество мусора.  С 1987 года количество мусора в России увеличилось в 2 раза и составило 120 млрд. т в год, учитывая промышленность. Возникло даже новое научное направление — гарбология, что в переводе означает мусороведение. Гарбологи всего мира ищут различные пути выхода из мусорного тупика, в котором оказалось человечество. Огромное количество пластмасс и синтетических волокон, используемых в быту и на производстве, заполнило все свалки. На пластмассы ранее возлагалось много надежд. Считали, например, что они «навсегда» заменят металл с его коррозией, дерево ради сохранения лесов, стекло, ткани и прочие материалы. А теперь ученые ломают голову, как поступать с изделиями из пластика, когда они приходят в негодность.
Цели и задачи проекта:
        выяснить, какое количество мусора человек производит в неделю, в год, за всю свою жизнь;
        исследовать состав мусора, производимого человеком за неделю;
        сопоставить полученные данные с данными Росстата;
        наметить пути решения проблемы мусора.
Методы исследования: наблюдение, сравнение, математические расчеты, обработка информации, обобщение.
ЧТО МЫ СЧИТАЕМ МУСОРОМ
Виды отходов Ущерб природе Время  разложения Способ вторичного использования
Пищевые отходы практически не наносят  1 – 2 недели компостирование
Макулатура краска, выделяет ядовитые вещества. 2 -3 года компостирование и получение бумаги переработкой макулатуры.
Металлолом соединения железа ядовиты Несколько лет переплавка наименее опасный способ обезвреживания, вывоз на свалку для захоронения.
Стеклотара битая стеклотара может вызывать ранения. Сотни тысяч лет вывоз на свалку или захоронение, переработка, повторное использование.
Изделия из пластмассы.  препятствует газообмену в почвах и водоёмах 500-1000 лет в больших масштабах – переплавка, в небольших количествах – сжигание.
Батарейки вещества, входящие  в состав батареек, ядовиты на земле – 10 лет, в воде - несколько лет переработка веществ, входящих в состав. Убыточно.
Деревянные изделия не наносит несколько десятков лет сжигание.
Консервные банки соединения цинка, олова и железа ядовиты .несколько десятков лет. переплавка вместе с металлом.

СКОЛЬКО МУСОРА ПРОИЗВОДИТ ЧЕЛОВЕК
По данным Росстата ежегодно с 2012 г. в России образуется более 5 миллиардов тонн промышленных и бытовых отходов. Из этого объема 57 миллионов тонн – это отходы, образовавшиеся от населения. Подсчитано, что более трети мусора на городских свалках составляет различная упаковка (коробки, пакетики из-под молока, соков и других пищевых продуктов, полиэтиленовые мешки и пакеты, пластиковые бутылки и баночки). Я решил выяснить, сколько мусора произвожу лично я, позже к исследованию подключилась моя учительница Анастасия Николаевна. В течение недели мы собирали  мусор.  По полученным результатам сделал вывод о том, что именно преобладает в бытовых отходах. Я не учитывал пищевые отходы, т.к. проблематично их хранить целую неделю. Но могу сказать, что они составляют примерно 3,5 кг за неделю.
Период времени Количество мусора, кг (по полученным данным) Количество мусора, кг (по данным Росстата)
Неделя 1,8 5,02
Год 1,8 · 53 = 95,4 262
Жизнь (80 лет) 95,4 · 80 = 7632 20960
Такое расхождение с данными Росстата обусловлено тем, что я не учитывал «долгоиграющий» мусор – одежду, технику и пр.

На первом месте оказались отходы, содержащие пластик (44%), на втором месте –полиэтилен (23%).Это  самые опасные бытовые отходы, т. к. трудно утилизируются. При их сжигании выделяются ядовитые газы, в почве перегнивают очень длительное время или вообще не сгнивают. На третьем - бумажные отходы (21%). Из всех перечисленных отходов только бумага и картон легко утилизируются. С каждым годом отходы из пластиковых бутылок растут на 20%, ежегодно во всем мире производится 270 000 000 000 пластиковых бутылок, 8562 бутылки в секунду оказываются на свалке, чтобы остаться там на 450 лет. Согласно мнению японского ученого Кацухико Сайдо, при разложении пластмасса выделяет токсичные вещества, способные вызвать серьезнейшие гормональные нарушения, как у животных, так и у человека. Бумага разлагается в земле в течение 1 месяца, шерсть – 1 год, деревянные столбы – 4 года, бумажные чашки – 5 лет, консервная банка – 100 лет, а пластиковая бутылка – от 500 лет до 1000 лет. Это означает, что сейчас, в 2016 году, нет ещё ни одной пластиковой бутылки, которая бы успела полностью разложиться. Благодаря своему малому весу бутылки ПЭТ рано или поздно в воду, и в конечном итоге, в океан. Экологи всего мира бьют тревогу, т.к. в течение последних 40 лет размер тихоокеанского «Великого мусорного острова» вырос в 10 раз; вес его составляет 100 млн. тонн, что в 6 раз больше массы океанического планктона. Стекло разлагается сотни тысяч лет. Попадая на мусорные полигоны, стекло не перегнивает, подобно прочим отходам, а просто захламляет окружающую среду. Тем не менее в настоящее время многие жидкости производят именно в бутылках ПЭТ, а не в стеклянной таре. Почему?

ПОЧЕМУ МЫ ИСПОЛЬЗУЕМ ПЛАСТИК
Основным материалом для изготовления стекла является песок, который можно найти в природе в огромных количествах. Материал, сделанный из чистого кварца, полученного только путем плавления песка, является чрезвычайно хрупким. В смесь добавляется сода для придания прочности и снижения нагрева при плавке. Для придания устойчивости к воздействию воды и химических препаратов в ее состав добавляются такие минералы как известняк, доломит и полевой шпат, а также вторичные материалы в виде стеклобоя. Практически все виды пластиковых бутылок и упаковки производятся из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Согласно данным прайс-листов заводов-изготовителей, стоимость стеклянной бутылки составляет 9,5 рублей, пластиковой – 4,9 рубля.
Следующий пункт затрат – перевозка, где необходимо учитывать дальность, вес груза, норму расхода топлива, стоимость топлива. Предположим, что груз перевозит автомобиль А21R22 NEXT. Норма расхода топлива на 100 км составляет 11,7 литров, стоимость бензина А92 – примерно 36 рублей за литр, вес груза берем из таблицы:
500млПЭТ 500 мл стМасса пустой бутылки 30 г 380 г
Заполнение 0,5л • 500 г 500 г 500 г
Масса полной бутылки 530 г 880 г
Транспортировка бутылок
Содержимое 20-ти бутылок 10,6кг 17,6кг
Масса транспортировки 1,9кг 1,9кг
Масса полной транспортировки 12,5кг 19,5кг
Европоддоны: укладка 1 ряд 8 транспортировок 100кг 156кг
Европоддоны: 5 рядов - 40 транспортировок 500кг 780кг
+ масса поддона 23кг 23кг
= полный поддон 523кг 803кг
Опытные водители подсказали, что при такой загрузке норма расхода топлива для ПЭТ (532 кг) составит 12 литров на 100 км, для стекла (803 кг) – 14 литров на 100 км, этими данными я и воспользовался, приняв расстояние за х.
Следующий этап – продажа. Для расчетов я взял молоко. В ассортименте молочного отдела магазина «Матрица» находится 9 видов молока, и лишь один вид (козье молоко) – в стеклянной бутылке. Поэтому пришлось срок реализации взять из советских времен – 3 дня. Срок реализации молока в пластиковой упаковке – от 10 дней до 4 месяцев. У продавца-консультанта удалось узнать, что молоко с самым длительным сроком хранения продается очень редко (1-2 бутылки в месяц), поэтому его заказывают в малом количестве. Рассмотрел 2 варианта продажи молока: худший (когда продается 1 бутылка в течение срока реализации) и лучший (когда молоко продается ежедневно). Для удобства расчетов для лучшей продажи можно взять срок 60 дней: за это время стеклянная бутылка обернется 60:3=20 раз, что как раз и составит её полный «жизненный цикл», а бутылка ПЭТ – 1 раз. Для стеклянной бутылки рассмотрена возможность повторного использования, для этого пришлось ознакомиться с характеристикой моечной машины Kronеs. Из сообщения менеджера по продажам удалось узнать, что час работы такой машины обходится в 7000 рублей, производительность – 60000-70000 бутылок в час. Таким образом, стоимость дезинфекции одной бутылки составляет 7000:70000=0,1 руб.
В итоге, получаем следующее: использование ПЭТ:
Лучшая реализация – продажа: 60*4,9 = 294 руб.
Транспортные расходы: 12*36*х/100 = 4,32х, итого: 294 + 4,32х
Худшая реализация – продажа: 4,9*1 = 4,9 руб, итого: 4,9 + 4,32х
Использование стеклянной тары:
Лучшая реализация – продажа: 60*9,5 = 570 руб.
Дезинфекция: 60*0,1 = 6 руб., транспортные расходы: 15*36*х/100 = 5,4х, Итого: 570 + 6 + 5,4х = 576 + 5,4х
Худшая реализация - продажа: 20*9,5 = 190 руб.
Дезинфекция: 20*0,1 = 2 руб., транспортные расходы: 15*36*х/100/3 = 1,8х
Материал Изготовление, рубПродажа, шт. Помывка, руб. Общие затраты с учетом транспортировки
лучшая худшая Лучшая продажа Худшая продажа
ПЭТ 4,9 60 1 - 294 + 4,32х 4,9
стекло 9,5 60 20 0,1 576 + 5,4х 192 + 1,8х
Таким образом убедились, что использование пластиковой тары действительно экономически выгоднее по сравнению с использованием тары стеклянной.

КАК СДЕЛАТЬ ПЛАНЕТУ ЧИСТОЙ
Чтобы уменьшить количество отходов, надо отказаться от ненужного потребления. Вместо одноразовых предметов применять более долговечные, ремонтировать старые, но пригодные вещи, передавать нуждающимся те вещи, которыми не пользуемся. Обязательно необходимо сдавать в переработку металл и бумагу, это поможет также сохранить энергию, которой при вторичной переработке тратится намного меньше. Постараться не покупать дополнительный мусор. Если иметь с собой дополнительную сумку, то не нужно использовать полиэтиленовые пакеты. 5-6 полиэтиленовых пакетов в неделю, не отправленных в мусорный бачок, означает 55 неистраченных литров нефти в год, что на 150 кг в год сокращает выбросы углекислого и других газов, создающих парниковый эффект. При покупке товара можно выбирать товар в многоразовой упаковке или в упаковке, подлежащей переработке.
Изучив теоретический материал, проведя своё   исследование, я пришел к выводу, что проблему мусора  нужно решать сейчас и начинать надо, прежде всего, с себя, со своего дома, школы, двора. Пусть с малых дел, но конкретных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Эта работа заставляет задуматься о многих вещах: о бережном использовании природных ресурсов, что учитывать при планировании производства, как собирать статистические данные. Обидно, что так много богатств расходуется впустую, а планета засоряется. Стекло, к примеру, может быть переработано без каких-либо отходов или побочных продуктов. При этом каждая тонна перерабатываемого стекла экономит порядка 650 кг песка, 186 кг соды и около 200 кг известняка, а также существенно снижает энергозатраты при производстве. Зарубежные страны порядка 80 % стекольной продукции изготавливают из вторсырья, а в Башкортостане бытовые отходы почти не перерабатываются. Если в 2010 году произвели 5,22 млн. тонн отходов, то в 2011 52,63 млн. тонн. В 10 раз больше! При этом обезврежено лишь 100 тыс. тонн, а повторно использовано 8,34 млн. тонн. Лишь за 3 года (с 2010 по 2012) количество вывезенных на полигоны отходов выросло с 3,24 до 59,95 млн. тонн. За этот же период размер площадей, отведенных под мусорные полигоны, увеличился в 2 раза и достиг 2,2 тыс. га. На них скопилось более 44 млн. тонн отходов!
Вывод: в результате проделанной работы я выяснил, сколько мусора производит человек за неделю, год, жизнь; определил, что среди мусора «лидирует» пластик, почему мы его используем, и какие меры нужно принять, чтобы хоть как-то уменьшить количество производимого мусора.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Алексеев С.В., Груздева Н.В. «Экологический практикум школьника»
Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека среды. Словарь – справочник. Просвещение – 1992г.
Чижевский А.Е. Я познаю мир. Экология. Энциклопедия Астрель – 2005г
Самкова В. А. Город и бытовые отходы. /Биология в школе.№3, 2002.Мусор беда нашей планеты. /Биология в школе, №3, 2005.
http://www.greenpeace.org/russia/ru/news/blogs/green-planethttp://dela.biz/biznes-planhttp://theecology.ru/steklotarawww.salstek.ruwww.ruscam.ru