Дослідницька робота "Дороги майбутнього врятують планету від сміття""

Про матеріал

Конкурс "Юний дослідник", номінація "Я і природа" Дорожні покриття на основі перероблених пластикових відходів - одне з найбільш перспективних напрямків розвитку будівництва автомобільних доріг. Не виключено, що скоро ця сфера стане одним із стабільних каналів збуту для бізнесу на переробці пластику. Використання інноваційних матеріалів допоможе знизити витрати на прокладку і зміст магістралей, позбавити міста від пластикового сміття.

Перегляд файлу

Володимирівський заклад загальної середньої освіти І-ІІІ ступенів

Володимирівської сільської ради Миколаївської області

На обласний конкурс «Юний дослідник»

Номінація «Я і природа»

Прізвище – Чернов

Ім’я – Дмитро

Вік – 11 років, 5 клас

Гурток «Юні природознавці»

Науковий керівник – Губницька

Світлана Миколаївна

село Володимирівка

Казанківського району

Миколаївської області

Заявка

на участь у обласному конкурсі «Юний дослідник»

1. Номінація «Я і природа»

2. Тема роботи: «Дороги майбутнього врятують планету від сміття»

3. Прізвище: Чернов

4 .Ім’я: Дмитро

5. По батькові:

6. Число, місяць, рік народження

7. Найменування закладу загальної середньої (позашкільної) освіти Володимирівський заклад загальної середньої освіти І-ІІІ ступенів Володимирівської сільської ради Миколаївської області

8. Клас: 5

9. Місце проживання: вулиця Центральна село Володимирівка Казанківський район Миколаївська область

10. Науковий керівник: Губницька Світлана Миколаївна

Володимирівський заклад загальної середньої освіти І-ІІІ ступенів Володимирівської сільської ради Миколаївської області

керівник гуртка «Юні природознавці»

_________________________________________________________________

11. Контактний телефон, електронна адреса (за наявності): телефон 0689133091

svetlanamitrofanova1966@gmail.com

_______________________ __________ _______________

Директор Володимирівського ЗЗСО І-ІІІ ступенів /Л.Ф.Орлова/

____________М.П.

Тези

На нашій планеті сміття саме собою не утворюється – його не залишають ні рослини, ні тварини. Лише діяльність людини призводить до появи сміття. На Землі його накопичилося так багато, що видно навіть із космосу.

У Тихому океані вже утворився цілий острів із пластикового сміття, площа якого дорівнює площі України. Лише в Україні протягом року кожен мешканець купує приблизно 180 пластикових пакетів, які потім викидає на смітник. Щомісяця людина викидає понад 60 кг сміття, а за рік – близько 700 кг. А в масштабах всієї планети – це близько двох мільярдів тон відходів! Тони відходів, які можуть перетворити міста та всю планету на сміттєзвалище, - це світова проблема.

Мене схвилювала ця проблема, і я вирішив з’ясувати, які існують підходи до питання утилізації сміття в світі. Проаналізувавши на сторінках інтернет видання найуспішніші приклади розумного поводження з відходами, я зрозумів, що в деяких країнах до сміття відносяться як до коштовного ресурсу, який не тільки можна переробити і повторно використовувати, а й отримувати з нього енергію. Ці ідеї не тільки цікаві, але деякі з них цілком можна реалізувати в Україні в цілому і в моїй громаді зокрема.

У 2002 році інженери індійської компанії KK Plastic Waste Management Ltd запатентували технологію використання пластикових відходів при асфальтування доріг. Цій фірмі належить завод в Бангалорі, який перероблює сьогодні до 30 метричних тон пластмаси на добу.

«Ми хочемо вирішити одночасно дві проблеми: утилізація відходів і дорожнє покриття», — каже Олександр Маркович Файнлейб, професор інституту хімії України.

Дорожні покриття на основі перероблених пластикових відходів - одне з найбільш перспективних напрямків розвитку будівництва автомобільних доріг. Не виключено, що скоро ця сфера стане одним із стабільних каналів збуту для бізнесу на переробці пластику. Використання інноваційних матеріалів допоможе знизити витрати на прокладку і зміст магістралей, позбавити міста від пластикового сміття.

Планета Земля – це наш Дім. Вона обігріває і годує нас, втамовує спрагу і дарує повітря для дихання. Тож давайте всі разом будемо робити все, що в наших силах, щоб допомогти зберегти Землю. Планета сподівається на нашу допомогу.

Зміст

Вступ

Сміття – хвороба планети. ст. 4
Як у різних країнах вирішують проблему сміттєзвалищ. ст. 5

2. Основна частина

2.1 Історія виникнення ідеї асфальту з пластика. ст. 7

2.2 Невмирущий асфальт – від вітчизняних вчених. ст. 8

2.3 Я дослідник. Від теорії до практики. ст. 9

2.4 Плюси і мінуси. ст. 9

3. Висновки ст. 10

4. Список використаних джерел ст. 12

5. Додатки ст. 13

Вступ

Ще 100 років тому люди навіть не могли уявити, що таке батарейка, дискета, фломастер, навіть пластиковий пакет. А сьогодні саме ці пакети називають найбільш згубним винаходом людства. «Лідерами» серед сміття є папір, харчові відходи, пластик, консервовані бляшанки та скляні пляшки, тому що вони дуже повільно розкладаються природних шляхом. Потрібен час від 100 до 1000 років.

У Тихому океані вже утворився цілий острів із пластикового сміття, площа якого дорівнює площі України. Від цього щороку гине близько 100 тисяч морських тварин! Лише в Україні протягом року кожен мешканець купує приблизно 180 пластикових пакетів, які потім викидає на смітник. Щомісяця людина викидає понад 60 кг сміття, а за рік – близько 700 кг. А в масштабах всієї планети – це близько двох мільярдів тон відходів! Тони відходів, які можуть перетворити міста та всю планету на сміттєзвалище, - це світова проблема.

У нашій Володимирівській громаді її вирішує комунальне господарство. Працівники збирають мішки зі сміттям, але проблема утилізації та переробітки стоїть гостро. (Додаток 1 - 2)

Учені підрахували: якщо сміття не переробляти, то за 10 – 20 років планета може перетворитися на суцільне звалище. Отже, щоб цього не стало, перше, що може зробити кожен, - це зменшити кількість відходів і дати «друге життя» старим речам. Тому, негайно, потрібно рятувати нашу Землю!

Сінгапур

Сінгапур — маленька країна на південному сході Азії, і в неї немає можливості відводити великі площі землі для сміттєвих полігонів. Тому сміття тут не складують, а отримують із нього електроенергію, яка виробляється у процесі спалювання на енергоблоках. Такі залишки, як метал, продаються. Щодня спалюються десятки тисяч тон сміття, що становить близько 90% всіх відходів, а виробляється близько 2500 МВт год електроенергії.

У декількох кілометрах від Сінгапуру є острів, створений зі... сміття! Тут дуже красиво: ростуть дерева, чагарники та квіти, і складно уявити, що цей острів зроблений штучно з подрібнених залишків непереробленого сміття, що завозяться сюди із заводу.

Швеція

Ще одна країна, де сміття стає джерелом енергії, - це Швеція. Тут застосовується технологія waste – to - energy («енергія зі сміття»), за якої мільйони тон відходів спалюють на десятках сміттєпереробних заводів та «сміттєвих» електростанціях, які виробляють електрику і тепло.

Як паливо для електростанцій або сировини для виробництва використовується 99% сміття. Вироблюваної енергії досить для покриття потреб 10% родин всієї країни. Багато міст Швеції понад половини своєї енергії беруть із відходів.

Швеція не тільки спалює майже все своє сміття, але ще і завозить його з найближчих країн: Німеччини, Великобританії, Норвегії та інших. Ці країни доплачують Швеції за свою «сировину».

Південна Корея

У місті Сонгдо, в декількох кілометрах від столиці, втілюються найнеймовірніші проекти для смарт-міста. Один із проектів пов'язаний з вивозом та утилізацією сміття. Тут немає звичних для жителів багатьох міст сміттєзбиральних машин, замість них діє підземна система збору сміття. За спеціальною пневмоканалізацією сміття забирається прямо з квартир, далі підземними трубами відходи направляються на сортування. Планується, що в майбутньому сміття потраплятиме на завод, де з нього будуть отримувати газ.

Австрія

Близько 30 років тому в столиці Австрії був побудований сміттєспалювальний завод за проектом одного з геніальних архітекторів ХХ століття. Цей завод став пам'яткою міста. Сьогодні на ньому спалюють сотні тон сміття на рік, а виробленої енергії вистачає для опалення багатьох районів Відня.

Але завод — не єдиний спосіб позбавлення від сміття в цій країні. Для розщеплення пластика тут застосовують біотехнології: особливий грибковий фермент перетворює полімер пластика на прості мономерні елементи. Таким чином можна «розщеплювати» пластикові пляшки або текстильний поліестер. Сміття стає сировиною для виробництва нових речей.

Англія

А в цій країні активно застосовують технології перетворення харчових відходів у енергію. Спеціальні анаеробні бактерії переробляють залишки їжі, в результаті цього процесу виділяється біогаз, а на виході виходить натуральне добриво.

З 1 т сміття завод виробляє 200 кВт год енергії. Зараз за цією технологією у Великобританії працюють кілька заводів, енергії від яких досить для потреб півмільйона родин.

Бельгія

Тут утилізується близько 75% відходів, які перетворюються в сировину, енергію та добрива.

Але бельгійці пішли далі: вони створили Ecolizer — технологію, яка дозволяє перед покупкою товару оцінити, як надалі він буде впливати на екологію. Наприклад, скільки ресурсів потрібно для його переробки, чи можна його повністю переробити, і як це вплине на навколишнє середовище. Так, порівнюючи обраний товар з іншими, можна вибрати найоптимальніший варіант.

Але найбільше мене зацікавив досвід Індії – робити з пластику дороги. Якість доріг в Україні – одна з вічних тем для нашої держави. Їх регулярно ремонтують, але ми не відчуваємо істотних змін та продовжуємо нарікати на жахливий стан дорожнього покриття. Не виключення є і наше село, а знаменита траса Н – , яка з’єднує мою малу батьківщину з обласним центром у пресі названа «дорогою смерті».

Індія

Саме в Індії з'явилася незвичайна ідея, яка хоча б частково вирішить цю проблему: робити із пластику дороги! Упаковки, обгортки, пакети — все це можна використовувати як заміну бітуму — вуглеводню, який використовують для отримання асфальту. За розробленою технологією, із відходів пластику можна зробити покриття, яке на 15% замінить бітум. Зараз в Індії вже зроблені кілька тисяч кілометрів «пластикових» доріг, і уряд почав скуповувати у людей цю сировину, що допоможе вирішити проблему сміття.

Як бачимо, багато країн дуже серйозно підходять до питання утилізації відходів. І не просто переробки, а безпечної утилізації. Україна може вибрати будь-який із варіантів, а також застосувати технологію унікального ізраїльського заводу або досвід Польщі, яка кілька років тому була перевантажена звалищами. Спалювати або переробляти — за будь-якого підходу сміття може стати цінним ресурсом, яке ще стане в нагоді людям.

Основна частина

На розробку технології переробки ПЕТ пляшок, пластикових стаканів та пакетів в компонент асфальтової суміші пішло у індусів 5 років.

Компанія створила полімерну суміш KK Poly Blend, яка заміщає 8% бітуму в складі асфальтобетонної суміші і покращує характеристики дорожнього покриття.

Термін експлуатації доріг, створених на базі цього матеріалу, збільшений в два рази. У своєму штаті KK Plastic Waste Management Ltd побудували 2000 км доріг і переробили 8000 тон пластикових відходів.

З Індії ідея перекочувала в Західну Європу, один з керівників шотландської компанії MacRebur Тобі Маккартні привіз її в свою країну і після 18 місяців досліджень запатентував високоефективні добавки на основі переробленого пластику. Вони випускаються у вигляді гранул і пластівців, які додаються разом з бітумом при виробництві покриття.(Додаток 4) Модифікована асфальтобетонна суміш стає міцнішим на 60%, а полотно на її основі служить в 10 разів довше.

Лідерами виробництва пластикового асфальту в Північній Америці є канадці. Компанія Green Mantra розробила інноваційну технологію, що дозволяє використовувати при створенні дорожнього полотна до 20% переробленого пластику. Модифікований асфальтобетон активно використовують сьогодні для прокладки і ремонту доріг у Ванкувері. (Додаток 5)

Подібний «рецепт» створення асфальту запропонував і професор з України.

Вчений знайшов спосіб створення «вічного» асфальту для наших доріг. В основі такого покриття — перероблені відходи, які підвищують міцність і еластичність майбутнього асфальту.

Професор інституту хімії високомолекулярних сполук Олександр Маркович Файнлейб відвідав десятки країн, де виступав з лекціями, а в Нью-Йорку він видав свою книгу з описом матеріалів для авіації та космосу, розповідається у відеосюжеті каналу «2+2».

Зараз вчений займається проблемою стійкості українських доріг і вже отримав десятки патентів на розробки, які можуть поліпшити якість асфальту. Для цього професор пропонує використовувати перероблені відходи.

«Ми хочемо вирішити одночасно дві проблеми: утилізація відходів і дорожнє покриття», — каже Олександр Маркович Файнлейб.

У суміш можна додавати кілька компонентів, зокрема гумові і пластикові відходи, які поліпшать еластичність асфальту і захистять його від значних перепадів температур. Такий асфальтобетон буде більш вологостійким і міцнішим, і, отже, його термін служби збільшиться.

Ідея додавати в суміш спеціальні добавки не нова, її використовують у всьому світі. Але з однією відмінністю — потрібна особлива обробка, яка покращує властивості матеріалів.

Мене зацікавило питання: а чи можна такий асфальт зробити вдома? І ми з татом вирішили спробувати відтворити технологію виробництва асфальту з пластику.

Для роботи ми взяли пластикові пляшки, видалили пробки і етикетки. Подрібнили, тобто порізали пляшки і розігріли до температури плавлення. Воскову масу ми влили в розігрітий бітум, додали гравію і перемішали. Бітум ми взяли із шматочків вже використаного раніше асфальту, який відколовся від дороги. Утворену суміш засипали в яму, нагріли трохи лампою і утрамбували.

У нас вийшов високоякісний домашній асфальт. Я замислився: а чи можна було б зробити міні – асфальтний завод на території нашої громади? Якість доріг у селі бажає кращого, сміття є багато, робочі руки – є. Так, мабуть, це було б дуже добре. Але тоді виникає проблема сортування сміття. Спочатку ми повинні навчитися сортувати відходи. І знову всі проблеми ведуть до діяльності або бездіяльності самої найрозумнішої істоти на Землі - людини!

Плюси і мінуси

Основною перевагою використання пластикових відходів для створення дорожнього покриття є поліпшення екологічної обстановки у містах і селах.

Великий потенціал споживання пластмаси дорожніми компаніями - це стабільне і постійне позбавлення від сміття, що забруднює не тільки великі міста, а й світовий океан.

Серед переваг дорожнього покриття з пластиком:

збільшена міцність;

• висока водостійкість;

• збільшення інтервалів між ремонтними роботами;

• зниження експлуатаційних витрат;

• висока міцність на розтяг;

• експлуатація при температурах в діапазоні від -40 до + 80ºС;

• хороше зчеплення з колесами автомобілів;

• підвищена стійкість до впливу машинного масла і палива;

• зниження деформації покриття та відсутність колії;

• мінімальна кількість тріщин, завдяки пластичності пластику;

• тривалий термін експлуатації.

Зовні покриття не відрізняється від традиційного асфальтобетону.

Переваги використання покриття з переробленого пластику для міст:

• зниження витрат на утримання доріг;

• мінімальні витрати на модернізацію асфальтових заводів;

• вартість асфальту нижче, ніж при використанні покриттів з модифікованим бітумом;

• зниження витрат на утилізацію сміття на полігонах.

Дороги з асфальтом на основі пластикових пляшок та інших відходів поліпшить соціально-економічний статус міста.

Серед недоліків покриття:

• відсутність нормативної бази для впровадження покриття;

вміння та навички людей сортувати сміття.

Для виробництва потрібен великий обсяг пластикових відходів - потрібна система розділеного збору відходів.

Висновок

Планета Земля – це наш Дім. Вона обігріває і годує нас, втамовує спрагу і дарує повітря для дихання. Вона наповнена світом сонця, радістю буття і спілкування. Людина використовує для життя ресурси Землі, а отже, змінює навколишнє середовище. Як наслідок – забруднюються повітря і вода, зменшується кількість рослин і тварин, корисних копалин, а це негативно впливає на життя кожного. Тому наша планета стривожена і схвильована за майбутнє. Ще раз прочитайте екологічну казку «Пластикове місто» (додаток №) і замисліться: а що нас чекає в майбутньому?

Тож давайте всі разом будемо робити все, що в наших силах, щоб допомогти зберегти Землю. Планета сподівається на нашу допомогу.

Список використаних джерел

О.І. Пометун, О.В. Онопрієнко, А.Д. Цимбалару Моя щаслива планета. Уроки для стійкого розвитку. Київ Видавничий дім «Освіта» 2011 рік
Діна Матвієнко. Український професор знає, як робити «вічний» асфальт з перероблених відходів. Інтернет сайт Велика Епоха www.epochtimes.com.ua
Ксенія Раднева. Як у різних країнах вирішують проблему сміттєзвалищ.

Інтернет сайт Велика Епоха www.epochtimes.com.ua