ЗМІСТ

 

Вступ………………………………………………………………      3

         Розділ 1. Сліди діяльності людини                                              

1.1. Поняття про відходи……………………………………...         4

1.2. Проблема відходів…………………………………………        7

1.3. «Життєвий шлях» відходів………………………………         9

1.4. Підприємства із обробки та утилізації відходів……….       10

1.5. Система поводження із відходами в Україні…………..       22

       Розділ 2. Планета (без)пластику                                                     

2.1. Історія пластику…………………………………………….     28

2.2. Сміттєві острови……………………………………………     39

2.3. Альтернативи пластику у світі та в Україні……………     43

       Розділ 3. Практична робота                                                             

3.1.  Експеримент по розкладанню поліетиленових пакетів     54

3.2.  Біопластик із крохмалю своїми руками……………….       55

Список використаних джерел…………………………………     57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

 

У своєму повсякденному житті ми, зазвичай, не замислюємося над тим, куди дівається сміття із нашого смітника. Здавалося б, все так просто: склав сміття у сміттєвий пакет, викинув у сміттєвий бак, його забрав сміттєвоз, і все – його немає, ми його більше не бачимо і нам здається, що сміття просто зникло. Але все далеко не так. Що насправді відбувається із сміттям? Куди воно дівається? І як воно впливає на довкілля і наше життя?

Відомо, що внаслідок життєдіяльності однієї людини щодня утворюється близько 1,5-2 кг побутових відходів, близько 300 кг за рік. Якщо на хвилинку задуматись і уявити собі ці масштаби, можна задатись питанням про подальшу долю сміття.

Для більшості громадян нашої країни вже не є чимось новим інформація  про те, що людство «тоне» у продуктах своєї життєдіяльності – у смітті.  Проте зрозуміти масштаби та усвідомити свою особисту причетність до цього не так просто. Крім того, що потрібно детально розібратись в даній проблемі, потрібно ще й відчути власну відповідальність за майбутнє своєї планети.

Даний посібник розрахований на широку аудиторію: як на вчителів, керівників гуртків, так і на свідомих громадян, які хочуть більше дізнатись про проблему поводження із побутовими відходами і донести до своїх учнів, вихованців та знайомих/колег проблему забруднення навколишнього середовища побутовим сміттям та зрозуміти, що кожен із нас може зробити для покращення ситуації.

Посібник складається з трьох частин.

У розділі «Сліди діяльності людини» розкривається поняття про те, що таке відходи, проблеми, які вони викликають та особливості поводження із сміттям в країнах Європи та в Україні. При створені цього розділу були використані матеріали із курсу «Як правильно поводитись з побутовими відходами. Практикум свідомого громадянина» освітньої онлайн-платформи ВУМ-online.

Другий розділ висвітлює проблему пластикового сміття, наслідки не обдуманого поводження із ним, а також приклади альтернативних замін виробам із пластмас.

В третьому розділі наведені практичні роботи по розкладанню поліетиленових пакетів та створення органічного пластику різними способами.

 

РОЗДІЛ 1. СЛІДИ ДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ

 

В природі тварини на земній поверхні залишають за собою сліди, а людина, на жаль, ще й відходи.

 

1.1.Поняття про відходи

 

Згідно статті 1 Закону України «Про відходи»: відходи – будь-які речовини, матеріали і предмети, що утворилися у процесі виробництва чи споживання, а також товари (продукція), що повністю або частково втратили свої споживчі властивості і не мають подальшого використання за місцем їх утворення чи виявлення і від яких їх власник позбувається, має намір або повинен позбутися шляхом утилізації чи видалення.

Побутові відходи – відходи, що утворюються в процесі життя і діяльності людини в житлових та нежитлових будинках (тверді, великогабаритні, ремонтні, рідкі, крім відходів, пов’язаних з виробничою діяльністю підприємств) і не використовуються за місцем їх  накопичення (ст. 1 Закону України «Про відходи»).

За оцінками Світового банку  (2012*), щороку у світі утворюється  близько 1,3 млрд т твердих побутових відходів (ТПВ). Очікується, що до 2025 року обсяг їх утворення зросте до 2,2 млрд т/рік. У країнах ЄС у 2014 році утворилося 2,4 млрд т відходів, з них ТПВ – 242,9 млн т (2016 рік – 246,4 млрд т) – це близько 478 кг/особу/рік ТПВ. 

В Україні у 2016 році утворилося 295,9 млн т відходів, з них близько 11 млн т (49 млн м³) ТПВ. У 2017 році – 9,9 млн т (або 52 млн м³) ТПВ. Це близько 315 кг на 1 особу на рік. Якщо перевести в площину, то це сміття зайняло б площу нинішньої Польщі. _____________________________________

* WHAT A WASTE F Global Review of Solid Waste Management Daniel Hoornweg and Perinaz Bhada-Tata March 201, No. 15

ТПВ в Україні становлять лише 3,7 % від загального обсягу відходів, що утворюються в країні. 

Загалом, кількість утворюваних відходів залежить від рівня доходів громадян у країні. Чим вищим є рівень доходу, тим більша кількість відходів на кожну особу (рис.1). 

Рис.1. Закономірність між обсягами утворення відходів та доходами в різних країнах світу

 

Відходи не є однорідною масою, вони складаються із різних компонентів. Частина із них – є ресурсоцінними, тобто такими, що можуть окремо збиратися та використовуватись в подальшому при належному обробленні при виготовленні іншої продукції, наприклад паперу, скляних виробів тощо. В цілому, морфологічний склад побутових відходів наступний: 

•         органічні відходи (харчові та зелені відходи), 

•         папір, 

•         пластик, 

•         метал,   скло 

•         та інші.  

Відсоткове співвідношення між компонентами побутових відходів залежить від рівня доходів громадян окремої країни та економічного стану країни в цілому. 

У 2012 році було опубліковано дослідження Світового банку, а в 2015 році дослідження ЮНЕП та Міжнародної асоціації поводження з відходами, в яких наводилося порівняння морфологічного складу побутових відходів в залежності від рівня доходів країн (рис. 2, 3). Країни було згруповано в чотири групи за рівнем доходу (низький рівень, нижче середнього, вище середнього, високий рівень), і хоча дані цих досліджень дещо відрізняються, проте за цими дослідженнями можна прослідкувати наступну закономірність: у країнах з низьким рівнем доходу значно перевищує частка органічних відходів – до 50-70 %, в той час із підвищенням рівня доходу відсоток органічного сміття знижується до показників 20-40 %. Що стосується відходів паперу та картону, спостерігається прямо протилежна закономірність: високий економічний показник країни – висока частка паперу та картону, низький дохід – менша. Натомість такої закономірності до складу скла, пластику, металів не спостерігається для різних країн. Однак, в цілому, чим вищий рівень доходу в країні, тим вищий вміст ресурсоцінних компонентів у складі побутових відходів (він навіть може досягати 60%); чим нижчий дохід у країні, тим вищий вміст органічних відходів і, як наслідок, тим вища вологість відходів, тим більша щільність сміття і тим вища калорійність, тобто його теплотворна здатність. 

 

Рис. 2. Морфологічний склад побутових відходів для груп країн світу                                  із різним рівнем доходів

 

 

Рис. 3. Морфологічний склад побутових відходів для груп країн світу                             із різним рівнем доходів

 

Україна належить до групи країн із рівнем доходу нижче за середній. Таким чином вміст органіки в побутових відходах доходить до значення 30-40%, а вміст ресурсоцінних компонентів становить приблизно третину від загальної кількості сміття, хоча дуже відрізняється в різних населених пунктах.  

 

1.2.Проблема відходів

 

Як не дивно, але основну проблему викликають не великі обсяги утворення сміття, а система поводження із ним, чи налагоджена система переробки сміття, знешкодження. 

Відчути на собі наслідки неналежного поводження із сміттям навесні 2016 року змогли жителі міста Львова. Через пожежу, яка відбулася на полігоні відходів Грибовицького сміттєзвалища, та внаслідок зсуву після гасіння пожежі загинули рятувальники, які досліджували причини виникнення пожежі. Варто зазначити, що даний полігон відходів (який, до речі,  є найбільшим у Європі) ще у 2003 році вважався таким, що не підлягає подальшій експлуатації, згідно постанови головного санітарного лікаря             м. Львова. 

Таким чином, станом на червень 2017 р. в окремих районах міста нагромадились місячні обсяги сміття, загалом по місту — близько 9 тисяч тонн. Закриття місцевого сміттєзвалища призвело до санкційованого та несанкційованого вивезення сміття зі Львова і його скидання у Львівській та інших областях України, в тому числі на не облаштованих для приймання сміття місцях. 

 

Рис.4. Наслідки «сміттєвої катастрофи» у м. Львові

 

Крім того, величезну проблему складають несанкціоновані сміттєзвалища або сміттєзвалища поблизу морів та океанів, оскільки в даному випадку сміття, а найбільше – саме пластик, попадає в океан та істотно забруднює його.

Накопичення побутових та промислових відходів є однією із причин глобального потепління, а саме «парникового ефекту». 

Накопичені відходи потребують вилучення з господарського обігу все більшої площі земель. На сьогодні найбільший полігон відходів розташований у США і займає площу у 1200 га, кожного дня до нього привозять 13 тис. тонн побутових відходів, що в 4 рази більше, ніж збирається щоденно в м. Києві.

Стрімке збільшення об’ємів сміття, яке продукує людина, вимагає виділення окремих територій під його зберігання, також  воно повинно бути подалі від людських поселень. На омріяному для багатьох людей острові Мальдівах є зовсім «протилежна» сторона, про яку туристам зазвичай не розповідають – штучний сміттєвий острів, так званий острів Тилафуши. До 1992 року острів був мілководною лагуною Тилафу довжиною 7 км, ширина – 200 м. З 1992 року на острів почали вивозити відходи зі столиці м. Мале. На разі острів перебуває у жахливому стані, оскільки основним способом  утилізації сміття є спалювання, при якому в повітря виділяється велика кількість шкідливих речовин, що, звичайно, не найкращим чином відбивається на місцевій екології. 

 

 

Рис. 5. «Мальовничий» острів Тилафуши

 

1.3. «Життєвий шлях» відходів

 

Система поводження із відходами в ідеалі повинна виглядати наступним чином: ми викидаємо відходи у контейнери, найкраще на даному етапі відходи відсортувати на ресурсоцінні, тобто такі, які можна здати на переробку, а в окремий – всі інші відходи. Потім сміттєвоз має відвозити відходи на спеціальні об’єкти: ресурсоцінні компоненти – на сміттєсортувальну лінію, після сортування кондиційна сировина спрямовується на заводи (комбінати із виробництва паперу та картону, виробництва скловиробів або гранул для ПЕТ-пляшок тощо), які можуть використати її для виробничих процесів.  

Змішані відходи спрямовуються на заводи із їх оброблення або утилізації – це об’єкти, на яких за допомогою різних технологій відходи спеціально обробляються, внаслідок чого зменшуються їхні об’єми та небезпечні властивості. Паралельно можливо отримувати додаткові корисні проміжні продукти (наприклад, компост, компостоподібний продукт, біогаз, енергію), і вже залишки після оброблення спрямовуються на полігони відходів. Якщо ж відстань від будинку до спеціалізованого об’єкту з оброблення відходів або полігону значна, сміттєвоз може спочатку привезти ТПВ на сміттєперевантажувальну станцію, де вони перевантажуються у більш великі сміттєвози і вже потім спрямовуються на спеціальні об’єктизаводи. Дана модель поводження із побутовими відходами характерна для найбільш розвиненої системи. 

Найпростіша система виглядає так: ми викидаємо сміття у контейнер для змішаного сміття, сміттєвоз перевозить усе сміття на найближчий полігон побутових відходів. На жаль, поки що дана система є найбільш розповсюдженою для України, проте вона не вважається прийнятною.

 

 

Рис. 6. Оптимальна система поводження із відходами

 

 

Рис.7. Найпростіша «схема» поводження із побутовими відходами

 

1.4. Підприємства із обробки та утилізації відходів

 

Спеціальні об’єкти, на які потрапляють відходи, – підприємства, де застосовуються різні технології для обробки сміття. Першою технологією, а іноді і першим етапом є сортування відходів. 

Сортування відходів – це розподіл відходів та їх компонентів за фізикохімічними властивостями, технічними складовими, енергетичною цінністю, товарними показниками за допомогою спеціального обладнання.

Сортування відбувається на спеціальних установках – сортувальних лініях. Основне завдання сортування вилучення ресурсоцінних компонентів, таких як: метали (чорні та кольорові), пластик (різного виду), картон, папір, текстиль і скло; та розділення складових відходів на основі їхніх властивостей. Сортування може бути окремим процесом або ж етапом механіко-біологічного оброблення. Воно (сортування) може бути ручне або механізоване, автоматичне. Сортуванню на сортувальних лініях можуть підлягати як роздільно зібрані ресурсоцінні компоненти побутових відходів – це так звані «чисті» сортувальні лінії, так і змішані відходи (такі сортувальні лінії називають  «брудними»). 

Рис. 8. Механізований завод із сортування відходів

 

При сортуванні роздільно зібраних відходів вдається вилучити близько 85 % ресурсоцінних компонентів гарної якості від вихідної їх кількості, а при сортуванні змішаних відходів вдається вилучити лише близько 15 % придатних ресурсоцінних компонентів, що потрапили на лінію, і при цьому ресурсоцінні компоненти будуть більш забруднені, а отже, матимуть нижчу вартість при продажі. 

 

 

Рис. 9. Завод із застосуванням ручного сортування відходів

 

Типова схема сортування виглядає наступним чином: відходи, що потрапляють на сміттєсортувальний комплекс вивантажуються у просторій ділянці, що називається розвантажувальним майданчиком (№1 на рис. 9). Якщо відходи змішані, з них попередньо мають відбиратися крупно габаритні складові (№3 на рис. 9), що можуть зіпсувати в подальшому сортувальну лінію. Потім завантажувальний екскаватор (№2 на рис. 9) переносить не сортовані матеріали до заглибленої ділянки всередині підлоги або приймального бункеру конвеєрної системи, яка вже, в свою чергу, транспортує матеріали до сортувальної лінії (№6 на рис. 9). На всіх етапах транспортування по самій сортувальній лінії здійснюється за допомогою спеціальних рухомих стрічок – конвеєрів.  

 

У випадку змішаних побутових відходів, або коли сухі ресурсоцінні компоненти збираються в пластикових пакетах на приймальній ділянці, передбачається автоматичний пристрій для розривання мішків або пакетів. Відходи транспортуються до барабану з отворами, так званого барабанного грохоту (№4 на рис. 9), який обертається. Дрібніші фракції просіюються через отвори барабанного отвору, а більш крупні просуваються далі по лінії сортування – до відкритої сортувальної лінії або закритої сортувальної кабіни, де ресурсоцінні компоненти відбираються вручну або для цього застосовується різне обладнання. Потім підготовлений матеріал запресовується у так звані кіпи (№13 на рис. 9),які складуються для подальшого продажу (посилання на відео роботи заводу по сортуванню відходів: https://www.youtube.com/watch?time_continue=109&v=5PRCHhngYg).

Існують численні технології розділення, для яких використовується різноманітне обладнання. Чорні метали, як правило, вилучаються за допомогою магнітного сепаратора, кольорові – за допомогою вихрострумового сепаратора. 

Барабанні грохоти використовуються для розділення відходів за розміром.

                           а                                                                        б

Рис. 11. а – пристрій для розривання пакетів; б – барабанний грохот

Використання того чи іншого обладнання розраховано на різні властивості більшості компонентів відходів: на різницю в їхній щільності, вазі, магнетизмі, електропровідності тощо. 

Наступна група технологій має узагальнену назву – технології біологічного оброблення. Всі системи біологічного оброблення використовуються для того, щоб відбувалось розкладання біовідходів живими мікроорганізмами: бактеріями, грибами. Мікроорганізми виділяють специфічні ферменти, які розкладають відходи. В результаті розкладання відходів утворюються поживні речовини, тепло, вуглекислий газ та вода. 

Виділяють два типи біологічного оброблення: компостування, тобто аеробний розклад, який проходить за участі кисню, та анаеробний розклад, чи зброджування, який проходить при відсутності кисню.

Компостування – це природний біологічний аеробний процес, що включає розкладання органічної речовини. В результаті компостування утворюється компост, або компостоподібний продукт, тепло, вуглекислий газ та вода. Компостування можна розділити на побутове та промислове. Промислове компостування відрізняється від побутового своїми масштабами та обсягами відходів, що направляються на спеціальні об’єкти, рівнем автоматизації, використанням спеціалізованого обладнання.  

 

Рис. 12. Умовна схема аеробного компостування

 

Компостування може здійснюватись у валках або у закритих приміщеннях. Компостування у валках, зазвичай, передбачає складування матеріалу у формі подовжених буртів у вигляді трапеції, які автоматично перевертаються спеціальними машинами (рис.13). Компостування у закритих приміщеннях передбачає, зокрема, спеціальні тунелі, цехи або барабани.

 

 

Рис. 13. Схема заводу по сортуванню та компостуванню відходів

 

Анаеробний розклад – процес біологічного оброблення за умов відсутності кисню, коли мікроорганізми руйнують органічну речовину. Анаеробний розклад є більш складним з технічної точки зору ніж компостування. Вхідними матеріалами також є органічні відходи. У результаті процесу утворюються біогаз, який може бути використаний для виробництва електроенергії у газовому двигуні або турбіні. Такий біогаз, після стискання та очищення придатний для використання як паливо для транспортних засобів. Другий продукт анаеробного розкладу – зброджений залишок – твердий/шламоподібний матеріал, який найчастіше вимагає стадії аеробного оброблення (стандартна аерація або штучне продування повітря) для стабілізації органічного вмісту. Іноді зброджений залишок можна продавати як добриво з високим вмістом вуглецю для покращення ґрунту. Третій продукт – залишкова рідина, яка відділяється від осаду та продається як рідке добриво, або найчастіше спрямовується до систем подальшого очищення (рис.14).

 

Рис. 14. Схема анаеробного розкладу

 

Застосовується процес сухого і мокрого анаеробного розкладу, в залежності від вологості вхідного матеріалу. Вологий проходить при вологості вихідного матеріалу понад 85%, сухий – при вологості менше 80%. Під час анаеробного розкладу можуть утворюватись неприємні запахи, які вимагають окремого поводження, але якщо його забезпечити, то запахи не відчуваються. 

Окремо можна виділити механіко-біологічне оброблення (МБО), воно, як правило,  є поєднанням механічного розділення (сортування, подрібнення, просіювання) та біологічного оброблення (аеробного або анаеробного). Найчастіше механіко-біологічне оброблення застосовується до змішаних відходів, щоб, в першу чергу, зменшити обсяги відходів, що спрямовуються на полігони. За рахунок компоненту біологічного розкладання на полігони спрямовується туди залишок, який має менше фільтрату та звалищного газу, який може впливати на обсяг шкідливих парникових газів (рис.15).

 

 

Рис. 15. Схема механіко-біологічного оброблення

  

 

 

 

Рис. 16. Різні види МБО

 

Крім того МБО використовується для того, щоб знизити вміст небезпечних речовин у відходах, які потім спрямовуються на полігони. Процес МБО може включати в себе декілька технічних кроків у будь-якій послідовності та призводити до утворення різних вихідних продуктів, залежно від конструкції об’єкта, технологічної схеми самого заводу (рис.16). В результаті МБО можна отримати: ресурсоцінні компоненти, компост, компостоподібний продукт, біогаз, тверде відновлюване паливо (яке ще називається RSF або RDF) та залишкові відходи, яких утворюється близько 20-32%. 

Тверде ж відновлювальне паливо, яке утворюється шляхом подрібнення, сортування та зневоднення сухої органічної фракції ТПВ, складається із суміші  горючих компонентів ТПВ, переважно паперу, пластмас, деревини та окремих видів текстилю. Палива можливо виділити і виробити до 50% від вхідного матеріалу. Таке паливо може спрямовуватись або на сміттєспалювальні заводи, або на цементні заводи, або ж на полігони відходів. Деякі країни виробляють RDF та експортують його в інші країни.

Технології з термічного оброблення відходів. Виділяють наступні типи термічного оброблення відходів: спалювання, піроліз та газифікація. 

Спалювання – процес термічного оброблення відходів, під час якого відбувається окислення відходів при температурах 700–1000 ^оС та при вільному чи примусовому доступі кисню. Це найбільш розповсюджений метод. 

 

 

Рис .17. Один із перших заводів із спалювання відходів в Австрії

 

Для деяких видів відходів теплоти, що виділяється достатньо для підтриманні горіння, і процес переходить в автогенний режим. У більшості випадків спалювання відбувається наступним чином: 

1.     Сміттєвоз привозить відходи та вивантажує їх у бункер для накопичення відходів, де вони не можуть зберігатися більше одного тижня.

2.     З бункера грейфером відходи подаються у завантажувальні воронки, а потім в топки-котлоагрегати або котли-утилізатори, де вони, власне, і спалюються на спеціальних решітках або у киплячому шарі при температурі 700-1000 ^оСіз використанням або без використання додаткового палива, яким найчастіше є природний газ.  Спалювання у печах може відбуватись на колосникових решітках, які можуть бути рухомими та нерухомими, і у, так званому, киплячому шарі. Важливим фактором при спалюванні є температурний режим, який має забезпечувати повне руйнування сполук хлору та діоксинів, які є шкідливими для довкілля.

3.     Нагріті гази, що утворюються у процесі спалювання побутових відходів у котлі-утилізаторі,  проходять через теплообмінник, де з них відбирається значна частина тепла. 

 

 

Рис. 18. Технологічна схема сміттєспалювального заводу

 

4.     Теплоносій у вигляді пари по спеціальній системі трубопроводів подається на парову турбіну з генератором чи у вигляді нагрітої води різноманітним споживачам. Отримана таким чином енергія може бути використана як для власних потреб заводу, так і постачатися зовнішнім споживачам, тобто спрямовуватись в бойлерну установку для нагрівання мережної води міської системи теплопостачання.

5.     Нагріті димові гази «відмиваються» у скрубері, очищуються від пилу на електрофільтрах та викидаються вже очищені в атмосферу. Система очистки викидів в повітря, як правило, є чотириступеневою. Вона може бути і більш складною, головне – досягти належного рівня очищення газових викидів.

6.     Утворені при спалюванні зола і шлак, зазвичай, складають близько 25% від маси первинних спалюваних відходів. Вони транспортуються у спеціальне приміщення. Магнітний сепаратор, розміщений на транспортері, вилучає чорні метали (до 10% вмісту в золі). Ці метали потім продаються як вторинна сировина. Зола може використовуватись як домішка для будівництва доріг, але лише за умови відповідності певним критеріям щодо її складу.  

При спалюванні у довкілля викидається значна кількість шкідливих речовин, що змушує влаштовувати високо витратні очисні споруди, очисне обладнання. Вартість такого обладнання може досягати 1/3 від загального обсягу витрат на будівництво сміттєспалювального заводу. З одного боку, спалювання дозволяє зменшити об’єм побутових відходів майже в три рази, отримати додаткову енергію та знищити неприємні запахи, проте, з іншого боку, супроводжується викидами у довкілля небезпечних речовин. У світі відпрацьовано чіткі вимоги до сміттєспалювальних заводів, які обов’язково повинні виконуватись. Чи не найважливішим із цих правил є «правило 2 секунд». Згідно з ним гази, що утворюються в процесі спалювання ТПВ, повинні протягом не менше двох секунд перебувати у зоні, де температура перевищує 850 ^оС, а концентрація кисню не нижча за 6%. Виконання такої умови дозволяє уникнути у творенню діоксинів (токсичні сполуки). 

Другий тип термічного оброблення відходів – піроліз – це процес розкладання відходів без чи при досить обмеженому доступі повітря (окислювальний та сухий). Перевагами даного типу термічного оброблення є можливість одержання піролізного газу для технологічних та побутових потреб або придатних для використання смол. 

Залежно від температур піроліз поділяється на:

•      Низькотемпературний (450–550 ^оС) – спостерігається мінімальний вихід піролізного з максимальною теплотою згорання, та максимальний вихід смол і твердих залишків.

•      Середньотемпературний піроліз (до 800 ^оС).

•      Високотемпературний піроліз (900–1050 ^оС) і більше – максимальний вихід піролізного газу з невисокою теплотою згорання, мінімальна кількість смол та твердого залишку. Основна мета застосування – отримання горючого газу.

Найчастіше піроліз застосовують для однорідного потоку відходів – пластмас, гуми, забруднених нафтопродуктами твердих відходів тощо. Поки що піроліз не знайшов широкого застосування щодо побутових відходів.

Наступним процесом термічної утилізації є газифікація – процес утилізації органічних відходів шляхом високотемпературного їх оброблення (600–1200 ^оС) їх газифікуючим агентом. При цьому органічні сполуки трансформуються в горючий газ, придатний для повторного використання як паливо. В якості газифікаторів найчастіше використовують повітря, водяну пару, двоокис вуглецю та їх суміш. Газ, що утворюється в результаті газифікації, називають генераторним, або синтез-газом. Синтез-газ отриманий з використанням повітря має низьку теплоту згорання. Використання паро-кисневої суміші дозволяє отримати газ з більшою теплотою згорання, такий газ є цінною сировиною для хімічної промисловості. Загалом, в результаті газифікації утворюється енергія, синтезгаз та рідке паливо. На жаль, ці технології також не знайшли широкого застосування.

Ще однією, так би мовити, технологією поводження із відходами є захоронення побутових відходів – остаточне розміщення побутових відходів при їх видаленні у спеціально відведених місцях (полігонах) таким чином, щоб довгостроковий шкідливий вплив побутових відходів на навколишнє середовище та здоров’я людини не перевищував установлених нормативів. Відходи розміщуються пошарово з пересипкою землею або іншим інертним матеріалом. Споруди для захоронення – це є,  насправді, полігони ТПВ – інженерні спеціалізовані споруди, які призначені для захоронення твердих побутових відходів. Середня потужність полігонів, як правило, понад 100 000 т/рік. Кожен полігон ТПВ повинен відповідати базовим технічним вимогам, серед яких:

•      система збирання і утилізації звалишнього газу;

•      система знешкодження фільтрату;

•      ізоляція самого полігону від навколишнього середовища, тобто ізоляційні матеріали на дні полігону та по його боках;

•      система моніторингу як на самій території полігону, так і поза його межами, щоб контролювати ступінь забруднення довкілля;

•      ваги;

•      кваліфікований персонал.

Полігони є найменш бажаним варіантом поводження з відходами. Але поки в світі не існує таких технологій, які б дозволили повністю забезпечити утилізацію всіх відходів без утворення залишкових відходів, тому вони залишаються невід’ємною частиною в системі поводження із відходами.

У кожного із вищенаведених технологій поводження із ПВ є своє місце у європейській системі та своє місце в ієрархії (рис. 19). 

 

 

Рис. 19. Приклади операцій поводження із відходами та їх місце в ієрархії                        у країнах ЄС

 

З точки зору практики поводження із відходами варто розрізняти термінологію, яка використовується і визначає спосіб утилізації побутових відходів:

Перероблення, аборециклінг – процес, коли з відходів утворюються нові матеріали, як, наприклад, новий папір із макулатури або компост із органічних відходів.

Утилізація, або відновлення включає в себе операції перероблення, але до них ще додаються енергоефективне спалювання, коли спалюються відходи, але при цьому максимально ефективно використовується енергія (теплова або електрична), а також процеси виробництва палива з відходів.

Видалення – найменш бажаний варіант поводження із ПВ – до нього належать не лише захоронення, але й спалювання відходів, коли тепло, що утворюється, не використовується або використовується з низьким рівнем ефективності. 

 

 

 

1.5.Система поводження із відходами в Україні

 

У 2017 році в Україні утворилось близько 52 м³або 10 млн т відходів. Це приблизно 315 кг на 1 особу на рік. 

 

Рис. 20. Динаміка обсягів утворення побутових відходів в Україні                                та чисельність населення

 

Близько 74-78% населення України охоплено послугами з вивезення ТПВ. Найгірший показник охоплення – у Черкаській (62%), Одеській (63%), Волинській (64%) та Дніпропетровській (64%) областях, найкращий у м. Києві (100%), Миколаївській (95%), Чернівецькій (92%) та Львівській (92,1%) областях. Щоправда, ці дані є усередненими, тому районний центр може мати охоплення 80%, а інші населені пункти району – 20-30%. Більшість міських районів охоплені послугою зі збирання ТПВ. Населення, не охоплене послугами (22-26%), знаходиться, в основному, у сільській місцевості. Найгірший стан з вивезення відходів – у сільській місцевості.

Найкраще охоплення послугами із вивезення ТПВ мають міста, містечка, селища міського типу, районні центри, найгірше – села та селища з невеликою кількістю населення або селища дуже віддалені від районних центрів, оскільки цю послугу треба оплатити, а чим далі знаходиться населений пункт – тим вищою буде вартість вивезення сміття. Протягом 2005–2016 років охоплення населення послугами з вивезення ТПВ поступово збільшувалося, але дуже повільно, близько 0,5 – 1% на рік. 

У нашій країні послуги із вивезення ТПВ надаються, переважно, комунальними компаніями. На ринку є і приватні перевізники, але їх не так багато – близько 25%. 

В Україні впроваджена система роздільного збирання і станом на 2017 рік охоплено роздільним збиранням 822 населених пункти – це приблизно 20% населення України із варіацією від 7 і до 100% охоплення. Є міста, в яких зазначають, що 100% населення охоплено роздільним збиранням, серед яких наприклад є м. Балаклея Харківської області, в місті проживає 29 тис. осіб і лише 5 контейнерів для ПЕТ-пляшок, що, звичайно ж, не відповідає дійсності. Тому можна зробити висновок про те, що 20% населення, які охоплені роздільним збиранням, цифра досить умовна і, ймовірно, дещо завищена.

У різних містах система роздільного збирання влаштована по-різному: десь сортуються і відбираються всі ресурсоцінні компоненти, а десь – лише окремі складові. Також  збирання ресурсоцінних компонентів здійснюється за допомогою мережі пунктів прийому вторинної сировини. Така система є досить розповсюдженою в Україні. Є багато компаній, які впроваджують таку діяльність.

Основна проблема – не у тому, скільки ми генеруємо відходів, хоча це теж важливий фактор, а в тому, яка в нас інфраструктура поводження із відходами, як ми з ними поводимось і що з ними потім відбувається. 

У 2017 році в Україні перероблено та утилізовано близько 6,6 % ПВ, з них: 2,48 %  – спалено, 4,18 % – потрапило на заготівельні пункти вторинної сировини та сміттєпереробні заводи, 0,01 % – на ділянки компостування (Луганська, Хмельницька області), захоронено ТПВ – 93,4 %. Натомість, у країнах ЄС ситуація дещо інша, усереднений показник для всіх країн щодо захоронення ПВ на полігонах складає лише 26 %. Проте країни ЄС мають різний рівень економічного розвитку, мають різний рівень доходів на душу населення і це є фактор, який впливає на інфраструктуру поводження із відходами (рис. 21). Тому є країни, в яких захоронення відходів складає          3-2 %, а є такі країни, як Сербія, Хорватія, Румунія, де захоронення у 2017 році у відсотковому співвідношенні було, приблизно, таким же як і в нашій країні.

 

 

 

 

 

 

 

 

Інфраструктурні складові поводження з відходами	ЄС – 28 (2015)		Україна (2016)
	млн. т	%	млн. т	%
Видалення на полігони	61,9	26,3	46,48	94,25
Спалювання	64,4	26,7	1,3	2,72
у т.ч. як операція з відновлення енергії	54,9	23,3	-	-
як операція з видалення	9,5	4,0	-	-
Перероблення	109,1	29,5	1,5	3,04
у т.ч. компостування	39,7	16,9	0,0	0,0
Всього	235,4	100,0	49,3	100,0

 

Табл. 1. Інфраструктурні показники поводження з твердими побутовими відходами в Україні (2016 р.) та країнах ЄС (2015)за матеріалами Євростатуту та Мінрегіонубуду

України

 

 

Рис. 21. Поводження з ТПВ в країнах ЄС, 2015 рік за даними Євростату

 

Як роздільно зібрані, так і змішані відходи можуть потрапляти на сміттєсортувальні лінії. У нашій країні на сміттєсортувальні лінії потрапляють, переважно, ресурсоцінні компоненти роздільно зібраних відходів. Станом на 2017 рік в Україні функціонують 25 сміттєсортувальних ліній у 20 населених пунктах: Вінницька –  2, Львівська – 2, Одеська – 2; по одній лінії у Волинській, Донецькій, Запорізькій, Рівненській, Тернопільській, Чернівецькій, Сумській та Кіровоградській областях; в Київській області – 5, в м. Києві – 6 одиниць. Переважно, це дуже прості сортувальні лінії, наполовину механічні, наполовину ручні, тобто це проста сортувальна лінія, яка складається з конвеєра, сортувальної кабіни, іноді перед сортувальною кабіною є барабанний грохот і потім ще може бути магнітний сепаратор, а також прес. Потужність таких ліній становить 10– 20 тис. т ТПВ на рік. Лише декілька ліній, які є на сьогодні, запроектовані потужністю в 100 тис. т.

Як зазначалося вище, частина побутових відходів, близько 3 % в Україні – спалюються на 4 сміттєспалювальних об’єктах: 1 сміттєспалювальний завод «Енергія» в м. Києві і 3 сміттєспалювальні установки у м. Харкові. Даний завод введено в експлуатацію ще в 1988 році, проектна потужність його складає 250 тис. т/рік, це 17-18 % всього сміття, що утворюється в м. Києві. Енергія, яка утворюється при спалюванні ТПВ, використовується для опалення частини району Позняки м. Києва. Решта три сміттєспалювальні установки  належать до державного підприємства «Південна залізниця» і знаходяться в м. Харкові (2 такі установки) та одна у м. Люботині Харківської області. Потужність всіх трьох установок дуже мала – 10-15 тис. т/рік, і всі вони вирішують вузьке питання деяких відходів, що утворюються на залізниці.

 

 

Рис. 22. Сміттєспалювальний завод у м. Києві

 

Станом на 2017 рік у м. Харкові та Львові почались проектні роботи зі створення сміттєпереробних комплексів. Однією зі складових цих комплексів буде сортування відходів на сміттєсортувальних лініях. Планується, що потужність таких комплексів становитиме близько 240–340 тис. т/рік. Починають створюватись більш потужні заводи, що дозволить збільшити частку переробки ТПВ в Україні.

Ресурсоцінні компоненти після їх сортування або ж  із пунктів прийому спрямовуються на інші переробні підприємства, але вже не в якості відходів, а в якості сировини. Наприклад, макулатура потрапляє на картонно-паперові комбінати; ПЕТ-пляшка надходить на невеликі підприємства, і з неї роблять так звані «чіпси», або флекс; скло та склобій – на склозаводи. 

За даними Української пакувальної коаліції у нашій державі існує досить розвинена мережа тих підприємств, які працюють із вторинною сировиною і виробляють з неї продукцію:

•         15 скляних заводів, що використовують склобій у виробництві продукції;

•         15 картонно-паперових заводів, що використовують для виробництва своєї продукції підготовлені відходи паперу та картону (вторсировина);

•         39 підприємств, що переробляють заготовлені вторинні полімери;

•         19 компаній, що переробляють заготовлену ПЕТ-пляшку;  16 заводів, що переробляють металобрухт.

 В Україні наявні два  сучасних сміттєпереробних підприємства:

•         Завод «Утиліта» (м. Новомосковськ, Дніпропетровська область), який  сортує склобій за кольором. Завод працює із сучасною технікою, яка використовується в Європі – оптичне сортування скла за кольором. На даному заводі спеціальна техніка ідентифікує та виокремлює невеликі часточки скла, сортуючи його за кольором. 

•         Зміївська паперова фабрика/комбінат «АСС Кронекс» (Харківська область). Ця фабрика переробляє комбіновані упаковки та «тетрапак». Така фабрика одна на всю Україну, але потужностей її, звичайно, не вистачає для переробки всієї упаковки з України, хоча іноді фабрика може працювати в режимі не повного навантаження.

Близько 95 % відходів в Україні потрапляють на полігони. У 2017 році за офіційними даними в країні налічувалось близько 5,5 тис. полігонів та сміттєзвалищ загальною площею понад 8,5 тис. га, з них 309 (5,7 %) полігонів перевантажені, а 25 %  – 1347, не відповідають нормам екологічної безпеки. 550 сміттєзвалищ потребують рекультивації, тобто їх строк експлуатації закінчився і їх потрібно закрити, вкрити шаром ґрунту, щоб ізолювати від навколишнього середовища, але фактично рекультивовано лише 74. Потреба у будівництві нових полігонів складає понад 424 одиниці. 

Мінрегіоном було проведено додаткове дослідження і було визначено, що станом на 01.09.2016 р. лише на 57 полігонах України запроваджено системи збирання фільтрату, в тому числі на 40 – система знезараження фільтрату. Другий критерій, за яким було проведено дослідження, – наявність системи збирання та утилізації звалищного газу. Виявилося, що лише 13 полігонів облаштовані системою вилучення біогазу, з них на 6 полігонах (м. Вінниця, м. Запоріжжя, м. Рівне, с. Нова Долина Овідіопольського р-ну Одеської області, с. Комуніст та смт. Слобаженське Зміївського р-ну Харківської області) біогаз збирається і спалюється на спеціальному факелі, а на інших 8 полігонах (м. Вінниця, м. Ковель Волинської області, м. Ужгород, м. Івано-Франківськ, с. Глибоке Бориспільського р-ну Київської області, с. Рожівка Броварського р-ну Київської області, с. Підгірці Обухівського р-ну Київської області, м. Черкаси) здійснюється його використання, тобто утилізація. Газ збирається, направляється на коагуляційну установку і виробляється електроенергія, яка продається по зеленому тарифу – 4,02 грн/кВт/год. (станом на 2018 рік). 

Попри наявність в Україні 5,5 тис. полігонів, постійно утворюються несанкціоновані сміттєзвалища. Станом на 2016 рік виявлено 30,2 тис. несанкціонованих сміттєзвалищ загальною площею 896 га, з яких 29,9 тис. було ліквідовано. Такий процес щоразу із року в рік повторюється: щороку утворюються несанкціоновані звалища, 99% їх ліквідується наприкінці року, але на наступний рік утворюється майже та сама кількість. З вересня 2016 року Міністерство екології та природних ресурсів запустило Інтерактивну мапу сміттєзвалищ (https://ecomapa.gov.ua/), на якій ви можете створити своє звернення у разі, якщо побачили несанкціоноване сміттєзвалище, і тоді його швидше приберуть. Таким чином можна зробити наше довкілля чистішим. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РОЗДІЛ 2. ПЛАНЕТА (без) ПЛАСТИКУ

 

2.1. Історія пластику

Серед усього виду сміття, яке продукує людина, найбільшу небезпеку складає саме пластик, оскільки пластик є довговічним, по міркам одного життя – практично безсмертним. Період розкладання пластику може тривати до 500 років. Проте, пластик не зникає безслідно, він просто з часом подрібнюється на дуже маленькі частинки – мікрочастинки, які нікуди не зникають, а як отрута повільно вбивають нашу планету.

Історія появи першого пластику припадає на кінець ХІХ – початок ХХ ст.

 

Відкриття перших пластмас (1862-1872 роки)

1862           р. – відкриття паркезіна. Паркезін – перший штучний пластик, який був створений Олександром Парксом в Лондоні і представляв собою органічний матеріал, отриманий з целюлози. Після нагрівання та надання форми, його охолоджували і він зберігав отриману форму.

 

 

Рис. 23. Вироби із паркезіна (19 ст.)

1863           р. – відкриття нітрату целюлози, або целулоїду (Джон Уеслі Хайат, США). Матеріал був відкритий Джоном Уеслі Хайат, коли він намагався знайти заміну слонової кістки в більярдних кулях. Целулоїд (Celluloid) став відомий як матеріал, що використовується в першій гнучкій кіноплівці для фотографії і кіно.

 

 

Рис. 24. Целулоїдне віяло 19 століття

 

1872 р. – відкриття полівінілхлориду (ПВХ). Вперше полівінілхлорид був створений німецьким хіміком Євгеном Бауманом, який так і не запатентував своє відкриття. У 1913 році його співвітчизник Фрідріх Клатте винайшов новий метод полімеризації вінілхлориду з використанням сонячного світла. Саме він став першим винахідником, який отримав патент на полівінілхлорид. Проте використовуватись ПВХ став тільки після того, як в 1926 році Вальдо Семона удосконалила матеріал.

Відкриття пластмас за часів двох Світових воєн (1908-1942 роки)

1908           р - відкриття целлофана^®. У 1900 році до швейцарського інженера текстильної промисловості Жака Е. Бранденбергера вперше прийшла думка створити прозорий, захисний матеріал для упаковки. У 1908 році він розробив першу машину з виробництва прозорих листів регенерованої целюлози. Першим клієнтом Жака стала американська компанія з виробництва цукерок «Whitman's», яка вирішила використовувати целофан для обгортання шоколаду.

 

Рис. 25. Рання реклама целлофана

 

1909           р. – відкриття бакеліта (перший пластик із синтетичних компонентів).

Бакеліт (поліоксібензілметіленглікольангідрід) був одним з перших видів пластику, виготовлених із синтетичних компонентів. Він був розроблений хіміком Лео Бекеланд, уродженцем Бельгії, який проживав в Нью-Йорку. Бакеліт – фенолформальдегідна термореактивна смола, завдяки його низькій електричній провідності і термостійким властивостям застосовується в електричних ізоляторах, корпусах для радіо і телефонів і в таких різноманітних виробах, як посуд, ювелірні вироби, труби і дитячі іграшки.

Рис. 26. Одна із ранніх реклам виробів із бакеліту

 

1926 р. – відкриття вінілу або ПВХ. Вініл був винайдений у США Вальтером Симоном, дослідником з компанії по виробництву компонентів для літаків «B.F. Goodrich». Вперше матеріал був використаний в кулях для гольфу і каблуках. Сьогодні вініл є другим по виробництву пластиком в світі і використовується в багатьох виробах, таких як шторки для душу, плащі, дроти, різні прилади, плитка для підлоги, фарби і поверхневі покриття.

 

 

Рис. 27. Раритетний автомобіль Chevrolet 1926 року покритий вінілом

 

1933 р. – відкриття полівініліденхлорида (ПДВХ / PVDC), або сарана (Saran). Матеріал був випадково виявлений Ральфом Вайли в лабораторії американської хімічної компанії «Dow Chemical» і був вперше використаний військовими з метою покриття ним винищувачів для захисту від солоної морської води. Виробники автомобілів також використовували полівініліденхлорид як оббивний матеріал. Після Другої світової війни компанія знайшла спосіб позбутися від зеленого кольору і неприємного запаху сарана і, таким чином, його схвалили для виготовлення як пакувальний матеріал для харчових продуктів. У 1953 році його стали продавати під торговим ім'ям «Saran Wrap» ®.

1935           р. – відкриття поліетилену низької щільності (ПЕВТ / LPDE). Цей матеріал був виявлений Реджинальдом Гібсоном і Еріком Фосетт в лабораторії британського промислового гіганта «Імперія хімічної промисловості» (Imperial Chemical Industries) у двох видах: поліетилен низької щільності (ПЕВТ / LDPE) і поліетилен високої щільності (HDPE / ПЕНД). Поліетилен є дешевим, гнучким, міцним і хімічно стійким матеріалом. ПЕВТ використовується для виготовлення плівок і пакувальних матеріалів, в тому числі і поліетиленових пакетів. ПЕНД найчастіше використовується для виготовлення контейнерів, сантехніки і автомобільних запчастин.

1936           р. – відкриття поліметилметакрилату (ПММА), або акрилу. До 1936 року американські, британські та німецькі компанії виробляли поліметилметакрилат, більш відомий як акрил. Хоча акрил в наші дні широко застосовується в рідкому вигляді у фарбах і синтетичних волокнах, в твердому вигляді він досить міцний і більш прозорий, ніж скло. Товарні (торгові) марки «Plexiglas» і «Lucite» продають акрил як замінник скла.

 

 

Рис. 29. Версія поліметилметакрилата від DuPont - Lucite (1936 рік)

 

1937           р. – відкриття поліуретану. Поліуретан – органічний полімер, який був винайдений хіміком Отто Байєром з німецької компанії «Фрідріх Байєр і Компанія». Поліуретани використовуються у вигляді еластичного пінопласту в оббивці, матрацах, хімічно стійких покриттях, у спеціальних клеях, в герметиках й упаковці. У твердій формі поліуретан використовується в матеріалах для термоізоляції будівель, у водонагрівачах, при рефрижераторних перевезеннях. Поліуретани продаються під торговими назвами «Igamid»^® в якості пластмасових матеріалів і «Perlon»^® в якості волокон.

 

Рис. 30. Отто Георг Вільгельм Байєр (4 листопада 1902, Франкфурт-на-Майні – 1 серпня

1982) – німецький хімік-технолог, винахідник поліуретану

 

1938           р. – перше застосування полістиролу. Полістирол був вперше виявлений в 1839 році німецьким аптекарем Едуардом Симоном, але його почали застосовувати тільки в 1930-х роках, коли вчені з найбільшої хімічної компанії в світі «BASF» розробили комерційний спосіб виготовлення полістиролу. Полістирол є міцним пластиком, який можна виготовляти литтям під тиском, пресуванням, екструзією або формуванням з роздуванням. Матеріал широко застосовується в пластикових стаканах, картонних коробках для яєць, в упаковках для арахісу, а також у будівельних матеріалах і електроприладах.

 

       Рис. 31. Полістирол від BASF – Styropor (1950-ті роки)

 

1938 р. – відкриття політетрафторетилену (ПТФЕ), або тефлону. Полімер був відкритий випадково, хіміком Ройем Планкетта, що працював тоді на американську хімічну компанію «DuPont». ПТФЕ був одним з найбільш широко застосовуваних пластиків на війні, який (цілком таємна інформація!) наносили на металеві поверхні в якості захисного покриття з низьким коефіцієнтом тертя для запобігання подряпин і корозії. На початку 1960-х років величезною популярністю стали користуватися тефлонові антипригарні сковороди. ПТФЕ був пізніше використаний для синтезу перших мембранних тканин «Gore-Tex». Змішуючи тефлон зі сполуками фтору, отримують матеріал, який використовується для виготовлення помилкових ракет, щоб відвернути ракети з тепловим наведенням.

1938 р. – відкриття нейлону і неопрену. Обидва матеріали були розроблені Уоллесом Каротерсом, коли його команда дослідників з компанії «DuPont» намагалася знайти синтетичну заміну шовку. Неопрен, синтетичний каучук, був вперше виготовлений в 1931 році. Подальші дослідження полімерів привели до розвитку нейлону, відомого також як «чудо-волокно». У 1939 році компанія «DuPont» вперше оголосила і продемонструвала нейлон і нейлонові панчохи американської громадськості на Всесвітній виставці в Нью-Йорку. Також нейлон раніше застосовувався у виготовленні волосіні, хірургічної нитки і зубної щітки.

 

 

Рис. 32. Виставка нейлонових панчіх (фотографія 1939 року)

 

1942 р. – відкриття ненасиченого поліестеру, або ПЕТ (ще називають поліефір, лавсан і дакрон). Матеріал був запатентований англійськими хіміками Джоном Рекс Вінфілдом і Джеймсом Теннант Діксоном Застосовувався для виготовлення синтетичних волокон, які продавали в повоєнний час. Так як поліестер більш щільний у порівнянні з іншими дешевими видами пластмаси, його застосовують у виготовленні пляшок для газованих і кислих напоїв. Також поліестер міцний і стійкий до стирання, тому він використовується для виготовлення механічних запчастин, харчових підносів та інших предметів. Плівка з поліестеру від компанії «Mylar» використовувалась в аудіо- та відеокасетах.

 

 

Рис. 33. Ціна на блузи із нейлона і дакрона (1958 рік)

 

Відкриття пластмас після Другої світової війни (1951-1954 роки)

Після другої світової війни, в 1950-і роки були відкриті важливі пластмаси. 

1951 р. – відкриття поліетилену високої щільності або поліпропілену. Два американських хіміка Пол Хоган і Роберт Бенкс, що працюють в нафтовій компанії «Phillips Petroleum» в Нідерландах, знайшли спосіб виробництва кристалічного поліпропілену. Поліпропілен схожий на свого «родича» поліетилена і його вартість відносно низька, але на відміну від поліетилену, він набагато міцніший і використовується практично всюди, починаючи з виготовлення пластикових пляшок і закінчуючи килимами і пластиковими меблями. Застосовують його дуже активно і в автопромисловості.

1954 р. – відкриття пінополістиролу (Styrofoam), або пінопласту. Англійське позначення пінополістиролу «Styrofoam» в якості торговельної назви запозичила хімічна компанія «The Dow Chemical Company». Пінопласт був винайдений випадково вченим Реєм Макінтайром, який намагався виготовити гнучкий електричний ізолятор, комбінуючи стирол з ізобутіленом під тиском, що було досить вибухонебезпечним з’єднанням. У результаті його експерименту був відкритий пінополістирол з бульбашками, який в             30 разів легше звичайного полістиролу.

 

 

                Рис. 34.  Отримання, винахід і дослідження пінополістиролу -STYROFOAM ™

 

1980-ті рр.  – початок масового використання склопластику (США, Європа, СРСР, Японія, Тайвань). Склопластики – вид композиційних матеріалів – пластичні матеріали, що складаються зі скловолокнистого наповнювача (скляне волокно, волокно з кварцу та ін.) і сполучної речовини (термореактивні і термопластичні полімери).  

До недавнього часу склопластики використовувалися переважно в літакобудуванні, суднобудуванні та космічній техніці. Широке застосування склопластиків стримувалося, в основному, через відсутність промислової технології, яка дозволила б налагодити масовий випуск профілів складної конфігурації з необхідною точністю розмірів. Це завдання успішно було вирішене зі створенням пултрузійної технології. Існує досить багато методів, що дозволяють масово виробляти склопластикові вироби різної конфігурації, не обов'язково профілі – наприклад, RTM, термоформування.

Склопластик – один з найбільш широко застосовуваних видів композиційних матеріалів. Зі склопластиків, зокрема, виготовляють труби, що витримують великий гідравлічний тиск і не піддаються корозії, корпуси ракетних двигунів твердого палива (РДТТ), човни, корпуси маломірних суден та багато іншого. У США початок широкого застосування конструкційних склопластиків було ініційовано здійсненням програми «Поларіс» у другій половині 1950-х років – програми створення першої твердопаливної ракети ВМФ США для підводного старту.

 

 

Рис. 35. Човен із зовнішнім покриттям зі склопластику

У 1980-х роках інтерес до склопластикових труб з’явився у всіх промислово розвинених країнах. Їх виробництво і застосування освоїли в Європі, Японії, Тайвані. Почалися експерименти по застосуванню склопластикових труб і в СРСР. 

1981 р. – початок активного використання вуглепластика, або карбону (США, Європа). 

Вуглепластики (або карбон, карбонопластик, від англ. Carbon – вуглець) – полімерні композиційні матеріали з переплетених ниток вуглецевого волокна, розташованих в матриці з полімерних (наприклад, епоксидних) смол. Щільність – від 1450 кг/м³ до 2000 кг/м³. Вуглепластики широко використовуються при виготовленні легких, але міцних деталей, замінюючи собою метали, у багатьох виробах від частин космічних кораблів до вудок.

 

 

Рис. 36. Карбонова суперяхта 35M Carbon Sport

 

Проблема пластику із нафти. Найбільшим недоліком є термін розкладання пластику. На жаль, звичайний пластик розкладається протягом декількох сотень років, а точніше сказати – він просто розпадається на більш дрібні шматочки. Це означає, що за винятком невеликої частини пластика, який спалюється для виробництва енергії, весь пластик в кінцевому результаті стає забруднювачем навколишнього середовища.

Нафта і природний газ є органічними речовинами, але чому пластмаси, синтезовані з них, не розкладаються просто? Відповідь у виключно сильних вуглець-вуглецевих зв'язках, які формують «скелет» пластикових полімерів, що не зустрічаються у природі і які є чужими для мікроорганізмів, що легко переробляють інші органічні матеріали.

Молекули звичайних пластиків гігантські, і це ускладнює їх розкладання. Кожна складається з тисячі повторюваних одиниць, які називаються мономерами, а вага готової полімерної молекули, як правило, більше ніж 10 000 а. о. м. (для порівняння, маса однієї молекули води

18 а. о. м.)

 

 

Біопластик. Останні роки у супермаркетах усе частіше з’являються так звані "еко-пакети".

Виробники називають їх "біопакетами" та запевняють, що такий пакет розкладається за 3 роки без жодної шкоди для довкілля. Окремі супермаркети взагалі використовують їх лише як більш екологічну альтернативу.

Біорозпад — це процес розпаду органічних матеріалів на екологічно безпечні речовини за рахунок бактерій або інших біологічних процесів. Органічний матеріал може розпадатися аеробно (з киснем) або анаеробно (без кисню).  

На даний момент немає чіткого визначення терміна "біорозкладаний", коли він застосовується до товару в цілому, оскільки існують стандарти тестування тільки для окремих компонентів.

Майже всі виробники "біопакетів" в Україні пропонують придбати поліетилен, який виготовляється з використанням оксо-біодобавки d2w. Це спеціальна соляна добавка, завдяки якій у навколишньому середовищі пакет розкладається на дрібні частки, включаючи мікропластик. А процес розпаду вже цих мікрочасток вимагає набагато більшого часу, ніж заявляють виробники. Пакету ніби нема, але токсичний пластик нікуди не зникає, він просто проникає в ґрунт або води.

Інший тип біопакетів – компостовані пакети. Їх виготовляють зі спеціальних полімерів з додаванням крохмалю та полілактиду. Вони при наявності мікроорганізмів і спеціальних умов розкладаються до вуглекислого газу і води. Але їх виробництво та утилізація потребує спеціальних умов – промислового чи домашнього компостування, а виготовлення коштує дорожче й потребує більше енергії та ресурсів. Біопластик, розрахований на біодеградацію в промисловому компостері, без сумніву, є важливим кроком у зниженні навантаження на полігони відходів. Але виробляючи його, нічого не робити, щоб запобігти зростання пластика в морському середовищі – нерозумно.

 

2.2. Сміттєві острови

 

Через несанкціоновані сміттєзвалища в прибережній зоні морів та океанів відходи потрапляють до відкритих океанів, підводні течії збивають відходи, переважно пластикові, у сміттєві острови. Найбільший такий острів знаходиться в тихоокеанському басейні, тягнеться від Каліфорнії до Гавайських островів на сотні кілометрів і росте катастрофічними темпами. Сюди з різних сторін світу вже багато років дрейфують відходи. Через велику кількість трупів тварин та мокрої деревини вода насичена сірководнем – це справжня «мертва зона». У це місце не заходять кораблі, вони намагаються обійти його стороною.

Тихоокеанський острів – не єдиний на планеті. Є ще п’ять великих і декілька дрібних (рис. 37). Пластик накопичується в тих ділянках океану, де вітри провокують появу воронок, що засмоктують будь-яке плаваюче сміття. Жоден фахівець не може точно сказати, яку площу Світового океану вони займають і яким є ступінь забруднення води.

Якщо ви думаєте, що сміттєвий острів складається із пластикових пакетів і пустих пляшок, то ви, напевно, здивуєтесь, якщо дізнаєтесь, що він складається із мільярдів дрібних часточок пластику (90 % всього сміття в океанському острові складає пластик) –  від поліетиленових пакетів (пластик низького тиску), поліпропілену (пластикові кришечки), пластикових пляшок до пінопласту. 

 

 

Рис. 37. Великий Тихоокеанський сміттєвий острів

 

Під впливом сонячних променів пластик руйнується до більш дрібних часточок, але вони ніколи не зможуть його зруйнувати повністю, а тільки ще більше подрібнити. Діаметр частинок варіює від 0,3  до більш ніж 1 мм (39 % - більше 1 мм, 35 % - 1 мм, 17% - 0,5 мм, 10% - 0,3 мм ). 

Відходи, які плавають на поверхні океану блокують сонячні промені, що є причиною загибелі багатьох видів морських мешканців.

Пластик поглинає хімічні речовини, які плавають у воді, зазвичай, це відходи нафтопереробної промисловості. Багато із цих речовин відомі як стійкі органічні забруднювачі, які ніколи не зникнуть із навколишнього середовища або не розкладуться. Крім того, шматочки пластмаси, виявлені у воді, густо населені мікробами (на одному міліметрі виявлено близько тисячі бактерій, як нешкідливих, так і хвороботворних). Сміття змінює океан, і не можна передбачити, до яких наслідків це призведе.

 

 

Рис. 38. Схематичне зображення Тихоокеанського сміттєвого острова

 

Капітан Чарльз Мур після останньої подорожі у північній частині тихоокеанської сміттєвої плями між Каліфорнією і Японією довів, що відношення ваги пластикового сміття і зоопланктону зросла до 36:1 – це шестиразове збільшення співвідношення за одне десятиліття. Пластикове сміття накопичується навіть у найвіддаленіших районах Світового океану, навіть на дні Арктики.

Тварини, які населяють океан, приймають частинки пластику за зоопланктон. Коли вони з’їдають їх, всі ці хімічні речовин потрапляють до їхнього організму і передаються далі по харчовому ланцюгу.

 

 

Рис. 39. Тварини страждають від пластикового сміття

 

Дослідження океанологів біля східного узбережжя Шотландії показали рекордний рівень забруднення морської флори і фауни: шлунки 90 % морських птахів заповнені частинками пластика.

 

Рис. 40. Пташка загинула від голоду, оскільки не змогла переварити пластик

 

Для птахів, черепах, дельфінів і морських котиків основна небезпека полягає в тому, що вони можуть заплутатися в пластикових пакетах або прийняти відходи за їжу.

Черепахи не відрізняють поліетиленові пакети від медуз, які можуть входити в їх раціон. Потрапляючи в організм, поліетилен призводить до смерті тварини.

Більші фрагменти можуть нашкодити системі харчування морських птахів і китів, для яких пластик також може стати смертельним.

Щорічно більше 100 тис. ссавців, птахів і риб у світі гинуть через викинуті поліетиленові пакети та інші відходи. Тварини з’їдають їх або задихаються.

У квітні 2018 року біля північних берегів Іспанії знайшли мертвого кита. Вчені повідомили, що причиною смерті були пластикові відходи. У шлунку було знайдено близько 30 полімерних пакетів та інших видів пластику

(рис.19).

 

 

Рис. 41. Молодий кит, якого знайшли на прибережжі Іспанії

3.3. Альтернативи пластику у світі та в Україні

 

Їстівна пляшка

 

Ісландський дизайнер Арі Йонссон, який спеціалізується на продуктах харчування, створив пляшку, яку можна їсти. 

Їстівна пляшка зроблена з агарагару — рослинного желатину. Її можна застосовувати для зберігання води. Як стверджує автор, після

використання пляшку можна навіть з’їсти. 

Щоб зробити пляшку, дизайнер змішав порошкоподібний агар з водою. Цю суміш він нагрів і розлив у форми, які потім опустив у крижану воду. «Скло» утворилося за лічені хвилини.

Ще одна чудова властивість пляшки — вона утилізується сама по собі. Якщо з неї вилити рідину, посудина просто «всихає» (рис. 1).

Їстівну пляшку дизайнер представив на фестивалі Design March 2016 в Рейкявіку.

      Рис. 42. Ось так виглядає «розкладання» використаної пляшки

 

Агар-агар — це желатин, зроблений із червоних і бурих водоростей, які ростуть в Тихому океані, Білому і Чорному морях. Речовина, з якої виготовлена дана пляшка абсолютно безпечна для навколишнього середовища, оскільки не містить ніяких штучних речовин. Питання стоїть лише у тому, як довго можна зберігати в такій пляшці воду і на скільки дорогою буде тара, виготовлена таким способом.

Ooho — їстівна упаковка для води

 

 Ooho – їстівна обгортка для води, розроблена трьома студентами-дизайнерами  із Лондона: Родріго Гарсіа Гонсалес, П’єр Пасліе та Гійом Куше. 

Ooho – це сферичні міні-контейнери для питної води. Їхні переваги перед пластиковою пляшкою полягають в тому, що Ooho після

пиття можна викинути на землю – створена з екстракту морських водоростей та хлориду кальцію упаковка швидко розчиниться і не завдасть шкоди навколишньому середовищу. Щоб упаковка не забруднювалась, вона зроблена із двох шарів. Перед питтям верхній шар, виконаний з того ж матеріалу, що і нижній, потрібно зняти.

Якщо викидати упаковку не хочеться, її можна просто з'їсти. Капсули Ooho доступні в трьох обсягах (20 мл, 55 мл і 150 мл) і декількох смаках: апельсиновому, м’ятному, імбирному, чорничному і смаку бузини

(http://www.skippingrockslab.com/ - сайт розробників). 

«Реальність така, що чим більше ми п'ємо воду, тим більше пластикових пляшок ми викидаємо», говорить Гарсія. «80% з них не переробляється. Це споживацтво відображає суспільство, в якому ми живемо».

Якщо переосмислити призначення пляшки і її форму, дизайнери кажуть, що це також може зменшити її вартість, адже для виробників більша частина вартості виробництва води в пляшках становить сама пляшка. 

Один із недоліків такої упаковки в тому, що при «відкриванні» упаковки можна трошки розлити вміст.

Навіть зараз, поки технологія повноцінного використання ще не досконала, вже можливо відмовитися від пластикової пляшки, а вартість виробництва Ooho залишає тільки приємні враження. Ціна однієї упаковки складає всього 2 цента.

 

 

 

 

- Відео винахідників капсули з водою

 

 

Випий кави – з’їж горнятко

 

Їстівний тандем "стаканчик та кришечка" для кави почали виготовляти зі справжніх вафель. Ідея смачного посуду для кавоманів, які піклуються про екологію, належить українському виробнику вафельних напівфабрикатів компанії Lekorna. Виробництво розташоване у місті Богодухів Харківської області.

Їстівний посуд вже став трендом у Європі та США, проте у нас тільки набуває популярності. Тож приємно

вразить відвідувачів кав'ярень. 

Стаканчики Yummy Cup виготовлено з солодких вафель та вкрито шоколадною глазур’ю, яка забезпечує міцність горнятка та додає смаку напою. Кришечки Yummy Lid мають отвір для соломинки і підходять для стандартних горняток.

Це повністю екологічна альтернатива одноразовому пластиковому посуду, який під час нагрівання виділяє шкідливі речовини. Вафельний посуд не потрібно утилізувати, його можна просто з’їсти. 

Гігієна досягається тим, що кожну кришечку запаковують в окремий лоток.

 

Пакети, які можна їсти: стартап українських науковців із Сум

Сумський стартап, який розробив їстівні пакети, здобув у Копенгагені (Данія) перше місце на міжнародному конкурсі University Startup World Cup.

Проект Сумського національного аграрного університету – FoodBIOPack – переміг у номінації Sustainability Award. 

«До складу пакетів входять виключно натуральні компоненти – білки та полісахариди, які ми за допомогою певних операцій модифікуємо та створюємотермостабільну структуру. Вона дозволяє витримувати термічну обробку, наприклад, при смаженні у фритюрі», – розповів Дмитро – один із засновників проекту. «Крапля розчину полісахариду, висихаючи, дає еластичну плівку, схожу на поліетилен, – пояснюють науковці. – Зроблений з цієї плівки матеріал всього за місяць розкладається і перетворюється на органічне добриво».

Як зазначають науковці, біопакет навіть можна розмочити, порізати і зварити веганську локшину. Вже під час конкурсу стартап зацікавив інвесторів з Португалії, Єгипту і Данії.

Унікальна особливість плівки в тому, що вона є міцною та термостабільною.

Крім пакетів науковці СНАУ розробили одноразовий посуд, який може замінити пластиковий.

Сумський стартап зміг взяти участь у міжнародному конкурсі, ставши фіналістом Всеукраїнського фестивалю інновацій, який Міністерство освіти і науки України проводило у травні 2018 року.

Біопакети не новина, і вже досить давно такі є на ринку Європи та України. Проте, як стверджує один із авторів проекту, деякі упаковки біорозкладаними можна назвати з натяжкою. У пластик просто додають спеціальні речовини, які при потраплянні пластику в навколишнє середовище починають його руйнувати. Але при цьому пластик розкладається на мікропластик, а той нікуди не дівається. Це так звані оксопакети. А ще є компостовані пакети – вони згнивають повністю і можуть використовуватися як добриво. Так от, на відміну від багатьох в Україні і за кордоном, у нас саме компостовані. У цій ніші теж є конкуренти, але їхні пакети з іншої сировини, у них інші властивості і зависока ціна.

 

Екологічна соломинка

   

11-річна українка Аня Анікушкіна на початку 2018 року започаткувала свій екобізнес. На таку ідею її надихнуло надмірне споживання пластикових соломинок для кави, коктейлів та смузі.

Тому Аня вирішила запропонувати ринку багаторазові металеві соломинки. А в команду взяла 9-річну сестричку. 

Разом дівчата оформили склад, завели таблиці для відстежування продажів, спрогнозували прибуток тощо.

Ажіотаж щодо шкоди пластикових соломинок розпочався після появи вірусного відео, на якому біологи дістають із носа морської черепахи соломинку біля узбережжя Коста-Ріки

(https://www.youtube.com/watch?v=4wH878t78bw ).

Спочатку вчені подумали, що у черепахи з носа стирчить паразит, який може прикріплятися до мозку рептилії. Відрізавши шматочок, біологи були вражені, пише National Geographic, вони не очікували, що це буде коктейльна трубочка. Вона займала весь носовий прохід і ускладнювала дихання.

Витягнути предмет їм вдалося нелегко, черепаха пручалася, ймовірно, через біль, і у неї з носа пішла кров. Процедура зайняла десять хвилин. Перш ніж випустити черепаху в море, вчені продезінфікували ніс і поспостерігали, чи все з нею гаразд. 

Наразі більшість потужних кампаній, які працюють у сфері фаст-фуду, зокрема Starbucks та McDonalds починають відмовлятися від пластикових соломинок і до 2020 року хочуть повність перейти на більш екологічні альтернативи. 

У світі зародився новий екологічний тренд – відмовлятися від пластикових трубочок для напоїв на користь соломинок, зроблених з екологічних і біорозкладних матеріалів.

 

Зубна щітка, яка не шкодить довкіллю

Українські винахідники Ілля Кичук та Ольга Василенко створили замінник пластику, і за свої ідеї увійшли в ТОП-5 кращих еко-стартапів світу?

Ручка щітки виготовлена з переробленого паперу, з екологічно чистим покриттям на основі кукурудзяного крохмалю. А замість

синтетичних волокон використаний інноваційний нейлон, який швидко розкладається без нанесення шкоди природі. А ще щітка дуже привабливого дизайну.

Продукт українців уже зацікавив компанії, клієнти яких багато подорожують і не хочуть шкодити природі. Такі щітки повністю зможуть замінити пластикові, які пропонують постояльцям у безлічі готелях світу.

Засновник компанії і промисловий дизайнер Ілля Кичук також радий, що його ідея не потребує ні створення складних технологій, ні багатомільйонного фінансування, ні довгих років розробки і тестування. Ідея зубної щітки з паперу з'явилася у Кічук рік тому, коли він побачив, як в готелях клієнтам масово пропонують одноразові зубні щітки, які відразу викидаються.

Якщо ти вирішив(-ла) не шкодити довкіллю і придбати собі екологічну зубну щітку – придбай бамбукову зубну щітку Leaf Khaki у інтернет-магазині «Купи собі щось» - https://shos.com.ua/ . 

Як стверджує виробник, для виготовлення цієї щітки використовується спеціальний вид бамбуку, який не їдять панди і який дуже швидко росте – тільки за один місяць він виростає на 20 метрів в висоту і 20 см в діаметрі. Бамбук має природні дезінфікуючі властивості, що відіграє позитивну роль під час зберігання та використання щітки в домашніх умовах чи під час подорожі, адже знижується ризик інфекції.

М’які та еластичні бамбукові щетинки чудово вичищають важкодоступні ділянки і не пошкоджують чутливі ясна, тому вони дуже універсальні у використанні і підходять будь-кому. Абсолютно безпечні для екології в процесі виготовлення, вони ще й швидко зникають без шкоди для природи, в той час як пластмасовій щітці для природнього розкладання потрібно сотні років.

 

Багаторазові мішечки-сіточки та сумки-шопери

 

 Альтернативу одноразовим пластиковим пакетам пропонують Українські розробники CleverBag

(http://cleverbag.com.ua/).  

Сіточки зшиті з міцної тканини, яка погано брудниться і добре переться, а також не залишає зачіпок від колючих овочів. Розробники підібрали оптимальний розмір, так щоб з сіточками було зручно купити і 1 лимон і 2 кг картоплі. Вони практично невагомі і не додадуть ваги до ваших продуктів при зважуванні. А також допоможуть скоротити кількість поліетилену в нашій країні.

Також подібні «не»кульки можна придбати в магазині ГП «Україна без сміття» - http://shop.nowaste.com.ua/ .

Гарною альтернативою великих пластикових пакетів є так звані сумкишопери, які зручно із собою носити, оскільки вони зшиті із тонкої тканини. Часто такі сумки шиють із натуральних тканин. Крім того, задля економії таку сумку можна зшити самостійно зі старих речей або залишків тканини.

Рис. 2.  Різні види екологічних сумок

 

Зелений магазин у м. Ужгороді

В Ужгороді відкрили "зелений" магазин без пластика – для людей, які піклуються про своє здоров'я та здоров’я планети. Продукти можна придбати в паперові пакети або фірмові мішечки з тканини, а також у власну багаторазову тару. Своїм гаслом магазин вибрав фразу «На кульок менше».

Концепція zero waste (нуль сміття) як натхнення: власниця «Зеленої лавки» втілювала багато екоініціатив, а тепер пропонує людям відмову від засмічення планети як щоденну звичку. 

«На кульок менше», – фірмові мішечки з тканини для покупки продуктів в «Зеленій лавці» мають саме таке гасло. Продукти можна придбати і в паперові пакети, а в ідеалі – у власну багаторазову тару.

Сама концепція zero waste, як основна ціль створеного магазину, полягає в тому, щоб людина намагалася якомога менше впливати на довкілля. І це

не тільки пластик і купа іншого синтетичного сміття, а органічна і корисна продукція вирощення саме в регіоні проживання людини, оскільки перевезення товару теж негативно впливає на оточуюче середовище (див. вуглецевий слід).

Біорозкладні горнятка

Якщо ви все ж хочете поїхати з компанією на природу і не зашкодити довкіллю, можете прибати 100 % біорозкладні горнятка в Україні через сайт ГП «Україна без сміття» (No waste Ukraine). 

Як зазначено на сайті, горнятка виготовлені з рослинних волокон (жом цукрової тростини), не містять целюлози деревини та токсичних сполук (без клею).

Ціна горняток складає 100 грн. за 50 шт.

 

 

Посуд із пальмового листя

 

Арекова пальма, яка росте в Південно-Східній Азії служить джерелом сировини для виготовлення посуду: в Індії опале пальмове листя випікають в звичайній вафельниці, отримуючи в результаті своєрідні тарілки.

                                                                              Цей     невигадливий     народний     метод     став

основою для розробки такої ж простої технології виробництва оригінального посуду, який навіть більш енергоефективний, ніж вторинна переробка. Виробничий процес являє собою обробку під тепловим пресом пропареного листя пальми. Результатом цього процесу є легкий і в той же час міцний матеріал, що витримує високі температури і контакт з рідинами.  

Виготовлена з пресованого листя посуд не містить ніяких токсичних речовин, вона не змінює смак продуктів, при цьому може використовуватися в мікрохвильовій печі і духовці. Посуд з листя виступає в якості більш екологічної альтернативи одноразовому посуду з інших матеріалів, так як крім рослинного походження і незатребуваності вихідної сировини, використані вироби здатні біологічно руйнуватися за допомогою компостування протягом 2 місяців і служать добривом для рослин, покращуючи їх зростання на 15%.

Американська компанія VerTerra – одна з небагатьох в індустрії пальмового посуду налагодила власне виробництво в Індії, спираючись у своїй діяльності на стандарти справедливої торгівлі, вона виконує внутрішній контроль та проводить сертифікацію номінальних параметрів виробів. Крім того, на підприємстві здійснюється вторинна переробка використаної води та двічі проводиться ультрафіолетова стерилізація готового посуду. Незважаючи на одноразовий характер виробів, при митті вручну посуд з листя може використовуватися неодноразово. Однак навіть у разі одноразового застосування, посуд з опалого листя, метод його виробництва, транспортування водним шляхом і утилізація як органічного відходу має мінімальний вплив на навколишнє середовище.

 

Міняємо пластикові тарілки на «зелені»

 

Німецька компанія Leaf Republic виготовляє одноразові тарілки із листя. Такий посуд не шкодить навколишньому середовищу і розкладається за 28 днів на відміну від пластикового посуду, період розпаду якого понад 100 років. 

Листя для виробництва тарілок збирають в Індії, які зшивають волокнами з пальмового листя, після чого пресують і надають форму посуду.

Тарілка складається з шарів листя між якими шар паперу, за рахунок чого посуд отримує властивість вологостійкості. 

Такі тарілки різних форм і розмірів можна придбати на

інтернет-порталі «Cups-servise» (https://cups-service.com.ua/review516 ). 

 

 

 

 

 

                                                                          -     відео розробника

 

 

 

Еко-посуд із пшеничних висівок

 

У Польщі фермер Єжи Висовський виготовляє екологічний посуд з пшеничних висівок.

Таким чином підприємець, який має млин, утилізує відходи виробництва. Процес виготовлення екопосуду нескладний: висівки

подрібнюють, стискають під пресом та обдають гарячим повітрям.

«Пшеничні» тарілки міцні і, на відміну від пластикових, не містять жодних хімічних сполук, –  наголошує Єжи Висовський. – Таке виробництво можна організувати у країнах, де вирощують пшеницю».

За словами фермера, виготовлений з висівок посуд розкладається протягом декількох годин і може використовуватися навіть як добриво.

Такі та інші екологічні тарілки можна придбати на сайті - https://ecoplates.webnode.com.ua .

 

Світ переходить на шпали з пластмаси

 

Уже багато десятиліть залізні лінії пасажирських і вантажних перевезень у всьому світі лежать на дерев'яних шпалах, просочених креозотом для запобігання процесу розкладання. І все одно вони виходять з ладу кожні 5-15 років (залежно від клімату), а креозот завдає великої шкоди навколишньому середовищу при утилізації шпал.

Останні 10 років найбільші залізничні компанії США проводять випробування шпал, виготовлених з відходів ПНД. Нові шпали не псуються в жаркому і вологому кліматі, не розколюються, можуть прослужити 50 років і довше, що особливо важливо у важкодоступних для роботи місцях, де час на ремонт строго обмежений.

Пластикові шпали можна виготовляти з малюнком або рифленням на поверхні, що забезпечує їх стійкість. Крім того, шпали з пластмаси можна випускати будь-якої довжини, а кріпити і встановлювати їх можна за допомогою стандартного устаткування. Стандартні пластикові шпали мають ширину від 7 до 9 дюймів (18-23 см), довжину 8,5 футів (2,6 м) і важать від 200 до 300 фунтів (90-130 кг). Зараз масове тестування пластикових шпал проводиться в США, у країнах Латинської Америки, Азії, в Австралії, Канаді, Англії, Індії.

 

 

Унікальні дороги із пластику

 

 

Індія – світовий лідер за технологією створення «пластикових» доріг.  В якості сировини для дорожнього покриття використовують майже всі види пластикових відходів, але в основному це пляшки з-під води або газованих напоїв. Спочатку їх сортують, після чого очищають, висушують і подрібнюють. Подрібнений пластик змішують і плавлять при температурі близько 170 ° C. Потім в розплавлений пластик додають гарячий бітум. Після змішування суміш укладають, як звичайний асфальт.

Аналітики впевнені, що цю недорогу технологію можна використовувати для глобального відновлення доріг. Відповідно до нових досліджень, «пластикові дороги» в Індії є не тільки більш екологічними, але і більш міцними, вони вимагають меншого обслуговування і в порівнянні зі звичайним покриттям довговічніше в 3-5 разів. 

Технологія створення доріг з пластика – це інноваційне, наукове, більш екологічне, доступне і запатентоване технологічне рішення для переробки пластикових відходів шляхом їх повторного використання для асфальтування доріг. Її розробив Раджагопалан Васудеван (Rajagopalan Vasudevan), професор хімії Інженерного коледжу Тіагараджара в південному місті Мадурай.

У методиці Васудевана використовують тонко подрібнене пластикове сміття, яке додають до нагрітого бітуму. Потім цю суміш виливають на каміння.

Хоча основною сировиною є пластикові пляшки, пластикові відходи можуть включати в себе все – від цукеркових обгорток до пакетів. Суміш скорочує кількість необхідного бітуму на 8-10%.

 

 

 

 

 

РОЗДІЛ 3. ПРАКТИЧНА РОБОТА

 

3.1.  Експеримент по розкладанню поліетиленових пакетів

 

Мета: зрозуміти та усвідомити інформацію про те, що ж насправді відбувається із пластиковим сміттям, після того як ми його викидаємо.

Матеріали для експерименту: пакети із різних матеріалів, які можна знайти (паперові, оксорозкладні, гідророзкладні, фоторозкладні, компостуючі тощо), грунт, пластикові пляшки по одній на кожен вид пакета.

 

 

 

Рис. 43. Матеріали для експерименту

 

 

 

Хід експерименту:

•      Відрізаємо від пластикової пляшки горличко так, щоб в неї було зручно складати досліджувані пакети.

 

 

Рис. 44. Послідовність експерименту

 

•      Імітуємо природні умови: насипаємо туди шар ґрунту, трохи поливаємо її із пульверизатора і кладемо шматок пакета. Не варто брати весь пакет, достатньо тільки помістити в пляшку, наприклад, ручки від нього.

 

 

Рис. 45. Послідовність експерименту

 

•      Наклеюємо  на пляшку етикетку з назвою матеріалу, із якого зроблений пакет і датою початку експерименту.

•      Ставимо пляшку в місце, де буде гарний доступ сонячного світла. Періодично (як згадаємо) поливаємо землю в пляшці, імітуючи опади.  І спостерігаємо.

 

 

3.2. Біопластик із крохмалю своїми руками

 

Мета: закріпити знання про пластик, його властивості, розширити поняття про біопластик та його властивості. 

Рецепти: 

1.     Хімічний

•         250 мл води,

•         2,5 г крохмалю,

•         30 мл розчину 1 моль/л соляної кислоти,

•         20 мл гліцерину,

•         близько 30 мл розчину 1 моль/л гідроксиду натрію,  індикаторний папір.

Вода, крохмаль,  гліцерин і соляна кислота змішати і кип’ятити 15 хвилин на горілці, потім суміш нейтралізувати розчином гідроксиду натрію і викласти на гладку поверхню.

 

2.     Оцтовий

•1 ст. ложка (10 г) крохмалю,

•4 ст. ложки (60 мл) води,

•1 ч. ложка (5 мл) оцту,  1 ч. ложка (5 мл) гліцерину.

Всі інгредієнти потрібно змішати і варити в ємності при постійному помішуванні до згущування. Суміш охолоджується і формується.

 

3.     Содовий

•1 чашка крохмалю,  2 стакани соди,

•0,5 стакана води.

Це рецепт саморобної маси для ліпки, яка після висихання твердіє.

 

4.     Сольовий

•      1 ч. ложка (3 г) крохмалю.

•      45 мг повареної солі,

•      2/3 чашки (160 мл) 1%-го розчину гліцерину.

Всі інгредієнти змішати, нагрівати на плиті при постійному помішуванні до 95⁰С, або ж до появи піни. Зняти з вогню, продовжуючи помішувати масу для осаду піни. Гарячу масу викласти в форму і залишити висихати.

 

Механізм реакції:  

Крохмаль складається в основному з двох видів полісахаридів: лінійного – амілози, і гіллястого – амілопектину. Для отримання пластика набагато краще підходять лінійні молекули, саме тому в рецептах присутні кислоти і солі. Іони в розчині сприяють гідролізу зв'язків, що з'єднують гілки амілопектину, розриваючи його на безліч більш коротких ланцюжків амілози. Ці довгі молекули переплутуються і утворюють міцні зв'язки.

Такі міцні переплетення призводять до утворення досить твердого і жорсткого пластику, що може стати причиною його крихкості і обмеженості сфер застосування. Для того, щоб забезпечити деяке ковзання між ланцюжками і зробити матеріал достатньо гнучким, у багатьох рецептах присутній гліцерин. Він виконує роль мастила в структурі отриманого пластика і робить його м'яким і гнучким.

З розумінням цих механізмів можна приступати до збору інгредієнтів, необхідних для початку практичних експериментів з виготовлення "крохмалопласту" своїми руками.

 

 

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

 

1.     Омельяненко Т. Як правильно поводитись з побутовими відходами.

Практикум свідомого громадянина [курс лекцій на платформі ВУМonline] – Режим доступу:  https://vumonline.ua/course/how-to-deal-withhousehold-waste/ ;

2.     Семь графиков, объясняющих, почему пластик в океане - это плохо

                    [Електронний             ресурс]             –             Режим             доступу:

https://www.bbc.com/russian/features-42307854 ;

3.     Большой Тихоокеанский мусорный остров [Електронний ресурс] – Режим доступу: https://promusor.com/info/ ;

4.     История пластика [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://promresursy.com/interesno/istoriya.html ;

5.     Нерайский отдых на Мальдивах — мусорный остров Тилафуши

                    [Електронний             ресурс]             –             Режим             доступу:

https://arttravelblog.ru/interesnoe/nerajskij-otdyx-na-maldivax-musornyjostrov-tilafushi.html ;

6.     У світі створили пляшку, яку можна їсти! [Електронний ресурс] – Режим        доступу:     https://ua-reporter.com/uk/news/u-sviti-stvorylyplyashku-yaku-mozhna-yisty-foto ;

7.     Ooho — съедобная упаковка для воды [Електронний ресурс] – Режим доступу: https://vc.ru/flood/23362-ooho;

8.     Съедобная бутылка для воды [Електронний ресурс] – Режим доступу: https://britanka.media/sedobnaya-butyilka-dlya-vodyi/ ;

9.     Кава з собою по-українськи: напій випили, кришечку і стаканчик - з'їли [Електронний ресурс] – Режим доступу:

https://foodandmood.com.ua/rid/news/710874-kava-z-soboju-po-ukra-nski-nap-j-vipili-krishechku-stakanchik-z-li ;

10.В Україні виготовляють стаканчики для кави, якими можна цю каву потім заїсти [Електронний ресурс] – Режим доступу:

http://texty.org.ua/pg/news/textynewseditor/read/87361/V_Ukrajini_vygot ovlajut_stakanchyky_dla_kavy_jakymy/facebook.com/lekorna ; 11. Польський фермер виробляє еко-посуд з пшеничних висівок

                    [Електронний             ресурс]             –             Режим             доступу:

https://ecotown.com.ua/news/Polskyy-fermer-vyroblyaye-eko-posud-zpshenychnykh-vysivok/ ;

12.     У Сумах створили біопакети, що можуть повністю замінити пластик

[Електронний ресурс] – Режим доступу: https://tokar.ua/read/27226 ;

13.     Формулу тримають у секреті: в Сумах винайшли їстівні пакети та еко-посуд [Електронний ресурс] – Режим доступу:

https://www.5.ua/nauka/formulu-trymaiut-u-sekreti-v-sumakh-vynaishlyistivni-pakety-ta-ekoposud-177479.html ;

14.     Пластик-убийца. Мир отказывается от трубочек [Електронний ресурс] – Режим доступу:

https://korrespondent.net/tech/science/3988937-plastyk-ubyitsa-myrotkazyvaetsia-ot-trubochek ;

15.     Lady in green. В Ужгороде открыли зеленый магазин без пластика

                    [Електронний             ресурс]             –             Режим             доступу:

http://uzhgorod.in/stat_i/2018/lady_in_green_v_uzhgorode_otkryli_zeleny j_magazin_bez_plastika ;

16.     Посуда из пальмовых листьев [Електронний ресурс] – Режим доступу: https://hvoya.wordpress.com/2012/08/28/verterra/ ;

17.     Что происходит с пакетами? Эксперимент для детей по экологии

                    [Електронний             ресурс]             –             Режим             доступу:

http://www.tavika.ru/2018/05/paketi.html ;

18.     Биопластик из крахмала: ингредиенты и рецепты [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://ooley.ru/bioplastik-iz-krahmalaingredienty-i-retsepty/