Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
«Вечный пластик или Великие Мусорные Пятна»
Автор: Неводова Елизавета Артуровна,
ученица 9 «Б» класса
муниципального бюджетного
образовательного учреждения «Гимназия №38»
г.Дзержинска Нижегорордской области
Научный руководитель:
Ерина Валентина Петровна,
учитель биологии
муниципального бюджетного
образовательного учреждения «Гимназия №38»
г.Дзержинска Нижегорордской области
2014 год
г.Нижний Новгород
Оглавление
Введение. Почти каждый продукт, нами покупаемый... 4
Актуальность 4
Цель и задачи работы 5
Глава I. Загрязнение и его последствия. 5
1.1.Концентрация пластика в мировом океане. 5
1.1.1. Великое Тихоокеанское Мусорное Пятно 5
1.1.2 Открытие Пятна. 6
1.1.3. Что представляет собой Мусорное Пятно? 7
1.1.4. Дрейф Пятна. 8
1.1.5.Другие пятна. 9
1.2. Проблемы, вызванные загрязнением. 10
1.2.1. Список проблем. Общая характеристика. 10
1.2.2. Последствия для животных. 12
1.2.3. Проблема с точки зрения микробиологии. 13
Глава II. Война с пятном. Глобальная борьба. 15
2.1. Предложения экологов. 15
2.2. Методы борьбы. 16
2.2.1. Утилизация пластика. 17
2.2.2. Разложение микроорганизмами. 17
2.2.3. Небывалый проект Сербии. 18
2.2.4. OceanCleanupArray. 18
2.2.5. Борьба на государственном уровне. 20
Глава III. Что можем сделать мы? 20
Поддержка жителей неприбрежных зон.
3.1.1. Что в наших силах? 21
3.1.2. Социальная сторона экологии. Сопротивление как помеха
осознания важности борьбы с загрязнением. 21
3.1.3. Деятельность автора проекта и его школы. 22
3.1.4.Оригинальное применение пластиковых изделий
в хозяйствеве с целью продления службы пластика. 22
3.1.5.. Привлечение внимания к проблеме с эстетической точки зрения. 23
3.1.6. Чем может помочь государство? 23
Выводы 23
Заключение 24
Список использованной литературы и Интернет-ресурсов 26
Приложение 29
Введение
Почти каждый продукт, нами покупаемый...
Оглянитесь вокруг: большая часть того, что мы едим, пьем, того, чем мы пользуемся во всех аспектах повседневной жизни, доходит до нас в упаковке из пластика – материала, созданного служить, не разлагаясь, вечно, однако используемого для обертки продуктов, которые мы затем выбрасываем. Этот менталитет «одноразовости использования» - явление относительно недавнее. Ещё поколение назад мы хранили наши продукты в многоразовых или перерабатываемых материалах – стекле, металле, бумаге, - и производили долго служащие товары, такие как ведра или банки. Сегодня наши свалки и пляжи наводнены пластиковыми упаковками и всевозможными предметами, на которые расходовались ценные ресурсы нашей планеты и которые теряют ценность в конце их короткого жизненного цикла.
В эти дни мы потребляем миллиарды бутылок и пластиковых пакетов в год. Удобство использования пластмассовых и пластиковых продуктов в конце концов оборачивается крайне неудобной для нас правдой. Все бутылки, стаканы, посуда, электроника, игрушки и гаджеты, используемые нами каждодневно, редко перерабатываются и возвращаются в начало цикла использования. Мы восстанавливаем лишь 5% всего производимого пластика. Что же случается с остальными 95%? Около 50% покоится на свалках, часть переплавляется и используется дальше, а значительная доля остаётся «пропавшей без вести», теряется в окружающей среде и в конце концов попадает в море2. По оценкам Маркуса Эриксена3, из исследовательской организации AMRF4, около 10% пластика (из 260 миллионов тонн, что производятся ежегодно промышленными предприятиями) в конце концов, попадают в океан.
Актуальность работы.
Во всем мире загрязнение пластиком стало распространяющейся чумой. Пластмасса засоряет наши водоемы, разрушает водные экосистемы, проникает в морские пищевые цепи. Большая часть такого мусора попадает в воду через ливневую канализацию и водоразделы. Он разносится со свалок, мусорных баков и контейнеровозов, или просто небрежно бросается людьми. Попадая в океан, некоторые виды этого пластика - поликарбонат, полистирол – тонут, другие же – полиэтилен высокого и низкого давления, полипропилен и пенопласты плавают на поверхности5. Солнечный свет и волны разрушают их до мелких фрагментов, но полностью уничтожить пластик они не способны. Это пластиковое загрязнение становится опасностью для морской флоры и фауны, и, в конечном счете, для нас.
Цель работы:
подробное рассмотрение проблемы загрязнения Мирового океана пластиком и путей её решения.
Задачи работы:
Глава I. Загрязнение и его последствия.
Самый крупный из таких «континентов» 6обосновался на севере Тихого океана, в районе между Аляской и Гавайскими островами (между 135°—155° западной долготы и 35°—42° северной широты). Здесь расположен мощный Северо-Тихоокеанский субтропический водоворот, образованный в точке встречи течения Куросио, северных пассатных течений и межпассатных противотечений. Полоса "супа" тянется от точки примерно в 500 морских милях от побережья Калифорнии через северную часть Тихого океана мимо Гавайев и едва не достигает отдаленной Японии. Чаще его называют Большим тихоокеанским мусорным пятном. Пятно разделено на две части. Речь пойдет о первой, самой крупной. "Острова" имеет ряд неофициальных названий: "Великий тихоокеанский мусорный остров" (GreatPacificGarbagePatch), "Восточный мусорный остров" (EasternGarbagePatch), "Тихоокеанский мусороворот" (PacificTrashVortex) и пр7. По-русски его иногда называют также "мусорным айсбергом". Мусороворот собирает мусор из прибрежных вод Китая, Японии, США и Канады и постепенно перемещает его к своему центру, где отходы и остаются. Этот центр – своего рода отстойник Тихого океана. Веками сюда сносился всякий хлам – трупы животных, водоросли, древесина, обломки кораблей. С 50-х годов прошлого века, когда и был изобретен пластик, пятно разрослось до небывалых размеров. Постепенно пластмассы становилось все больше, и сегодня она составляет около 90 процентов всей массы Пятна. По оценкам ученых, в настоящее время масса мусорного острова составляет более трех с половиной миллионов тонн. В 2001 году масса пластика превышала массу зоопланктона в зоне острова в шесть раз
Существование большого тихоокеанского мусорного пятна было предсказано в публикации 1988 года, изданной Национальным управлением по исследованию океанов и атмосферы США. Прогноз основывался на данных, полученных на Аляске в период между 1985 и 1988 годами. Измерение количества дрейфующего пластика8 в поверхностных водах северной части Тихого океана выявило, что в областях, подвластных определённым океаническим течениям, скапливается много мусора. Данные по Японскому морю позволили исследователям предположить, что подобные скопления могут быть обнаружены в других частях Тихого океана, где преобладающие течения способствуют образованию относительно спокойной водной поверхности. В частности, учёные указали на Северо-Тихоокеанскую систему течений.
Однако первооткрывателем Мусорного пятна считается американский яхтсмен, капитан флота Калифорнии и океанолог Чарльз Мур. В 1995 году он решил посетить на собственной яхте Гавайские острова, а чтобы срезать путь, поплыл из Аляски напрямик. Спустя какое-то время Мур понял, что заплыл на самую настоящую помойку. «Всю неделю вода вокруг была полна пластикового хлама, – рассказывал молодой человек. – Я не верил глазам: как люди могли засорить такую огромную территорию? Мы плыли и плыли по этой помойке, и конца ей не предвиделось…» Плавание среди сотен тонн бытовых отходов произвело на американца такое сильное впечатление, что он всю свою последующую жизнь посвятил защите экологии Тихого океана. Мур сообщил о своей находке океанографу Кертису Эббесмейеру (англ. Curtis Ebbesmeyer), который впоследствии назвал эту область Восточным мусорным континентом.
С середины 2000-х годов штормы каждую зиму начали выбрасывать на пляжи островов Ниихау и Кауаи, из группы Гавайских, огромные груды мусора, что приводило к гибели сотен птиц и морских черепах. С тех пор деятельность Мура и его сподвижников приобрела в Америке большую популярность. К его мнению стали прислушиваться.
Океанологи опасаются, что свой вклад в увеличение мусорного «континента» скоро внесет недавнее японское девятибалльное землетрясение. Цунами, последовавшее за ним 11 марта 2011 года, смыло с побережья сотни миллионов тонн мусора. Из них на плаву в настоящее время находится, по приблизительным подсчетам, около 20 миллионов тонн.
1.1.5.Другие пятна. Великое Мусорное пятно – не единственное в своем роде. Насчитывается 5 основных «проблемных зон». Первая – Тихоокеанская, о ней уже велась речь. В Атлантике скопления мусора наблюдают между 38-й и 22-й параллелью в Северном полушарии и между Бразилией и центральной Африкой. Еще один мусорный континент простирается от Мадагаскара до Шри-Ланки и Кокосовых островов. В январе 2010 года, члены организации «5 Водоворотов» отправились в экспедицию для проведения исследований в северной части Атлантического океана.
Похожий остров мусора можно встретить и в Саргассовом море — это часть знаменитого Бермудского треугольника. Раньше ходили легенды про остров из обломков кораблей и мачт, который дрейфует в тех водах, теперь деревянные обломки заменились на пластиковые бутылки и пакеты, и в настоящее время мы встречаем самые настоящие мусорные острова. По данным GreenPeace, ежегодно в мире производится более 100 млн тонн пластиковых изделий и 10% из них в конце концов попадает в мировой океан. Мусорные острова растут с каждым годом всё быстрее и быстрее.
1.1.6. Роль России в загрязнении пластиком. Сразу возникает вопрос: существует ли проблема загрязнения океана со стороны России? Ответ: да, как и другие могущественные державы, Россия внесла свой вклад в пластиковую катастрофу, правда, в меньшей степени.
В России 696 предприятий по производству пластиковых изделий*. На Кольском полуострове пляжи завалены тысячами тонн отходов, приплывших вместе с водами Гольфстрима из Европы. «Проблема океанского мусора актуальна и для России. В целом же, отходы валяются везде. Эти отходы приплывают к берегам России с водами Гольфстрима из Европы — рассказывает РБК daily координатор программ по климату и энергетике Всемирного фонда дикой природы WWF Алексей Кокорин»13. «Что там Кольский полуостров! — заявил РБК заместитель директора по научным вопросам Института географии РАН Аркадий Тишков. — Все арктическое побережье представляет собой великую помойку. Многие северные поселки породили вокруг себя многокилометровые свалки. Причина тому — невозможность вывозить отходы. Если во время северного завоза приходит топливо в бочках или бутылки, то после употребления пустая тара остаются на местах. Их не вывозят, потому как слишком дорого, и просто бросают рядом с жильем. Нездоровая экологическая обстановка сложилась и на Черном море. Несколько полноводных рек выбрасывают в акваторию моря сотни тонн твердых бытовых отходов ежедневно. И поставщиками его являются все прибрежные государства»14.
1.2.Проблемы, вызванные загрязнением.
1.2.1. Список проблем. Общая характеристика.
Мы выделили наиболее существенные, на наш взгляд, проблемы, которые создает пластиковый мусор:
Таблица 1. Список проблем, вызванных загрязнением
Мирового океана пластиком
|
№ |
Проблема |
Последствия |
|
1 |
Пластик подвергается фотодеградации, т.е. со временем он разлагается под действием фотонов света, но, в отличие от других веществ, пластик не распадается на новые вещества, а только на более мелкие частицы, оставаясь полимером в своём строении. |
Эти мелкие частицы, "нурдлики" ("чешуя русалки") как их обозвали иностранные экологи, накапливаются в почве, в составе планктона, погружаются на дно океана, включаются в пищевые цепи. |
|
2 |
Взвесь пластиковых частиц напоминает зоопланктон, и медузы или рыбы могут принять их за пищу. |
Большое количество долговечного пластика (крышки и кольца от бутылок, одноразовые зажигалки) оказывается в желудках морских птиц и животных, в частности, морских черепахах и черноногих альбатросов. |
|
3 |
В природе нет организмов и механизмов, что могут переработать пластик.( в 2012 году ученые установили, что грибок вида Phanerochaetechrysosporium способен разлагать пластик, однако процесс слишком медленный для разложения в-ва в таком кол-ве). |
Не подвержен разложению, значит подобный способ решения проблемы не подойдет. |
|
4 |
Пластик лёгок. |
Выброшенный мусор (пакеты, бутылки, крышки, зажигалки, палочки от чупа-чупсов) активно смывается водой, накапливается в реках и выносится в открытый океан, где увлекается течениями и скапливается в особых зонах, прозванных "континентами мусора". |
|
5 |
Пластик прозрачен, что делает его невидимым для спутников. |
Это делает сложным обнаружение пятен. |
|
6 |
Пластик тяжело и невыгодно перерабатывать. |
Поэтому перерабатывается по сортировке мусора далеко не всё. Вопрос: если даже выловить мусор из океана, что делать с ним? |
|
7 |
Загрязняет прибрежную зону |
Прибрежный мусор наносит вред прибрежным видам животных, разрушая места их обитания → сокращение численности популяций морских птиц и животных. |
|
8 |
Служит средой обитания многим микроорганизмам, опасным для людей |
При выбросе пластика на сушу вероятность заражения повышается. |
|
9 |
Мусор застревает между винтами и килями кораблей, что делает их обслуживание дороже |
Повышение стоимости очистки мест от мусора. |
|
10 |
Пластик наносит вред животным тремя путями. Прямой: черепахи, птицы, рыба принимает пластиковый мусор за еду. |
Наевшись пластика, животные умирают от отравления или гормональных изменений. Также, запутавшись в пластиковом кольце или пакете, животное может задохнуться или утонуть. |
|
11 |
Опосредованный: пластик аккумулирует растворённые в воде ядовитые вещества. Плавающие отходы могут впитывать из воды органические загрязнители, включая ПХБ (полихлорированныебифенилы), ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан) и ПАУ (полиароматические углеводороды). Через поедание "нурдликов". |
Эти яды включаются в пищевую цепь, всё больше концентрируясь вверх по звеньям. Сперва количества яда может быть недостаточно, чтобы убить рыбу, но его будет достаточно, чтобы убить орла, съевшего десять таких рыб. |
|
12 |
Долговременный: мусор сам выделяет ядовитые вещества, меняя состав вод, в котором накапливается. |
Некоторые из этих веществ не только токсичны15 — их структура сходна с гормоном эстрадиолом, что приводит к гормональному сбою у отравленного животного16. |
|
13 |
Может в конце концов слиться с радиоактивными течениями с Фукусимы. |
Превратившись в гигантское радиоактивное пятно |
Масштабы загрязнения океанов пластиком огромны и всеобъемлющи. За один век мы так загрязнили пластиком Землю, что отчистить её не представляется возможным. Единственное что можно сделать - остановить поступление нового пластика. Из-за обилия гниющей массы вода в этом районе насыщена сероводородом, поэтому, например, Северо-Тихоокеанский водоворот крайне беденжизнью — здесь нет ни крупных промысловых рыб, ни млекопитающих,ни птиц. Никого, кроме колоний зоопланктона. Поэтому сюда не заходят и промысловые суда, даже военные и торговые корабли стараются обходить стороной это место, где почти всегда царит высокое атмосферное давление и зловонный штиль. Пластиковый мусор опасен ещё и тем, что морские животные, зачастую, могут не разглядеть прозрачные частицы, плавающие по поверхности, и токсичные отходы попадают им в желудок, часто становясь причиной летальных исходов.
1.2.2. Последствия для животных. «Ненужные пакеты и бутылки становятся причиной смерти ни в чем не повинных морских жителей. В Австралии за 10 лет использовано почти 14 млн. тонн пластика, то есть в год на каждого жителя «зелёного континента» приходится в среднем по 63 кг. Тысячи тонн пластика, выброшенные в утиль, рано или поздно доходят до моря… Рыболовная сеть с мусором – смертельная ловушка для морских жителей.» Крупные млекопитающие часто запутываются в сети, попадающиеся среди пластика, и умирают от голода или удушения. «Несмотря на штраф в размере 22 тыс. австралийских долларов (19,7 тыс. долл. США), который будет выписан любому человеку, сбрасывающему мусор в море, Национальному парку Большой Барьерный риф всё сложнее бороться с возрастающими горами мусора — как пластикового, так и от брошенных рыболовных снастей. Между прочим, этот объект включен в список Всемирного наследия ЮНЕСКО. Человеческая беспечность неизбежно ставит под угрозу дикую природу Австралии...» - вот что пишет по этому поводу Олег Абарников на примере Австралии.17
«Попавший в воду мусор сейчас представляет реальную угрозу для жизни морских обитателей, — сетует руководитель по морской программе Всемирногофонда дикой природы Лидия Гибсон. — Пластик, который разлагается очень медленно, морские животные часто принимают за пищу. Гибкие полимерные отходы, в частности, пакеты, блокируют дыхательные пути и пищеварительный тракт таким животным как киты, дельфины, тюлени, тупики, черепахи. Бывает, что остатки упаковки душат морских животных».
Представитель TotalEnvironmentCentreДжеффЭнджел рассказывает: «Полимеры легче, чем тяжёлые отходы, такие как древесина и бетон, но они обладают более разрушительным действием. Если мы выбросим в море кирпич, он будет лежать на дне, а пластик пустится в плавание. Ассоциация производителей полимерной и химической промышленности Австралии (Plasticsand Chemical Industries Association) утверждает, что Австралия ежегодно потребляет около 1,5 млн. тонн пластика, но их данные не точные, так как не включают пластиковую упаковку и пленку от товаров, которые импортируемых в страну. Представители ассоциации считают эти сегменты несущественными. И их показатели по утилизации также неверны». По данным Plastics and Chemical Industries Association, в Австралии вторично используется 18% всех пластмасс и 36% полимерной упаковки. Второй показатель недавно упоминался как рекордный для страны. Но по данным Энджела, реальные показатели не превышают значений в 12—15 % и 30 % соответственно18
Австралийское Министерство по вопросам окружающей среды считает, что загрязнение морских вод привело к накоплению токсичных веществ в организмах морских млекопитающих. Желудок редкого 8-метрового кита полосатика Брайда, которого нашли возле Кэрнса19 на севере штата Квинсленд, оказался забит пластиком. Суммарная площадь поверхности пакетов из супермаркетов, использованной упаковки, трёх больших кусков пластика и фрагментов мешков для мусора, которые нашли в желудке у животного, составила 6 кв. м. А молодые зелёные черепахи, найденные мёртвыми возле Брисбена, «объелись» более чем 50 видами отходов из пластика. Устрашающее «меню»: пластиковые мешки, плёнка, нейлоновая верёвка, обёртки от конфет, воздушные шарики.
С другой стороны, некоторые виды животных не особенно страдают от мусорных пятен. Моллюски20 и анемоны вполне комфортно живут, прикрепившись к веревкам и бутылкам. Одни животные умирают, другие наоборот, процветают. Такие виды морских обитателей, как водомерки, крабы, моллюски, вполне комфортно себя чувствуют среди пластмассы. Их популяция увеличивается, что может повлиять на экосистему океана.
Программа ООН по окружающей среде утверждает, что полимерный мусор приводит к гибели более 1 млн. морских птиц и свыше 100 тыс. морских млекопитающих в год.
Личное мнение автора таково, что со временем пластик может войти в морские экосистемы и выступать в качестве пищи и среды обитания некоторым видам животных. Это видно уже сейчас, когда не только бактерии, но и более крупные формы жизни приспосабливаются к новой среде. Кроме того, такой образ жизни спровоцирует мутации, и появятся если не новые типы (для этого нужно продолжительное время, возможно большее, чем мы потратим на решение описываемой проблемы, а возможно большее, чем человечество просуществует с подобными темпами и направлениями развития), то узкоспециализированные и/или идиоадаптированные виды организмов.
1.2.3. Проблема с точки зрения микробиологии. Ещё одна важная проблема - вибрионы могут попасть и в морепродукты для людей. Дело в том, что бактерии тоже нуждаются в питательных веществах, а потому в открытом море они неминуемо вступают в конкурентную борьбу за ограниченные ресурсы с зоопланктоном. Это не может не оказывать влияние на сложившиеся здесь пищевые цепочки.
Есть и ещё одно тревожное обстоятельство: как оказалось, на пластиковом мусоре часто встречаются колонии бактерий, относящихся к роду вибрионов. Между тем, среди представителей этого рода есть виды, патогенные для рыб, для ракообразных, для головоногих моллюсков, а также для человека. К этим последним относится, например, возбудитель холеры. Поэтому не исключено, что пластиковый мусор способствует распространению в море инфекционных заболеваний.
«Мы знаем, что рыбы очень часто заглатывают кусочки пластика, — говорит профессор Зеттлер. — Это делает возможным попадание патогенных бактерий и органических загрязнителей в пищевую цепочку, в конце которой находится человек. Я не собираюсь сеять панику и утверждать, будто налицо очевидная угроза для здоровья. Но совершенно ясно, что эта проблема требует углублённого изучения. Тем более что пока мы знаем о ней крайне мало».
Свою ближайшую задачу профессор Зеттлер и его коллеги видят в том, чтобы изолировать из биоплёнок на пластиковом мусоре как можно больше разных вибрионов, культивировать их на питательной среде и посмотреть, имеются ли среди них возбудители опасных болезней.21
Глава II. Война с пятном. Глобальная борьба.
2.1.Предложения экологов.
Самое печальное – никто не знает, что делать с Пятном, как с ним бороться. Оно находится в нейтральных водах, а значит, мусор – ничей. Мур и другие экологи призывают ограничить применение пластика, перейти на биологические материалы.
По подсчётам Дэвида де Ротшильда, эколога-океанографа, на расчистку свалки потребуется минимум 4 млрд. долларов, и это не считая затрат на ликвидацию донных отложений. Одна из идей Ротшильда – перерабатывать здешний мусор на какие-то нужные пластиковые вещи, и продавать их с «экологической наценкой». Сам эколог уже сделал себе яхту из 12,5 тысяч пластиковых бутылок, выловленных из океана. 22
В 2008 году Ричард Оуэн, строитель-подрядчик и инструктор-подводник, организовал Коалицию по очистке окружающей среды (ECC), занимающуюся проблемами загрязнения севера Тихого океана. Организация ECC призывает сформировать флот кораблей для расчистки акватории и открыть лабораторию GyreIsland по переработке мусора.
В 2009 году учёным-океанографом доктором МаркусомЭриксеноми Анной Камминс был образован «Институт пяти водоворотов». Институт изучает проблемы загрязнения Мирового океана, уже обнаруженные мусорные пятна, а также ищет новые.
2.2. Методы борьбы.
Следует отметить, что мусорные пятна – залежи неиспользуемого материала, которые можно применить в производстве. Пластиковые отходы должны перерабатываться, поскольку при сжигании пластика выделяются токсичные вещества, а разлагается пластик за 100—200 лет. Но пластики тяжело перерабатывать. Продукция, сделанная из них, не может быть переплавлена для новой формовки, и их переработка, как правило, заключается в размалывании или растворении в специальных реактивах (которые очень дороги и токсичны). Способы переработки пластика: • Пиролиз23 • Гидролиз24 • Гликолиз25
2.2.1. Разложение пластика. В декабре 2010 года Ян Байенс и его коллеги из университета Уорика предложили новую технологию переработки практически всех пластмассовых отходов. Машина26 с помощью пиролиза в реакторе с кипящим слоем при температуре около 500°С и без доступа кислорода разлагает куски пластмассового мусора, при этом многие полимеры распадаются на исходные мономеры. Далее смесь разделяется перегонкой. Конечным продуктом переработки являются воск, стирол, терефталевая кислота, метилметакрилат и углерод, которые являются сырьём для лёгкой промышленности. Применение этой технологии позволяет сэкономить средства, отказавшись от захоронения отходов, а с учётом получения сырья (в случае промышленного использования) является быстро окупаемым и коммерчески привлекательным способом утилизировать пластмассовые отходы.
2.2.2. Разложение микроорганизмами.Пластики на основе фенольных смол, а также полистирол и полихлорированныйбифенил могут разлагаться грибками белой гнили. Однако для утилизации отходов этот способ коммерчески неэффективен — процесс разрушения пластика на основе фенольных смол может длиться многие месяцы.
Один из интересных способов предложили исследователи университета Висконсина. Учёные обнаружили, что грибки, развивающиеся на древесине, вполне могут разлагать долговечный пластик на основе фенольных смол, широко использующихся в быту и технике. Об этом пишут в журнале Environmental Science &Technology американские исследователи.
Пластики с фенольными веществами представляют собой проблему с точки зрения утилизации. Адам Гуссе (Adam Gusse) и его коллеги из университета Висконсина (University of Wisconsin - La Crosse) обратили внимание на то, что структура молекулы лигнина (основного вещества древесных клеток) очень схожа со структурой фенольных смол. Такой факт позволил предположить, что разрушить молекулы этих разных веществ вполне можно одинаковым способом — с помощью древесной белой гнили.
Было изучено несколько видов этого грибка и их взаимодействий с фенольными смолами. Как оказалось, Phanerochaete chrysosporium, чрезвычайно активно перерабатывает пластик, за несколько дней меняя свой состав: ряд «контрольных» изотопов, содержащихся в пластике, авторы работы позже обнаружили в микроорганизме. Также «едоки» оставили углубления на исследуемом материале.
Гуссе полагает, что можно данная разновидность грибка может применяться при утилизации отходов. Однако эта идея пока что далека от воплощения в жизнь: по-видимому, процесс разрушения пластика на основе фенольных смол может длиться многие месяцы, оказываясь в результате коммерчески неэффективным. И всё же учёные продолжают исследования «пищевых пристрастий» белой гнили. Например, они уже выяснили, что этот грибок может разрушать и другие виды пластика, например, полистирол и полихлорированный бифенил27.
2.2.3. Небылавый проект Сербии28. Сербские архитекторы МилорадВидоевич, МилицаПихлер и Елена Пукаревич для борьбы с накопившимся мусором предложили использовать сам пластик: строить подводные небоскрёбы из пластика, которые будут заниматься утилизацией отходов. Предполагается, что плавающие фабрики, перерабатывающие мусор, будут иметь надводную часть, где расположится жилье для персонала и подводную конусообразную часть, где в топливный газ будет перерабатываться мусор. И используя подогрев топливного фильтра газ можно использовать не только для поддержания плавучих заводов, но и на материки доставлять и применять с пользой для населения. Но идея ещё далека от претворения в жизнь.
2.2.4. Ocean Cleanup Array29.Гораздо более реалистичный, уже начавший свое существование проект разработан 19-тилетним студентом БоянаСлата – Ocean Cleanup Array. По словам автора, эта установка способна в сравнительно короткие сроки очистить все моря и океаны.
Ocean Cleanup Array представляет собой перерабатывающую платформу, окружённую цепью плавучих пилонов. Принцип действия прост: загрязнённый участок с перерабатывающей платформой посередине окружается плотным кольцом пилонов, после чего они начинают сходиться по направлению к платформе, таким образом загоняя в неё пластиковые отходы.
Внутри перерабатывающей платформы отходы тщательно отфильтровываются от планктона и прочих живых организмов и складируются в хранилища для последующей утилизации.
Простота и эффективность данной системы открывают большие перспективы в сфере защиты окружающей среды.
Свой проект Боян начал разрабатывать ещё в школе, и вскоре стал обладателем нескольких наград. В 2012 году он участвовал в конкурсе Дельфтского Технологического университета и получил приз за лучший технический дизайн проекта. Ещё через несколько месяцев БоянСлат представил свою работу с некоторыми улучшениями на TEDxDelft-2012. Работа юного инженера прекрасно контрастировала с представленной здесь же фотовыставкой Кима Престона, посвящённой загрязнению океана.
Эксперты-экологи утверждают, что это маленькое экологическое чудо в перспективе позволит раз и навсегда решить проблему загрязнения мирового океана, а также поспособствует спасению сотен морских обитателей. К тому же, это позволит сэкономить значительные суммы денег, расходуемые ежегодно на очистку морей и океанов.
Боян Слат считает, что качественной очистке океанских вод препятствует отсутствие карт скопления мусора – он рассеивается на миллионы километров по всей поверхности. С появлением пилонов мусор начнёт собираться вдоль них, что позволит отмечать области глобального загрязнения и организованно их зачищать. Слат убеждён, что настало время задуматься о сокращении применения в быту одноразовых пластмассовых изделий (посуды, упаковок и т.п.) и, конечно же, о важности переработки отходов.
Предварительные подсчёты экспертов весьма обнадёживают: с применением OceanCleanupArray процесс полной очистки океана от мусора займёт около 5 лет. Это настоящий экологический прорыв30!
2.2.5. Борьба на государственном уровне. Отличный способ извлечь выгоду из ненужных отходов показывают японские власти. В Стране восходящего солнца из них строятся настоящие искусственные острова. Отходы перемалываются в мелкий «песок» и ссыпаются в заранее подготовленные упорные конструкции. Острова получаются пригодными для жизни. На них возводятся высотные здания и вся городская инфраструктура. Япония в 60-х годах ХХ века построила портовый городОдайба31. В Токийском заливе вырос остров Юмэносима, на котором построены стадион, музей, теплицы и парк. На строительство острова потребовалось почти 10 лет.
Арабский проект называется "The Palm" ("Пальма") 32и состоит из трех островов, каждый из которых напоминает очертаниями пальму. Первый остров Jumeirah, начали заселять с 2010 года.
Глава III. Что можем сделать мы?
Поддержка жителей неприбрежных зон.
Пора поговорить о том, каким образом тема Мусорных Пятен касается нас, жителей России в целом и Нижегородской области в частности. Ведь мы, нижегородцы, не имеем выхода к морю. Дает ли это обстоятельство право на бездумное использование пластика? Конечно, нет. Речная сеть области густа и включает свыше 9000 рек и ручьев. По её территории протекают крупнейшие реки европейской части России — Волга и её правый приток Ока. В нижегородском Заволжье протекают левые притоки Волги — Ветлуга, Керженец, Узола, Линда. В правобережье протекают притоки Волги и Оки. А, как известно, все реки текут в моря. Получается, от нас, жителей центральной полосы России, зависит и состояние Мирового океана. Часто недооценка бездействия ведет к губительным последствиям для природы, поэтому нам необходимо активно принимать участие в её спасении.
3.1.1. Что в наших силах? Из этого следует вывод, что нам следует как можно меньше использовать пластиковые предметы и по возможности долго применять таковые в хозяйстве. Также автор считает необходимым проводить уборку городских улиц и лесов, берегов рек, а также озер, ведь проблема загрязнения пластиком характерна не только для таких огромных водных пространств, как моря и океаны. Многие озера загрязнены, что мешает их обитателям полноценно жить. Организация субботников – наиболее эффективная борьба с загрязнением.
3.1.2. Социальная сторона экологии. Сопротивление как помеха осознания важности борьбы с загрязнением. Но, к сожалению, во многих школах нашего города полноценный субботник организовать довольно тяжело. Основная проблема такой уборки, по убеждению автора, в её принудительной форме, если говорить о школьном мероприятии. Когда детей заставляют что-то делать против их желания, это не приводит к ожидаемым результатам. Любое давление на человека ведет к отторжению, желание работать пропадает. Все дело в сопротивлени, «дух противоречия» — когнитивном искажении, проявляющемся в потребности делать нечто противоположное тому, что некто побуждает вас делать, из-за потребности противостоять кажущимся попыткам ограничить вашу свободу выбора. Говоря простыми словами, как бы ни был высок долг борьбы за окружающую среду, люди не захотят исполнить его до тех пор, пока сами и только сами не поймут и не захотят это сделать. Десять волонтеров уберут квадратный километр лучше, чем сто человек, которых заставляют убирать, двести метров. Хотелось бы отметить, что с подобным случаем автор столкнулся в США, где в супермаркетах людям на выбор предлагают бумажные или пластиковые пакеты, и каждый сам выбирает свой путь. Это хорошо действует на людей и они, в основном, выбирают бумажные пакеты.
Здесь открывается социальная сторона экологии - людям для осознания своих ошибок необходимо экологическое просвещение, им важно знать, зачем они это делают.
3.1.3. Деятельность автора проекта и её школы33.Поэтому в родной школе автора, МБОУ «Гимназия№38» (где раз в год проводится уборка близлежащего леса и озера и два раза в год - уборка пришкольной территории), детям дают право выбора – идти или нет на уборку. Предварительно с учениками проводятся классные часы на тему загрязнения окружающей среды. Только так, с чувством коллективизма, осознания важности события, дети убирают лес, а заодно учатся помогать природе и любить её.
В помощь окружающей среде автор принимает участие в подобных собраниях и сам организует субботники, на которые могут явиться все желающие. Это существенно помогает очистить лес и озеро, находящиеся рядом с Гимназией.
3.1.4.Оригинальное применение пластиковых изделий в хоз-ве с целью продления службы пластика. Рассмотрев проблему с социальной точки зрения, нельзя забывать и о практической, а именно: как сократить потребление пластиковых изделий и продлить срок их служения? Во-первых, нужно стараться покупать продукты в эко-обертке – переработанной бумаге или биоразлагаемых пакетах. Не так давно воронежская экологическая компания «Бриз», созданная молодыми учеными, объявила о завершении работ над очередной «уникальной безвредной технологией» для пакетов и пленок. Заявленные ими характеристики новых материалов выглядят весьма амбициозно: пленки и пакеты, созданные по воронежской технологии, полностью разлагаются в течение нескольких месяцев. Пакеты будут производиться на основе полимеров, созданных с использованием отходов сахарной свеклы, крахмала, др. продуктов. Такая продукция – прекрасная замена пластику.
Если же вам все-таки приходится приобрести что-либо из пластмассы, постарайтесь использовать такой товар как можно дольше. Существует огромное количество способов применения пластиковых бутылок, боксов, канистр в быту. Мы попытались воплотить такой подход к решению проблемы, и вот что вышло.34
Сегодня в Нижегородской области проводятся проекты по сбору и утилизации пластика. Один из таких проектов принадлежит музею «Кварк»35
3.1.5. Привлечение внимания к проблеме с эстетической точки зрения. Также очень важно взглянуть на проблему с морально-этической и эстетической точки зрения. Так, например, проблема Мусорных пятен столь остра, что нашла свое отражение в искусстве. Датский художник МаартенванденЭйнде (MaartenvandenEynde) , собирающий материал для постройки рифа из пластика, собранного в океане. Риф должен быть 40 метров в длину и 10 метров в ширину (131×33 фута). Он не был разочарован. Экспедиция собрала 876 фунтов пластика, некоторый пластик собрали на пляжах Виргинских и Бермудских островов, но большинство достали в открытом океане. Автор проекта так же хотел бы раскрыть свое отношение к загрязнению окружающей среды. В приложении вы можете прочитать стихотворение, написанное в 2010 году, на эту тему.36
3.1.6. Чем может помочь государство? Конечно, наивернейший способ защиты окружающей среды – введение соответствующих законов и контроль за их исполнением. Например, государство может ограничить производство пластиковых пакетов и обеспечить субсидиями предприятия, заинтересованные в совершенствовании производства с экологической точки зрения и готовые отказаться от некоторой части пластика, используемого ими.
Выводы
Заключение
Дорогие Земляне! Все в наших руках. Будущее – наш выбор. Сегодня нужно решать, как бороться с такой глобальной проблемой, как загрязнение пластиком и Великие мусорные пятна. Пластиковые острова растут быстрее, чем можно предположить, проблема никуда не исчезает. Стоит ли ждать, пока весь океан покроется мусором, стоит ли принимать загрязнение как норму, необратимую реальность? Наш ответ: нет, необходимо бороться за сохранение общелюдской Родины – Земли. Никогда не следует забывать принципы Хартии Земли:
«I.4.Сохранять богатство и красоту Земли для настоящего и будущих поколений. Признавать, что свобода действий каждого определяется нуждами будущих поколений. Передавать будущим поколениям ценности, традиции и институты, которые обеспечивают процветание людей и экологических сообществ на Земле.»
Если мы хотим, чтобы наши дети радовались синеве могучих океанов, нам придется сдержать человеческое пресыщение и взять на себя ответственность за очистку Голубой Планеты.
Список использованной литературы и Интернет-ресурсов.
Приложение 1.
Страницы русского (1) и американского (2 с переводом от автора) выпуска журнала Инфографика. Рубрика – экология.
Рис 3. На карте изображено Великое Мусорное Пятно Северной части Тихого океана.
Рис.4. 5 Водоворотов.
Рис 5. Дом, снесенный в океан во время наводнения.
Рис.6. Эти птенцы альбатроса умерли в результате того, что родители кормили еих пластиком.
Рис.7-8 Черепаха и птица, запутавшиеся в полиэтиленовых пакетах.
Рис.9. Черепаха, в детстве попавшая в кольцо от бутылки
Рис10. Люди заплывают в Великое Мусорное Пятно.
Рис.11. Мусор прибило к берегу.
Рис.12. 8-метровоый кит полосатикБрайда.
Рис. 13. Двустворчатые моллюски живут на пластиковых бутылках.
Рис.14. Машина Яна Байенса.
Рис 15. Проект Сербии.
Рис16. Ocean Cleanup Array.
Рис. 17. Остров Одайба, построенный на пластиковом мусоре.
Рис 18. Один из 3-х островов проекта "ThePalm"
Рис. 19. Решения для вторичного использования пластика. Сумка из дискет и кормушка для птиц.
Рис. 20. Ученики Гимназии №38 г.Дзержинска убирают лес.
Рис 21. Вырезка из газеты. Заметка об эко-проекте музея «Кварк»
Приложение 2.
Стихотворение «Почему плачет небо»
Грустная погода... Нет на ней лица.
Больше нам не слышно пения скворца,
И не пролетают бабочки вокруг,
Звуки умирают, и безмолвен луг.
Солнышко пропало в пелене небес.
С дерева устало луч последний слез.
Хоть и серо небо, душно на земле.
Поле пышет жаром, как угли в огне.
Но известно малым, взрослым, старикам:
В омуте спокойном место есть чертям.
Так же здесь, ведь вскоре дождь заморосил,
На сухое поле ветер напустил.
Плакал долго, тихо, слёз сдержать не мог,
Намочил он землю, струйками потёк,
А потом и вовсе ливнем дождик стал,
Горькими ручьями поле поливал...
Почему же плачут эти облака?
Потому что видят всё издалека!
Видят, как мальчишка фантик бросил в пруд,
Видят, как ребята листья с дуба рвут,
Видят, как строитель дерево срубил,
Видят, как охотник соловья убил.
Смотрят: заточили травку под бетон –
Будет здесь дорога, а подальше - дом.
Смотрят: вырубают липовый лесок,
Видят, как из липок каплет белый сок,
Как из труб заводов валит едкий дым,
С фабрики отходы по реке за ним...
***
Почему же плачут эти облака?
Им природу жалко. Им одним пока...
Но стихает дождик, замирает звон:
Вспомнил на минуту о прекрасном он:
Существуют люди, любящие лес,
С ними ясно будет зарево небес!
И животных любят: рыбок, птиц, зверей,
Любят незабудки, даже хищных змей!
Обожают в травке полежать с часок,
Соловья попросят: "Спой нам, голосок!"
Плачут вместе с небом, с солнышком встают
Поделиться хлебом с птицами вокруг...
...Только с мыслью этой Дождик перестал,
Ведь с людьми такими Мир чуть лучше стал!
Неводова Елизавета 2010
2 http://5gyres.org/what_is_the_issue/the_problem/ The Problem - 5 Gyres - Understanding Plastic Pollution Through Exploration, Education, and Action
3 http://www.ecoorg.ru/cgi-bin/index.cgi?page=musornye-pjatna – Большое Мусорное Пятно
4Глобальная Позиционирующая Система для проведения исследований
5 http://elenaplast.ru/vidi-plastikov/blog - виды пластиков. Физические свойства пластиков.
6 см. приложение рис.3
7 http://tainy.net/45697-musornaya-planeta.html - Мусорная планета
8 ↑ Day, Robert H.; Shaw, David G. &Ignell, Steven E. (4), «Quantitative distribution and characteristics of neustonic plastic in the North Pacific Ocean. Final Report to US Department of Commerce, National Marine Fisheries Service, Auke Bay Laboratory. AukeBay, AK» (published 1988), сс. 247–266
9«Попадая в поверхностные слои океана, пластик распространяется течениями и ветрами. Так, пластик, попадающий в воду в Японии, уносится на восток Субарктическим течением (в субарктических водах) и течением Куросио (в промежуточных водах, Каваи 1972; Фэйворитetal. 1976; Нагатаetal. 1986). Таким образом, мусор перемещается из зон с высокой концентрацией в зоны с низкой концентрацией. Вдобавок к этому, экмановское трение — ветровая циркуляция океана — смещает весь водный массив к промежуточным водам (см. Родин 1970: фиг. 5). Из-за конвергентной природы слоя Экмана, в промежуточных водах плотность загрязнения обычно высокая. К тому же, слияние течений в Северо-Тихоокеанской системе (Масузава, 1972) должно и там приводить к высокой концентрации мусора.» Day, etc… 1988, p. 261 (Emphasisadded)
10 См. прилож. рис. 4
11 http://dive-site.org/home/1-2011-03-28-16-41-32/248-hawaii-faces-an-environmental-catastrophe-20-million-tons-of-debris-close-to-the-japanese-islands.html - «Гавайям грозит экологическая катастрофа»
12 см. прилож рис 5
13 http://rbcdaily.ru/autonews/562949979045908 - РБК daily, статья «океаническая свалка» - автор – Владимир Гаврилов
14 http://www.igras.ru/direction - Институт географии РАН; Тишков Аркадий Александрович
15 Moore, Charles. Across the Pacific Ocean, plastics, plastics, everywhere, Natural History Magazine (November 2003).
16: 1 2 Moore, Charles. Great Pacific Garbage Patch, Santa Barbara News-Press (2 октября 2002).
17 См. рисунки 6-11 в приложении
18 http://www.upakovano.ru/articles/2622 - «Смертельный пластик, бытовые отходы и загрязнение мирового океана» - статья Олега Абарникова
19См рис. 12 в прилож.
20 См. прилож рис 13
21 http://www.dw.de/пластисфера-новая-угроза-человечеству/a-17025312 - Пластисфера - статья Владимира Фрадкина. Редактор Дарья Брянцева. Опубликовано 19.08.2013
22 http://puligon.mybb.ru/viewtopic.php?id=69 – Экология. Пятый рукотворный океан. Автор: Альберт Фельдман.
23Пиролиз (от др.-греч. πῦρ — огонь, жар и λύσις — разложение, распад) — термическое разложение органических и многих неорганических соединений. В узком смысле, разложение органических природных соединений при недостатке кислорода (древесины, нефтепродуктов и прочего).
24Гидро́лиз (от др.-греч. ὕδωρ — вода + λύσις — разложение) — один из видов химических реакций сольволиза, где при взаимодействии веществ с водой происходит разложение исходного вещества с образованием новых соединений.
25Глико́лиз (фосфотриозный путь, или шунт Эмбдена — Мейерхофа, или путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса) — ферментативный процесс последовательного расщепления глюкозы в клетках, сопровождающийся синтезом АТФ.
26 См. пролож. рис.14
27 Белая гниль разрушает долговечный пластик (рус.). Membrana (7 июня 2006).
28 См. прилож. рис 15
29См прилож. рис 16.
30 http://ecofriendly.ru/ocean-cleanup-array-pererabatyvayushchaya-ustanovka-dlya-ochistki-okeanov-ot-plastika - OceanCleanupArray – перерабатывающая установка для очистки океанов от пластика Опубликовано Radost в 13 Июль, 2013 - 09:19
31 См. прилож. рис 17
32смприлож рис 18
33См рис. 20 приложения
34 См. прилож. рис 19.
35 См. прилож. рис 21. Городская рекламная газета «Арена» #50/222 за 27 декабря 2013. «Вырастим вместе необычную ёлку»
36 См. прилож. 2