III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ЭКОНОМИЯ БУМАГИ КАК ОДИН ИЗ ФАКТОРОВ СОХРАНЕНИЯ СЕВЕРНОГО ЛЕСА
Козловская М.Д.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF



Сердце дерева в бумаге,

Это грустно и печально.

В каждом листике бумаги

Слышен сердца стук прощальный.

Сердце дерева в бумаге –

Поскорей очнитесь, люди!

Если вы не прекратите,

Сгинет лес, и вас не будет!

Слагина Маргарита, 11 лет

Введение

Тема нашей работы связана с тем, что согласно статистическим данным потребление бумаги с каждым годом возрастает на 20%. Каждые 12 минут офисный работник использует один лист формата А4, а это значит, что 45 – 90 кг бумаги на одного человека ежегодно выбрасывается в мусор. Ежедневно в школьных урнах оказывается до 5 кг бумажного мусора. Мы, учащиеся, забывая тетрадь, пишем на листочках несколько предложений, безжалостно мнем его, выкидывая в урну…. А учебники – отсутствие бережного отношения к ним уменьшает срок службы в несколько раз…. И вот, снова нужен новый учебник, новая тетрадь, а значит, лесорубам надо рубить еще одно дерево, чтобы изготовить бумагу…. К сожалению, мы не задумываемся, что объемы потребления бумаги напрямую связаны с природными ресурсами и экологическими последствиями [4].

Цель работы – оценить экологические (природные) затраты на производство бумаги.

В соответствии с целью перед нами были поставлены следующие задачи:

  1. Собрать сведения о богатстве родного края, расширить и закрепить знания об особенности лесного промышленного комплекса (ЛПК) Архангельской области. Познакомиться с проблемами ЛПК;

  2. Узнать, как производится бумага, используемая для школьных учебников и тетрадей;

  3. Рассчитать количество леса, необходимое для создания учебников по физике для учащихся 9-х классов МКОУ СОШ №3;

  4. Исследовать какое количество бумаги расходуется нецелесообразно учащимися 9-х классов МКОУ СОШ №3;

  5. Разработать методы и способы экономного использования бумаги в школе, рассмотреть альтернативные способы производства бумаги.

  6. Подготовить материал для проведения беседы на классном часе «Берегите природу».

Объектом моего исследования являются – экологические затраты на производство бумаги. Предмет исследования – экономия бумаги как путь сбережения лесных ресурсов.

Мы использовали следующие методы исследования: анализ, сравнение, вычисление, анкетирование.

Рабочие гипотезы: 1. Население расходует бумаги больше, чем необходимо для процесса обучения и удовлетворения канцелярских потребностей. 2. Если уменьшить затраты в потреблении бумаги учащимся и работникам образовательных учреждений, то можно улучшить экологическую обстановку лесных массивов и сократить энергоресурсы.

Практическая значимость работы состоит в том, что результаты исследований помогут призвать учащихся школы к осознанной экономии бумаги с целью сбережения лесов. Также они могут быть использованы на уроках биологии и классных часах экологической направленности.

  1. Основная часть.

  1. Сведения о богатстве родного края, особенности лесного промышленного комплекса (ЛПК) Архангельской области. Проблемы ЛПК.

Архангельская область – край богатый природными ресурсами.

Главное богатство области - её биологические ресурсы, и в первую очередь леса. Площадь, покрытая лесом, составляет 22,3 млн. га, это больше половины площади области. Общий запас древесины составляет более 2500 млн. м2. В лесах произрастают хвойные (83%) и лиственные (17%) породы деревьев. Среди хвойный деревьев: ель (более 67%), сосна (32%), пихта и лиственница (менее 1%). Среди лиственных деревьев: береза (более 93%), осина (6%), ольха, ивы. Поэтому, развитие области во многом связано с лесной промышленностью.

ЛПК − основа промышленности Архангельской области, в том числе целлюлозно - бумажное производство. В Архангельской области производится: целлюлозы-1.5 млн. тонн. В области работают три крупных целлюлозно-бумажных комбината(ЦБК);ОАО «Котласский ЦБК»(г.Коряжма),ОАО «Архангельский ЦБК»(г.Новодвинск),ОАО «Соломбальский ЦБК»(г.Архангельск). По данным Архангельского областного комитета государственной статистики за 2016 год, они являются одними из крупнейших российских предприятий, производящих целлюлозу. Около трети этого вида продукции в России, а также 20% картона, 10% бумаги приходится на предприятия «архангельского» региона [5].

Но при всех «плюсах» и масштабах производимой продукции, экологические проблемы, связанные с производством бумаги весьма глобальны. ЦБ комбинаты в числе лидеров предприятий, загрязняющих атмосферу и водные ресурсы.

Воздействие на природную среду от функционирующего ЦБК ведется по всем направлениям: выбросы вредных веществ в атмосферу, выпуск в водные объекты значительного количества сточных вод, образование отходов производства, и связанная с этим организация мест для их хранения.

Понятно, что при этом, в первую очередь страдает лес. Вырубки ведутся в районах, имеющих удобное транспортно-географическое положение (железные дороги). Такое расположение приводит к постепенному истощению лесных ресурсов в этих районах.

В поисках информации по данной теме мы наткнулись на статью Марии Тяниной «Битва за лес: экологи против лесорубов»: «Сегодня леса используются истощительным способом. Есть тому живой пример – крупный массив дикой лесной природы Двинско-Пинежского междуречья. Первоначально площадь данной территории составляла 1,15 миллиона гектаров леса. Но всего за 16 лет она сократилась на 27 процентов!, в результате, в том числе, бездумной вырубки» [6].

Также, в статье А. Птичникова и Н. Шматкова (Российское представительство FSC; WWF России) «Лес русского севера под угрозой» указано, что в Архангельской области целлюлоза, необходимая для ЦБК, производится, в том числе, из древесины, заготовленной в результате нерегулируемых и незаконных рубок, которые приводят к уничтожению ценных лесов, мест обитания редких видов растений и животных [7].

  1. Современное производство бумаги.

Бумага настолько прочно вошла в нашу жизнь, что используя ее, мы не задумываемся о ее происхождении и производстве. Этапы производства бумаги представлены в Приложение 1.

Изготовлением бумаги занимается бумажно-целлюлозная промышленность. Самым распространенным является ее производство из дерева. Древесную целлюлозу вырабатывают из дерева лесных пород. На фабрике с дерева обдирают кору, а затем измельчают его на специальных машинах в щепку. Дальше есть несколько способов производства бумаги. Самый простой механический. При этом способе, измельченные щепки смешивают с водой и делают дальнейшую их обработку. В итоге получается бумага не очень высокого качества, которая используется для выпуска газет. Для того, чтобы получить сырье хорошего, высокого качества применяют химический способ его производства. При этом способе щепки отбирают по размеру и варят. Происходит этот процесс с использованием кислоты в специально предназначенных для этого машинах. После варки полученную массу промывают и удаляют посторонние вещества. Полученное сырье подвергают последующей обработке для производства определенного вида бумаги. Для того, чтобы получить писчую бумагу в сырье добавляют клей. Это придает ей водоотталкивающий эффект. Смолы, добавленные в процессе производства, не дают чернилам растекаться, и делают написанное легко читаемым. Бумага, предназначенная для печати, не требует таких добавок, потому что краски, используемые для этого, не имеют водной основы. Чтобы сделать бумагу белой и непрозрачной, сырье окрашивают специальными красителями и пигментами. После всех проведенных операций начинается процесс производства бумаги из бумажного сырья. Машины перемещают полученную кашицу с одного вала на другой, на которых натянута сетка. При этом происходит образование бумажного листа. Вода, которая находилась в сырье, постепенно вытекает через отверстия в сетке. Волокна переплетаются и образуют рулоны. Далее полотно подвергается ряду операций, в результате которых получается бумага, которую мы привыкли иметь в своем обиходе. Валики, через которые проходит сырое полотно, прессуют его, сушат и подвергают полировке. После этого его дополнительно прессуют и сушат. На выходе получают рулоны бумаги, которые используют уже по их прямому назначению [3]. Весь труд механизирован. Но, тем не менее, это очень ценный материал. Поэтому, зная, из чего и как делают бумагу, начинаешь воспринимать ее более бережно. Для изготовления 1 тонны бумаги нужно 28,6 м3 древесины. Если учесть, что средний объем одного бревна (дерева) - 0,33 м3, то для производства 1 тонны бумаги требуется 86 деревьев. А из 1 тонны бумаги можно изготовить порядка 30 тысяч обычных ученических тетрадей, или около 1600 учебников [9].

  1. Методика и результаты исследований

  1. Расчет количество леса, необходимого для создания учебников по алгебре для учащихся 9-х классов МКОУ СОШ №3.

Чтобы рассчитать, сколько нужно вырубить леса для того, чтобы издать учебники для 9 класса «Алгебра» авт. А. Г. Мордкович, необходимо выполнить следующие действия:

  • Вычислить площадь одного листа учебника.

Длина - 21,5 см, ширина - 14 см. Площадь одного листа: S = 14×21,5=301 см2

  • Найти площадь всех листов учебника. Количество листов в учебнике – 223 . 301×223=67123см2

  • Найти площадь листов всех учебников по алгебре девятиклассников

В нашей школе 45 девятиклассников, тогда 67123×45=3020535 см2= 302,0535 м2

  • Найти в Интернете, какую площадь вырубают, чтобы получить 1 м2 бумаги.

В Интернете на сайте Российского экологического центра rusecocentre.ru в разделе «Новости» найдена информация, что на производство 1000м2 бумаги требуется вырубить 0,25 га леса [8]. Значит для 1 м2 бумаги необходимо вырубить 0,00025 га леса.

  • Найти, сколько вырубили леса для изготовления всех учебников.

на производство 1000 м2 бумаги требуется вырубить 0,25 га леса

на производство 302,0535 м2 бумаги требуется вырубить х га леса

х = 0,0755 га леса.

  1. Исследование нецелесообразного использования бумаги учащимися 9-х классов МКОУ СОШ №3.

Среди своих одноклассников я провела анкетирование. Вопросы анкеты, представленные в Приложении 1, отражали общественное мнение на проблему и позволили выяснить примерный объем нецелесообразного потребления писчей бумаги учащимися.

Выводы: по результатам анкетирования все девятиклассники знают, что бумагу производят из древесины, на второй вопрос – ответили правильно только 3 человека (сказали, что угадали), при ответе на 4 вопрос – ответили правильно 6 человек (угадали). При ответе на 3 вопрос большинство ребят ответили, что, примерно, 1 «ненужных» листка они выкидывают в мусорное ведро каждый день, в большинстве.

На один год обучения ученику необходимо около 9 кг бумаги (без учета массы учебников) [1]. На моей параллели обучаются 45 учеников, расчеты показывают, что на один год обучения для учеников 9 классов необходимо 405 кг бумаги. Масса одной пачки бумаги – 2 кг 600 г. Значит, что за один учебный год на образовательный процесс тратится 156 пачек бумаги.

Выяснить, сколько необходимо затратить природных ресурсов на такое количество бумаги мне помог учебник географии за 9 класс, в котором говорится, что из 1 кубометра древесины получается 35 кг бумаги, я рассчитала, что объем одного дерева 0,33 м3 , следовательно, из одного дерева в нашей стране изготавливают 12 кг бумаги. Мы пришли к выводу, чтобы получить 405 кг бумаги необходимо 34 деревьев. Такое количество деревьев способно обеспечить около 45 человек кислородом и поглотить около 0,6 тонн пыли [2].

Кроме классных тетрадей и учебников, то тут, то там учащиеся оставляют после себя бумажный мусор, листочки.

Допустим, что ежедневно после уроков в одном кабинете остается 2 листка ненужной бумаги. Тогда, площадь одного листа: S = 19×15 =285 см2.

Площадь двух листков: 2×285 см2=570 см2.

В нашей школе 30 кабинетов, и площадь всех листочков, выброшенных за один день будет равна: 570×30 =17100 см2.

Найдем площадь всех листочков, выброшенных за учебный год – 210 дней.

17100 см2×210 =359100 см2= 35,9100 м2.

Рассчитаем, сколько леса потребуется вырубить для изготовления данной площади бумаги. 35,91 м2 ×0,00025 = 0,009 га

По усредненным данным, в 1 га леса произрастает около 400 деревьев, тогда получается, что на ненужный мусор расходуется примерно 4- 6 деревьев [10].

  1. Выводы.

Расчеты показали, что на производство учебников по алгебре для учащихся 9 классов МКОУ СОШ №3 необходимо вырубить 0,0755 га леса, это примерно 30 деревьев, плюс за один учебный год ученики тратит примерно 405 кг бумаги, или 34 дерева, и еще на мусор приходится вырубка 4-6 деревьев. Всего, в среднем (без учета количества страниц) получается, на один учебный год для обеспечения бумажными учебниками и тетрадями необходимо вырубить: 30×15 (предметов) +34 + 6=490 деревьев.

Мы убедились, что образование сопряжено с огромными природными разрушениями, т.к. вырубка леса влечет за собой нарушение животного мира, климата. Поэтому прежде, чем портить учебник, следует подумать, сколько погибнет деревьев для издательства нового. Кроме того, производство бумажной продукции влечет за собой не только уничтожение лесных ресурсов, но и затраты на воду и электричество. При рациональном использовании бумаги мы спасаем лес, бережем энергетические затраты.

  1. Заключения.

Мы - люди в своем большинстве халатно относимся к ресурсам нашей природы, полагаясь на то, что они неисчерпаемы.

Для того чтобы остановить процесс истребления лесов, следует разработать нормы разумного использования ресурсов леса [10].

Что могут делать люди для спасения лесов:

  1. рационально и экономно использовать бумажную продукцию;

  2. покупать переработанную бумажную продукцию. Известно, что 1 тонна бумаги, изготовленная из макулатуры, сберегает 17 деревьев, 30000 литров воды, 2000 Квт/ч электроэнергии. По статистике: В России лишь 0,1% бумаги производится из макулатуры. В Европе эта цифра доходит до 50%, а в Японии и вовсе - 65% новой бумаги делается из старой макулатуры [1];

  3. озеленять территорию около своего жилья;

  4. замещать вырубленные на дрова деревья новыми саженцами (чтобы взамен срубленного дерева вырастить новое, требуется 25-30 лет);

  5. привлекать внимание общественности к проблеме уничтожения лесов;

  6. использовать бумагу, произведенную из целлюлозы не деревьев. Другие источники целлюлозы восстанавливаются намного быстрее, чем леса, поскольку являются травами. Наиболее распространённые и доступные «быстрые» растения – водоросли, хлопок [11].

Подводя итоги своей работы, хочу отметить, что задачи, которые, я ставила перед собой, достигнуты. Исследуя проблему неэкономного потребления бумаги, мои одноклассники и учителя заинтересовались этим вопросом, сколько же необходимо деревьев, для того чтобы обеспечить школу писчей бумагой на один год обучения. Гипотезы, выдвинутые мной, подтвердились.

Лес – один из самых дешевых источников природных богатств, каждую минуту уничтожается 20 га лесных территорий в мире. И человечеству следует уже сейчас думать о восполнении этих природных богатств, учиться грамотно управлять лесопользованием и чудесной способностью леса самовозобновляться. В заключение своей работы, я хочу предложить несколько несложных способов, которые можно использовать в учебных заведениях, и, которые будут способствовать сохранению северного леса и улучшению экологической обстановки:

  • Создание в школе пункта приема бумаги формата А4, пригодной для вторичного использования (листы для черновиков) (Приложение 3);

  • На уроках и в конце учебного года все учащиеся школы сдают неиспользованные листы своих рабочих тетрадей для их вторичного использования в качестве листов для проверочных работ;

  • Бережное отношение ко всей бумажной продукции (тетради, учебники);

  • Проведение агитационной работы, школьных мероприятий, классных часов экологической направленности с учащимися младшего и среднего звена (сбор макулатуры, выступления с результатами исследовательской работы).

  • Введение школьной традиции «Посади дерево», высаживание выпускниками школы несколько новых саженцев.

  1. Библиографический список

1. Журнал «Экология и жизнь» №5 - 2003 год.

2.Журнал «Наука и жизнь» №7 - 2004 год.

3. Технология бумаги, М., 1992 г.

Интернет – ресурсы:

4. (http://nsportal.ru/shkola/ekologiya/library/2014/02/16/ekonomiya-bumagi-kak-faktor-prirodosberezheniya).

5.http://lesregion.ru/688lesopromyshlennyjj_kompleks_arkhangelskojj_oblasti_sostojanie_problemy_diversifikacii.html

6. http://arh.mk.ru/articles/2016/10/19/bitva-za-les-ekologi-protiv-lesorubov.html

7. http:// wwwf.ru

8. http://www.rusecocentre.ru/

9. http://fb.ru/article/7695/iz-chego-i-kak-delayut-bumagu

10. http://greenologia.ru/eko-problemy/vyrubki-lesov.html

11. http://interesko.info/masshtaby-vyrubki-lesov/

Приложение 1.

Этапы производства бумаги.

Приложение 2.

Социологический опрос - 45 респондентов.

  1. Из чего изготовляют бумагу? -100% респондентов ответили из древесины.

  2. Знаете ли вы, сколько бумаги (в кг) можно получить из одного дерева?

  1. Сколько в день вы выбрасываете «ненужной» бумаги ?

  1. Сколько деревьев вырубят при нецелесообразном использовании бумаги за год( бумага на мусор)?

Приложение 3.