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

ЧТО ВЫБРАТЬ – ПОЛИЭТИЛЕНОВЫЙ, БУМАЖНЫЙ ИЛИ БИОПАКЕТ?
Бутузова С.Ю.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


ВВЕДЕНИЕ

Что каждый из нас чаще всего кладет в мусорное ведро? Большинство, оценив его содержание, ответит: пакет. Большая часть из этих пакетов будут полиэтилено­выми. В полиэтиленовые пакеты складывают не только продукты, но и одежду и прочие бытовые предметы. Затем эти десятки маленьких пакетов мы складываем в магазине в большой пакет, который большинство используют один раз, а потом они перекочевывают в мусорное ведро, чтобы лежать горами на свалке, минимальный срок разложения, которых составляет 100 лет. Выброшенные пластиковые пакеты забивают дренажные трубы, приводят к наводнениям, они виновны в гибели птиц и млекопитающих, формируют целые острова в океане. В ряде стран использование полиэтилена в качестве бытовой упаковки ограничено или запрещено [1].

Главный конкурент пластикового пакета – бумажный пакет, который разлагается, практически, мгновенно по сравнению с полиэтиленовым пакетом. Но на сколько более прочен бумажный пакет, если попадешь с ним под дождь? [2]

В последнее время, все чаще в наших магазинах можно встретить пакеты из биоразлагаемого материала. В 2004 году в Великобритании были получены первые образцы биоразлагаемого полимерного материала. Этот материал производится из крахмала и кукурузы, срок его разложения в природе составляет 1,5 – 2 года. [3]

Так что же выбрать обычному покупателю? На этот вопрос я попытаюсь ответить в своей работе.

Цель работы – выявить наиболее выгодный вид упаковки по критериям экологии, экономики и эргономики.

Задачи работы:

  1. Изучить литературу и интернет-ресурсы по теме проекта;

  2. Провести оценку трех видов упаковки (полиэтиленовый пакет, биопакет и бумажный пакет) по критериям экономичности, экологичности и эргономичности.

  3. Сделать выводы о целесообразности выбора вида упаковки.

Объект исследования – бумажный, полиэтиленовый и биоразлагаемый пакеты.

Методы исследования: наблюдение, эксперимент, анализ результатов.

  1. ПАКЕТ И ВИДЫ ПАКЕТОВ

Пакет – упаковка для чего-либо, обычно из бумаги или пластика.

Полиэтиленовый пакет – применяемый для переноски/хранения вещей и материалов мешок, изготовленный из полиэтилена. Обычный фасовочный пакет впервые был произведён в США в 1957 году и был предназначен для упаковки сэндвичей, хлеба, овощей и фруктов. К 1966 году в такие пакеты фасовалось около 30% хлебобулочных изделий, производимых на территории этой страны. К 1973 году объём производства пакетов в Западной Европе составил 11,5 млн штук. В 1982 г. в крупнейших торговых центрах в продаже появляются полиэтиленовые пакеты с ручкой (т.н. «майки»). К 2002 году суммарный общемировой объём выпуска полиэтиленовых пакетов исчислялся в диапазоне от 4 до 5 трлн штук в год. В окружающей среде выброшенные пакеты сохраняются длительное время и не подвергаются биологическому разложению. Таким образом, они образуют устойчивое загрязнение. 4 триллиона пакетов в год используется в мире. Оборот полиэтиленовых пакетов вызывает серьёзные возражения экологов. По этой причине в ряде стран использование полиэтиленовых пакетов в качестве бытовой упаковки ограничено или запрещено. [4]

Бумажные пакеты изготавливаются из различных бумагосодержащих материалов – офсетная и мелованная бумага, крафт-бумага, картон, а также из дизайнерской бумаги или дизайнерских картонов. [4]

Биопакеты – это экологическая биоразлагаемая упаковка, в составе которой используются компоненты, позволяющие пакету самостоятельно разложиться. Процесс разложения биологических пакетов составляет от двух до пяти лет, что в десятки раз меньше, по сравнению со сроком разложения полиэтиленовых пакетов. Биологические пакеты – это отличная альтернатива полиэтилену, поскольку внешние и эксплуатационные качества совершенно идентичны. На них также можно наносить изображения, выпускать их любого цвета и размера. [4]

  1.  
    1. Выбор рассматриваемых образцов

Для выявления наиболее выгодного вида упаковки мне необходимо было выбрать опытные образцы. Для этого я посетила 5 магазинов г. Казани, где изучила ассортимент пакетов. Результаты наблюдений приведены в Таблице 1.

Таблица1. Ассортимент упаковки в магазинах г. Казани

Магазин

Виды пакетов

Магнит

Полиэтиленовые пакеты

Пятерочка

Полиэтиленовые пакеты

Зельгрос

Биоразлагаемые пакеты

Пакет из спанбонда

Икея

Бумажные пакеты

Универсам

Полиэтиленовые пакеты

Как видно из Таблицы 1, большинство магазинов предлагают полиэтиленовые пакеты. В качестве образцов для оценки были выбраны три вида пакетов: полиэтиленовый, бумажный и биопакет.

  1.  
    1. Критерии оценки пакетов

Оценку пакетов я проводила по трем критериям: эргономика, экономика и экология. Оценку соответствия заданного критерия проводила по трех бальной шкале, где 3 – максимальное соответствие критерию, 1 – минимальное.

Эргономика – изучим прочность, эстетичность и практичность рассматриваемых пакетов. Эргономика подразумевает применение как психологических, так и физиологических принципов при проектировании зданий, машин, средств передвижения, упаковок, оборудования – то есть всего того, с чем постоянно контактирует человек на производстве и в быту [5]. В данной работе под эргономикой пакета будем понимать следующие критерии:

  • Возможность нанесения рисунка на пакет. Мы все хотим выглядеть красиво, кроме того пакеты часто используются как составная часть подарка, к которым предъявляются особые требования по цвету и рисунку;

  • Прочность при нагрузке – выдерживаемый вес груза, т.к. пакеты в первую очередь используются для переноса чего-либо. Выдерживаемый вес вычислим на единицу площади пакета;

  • Практичность использования в неблагоприятных погодных условиях (дождь, снег, ветер). Главная функция упаковки – это защита, в т.ч. от воды и ветра.

Экономика – изучим стоимость пакетов в магазинах г. Казани.

Экология – изучим процесс разложения и горения пакетов после их использования. В нашей стране в основном весь мусор либо закапывается, либо сжигается. Проведем два эксперимента и понаблюдаем как проходит процесс утилизации пакетов при их закапывании в землю и при сжигании.

Эксперимент 1. Изучение процесса разложения пакетов в земле. Для эксперимента были отобраны 3 образца пакетов размером 10 см на 10 см (см Рисунок 1).

Рисунок 1

Образцы пакетов поместили в горшок с землей (см. Рисунок 2) на 3 месяца (октябрь – декабрь). Горшок с землей и пакетами периодически поливали, помещали под солнечные лучи, держали в теплом и холодном воздухе (от – 10°С до +26°С). В конце третьего месяца образцы пакетов выкопали из земли.

Рисунок 2

Эксперимент 2. Изучение процесса горения пакетов. Для эксперимента рассматриваемые образцы пакетов (см. Рисунок 1) подожгли и наблюдали процесс и результат горения.

  1. ВЫБОР ПАКЕТА
    1. Полиэтиленовый пакет

Рассматриваемый полиэтиленовый пакет приведен на Рисунке 3. Размеры пакета 40 см на 50 см. Полиэтиленовый пакет выдерживает до 7 кг (18 кг на 1 м2). Средняя стоимость пакета в магазинах 5 рублей (13 рублей на 1 м2). Общая площадь пакета – 0,4 м2.

Рисунок 3

На полиэтиленовый пакет можно нанести любой рисунок. Он хорошо защищает от дождя, снега и ветра. По стоимости полиэтиленовый пакет самый дешевый из всех рассматриваемых образцов. На этом его положительные качества заканчиваются.

По прочности полиэтиленовый пакет проигрывает всем рассматриваемым образцам. Время разложения пакета в природе составляет около 100 лет. [6] Это подтверждается и проведенным экспериментом. Полиэтиленовый пакет никак не изменился после проведения эксперимента 1 (см. Рисунок 4).

Рисунок 4

При эксперименте 2 пакет не загорелся, а плавился, форма образца исказилась (Рисунок 5), при горении выделялся едкий запах.

Рисунок 5

Результаты оценки полиэтиленового пакета приведены в Таблице 2.

Таблица2. Оценка полиэтиленового пакета

Критерий оценки

Описание

Кол-во баллов

Эргономика

Рисунок

Есть

3

Прочность

18 кг на 1 м2

1

Защита

Есть

3

Экономика

Стоимость единицы площади пакета, р/м2

13 рублей на 1 м2

3

Экология

Время разложения, лет

100

1

Горение

Пакет не загорелся, а плавился. Форма образца исказилась. Едкий неприятный запах с дымом

1

ИТОГО

12

  1.  
    1. Биоразлагаемый пакет

Рассматриваемый биоразлагаемый пакет приведен на Рисунке 6. Размеры пакета 43 см на 48 см. Биопакет выдерживает до 10 кг (24 кг на 1 м2). Средняя стоимость пакета в магазинах города 9 рублей (22 рублей на 1 м2). Общая площадь пакета – 0,4128 м2.

Рисунок 6

На биопакет можно нанести любой рисунок. Он хорошо защищает от дождя, снега и ветра. Имеет среднюю стоимость и грузоподъёмность из всех рассматривае­мых образцов. Время разложения пакета в природе составляет около 2 лет. В ходе эксперимента 1 образец биопакета имел потертости, краска выцвела (см. Рисунок 7).

Рисунок 7

При эксперименте 2 пакет горел, форма образца исказилась (Рисунок 8), при горении выделялся запах.

Рисунок 8

Результаты оценки биопакета приведены в Таблице 3.

Таблица3. Оценка биопакета

Критерий оценки

Описание

Кол-во баллов

Эргономика

Рисунок

Есть

3

Прочность

24 кг на 1 м2

2

Защита

Есть

3

Экономика

Стоимость единицы площади пакета, р/м2

22 рублей на 1 м2

2

Экология

Время разложения, лет

2

3

Горение

Пакет загорелся, процесс горения проходил медленно, выделялся неприятный запах

2

ИТОГО

15

  1.  
    1. Бумажный пакет

Рассматриваемый бумажный пакет приведен на Рисунке 9. Размеры пакета 43 на 47 см. Пакет выдерживает до 12 кг (29 кг на 1 м2). Средняя стоимость бумажного пакета составляет 12 рублей (30 рублей за 1 м2). Общая площадь пакета – 0,4042 м2.

Рисунок 9

На бумажный пакет можно нанести любой рисунок. Из всех рассматриваемых образцов бумажный пакет имеет максимальную грузоподъемность. При этом бумажный пакет не надежен в дождь, снег и ветер. Данный вид пакета самый дорогой из всех образцов.

Время разложения пакета в природе составляет около 1 года. В ходе эксперимента 1 образец бумажного пакета в земле не нашли. При горении образец сгорел, осталась зола (см. Рисунок 10).

Рисунок 10

Результаты оценки бумажного пакета приведены в Таблице 4.

Таблица 4. Оценка биопакета

Критерий оценки

Описание

Кол-во баллов

Эргономика

Рисунок

Есть

3

Прочность

29 кг на 1 м2

3

Защита

Нет

1

Экономика

Стоимость единицы площади пакета, р/м2

30 рублей на 1 м2

1

Экология

Время разложения, лет

1

3

Горение

Пакет загорелся, процесс горения происходил очень быстро, после горения осталась зола

3

ИТОГО

14

ВЫВОДЫ

Итоговый протокол анализа приведен в Таблице 5. В ходе анализа полученных данных можно сделать вывод, что лучше выбирать биоразлагаемый пакет.

Таблица 5. Результаты наблюдений

Критерии

Полиэтиленовый пакет

Бумажный пакет

Биоразлагаемый пакет

Эргономика

7

7

8

Экономика

3

1

2

Экология

2

6

5

ИТОГО

12

14

15

Биоразлагаемый пакет уступает бумажному пакету лишь по одному критерию – экология, по остальным показателям он превосходит бумажный пакет (он стоит дешевле и более практичен в использовании). При этом биоразлагаемый пакет проигрывает полиэтиленовому пакету в стоимости (он практически в два раза дороже полиэтиленового пакета).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
  1. Любешкина Е. Обратная сторона упаковки. Наука и жизнь, 2007, №3.

  2. Литвинова А. Мы против пластиковых пакетов! [Электронный ресурс] – Сайт экологической грамотности. – Режим доступа: http://nature-time.ru/2013/10/myi-protiv-plastikovyih-paketov/

  3. Павельчак Р. Упаковка из кукурузы – фантастика или реальность? Пакет, 2006, октябрь.

  4. Википедия. Свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/

  5. Эргономика [Электронный ресурс] – Википедия. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Эргономика

  6. Катышева Е. Сколько времени разлагается мусор природного и промышленного происхождения [Электронный ресурс] – ЭкоЖизнь, сайт об экологии и здоровом образе жизни. – Режим доступа: http://eko-jizn.ru/?p=10037.