Пластиковый пакет, бесспорно, удобное изобретение. Но невероятная популярность столь «удачной находки» человечества имеет шокирующие последствия для экологии всей планеты. Пластик не разлагается и, в отличие от большинства мимолетных «увлечений» человечества, остается с ним навсегда. Для распада некоторых его видов требуется не менее 1000 лет.
Выбирайте правильную альтернативу пластиковым и бумажным пакетам! Будьте на стороне природы!
Чтобы избавить Мировой океан от пластика, организация The Ocean Cleanup перехватывает отходы в реке. Чтобы помочь организовать перехват пластика в наиболее загрязненных местах, компания разработала и специальные модели рек.
Такие модели оценивают количество пластика, попадающего в реки и, в конечном счете, в океаны, и определяют поведение пластика по мере того, как он движется к водной артерии. Эти расчеты требуют большого количества данных для точной настройки. Чтобы получить эту информацию, компания разработала и провела лабораторный эксперимент на искусственном склоне холма совместно с Вагенингенским университетом в Нидерландах. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
Исследовательская группа The Ocean Cleanup постоянно собирает эмпирические данные, чтобы улучшить математические модели рек и понять, как пластик ведет себя в воде. Методы, используемые в совместных международных исследованиях, включают в себя съемку берегов рек с помощью дронов, наблюдение с помощью камер и отбор физических проб в воде, а также установку GPS-трекеров в реках. Цель таких исследований — получить данные об источниках пластика в реках, о загрязнении плавучим пластиком и о вероятных маршрутах его перемещения по рекам. Однако для того, чтобы понять, как пластик переносится по суше, моделисты пока располагают лишь ограниченными данными, основанными на системах, использующих листья, ветки и бумагу, а также на опросе экспертов.
Более точные прогнозы загрязнения пластиком необходимы для политиков, исследователей и наших собственных операций по перехвату рек.
Компания поместила пакеты, пищевые обертки, бутылки и стаканчики — одни из самых распространенных видов пластика в окружающей среде — на асфальтированные и травяные поверхности под разным углом наклона в симуляторе. В каждом эксперименте ученые подвергали пластиковые предметы воздействию ветра или дождя, идущего из форсунок, чтобы увидеть, что какие силы требуются для перемещения пластика. Во время исследования использовалась разная скорость ветра и интенсивность дождя. Все эксперименты записывались на камеру.
Среди всех протестированных пластиковых предметов легкие и тонкие пластиковые пакеты легче всего перемещались под воздействием ветра, причем даже при небольшой силе воздушного потока. Скорость ветра в 3 балла по шкале Бофорта - "легкий или умеренный бриз" - была достаточной, чтобы привести в движение 100% пластиковых пакетов. Однако та же скорость ветра не смогла сдвинуть с места даже половину остальных протестированных пластиковых предметов - возможно, именно поэтому после сильного ветра вы видите пластиковые пакеты (а не корзины для белья), свисающие с деревьев и кустов.
С другой стороны, дождь практически не сдвинул с места ни один из протестированных пластиковых пакетов, независимо от экстремальных осадков, которые моделировали ученые. Это говорит о том, что не сам дождь перемещает пластик на суше, а поверхностный сток воды.
Еще одно важное открытие - разница между гладкими и шероховатыми поверхностями. В ветреную погоду вероятность того, что пластик начнет двигаться по гладкой асфальтированной поверхности, была в 1,5 раза выше, чем по шероховатой траве. Во время дождя некоторые пластиковые предметы в 6 раз чаще перемещались по асфальтированной поверхности, чем по траве.
Это исследование — первое, в котором представлены эмпирические данные о влиянии ветра и дождя на скорость перемещения крупных пластиковых изделий на землю. Например, моделистам полезно знать, что стаканчики, обертки и пакеты при перемещении по земле принимают на себя лишь 2-5 % преобладающей скорости ветра. Полученные данные могут помочь специалистам по моделированию количественно оценить различия между гладкими и шероховатыми поверхностями земли, а также между различными типами пластикового мусора. Результаты свидетельствуют о том, что при порывах ветра, дующего над сушей, пакеты из кучи пластикового мусора будут достигать реки первыми.
Микропластик обнаружили в плаценте каждой женщины, принимающей участие в исследовании. Это заставило ученых забеспокоиться о потенциальном воздействии на здоровье развивающегося плода.
Ученые проанализировали 62 образца плацентарной ткани и обнаружили, что наиболее часто встречающийся там пластик — полиэтилен, который используется для производства пакетов и бутылок. Второе исследование выявило микропластик во всех 17 протестированных артериях человека и предположило, что эти частицы могут быть связаны с закупоркой кровеносных сосудов.
Недавно микропластик также обнаружили в крови и грудном молоке женщин, что свидетельствует о широком загрязнении организма. Влияние на здоровье пока неизвестно, но в лабораторных условиях было доказано, что микропластик вызывает повреждение человеческих клеток. Частицы могут оседать в тканях и вызывать воспаление, как это делают частицы загрязнения воздуха.
Огромное количество пластиковых отходов выбрасывается в окружающую среду, а микропластик загрязнил всю планету, от вершины Эвереста до самых глубин океана. Известно, что люди потребляют крошечные частицы через пищу и воду, а также вдыхают их.
Профессор Мэтью Кэмпен из Университета Нью-Мексико (США), возглавлявший исследование, заявил: «Если мы наблюдаем воздействие на плаценту, то это может повлиять на всю жизнь млекопитающих на нашей планете. Это нехорошо».
По его словам, растущая концентрация микропластика в тканях человека может объяснить загадочный рост некоторых проблем со здоровьем, включая воспалительные заболевания кишечника, рак толстой кишки у людей моложе 50 лет и снижение количества сперматозоидов. Исследование, проведенное в 2021 году, показало, что у людей, страдающих IBD, в фекалиях на 50% больше микропластика.
Кэмпен заявил, что его глубоко беспокоит растущее мировое производство пластмасс, поскольку это означает, что проблема микропластика в окружающей среде только усугубляется.
Исследование, опубликованное в журнале Toxicological Sciences, обнаружило микропластик во всех исследованных образцах плаценты, причем его концентрация варьировалась от 6,5 до 790 микрограммов на грамм ткани. Чаще всего обнаруживались ПВХ и нейлон, а также полиэтилен.
Микропластик был проанализирован с помощью химических веществ и центрифуги. Аналогичная методика была использована учеными из Столичного медицинского университета в Пекине (Китай) для обнаружения микропластика в образцах человеческих артерий.
Впервые микропластик был обнаружен в плацентах в 2020 году в образцах, полученных от четырех здоровых женщин с нормальной беременностью и родами в Италии. Ученые заявили: «Микропластик несет в себе вещества, которые, действуя как эндокринные разрушители, могут вызвать долгосрочные последствия для здоровья человека».
Особую тревогу вызывает концентрация микропластика в плаценте, говорит Кэмпен. Эта ткань растет всего восемь месяцев, а формироваться она начинает примерно через месяц после начала беременности. «В других органах вашего тела пластик накапливается в течение гораздо более длительных периодов времени», — добавил он.
Ученые из Австралии обнаружили в тканях крупнейших акул микропластик и целлюлозное волокно. Эксперты проанализировали внутренности серой бычьей, тигровой, белой и бронзовой молотоголовой акул - все они стали жертвами глобального загрязнения. Расскажем о неутешительных выводах ученых подробнее.
Ученые из австралийского университета Гриффита нашли частички микропластика и другие волокна, которые используют в промышленности, не где-нибудь, а… в кишечнике и мышцах акул!
В результате анализа внутренностей морских обитателей было выявлено, что внутри каждой акулы было как минимум 3-4 частицы микропластика. При этом 70% обнаруженных волокон - целлюлозные, а оставшиеся 30% - пластиковые, в основном полиэтилентерефталатные.
Исследователи считают, что микропластик попадает в организм рыб различными путями: «Частицы пластика поглощаются акулами путем всасывания в кишечнике, а также инфильтрации верхнего слоя кожи», - подметили они.
Однако точный способ проникновения пластиковых отходов во внутренности морских обитателей до сих пор остается загадкой. Ученым только предстоит это выяснить.
Наличие микропластика и волокон целлюлозы в тканях крупнейших акул вызывает серьезные опасения у мировых ученых, поскольку речь идет не только о загрязнении морской живности, но и об угрозе жизни людей, употребляющих мясо акул в пищу.
Мировое экосообщество призывает как можно скорее начать принимать меры по уменьшению пластикового загрязнения водоемов, чтобы сохранить экосистемы Земли и здоровье всех живых организмов.
В современном мире из пластмассы сделано буквально все: от посуды, упаковок и запчастей до промышленного оборудования, протезов и строительных элементов. При производстве таких изделий пластик часто подвергают разным нагрузкам (растяжению, сжатию, высоким температурам). Поэтому важно заранее определять, как поведет себя материал. Это позволяет создавать уникальные изделия с памятью формы. До изготовления проводят расчеты их поведения в математических моделях, однако существующие физические соотношения охватывают узкий диапазон характеристик – точность моделирования снижается. Ученые ПНИПУ разработали модель, которая описывает поведение пластмассы в широком спектре температур. Это повысит эффективность изделий и позволит при проектировании проводить виртуальные эксперименты без дорогостоящих натурных испытаний.
Статья опубликована в журнале «Научно-технический вестник Поволжья» №12, 2023 год. Исследования выполнены при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (проект № FSNM- 2023-0006).
Существует несколько способов создания пластиковых изделий. Многие из них основаны на воздействии температур на материал. Например, нагревают полимерные гранулы и заливают в формы для изготовления посуды, приборных панелей и даже деталей LEGO. Иногда используют термопластичные трубки, которые раздувают горячим воздухом внутри формы заготовки. Этот способ популярен для создания бутылок, бочек и топливных баков. При 3D-печати нагревают термопластичную полимерную нить, из которой послойно выращивают промышленные детали для автомобильной и авиаотрасли.
Полимер, из которого создают пластмассовые объекты разных форм и масштабов, обладает эластичностью и способен возвращаться к нужным формам после деформаций и воздействия высоких температур. Такой эффект памяти позволяет контролировать изменение материала при производстве, моделировать нужный вид изделия. Для этого важно собрать полные данные о механическом поведении полимера с помощью различных программ.
Чтобы описать поведение материала важно найти золотую середину между простотой и возможностью определить максимальное количество свойств. Простые математические модели не достаточно точно и качественно решают эту задачу, а ввод в нее дополнительных конструкций для более полного описания полимера делает программу слишком сложной и громоздкой.
Политехники объединили две математических модели – вязкоупругую и гиперупругую, которые по отдельности уже есть в вычислительном программном пакете, и разработали свою.
– Наша цель – создать модель для описания поведения полимера в широком спектре температур, который включает его отвердевшее состояние, гиперупругое и переходное. Это расширит возможности определения поведения материала при различных тепловых нагрузках. Существующие модели для пластиков обычно охватывают какой-то узкий температурный диапазон, а мы хотим учесть весь в одной. Кроме того, модель должна описывать известные эффекты, наблюдаемые на практике. Например, эффект памяти формы, резиноподобное поведение при нагреве выше интервала отвердевания, различие при отклике на растяжение и сжатие, – объясняет научный сотрудник кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ Юлия Фасхутдинова.
Для полученной модели необходимо определить новые механические константы (характеристики) так как значения, применяемые ранее, для совмещенной модели не подходят. Ученые провели эксперимент, испытав полимерные образцы до 100% деформаций при различных температурах (120, 140 и 160 ℃). Определяли зависимости напряжения материала от растяжения и сжатия.
– В результате для каждого значения температуры мы получили осредненную кривую напряжений, по которой можно рассчитать корректирующий коэффициент для известного нам набора параметров гиперупругой модели, чтобы ее можно было совместить при расчетах с вязкоупругой моделью. Это позволит с высокой точностью моделировать поведение материала на всем протяжении жизненного цикла изделий: от производства до эксплуатации; а также придумывать новые сложные детали и прогнозировать их поведение в работе, – поделилась Юлия Фасхутдинова.
Например, с помощью полученной модели можно рассчитывать давление прижатия полимерной изолирующей муфты. Или определять причину несовершенства геометрии какого-либо изделия при производстве, а численное моделирование поможет подобрать варианты технологических параметров. Сделав выбор в пользу наилучшего, повысится качество детали.
Модель, разработанная учеными Пермского Политеха, эффективно описывает поведение полимерного материала в зависимости от температуры. Благодаря ей упрощается процесс проектирования новых изделий и сертификации уже имеющихся, появляется возможность повысить качество выпускаемой продукции.
Рассказываем, зачем разделять отходы в офисе и дома; куда сдают отходы и что делают из них.
А у вас на рабочем месте организован раздельный сбор отходов?
Путешественник Федор Конюхов планирует совершить свое последнее путешествие в 2032 году, когда ему исполнится 80 лет. Он намерен пересечь Тихий океан на плоту, который сделан из переработанного пластика. Название экспедиции — «Возраст — не помеха».
Конюхов уже начал строительство плота. Выбор переработанных полимеров в качестве стройматериала обусловлен изучением загрязнения океана микропластиком. Путешественник отметил, что его плот будет отличаться от плота «Кон-Тики» путешественника Тура Хейердала, который был построен из бревен бальзового дерева.
Федор Конюхов — первый человек в мире, который достиг пяти полюсов нашей планеты: Северного географического (три раза), Южного географического, Полюса относительной недоступности в Северном Ледовитом океане, Эвереста (полюс высоты) и Мыса Горн (полюс яхтсменов). Он также первым в России достиг Северного и Южного полюса на лыжах в одиночку, совершил одиночное кругосветное плавание, выполнил программу Семь Вершин, пересек Тихий океан на весельной лодке и совершил кругосветный полет на воздушном шаре.
Путешественник подчеркнул, что его последняя экспедиция будет особенной и символичной, так как он покажет, что возраст не является преградой для достижения целей.
