Исследовательская работа “Исследование возможности деструкции биополимеров в различных средах”

Автор(ы)

Фомина Дарья Сергеевна

Аффилиация

КОГОАУ ЛЕН, г.Киров

Руководитель

Макаренко Зинаида Петровна , Широкова Евгения Сергеевна

Аннотация

Полимерные материалы окружают нас повсюду и плотно вошли в нашу повседневную жизнь. После того, как полимерное изделие использовано оно попадает в окружающую среду. Многочисленные исследования неоднократно подтверждали, что нельзя ожидать быстрого разложения полимерных отходов в окружающей среде. В связи с этим очевидной становится необходимость осознанного потребления товаров, изготовленных из полимеров, а также необходимость организовывать их сбор и повторную переработку. Однако полимерный материал может подвергаться вторичной переработке 3-4-5 раз; далее его свойства катастрофически снижаются. Таким образом вторичная переработка является только временной мерой, позволяющей отсрочить решение проблемы накопления полимерных отходов. В последнее время активно обсуждается вопрос использования БИОполимеров, а именной биопластмасс взамен традиционных. Предполагается, что использование биополимеров снизит негативное воздействие на окружающую среду за счет их быстрого разложения, т.е. сведутся к минимуму проблемы, связанные с накоплением полимерных отходов на свалках, в океанах и т.д.

Целью данной работы было оценить интенсивность разложения биополимеров в различных средах. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Рассмотреть понятие «биополимеры», перспективы их использования.
2. Оценить интенсивность деструкции биополимеров в средах, моделирующих морскую воду, солнечный свет, свалку и желудочный сок живых организмов.
3. Оценить фитотоксичность почв, в которых находились биополимеры.
4. Оценить перспективы замены традиционных полимерных материалов на биополимеры.

Объектом исследования являлись отдельные виды коммерчески используемых биополимеров: полилактид, поликапролактон, натуральный каучук, полимер на основе крахмала и др.

При проведении исследования были использованы методы: определение изменения массы образцов биополимеров при нахождении их в различных средах; определение фитотоксичности почвы с использованием семян кресс-салата.

Выводы. Установлено, что для образцов поливинилацетата, поликапролактона, полилактида практически во всех исследованных средах наблюдается уменьшение массы. Интенсивность протекающих процессов для образцов поликапролактона и полилактида не велика и сопоставима со скоростью деструкции, определенной ранее для традиционных синтетических пластиков, используемых в быту. Для образцов на основе крахмала наблюдается увеличение массы в средах, моделирующих морскую воду, желудочный сок и свалку, что связано с его набуханием в воде. При воздействии солнечного света на образцы на основе крахмала значительного изменения массы не наблюдается. Для образцов на основе натурального наблюдается увеличение массы в средах, моделирующих морскую воду, желудочный сок и свалку, что может быть связано с набуханием полимера в воде. По результатам оценки фитотоксичности установлено, исследованные образцы полимеров не оказывают негативное влияние на состояние почвы – они не фитотоксичны. На основе анализа литературных данных установлено, что полностью заменить традиционные полимеры на биополимеры невозможно, т.к. требования высокой стойкости к воздействию определенных сред и высоким температурам могут вносить ограничения или исключать их использование.

Содержание работы

Конкурс, в котором автор работы принял участие: Древо жизни: III Открытый международный конкурс междисциплинарных исследовательских проектов школьников
Отрасль наук: Биологические науки
Форма представления работы: Исследовательская работа
Дата публикации работы: 25.09.2020