Mikrodrobiny plastiku – małe, ale niebezpieczne Teach article

Tłumaczenie: Grzegorz Glubowski. Spróbuj podczas działań praktycznych zapoznać uczniów z problemem mikrodrobin plastiku – zagrożenia dla ryb i innych zwierząt morskich – oraz z zagadnieniem naszej odpowiedzialności za środowisko.

Usłyszałam o mikrodrobinach tworzyw sztucznych – fragmentach różnych polimerów o średnicach poniżej 5 mm obecnych niemal w każdym środowisku, gdy w 2014 roku brałam udział w rejsie po Arktyce jako uczestnik programu ‘Teacher at sea’^w1,Niepokój wzbudza to, że z powodu małych rozmiarów są one zjadane przez zooplankton i przedostają się do łańcuchów pokarmowych, stanowiąc nowy rodzaj zanieczyszczeń morskich.

Po powrocie, podzieliłam się swoimi doświadczeniami z kolegami ze stowarzyszenia Scienza under 18 Isontina^w2 Wspólnie opracowaliśmy zajęcia dydaktyczne nt. mikrodrobin plastiku, wykorzystane później w szkołach włoskich podczas tygodnia na rzecz Zrównoważonego Rozwoju w 2014 roku (jeden z programów edukacyjnych UNESCO). Niniejszy artykuł zawiera szczegółowe opisy eksperymentów i zajęć teatralnych, adresowane dla uczniów w wieku 3-16 lat.

Na ryby

W tej dramie uczniowie (3-7 lat) odgrywają, jak mikrodrobiny plastiku przedostają się do naszej żywności. Szczegóły tych zajęć są do pobrania w sekcji materiałów dodatkowych.

Poznajemy historię Jana i Marii, mieszkających w domku nad morzem. Codziennie wyruszają na ryby, aby zapewnić sobie pożywienie. Pewnego razu wyrzucają do morza wiele plastikowych śmieci. Uczniowie odtwarzają, jak słońce, wiatr i fale rozbijają te śmieci na drobne fragmenty – mikrodrobiny plastiku. Później odgrywają małe rybki wyłapujące te drobinki; zjadające je duże ryby i tuńczyka – rola dla jednego ucznia, który zjada jedną z większych ryb wraz z mikrodrobinami. Ku zaskoczeniu Jana i Marii, po złowieniu tego tuńczyka okazuje się w domu, że pełno w nim maleńkich kawałków plastiku!

Na koniec, wszystkie dzieci uczestniczą w dyskusji o tym, jak unikać zanieczyszczania mórz mikrodrobinami plastiku. Przykładowo:

• Lubisz jeść ryby? Jeśli tak, to jakie smakują ci najbardziej?
• Co się stało z plastikowymi przedmiotami wyrzuconymi przez Jana i Marię do morza? Jak ich szczątki stały się na tyle małe, by mogły być zjedzone przez ryby?
• Czy powinniśmy jeść ryby? Jakie są zalety i wady spożywania ryb?
• Zwykle ludzie nie rzucają swoich śmieci bezpośrednio do morza. Jak zatem tworzywa sztuczne tam trafiają?
• Jak powinniśmy pozbywać się plastikowych przedmiotów? (Pokaż uczniom pojemnik na śmieci z tworzyw sztucznych. Powiedz, że wiele tworzyw sztucznych można poddać recyklingowi.)

Badamy plastiki

Są to zajęcia praktyczne dla uczniów (8-16 lat), podczas których badają oni właściwości różnych tworzyw sztucznych występujących w gospodarstwach domowych. Praca w grupach po 2-4 osoby.

Materiały

Dla całej klasy:

• 0.5 l acetonu.
• Niewielki kawałek styropianu (około 10 cm x 15 cm x 5 cm).
• Suszarka do włosów.
• 1 l rozcieńczonego denaturatu (40%).

Dla każdej grupy uczniów (w przypadku małych dzieci – dla całej klasy):

• Pojemnik z typowymi, plastikowymi przedmiotami z gospodarstwa domowego (np.: butelki, kubki, tacki, sztućce, pudełka, torebki).
• Dwa zestawy podłużnych skrawków plastiku, a w każdym: próbka polipropylenu (PP), polichlorku winylu (PVC), polietylenu o wysokiej gęstości (HDPE) i polistyrenu (PS); opisanych za pomocą markera. Skrawki można wyciąć z przedmiotów gospodarstwa domowego (butelki, kubki, tacki, pojemniki, itp.). Skład chemiczny każdego przedmiotu znajdziecie na jego etykiecie.
• Cztery szklane zlewki lub słoiki z pokrywkami (100 ml), oznaczone symbolami tworzyw sztucznych (PP, PVC, HDPE i PS).
• Arkusz pracy z wyszczególnionymi: nazwą, skrótem nazwy i symbolem recyklingu wszystkich czterech typów tworzyw sztucznych.
• Jedna plastikowa kuweta 500 ml.
• Jedna łyżeczka.
• Woda.
• Sól.
• Ręcznik papierowy.

Procedura postępowania

Zastosowania różnych tworzyw sztucznych

Niech uczniowie wyjmą plastikowe przedmioty z pojemników i dla każdego z nich:

• Zidentyfikują jego zastosowanie.
• Odnajdą skrót nazwy/symbol plastiku (każdy obiekt powinien być nim oznaczony).
• Zestawią to z informacją w arkuszu pracy, by zidentyfikować rodzaj plastiku.

Niech uczniowie określą z jakich tworzyw sztucznych wykonano poszczególne przedmioty. Przykładowo, pojemniki na jogurty są zwykle wykonane z PCV, torebki z HDPE, a pojemniki na żywności z PP.

Charakterystyki tworzyw sztucznych

Rozdaj każdej grupie uczniów po dwa zestawy plastikowych skrawków i niech przeprowadzą następujące badania.

1. Działanie acetonu. Trwa co najmniej 30 minut, więc zacznij od tego. Umieść każdy skrawek tworzywa z jednego zestawu w oddzielnej zlewce. Napełnij zlewki do połowy acetonem i zakryj je. Przy końcu zajęć sprawdź, które tworzywo sztuczne będzie naruszone przez aceton. (Tylko PS stanie się bardziej miękki).
2. Gęstość. Umieść wszystkie cztery skrawki plastików w kuwecie napełnionej do połowy rozcieńczonym roztworem alkoholu (gęstość mniejsza niż wody). Zanurz je i zobacz, czy wypływają, czy toną. Następnie opróżnij kuwetę i osusz skrawki. Ponownie napełnij kuwetę do połowy wodą z kranu. Sprawdź, czy skrawki wypływają, czy toną. Rozpuść w tej wodzie łyżeczkę soli i jeszcze raz sprawdź pływalność skrawków plastików. Uczniowie dowiadują się, że tworzywa sztuczne mają różne gęstości; jedne są gęstsze od wody, inne mniej gęste. PP ma gęstość 0,90 g/cm3, HDPE 0,95 g/cm3, PS 1,04 g/cm3, a PVC 1,40 g/cm3.
3. Reakcja na ciepło. Wetknij wszystkie cztery skrawki pionowo w blok styropianowy. Skieruj na nie strumień powietrza z suszarki do włosów (dla młodszych uczniów powinien zrobić to nauczyciel). Obserwujcie czy zginają się, czy nie.
4. Elastyczność i kolor miejsca zagięcia. Zginaj w rękach każdy z plastikowych skrawków w tą i w z powrotem i oceń jego elastyczność. Następnie zegnij każdy skrawek całkowicie, dociskając go do powierzchni stołu i zaobserwuj barwę zagięcia (ta sama czy biała).

Po zakończeniu eksperymentów podsumujcie z uczniami spostrzeżenia. Spytaj, jaki rodzaj plastiku będzie najbardziej odpowiedni dla poniższych zastosowań i dlaczego:

• Butelki na aceton
• Boje morskie
• Boje śródlądowe
• Filiżanki na kawę
• Przedmioty wielokrotnie zginane, np. butelki z uchylnymi wieczkami (na szampon).

Mikrodrobiny plastiku na morskim brzegu

To zadanie jest przeznaczone dla uczniów w wieku 11-16 lat. Sprowadza się ono do wykrycia zanieczyszczeń w postaci mikrodrobin plastiku w próbce piasku z brzegu miejscowego morza, jeziora lub rzeki.

Materiały

• Próbka piasku z odpadami plastiku i innymi zanieczyszczeniami. (Prawie na każdej europejskiej plaży piaszczystej są mikrodrobiny plastików oraz ich większe fragmenty).
• Lupy.

Procedura

1. Niech uczniowie przyjrzą się próbce piasku „gołym okiem” i przez lupę. Czy widoczne są jakieś fragmenty plastiku?
2. Skąd ich zdaniem mogą pochodzić te fragmenty.
3. Obejrzyjcie wybrane filmy wideo na temat tworzyw sztucznych w środowisku^w3_.
4. Omów z uczniami zagrożenia wywoływane przez mikrodrobiny plastiku oraz znaczenie zapobiegania zanieczyszczaniu środowiska morskiego przez zbieranie oddzielnie, recykling i ponowne używanie przedmiotów z tworzyw sztucznych.

Mikrogranulki polietylenu z kosmetyków

Kosmetyki także są źródłem mikrodrobin plastiku. Niektóre zawierają małe polietylenowe kuleczki (np.: kremy złuszczające, kremy do rąk, pasty do zębów, żele pod prysznic). W tym ćwiczeniu uczniowie (11-16 lat) wyodrębniają i badają mikrogranulki polietylenu z kosmetyków oraz rozważają ich wpływ na środowisko.

Materiały

• Niektóre kosmetyki i produkty do pielęgnacji ciała zawierają mikrogranulki. Jeżeli w składzie jest wymieniony polietylen, produkt zawiera jego mikrogranulki.
• Czyste arkusze folii octanowej (do    rzutnika).
• Lupy lub mikroskop.
• Przezroczyste kubki plastikowe.
• Woda.
• Płyn do mycia naczyń.
• Sól.
• Łyżeczki.

Procedura postępowania

Dysponując materiałami wymienionymi powyżej uczniowie powinni:

1. Odczytać skład produktu dla potwierdzenia, czy zawiera mikrogranulki.
2. Przyjrzeć się produktowi przez szkło powiększające (mikroskop), po rozsmarowaniu go na arkuszu folii, jak też zbadać go za pomocą dotyku.
3. Sprawdzić zdolność mikrogranulek do pływania w trzech różnych płynach, używając przezroczystych kubków:
   • W wodzie z kranu.
   • W wodzie z detergentem (1/2 łyżeczki na kubek).
   • W wodzie z solą (1 łyżeczka na kubek).
4. Bazując na wynikach uczniowskich oceńcie, czy w naturalnym środowisku mikrogranulki będą pływały/tonęły w słodkiej wodzie (np. w jeziorze) i w słonej wodzie (np. w morzu).

Jaka ilość mikrogranulek trafia do morza?

Jest to uzupełnienie poprzedniego ćwiczenia. Uczniowie (11-16 lat) dokonują oszacowania ilości mikrogranulek polietylenu wyrzucanych corocznie w ich mieście, a także omawiają związane z tym kwestie środowiskowe.

Materiały

Takie jak dla poprzedniego ćwiczenia oraz:

• Miarki 5 ml (np. stosowane do odmierzania syropów na kaszel, etc.)
• Filtry do kawy

Procedura postępowania

Poproś aby uczniowie:

1. Odmierzyli 5 ml produktu zawierającego mikrogranulki polietylenu i rozpuścili go w wodzie z domieszką 5 ml płynu do mycia naczyń, wypełniając kubek do połowy.
2. Przez minutę mieszali tą mieszaninę, a następnie przesączyli ją przez filtr do kawy.
3. Przenieśli mikrogranulki z papieru filtracyjnego na folię. Teraz niech je policzą.
4. Znając wynik zliczania i objętość opakowania danego produktu, obliczyli ile mikrogranulek jest w całej butelce lub tubce.
5. Oszacowali ilość opakowań tego produktu wykorzystywanych przez jedną osobę w ciągu roku oraz ilu ludzi w mieście korzysta z tego produktu.
6. Pomnozyli te liczby przez siebie aby obliczyć, ile mikrogranulek polietylenu z tego jednego produktu wyrzuca się rocznie w mieście do kanalizacji (potem do morza).

Na zakończenie, poproś uczniów o wyszukanie informacji o problemach wywołanych przez mikrogranulki polietylenu oraz aktualnych debatach na ten temat i ograniczeniach lub zakazach ich stosowania^w4.

Podziękowania

Wszystkie zajęcia opisane w niniejszym artykule zostały opracowane wspólnie przez jego autorkę oraz Giuliana Candussio, Marinella Manià i Serenella Palamin. Cała czwórka należy do Scienza under 18 Isontina^w2, stowarzyszenia stawiającego sobie za cel inspirowanie uczniów i nauczycieli oraz wymianę dobrych praktyk.

Ćwiczenie „Exploring plastics” zostało zaadaptowane z materiałów opracowanych jako część „progetto APQUA”, włoskiej wersji Lawrence Hall of Science, programu „Science Education for Public Understanding Program” (SEPUP) uniwersytetu Berkeley. Materiały „progetto APQUA” pozyskano dzięki uprzejmości Federchimica-Asoplast – a stowarzyszenia włoskich producentów tworzyw sztucznych.