Проект "Маски угроза или защита?"

Ивановская средняя общеобразовательная школа структурное подразделение

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Южно Дубровинская средняя общеобразовательная школа

«Маска – защита или угроза»

Автор: Подкорытова Елизавета

обучающиеся 10 класса

Руководитель: учитель технологии

Балышева.Е.М

2022год

Оглавление

Проблема ……………………………………………………………...3

Глава 1. Литературный обзор

1.1.     История появления медицинской маски…………………4-5

1.2.     Материалы и технология производства одноразовых медицинских масок …………………………………….………….5-6

1.3.     Проблема и перспективы утилизации масок…………....7-9

Глава 2. Методика исследования……………………………………………10-13

Глава 3. Содержание исследования

3.1. Результаты опроса учащихся Ивановской СОШ ………………………… .10-13

3.2. Беседа с фельдшером ФАПа Третьяковой Еленой Сергеевной……… 13

3.3. Анализ данных о количестве реализованных масок…………………….13

3.4. Практическая работа «Изучение свойств нетканых материалов, использованных при изготовлении одноразовой медицинской маски»……14-15

3.5. Варианты масок………………………………………..15

Заключение…………………………………………………………………............15

Список литературы…………………………………………………………..15

Приложения……………………………………………………………………16-20

Проблема

Пандемия COVID-19 изменила всю нашу жизнь, до и после. Раньше пользовались защитной маской только медицинские работники, да и то в инфекционных отделениях, В связи с инфекционным заболеванием ковид всю планету в данный момент может защитить только индивидуальная маска. В условиях ограничительных мер, с 27 марта 2020 года на территории всех населенных пунктах был введён масочный режим при проезде во всех видах транспорта общего пользования, пригородного и местного сообщения, в том числе такси, на станциях и остановках всех видов транспорта, при посещении аптек и аптечных пунктов, помещений, все магазины и точки торговли, других организаций, связанных с обслуживанием населения. Депутаты предлагают сделать масочный режим бессрочным, признать лицевые маски обязательной частью культуры населения. Эта инфекция не прошла стороной и мою семью, мы тоже заболели этой болезнью, а это очень страшно не только за себя но и за моих родных. Меня и моих близких тревожит вопрос: насколько безопасны использованные маски для здоровья людей и экологии? Что собой представляет маска: защиту или угрозу? Пандемия уйдёт, а проблема останется. Я считаю, что это проблема актуальна на сегодняшний день. Это касается не только меня и моей семьи но и думаю что всех, от этого зависит дальнейшая жизнь всех людей на планете.

Цель: определить степень опасности использованных одноразовых масок

Задачи:

1) познакомиться с историей появления масок и современной технологией производства;

2) выявить преимущества и недостатки одноразовых 3-слойных масок;

3) изучить безопасные способы утилизации масок.

4) предложить варианты свих масок

Гипотеза: возможно использованные маски представляют угрозу для здоровья людей и экологии города.

Объект исследования: одноразовая медицинская маска.

Предмет исследования: безопасность выброшенной маски

Глава 1.

1.1.          История появления медицинской маски

Маска — предмет, накладка на лицо, который надевается или для сокрытия личности, или для защиты лица. Маска своей формой обычно повторяет человеческое лицо и имеет прорези для глаз, рта и носа. Маски использовались в церемониальных, эстетических и практических целях. В древности маски использовались как защита и оборона от злых духов. Они могут изготавливаться из разнообразных материалов: дерева, металла, гипса, ткани, кожи, папье-маше и многих других.

М едицинская маска - медицинское изделие, закрывающее нос и рот и обеспечивающее барьер для минимизации прямой передачи инфекционных агентов между персоналом и пациентом.  Прототипом медицинской маски можно считать клювообразную кожаную маску Чумного доктора, появившуюся в Средние века в Европе во время эпидемии бубонной чумы: клюв наполняли ароматическими солями, лекарственными травами и чесноком, чтобы защитить доктора от тошнотворного запаха разлагающейся плоти, создать антибактериальную среду внутри маски, а отверстия для глаз закрывали стеклом.

Более привычные нам медицинские маски появились лишь в самом конце XIX века. Практически одновременно их изобрели француз Поль Бержер и поляк Ян Микулич-Радецки. Предпосылкой послужило открытие микробиолога Карла Флюгге, который нашел патогены в слюне.  По мере развития медицины, средства индивидуальной защиты органов дыхания постепенно совершенствовались. Менялся материал медицинских масок, который использовали в качестве фильтра для бактерий и вирусов. В XIX веке в качестве него стали использовать шерсть с клапаном, а несколько позже – хлопок. Особенно активным применение медицинских масок стало в начале XX века во время эпидемии гриппа, больше известной, как «испанка». 

В 1920-х годах стало обязательным использование марлевых повязок сотрудниками медицинских учреждений постоянно в течение всего рабочего дня. С конца XX века появились одноразовые медицинские маски из полимерно-волоконных нетканых материалов, хлопковые фильтры также были усовершенствованы путем создания их через электростатическое напыления пуха из хлопка.

Сегодня промышленность выпускает медицинские маски следующих типов: детские (14x8 см) и взрослые (17x9,5 см); стерильные и нестерильные; процедурные (повседневные) и специализированные хирургические.

Основными видами масок являются:

1)                тканевая или марлевая (изготавливается из 3–4 слоев ткани, её можно стирать, кипятить, утюжить, обрабатывать обеззараживающими средствами, не очень эффективно защищает от инфекций, поэтому рекомендована к применению в местах массового скопления предполагаемо здоровых людей при неблагополучной эпидемиологической ситуации);

2)                из нетканых материалов однократного применения (изготавливается из специальных полимерных волокон, состоит из 2–4 слоев, имеет носовой фиксатор, удерживается на лице за счет эластичных петель, надеваемых на ушные раковины);

3)                хирургическая маска (имеет 4 слоя, в том числе особый противожидкостный для защиты от биологических субстанций, которые могут попасть на лица хирургов и ассистентов во время операции);

4)                угольная (содержит специальный фильтрующий слой, задерживающий любые микрочастицы, отлично защищает от пыли и аэрозолей химических веществ, применяется многократно);

5)                респираторного типа - оснащается фильтрами трех категорий: FFP1, FFP2, FFP3 (последний считается самым надежным, способен уловить 99 % твердых и жидких частиц, его можно использовать не только для защиты от вирусов, но и при работе с особо опасными материалами).

1.2.          Материалы и технология производства одноразовых медицинских масок

В последнее время в медицинской сфере наблюдается практически полная замена белья и одежды из хлопчатобумажной ткани одноразовыми изделиями, выполненными из технического текстиля, включая различные виды нетканых материалов. Они хорошо впитывают и защищают, характеризуются высокой прочностью, недорого стоят, благодаря чему они используются для изготовления одноразовой медицинской и хирургической одежды и белья, а также средств индивидуальной защиты.

Для изготовления одноразовых медицинских масок используют нетканое полотно трех типов: 1) SS (два слоя спанбонд); 2) SSS (три слоя спанбонд) 3) SMS (спанбонд-мелтблаун-спанбонд). Эти композитные материалы производятся из волокнообразующих полимеров (чаще всего из полипропилена) по фильерной или фильерно-раздувной технологии. Для этого гранулированный полимер засыпают в машину, под действием высокой температуры и воздушного потока слои формируют в полотно, скрепляют термическим способом в двух или трехслойный материал, из которого сошьют защитный костюм, одноразовую маску или впитывающую пеленку для лежачих больных.

Спанбонд обладает рядом преимуществ, имеющих значение при изготовлении медицинских масок: гигроскопичностью — хорошо впитывает влагу, которая выделяется на выдохе; воздухопроницательностью — не мешает нормальному дыханию; брызгоустойчивостью — задерживает микрокапли мокроты и слизи, благодаря чему многократно снижается риск передачи инфекции воздушно-капельным путем; прочностью — не рвется при контакте с влагой; эффективностью бактериальной фильтрации — защищает от инфекций примерно на 60–65%.

В медицине используют специальный спанбонд — он отличается отсутствием токсичных веществ в составе и микробиологической чистотой. Существуют также технические разновидности спанбонда, применяемые в качестве укрывного или упаковочного материала.

Другой нетканый материал — мельтблаун так же получают фильерным методом. Однако его волокна имеют ограниченную длину и укладываются на приемный конвейер без вытягивания. В итоге материал становится похож на полипропиленовую вату. Мелтблаун отличается впечатляющими гидрофильными свойствами, эффективно защищает от проникновения бактерий и инфекций, применяется как фильтрующий слой в респираторах, хирургических масках и других подобных изделиях.

Слой мельтблауна впаивают между двумя слоями спанбонда, а получившееся в результате полотно называют SMS. Уровень бактериальной защиты у масок из SMS возрастает почти до 90%: наружный слой – гидрофобный (отталкивает частицы жидкостей, попадающих на него); средний слой – фильтрующий; внутренний слой – гидрофильный (впитывает влагу, которая выделяется при дыхании; нужен, чтобы маска не становилась мокрой через 5 минут после надевания).

1.3.          Проблемы и перспективы утилизации использованных одноразовых медицинских масок

За время пандемии серьезно заболеть успела вся планета. В связи с пандемией коронавируса всех жителей страны обязали носить средства индивидуальной защиты. Однако, чем больше людей придерживается этих рекомендаций, тем больше скапливается отходов, которые неправильно утилизируются и вредят окружающей среде. Средства защиты мы видим в каждом мусорном баке. За несколько часов – после тысяч вдохов и выдохов – маска сама становится источником заразы и новым типом мусора, который, разлагаясь 200-400 лет, является экологической бомбой замедленного действия. Под воздействием природных явлений маски начнут крошиться, станут источником микропластика, который окажется в водоёмах и попадет в организм человека вместе с едой или пылью.

Уже сегодня из океанов вылавливают СИЗ, которые ветром разносит с мусорных полигонов. Из-за неправильного использования и утилизации масок, побережье Гонконга «завалено» одноразовыми масками. Это опасно для животных, морские обитатели принимают фрагменты ткани и пластика за корм, а в резинках запутываются насмерть. Мы рискуем в скором времени увидеть в Средиземном море больше масок, чем медуз.

До пандемии маски использовались в больницах и поликлиниках. Они утилизировались с рядом других медицинских отходов класса Б: их обеззараживали, затем захоранивали на полигоне или сжигали в специальной установке по обезвреживанию.

В начале пандемии масок едва хватало больницам, за упаковку для себя и своей семьи люди готовы были платить огромные деньги.. В 2019 году рынок медицинских масок в мире достиг внушительных 800 миллионов долларов. В 2020 году - 160 с лишним миллиардов долларов – в 200 раз больше!

Сейчас маски есть в арсенале почти каждого жителя планеты, так же и у нас дома при этом одноразовые средства защиты отдельно не утилизируются. В условиях пандемии во всем мире маски по факту приравняли к твердым коммунальным отходам и возят на обычные свалки вместе с бытовым мусором.

Только в России каждый день отправляется в мусор около 10-12 миллионов одноразовых масок. Производят примерно столько же. А сколько всего человечество изготовило СИЗ с начала пандемии, точно не подсчитано, но цифра, вероятно, держится около отметки в 1 триллион. В килограммах это 12 миллионов тонн – полторы тысячи Эйфелевых башен, 6 миллионов модных электромобилей и 75 миллиардов Айфонов последней модели.

Система сбора мусора не готова к такому увеличению объема. Как теперь бороться с новым типом загрязнения? Во-первых, маски долго разлагаются в окружающей среде из-за пластика в составе. Они устойчивы к воздействию воды, кислот и щелочей, имеют низкое водопоглощение, не гниют и не плесневеют. Во-вторых, маски - потенциальные переносчики инфекции, могут заразить отходы и тех, кто с ними работает. Дворники и мусоровывозящие компании не имеют специального оборудования и квалификации, а некоторые из них, наладили бизнес, собирая маски и продавая их повторно.

Опыт других стран в условиях пандемии показал, что рекомендации о необходимости относить использованные маски в лечебное учреждение для добавления их к медицинским отходам не являются эффективными. Незапланированное увеличение обрабатываемых отходов может парализовать систему обеззараживания и обезвреживания медицинских отходов медицинского учреждения. "Гринпис России" подготовила обращение Роспотребнадзор с просьбой создать национальную систему сбора медицинских отходов от населения, выставить в общественных местах специализированные контейнеры для сбора медотходов и утилизировать, как медицинские, чтобы предотвратить распространение инфекции и не допустить загрязнения окружающей среды.

Власти некоторых регионов России все же пытаются решать эту проблему: например, в Москве, Московской и Иркутской областях начали создавать инфраструктуру для сбора СИЗ от обычных граждан, для этого возле торговых центров, мест массового скопления людей начали ставить специальные красные контейнеры, куда можно выбросить использованные маски. Но в большинстве регионов, в том числе и НСО, таких урн нет, и люди не знают, как и куда утилизировать маски.

Ношение масок во имя охраны здоровья, порождает больше проблем, чем решает. В настоящий момент, переработать маски, чтобы не нанести вред окружающей среде, практически невозможно. Даже простейшая одноразовая маска состоит из комбинированных материалов: нетканого полотна, резинки и гибкой алюминиевой вставки. Для переработки все эти элементы придется отделять друг от друга. Чтобы повторно использовать хотя бы часть пластика, потребуется собирать такие отходы отдельно и сортировать с учетом видов и классов опасности. На заводах сортировать медицинский пластик придется вручную – по-другому пока не придумали. Это сложно и нерентабельно: дешевле произвести новый.

Впрочем, некоторые организации уже берутся за решение этой проблемы. Например, российские компании "Экмус" и "Медфабрика" принимают на переработку медицинские отходы класса "А".

Надежды возлагают и на альтернативные способы переработки. Например, химический рециклинг, который разлагает пластик на исходные молекулы, а затем заново собирает из них новый полимерный продукт.

Еще одно решение – производить полимеры из биоразлагаемых материалов. Например, из древесных опилок или отходов сахарного производства.  В России такую технологию изучают в нескольких вузах, а также в НИОСТ – научном центр компании СИБУР.

Проблему утилизации пластика может решить биоинженерия: недавно ученые из Университета Тулузы синтезировали фермент, который расщепляет 90% одного из самых распространенных видов пластика — ПЭТ. Вероятно, биоинженерные разработки повлияют на переработку и других видов пластика, в том числе тех, что активно используются в медицине.

Уничтожать маски безопасно и без ущерба для природы предложили ученые из Института теплофизики новосибирского Академгородка. Они создали печь на основе плазмотрона. Электроплазменная печь перерабатывает средства индивидуальной защиты в полезное сырье. Установка способна за час переработать почти 6 тысяч масок. На выходе получается газ и так называемый остеклованный шлак. Его можно использовать в строительстве домов и дорог. Синтез-газ – неплохое топливо, его уже можно использовать в генерирующих устройствах, получать тепло, либо из него синтезировать метанол и делать синтетическое топливо.

Сейчас ученые работают над модернизацией печи, чтобы увеличить ее мощность в 25 раз. Они уверены, что такая производительность заинтересуют не только Россию, но и другие страны.

Пока эта практика в стране не внедрена, эксперты посоветовали носить многоразовые средства защиты.

Глава 2. Методика исследования

        1 этап. Сбор информации по теме исследовательской работы

1. Изучение источников информации по теме исследования.

2. Анкетирование старшеклассников Ивановской СОШ с целью выявления степени актуальности изучаемой проблемы.

3. Беседа с фельдшером ФАП по вопросам использования и утилизации медицинских масок в больницах Армизонского района.

4. Получение данных о количестве проданных одноразовых медицинских масок за период с октября 2020 по апрель 2021 в аптеках района.

       2этап. Практическая работа по изучению свойств материалов, использованного для изготовления одноразовых защитных масок.

1.     Изучение состава одноразовой медицинской маски

2.     Проверка водоотталкивающих свойств и воздухонепроницаемости

3.     Сравнение процессов горения хлопковых и нетканых материалов.

Глава 3. Содержание исследования

3.1. Результаты опроса учащихся

Для выяснения актуальности изучаемой проблемы мы провели опрос 23 ученика

9-11 классов Ивановской СОШ (Приложение 1).

1. Носите ли вы или ваши близкие индивидуальные защитные маски для лица? Если «Да», то какую: одноразовую или многоразовую?

Вывод: По результатам нашего опроса выявлено: большинство опрошенных школьников соблюдают масочный режим, особенно в местах скопления народа. И большее количество предпочитают использовать одноразовую медицинскую 3-х слойную маску.

2. Где чаще всего можно встретить людей в маске:

  Вывод: Из данного исследования видно, что чаще всего людей в масках можно встретить в магазинах (36%), в больнице (30%), в местах массового скопления людей (28%)

3. Как следует утилизировать маски?

Вывод: Из данного исследования видно, что половина опрошенных старшеклассников выбрасывают использованные маски в урну при выходе из учреждения, выброшу в мусорные контейнеры, есть и такие которые могут выбросить где придётся .

4. Могут ли использованные маски быть опасны? Если «Да», то почему?

     Вывод: Из данной диаграммы видно, что   большинство считают использованные индивидуальные маски опасными, полагая, что на поверхности скапливаются бактерии и вирусы, 8 человек опрошенных знают, что маски долго разлагаются и будут причинять вред окружающей среде.

         Вывод: Изучаемая нами проблема актуальная для старшеклассников Ивановкой СОШ , но нет единого мнения о вреде использованных одноразовых масок и понятия о безопасных способах утилизации.

3.2. Беседа с фельдшером ФАПА Третьяковой Еленой Сергеевной

В результате беседы выяснили:

- медицинские маски обязаны использовать все работники медицинского учреждения при контакте друг с другом и с пациентами;

- надевать маску надо так, чтобы она закрывала рот, нос и подбородок, при наличии вшитой гибкой пластины в области носа, ее следует плотно прижать по спинке носа и обеспечить полное прилегание к лицу;

- если одна из поверхностей маски имеет цвет, то маску надевают белой стороной к лицу;

- медицинскую маску используют однократно, маску следует менять каждые 2 часа, если маска увлажнилась, ее следует заменить на новую;

- в медицинских организациях использованные маски подлежат обеззараживанию и удалению как отходы класса Б в соответствии с санитарным законодательством;

3.3. Анализ данных о количестве реализованных одноразовых масок

Для получения данных о количестве реализованных одноразовых медицинских масок за интересующий нас период времени, мы обратились в аптеки района их всего 4.

Проанализировали полученные данные:

- до пандемии заказывали 50-70 масок на месяц,

- в октябре 2020 года было заказано 6000 масок,

-в феврале 2021 года дополнительно заказано 1500 масок,

Вывод: за полгода аптека реализовала 7600 масок, в среднем по 1300 маски в месяц, это в 14 раз больше, чем до введения масочного режима; спрос на маски вырос значительно, что объясняется требованиями к соблюдению масочного режима.

3.4. Практическая работа «Изучение свойств нетканых материалов, использованных при изготовлении одноразовой медицинской маски»

1. Изучение состава одноразовой медицинской маски

Приложение 3

Вывод : - Рассмотрели маску, в составе обнаружили: носовую проволоку, эластичные ленты и 3 слоя нетканого материала.

- Изученная одноразовая маска представляет собой трехслойную конструкцию СМС:

1) внешний слой – спанбонд (гидрофобный слой, отталкивает частицы жидкостей, попадающих на него);

2) средний слой - нетканый вспученный материал – мельтблаун (фильтрующий слой);

3) внутренний слой – спанбонд (гидрофильный слой, впитывает влагу, которая выделяется при дыхании).

2.  Проверка водоотталкивающих свойств

Приложение 4

Вывод:  Налили в маску немного воды, окрашенной водорастворимым зелёным красителем, образовался «мини-бассейн», ткань хорошо удерживает воду.

- Гидрофобный слой спанбонда хорошего качества.

- Данная маска обеспечит надёжную защиту от вирусов, попадающих в организм воздушно-капельным путем, то есть, через микроскопические частицы жидкости.

3.    Проверка воздухо-непроницаемости

Приложение 5

Вывод;  Надели на себя 3-слойную маску, зажгли спичку, поднесли её на расстояние 25 см к лицу, подули на пламя.

- Пламя горящей спички потушить не удалось.

- Маска не пропускает выдыхаемый воздух, что препятствует распространению вирусов и бактерий, выделяемых при дыхании больного человека.

4.        Сравнение процессов горения хлопковых и нетканых материалов

Приложение 6

Вывод: Сожгли фрагмент образца 3-слойной маски.

- Наблюдали при горении потеки полимера.  

- Капли в расплавленном виде – прозрачные, при остывании – помутнели.

- Капли остывшего расплава жесткие, твердым предметом давятся с хрустом.

- Дым с острым запахом жженой резины, сургуча.

- В составе материала, используемого для изготовления индивидуальных одноразовых масок присутствует полипропилен.

Сожгли небольшой кусочек медицинского бинта

- Наблюдали горение с интенсивно желтым пламенем.

- После затухания идет светлый дымок с запахом жженой бумаги.

- После полного сгорания остается легкий хрупкий пепел серо-белого цвета, который легко растирается пальцами.

 - Медицинский бинт содержит в основе природный полимер целлюлозу. 

Выводы: в составе одноразовых медицинских масок нет природных полимеров, они произведены из полипропилена, обладают высокой степенью водо и воздухонепроницаемости, при горении плавятся.

3.5 Варианты масок

Приложение 7

Заключение

Работая над проектом я для себя узнала очень много, конечно же историю возникновения масок в разное время, провела много исследований, думаю что в период пандемии маски являются одним из первых средств защиты. Прошло уже не мало времени со дня когда пандемия COVID-19 утвердила новые правила и сформировала у населения новые привычки. Масочный режим остается обязательным, защитные маски, появившиеся во времена эпидемии, вынуждены носить все законопослушные жители.

Вопрос утилизации средств индивидуальной защиты в стране и конкретно в нашем селе не решён, выброшенные маски из средств защиты превращаются в средства угрозы. Выдвинутая нами гипотеза нашла подтверждение. Из проекта я поняла что лучше всего использовать многоразовую маску, в том числе из экологически безвредных материалов. Такую маску можно сделать и самостоятельно, своими руками. Своими руками помочь нашему селу которое я очень люблю и планете.

Список литературы

1. Интернет

2.    Супотницкий М.В., Супотницкая Н.С. Очерки истории чумы: В 2-х кн. Кн.1: Чума добактериологического периода / М.В. Супотницкий, Н.С. Супотницкая. — М.: Вузовская книга, 2006. — 468 с

Приложение 1.

Приложение 1. Анкета

1. Носите ли вы или ваши близкие индивидуальные защитные маски для лица? Если «Да», то какую: одноразовую или многоразовую?

2. Где чаще всего можно встретить людей в маске:

а) на улице  б) в школе  в) в магазине  г) в больнице

е) в местах массового скопления людей

3. Как следует утилизировать маски?

а) выбросить в мусорную урну на остановке или возле магазина

б) выбросить вместе с домашним бытовым мусором

в) можно выбросить где вам удобно

г) можно не выбрасывать, а использовать повторно

д) другое_________

4. Могут ли использованные маски быть опасны? Если «Да», то почему?

Приложение 2

Как правильно утилизировать одноразовые маски

Роспотребнадзор даёт инструкции по утилизации одноразовых масок:

                     перед снятием маски с лица тщательно вымойте или продезинфицируйте руки;

                     снимите маску за ушные петли, взявшись за них сзади;

                     разрежьте маску на несколько частей (это поможет предотвратить ее дальнейшую перепродажу);

                     положите маску в отдельный, герметично закрытый пакет;

                     оставьте маску на трое суток (за это время вирус на поверхностях может погибнуть);

                     выбросите маску вместе с бытовым мусором;

                     сделайте то же самое с одноразовыми перчатками.

Приложение 3

Фото: Подкорытовой Елизаветы

Приложение 4

Фото: Подкорытовой Елизаветы

Приложение 5

Фото: Подкорытовой Елизаветы

Приложение 6

Фото: Подкорытовой Елизаветы

Приложение 7

Фото: Подкорытовой Елизаветы

18