Практична робота №3

Цикл життя продукту та його вплив на довкілля

Мета роботи

Зрозуміти взаємозв'язок між індустріалізацією та екологічними проблемами. Засвоїти концепцію життєвого циклу продукту та його впливу на довкілля. Навчитися аналізувати екологічний слід повсякденних предметів.

Теоретична частина

1. Індустріалізація та екологічні виклики

Індустріалізація — це процес переходу від аграрної економіки до промислового виробництва. Хоча вона принесла значний економічний прогрес і покращення якості життя, вона також стала основною причиною багатьох екологічних проблем.

  • Забруднення повітря: Викопне паливо, що спалюється на фабриках і електростанціях, виділяє в атмосферу шкідливі гази (CO₂, SO₂, NOₓ), які спричиняють кислотні дощі, смог і глобальне потепління.

  • Забруднення води: Відходи промислових підприємств часто скидаються у річки та озера, забруднюючи воду важкими металами, хімікатами та іншими токсичними речовинами. Це знищує водні екосистеми та робить воду непридатною для споживання.

  • Виснаження ресурсів: Масштабне виробництво вимагає величезної кількості сировини (нафти, руд, деревини), що призводить до виснаження природних ресурсів і руйнування екосистем.

2. Життєвий цикл продукту (ЖЦП)

Життєвий цикл продукту (Product Life Cycle, PLC) — це послідовність етапів, які проходить продукт від моменту його задуму до утилізації. Розуміння ЖЦП допомагає оцінити загальний вплив продукту на довкілля. Основні етапи:

  1. Добування сировини: Видобуток і переробка природних ресурсів.

  2. Виробництво: Виготовлення продукту на заводі, що включає споживання енергії, води та утворення відходів.

  3. Транспортування: Доставка продукту від виробника до споживача.

  4. Використання: Етап, протягом якого продукт використовується. Тут також може бути значний вплив на довкілля (наприклад, споживання електроенергії побутовою технікою).

  5. Утилізація: Збір і переробка або знищення продукту після його використання.

Практична частина

Завдання 1. Аналіз життєвого циклу

Оберіть один з повсякденних предметів (наприклад, пластикова пляшка, смартфон, одноразова кавова чашка). Проаналізуйте його життєвий цикл за такою схемою (приклад):

Етап життєвого циклу

Опис етапу

Вплив на довкілля (наведіть 2-3 конкретні приклади)

Добування сировини

видобуток нафти для виробництва пластику.

Забруднення ґрунту, викиди парникових газів.

Виробництво

формування пластикових гранул і виготовлення пляшки.

Споживання електроенергії, утворення промислових відходів.

Транспортування

доставка пляшок на склад і до магазину.

Викиди вихлопних газів від вантажного транспорту.

Використання

наповнення пляшки водою та її споживання.

Потреба в чистій воді, споживання електроенергії при охолодженні.

Утилізація

викидання пляшки у сміттєвий контейнер.

Забруднення ґрунту і океанів, довготривале розкладання.

Завдання 2. Екологічний слід інженерних рішень

Оберіть один з інженерних проєктів або технологій (наприклад, сонячна електростанція, електромобіль, поліетиленовий пакет). Оцініть його екологічний слід, враховуючи як позитивні, так і негативні аспекти. Заповніть таблицю.

Аспект

Опис впливу на довкілля

Переваги

сонячна енергія не створює викидів парникових газів під час роботи.

Недоліки

виробництво сонячних панелей потребує рідкісних металів і токсичних хімікатів.

Рекомендації для поліпшення

розробка технологій для ефективної переробки старих панелей.

Висновки

Підготуйте невелику презентацію або письмовий звіт за результатами аналізу. Включіть у нього такі пункти:

  • Основні екологічні проблеми, які ви виявили в результаті аналізу ЖЦП обраного вами предмета.

  • Висновки щодо екологічного сліду обраного інженерного рішення.

  • Пропозиції та ідеї, як інженери можуть зменшити негативний вплив на довкілля, починаючи з етапу проєктування.

Ця практична робота допоможе вам не лише зрозуміти, а й критично оцінити вплив технологій на нашу планету.

Завдання для виконання

1. Вибір продукту для аналізу

  • Обрати конкретний продукт для проведення LCA. Це може бути продукт щоденного вжитку (наприклад, смартфон, пляшка води), продукт харчування, або продукт, який використовується у Вашій галузі навчання/роботи.

2. Визначення мети дослідження

  • Чітко сформулювати мету дослідження. Наприклад:

    • Порівняти екологічний вплив двох різних продуктів, що виконують однакову функцію.

    • Оцінити вплив на довкілля різних стадій життєвого циклу продукту.

    • Визначити "гарячі точки" в життєвому циклі продукту.

3. Збір даних

  • Інвентаризація:

    • Скласти детальний опис всіх етапів життєвого циклу продукту: видобуток сировини, виробництво, транспортування, використання, утилізація.

    • Зібрати кількісні дані про споживання матеріалів, енергії, води, викиди забруднюючих речовин на кожному етапі.

    • Можна використовувати дані з наукових статей, звітів компаній, баз даних LCA (наприклад, Ecoinvent).

  • Вибір категорій впливу:

    • Визначити, які екологічні впливи будуть оцінюватися (наприклад, зміна клімату, забруднення води, втрата біорізноманіття).

4. Оцінка впливу

  • Вибір методу моделювання: Вибрати відповідний метод для обчислення екологічних впливів (наприклад, метод факторів викидів).

  • Кількісна оцінка впливу: Обчислити величину екологічних впливів для кожної категорії.

5. Інтерпретація результатів

  • Аналіз результатів: Проаналізувати отримані результати та ідентифікувати найбільш значущі екологічні впливи.

  • Визначення "гарячих точок": Визначити етапи життєвого циклу, які мають найбільший вплив на довкілля.

  • Формулювання висновків: Сформулювати висновки щодо екологічних аспектів продукту та розробити рекомендації щодо їх покращення.

6. Презентація результатів

  • Підготувати презентацію, в якій будуть представлені:

    • Опис продукту та мети дослідження.

    • Методика проведення LCA.

    • Отримані результати.

    • Висновки та рекомендації.