Ульяна Бардук,
ученица 4 класса ГБОУ «Школа № 167 имени Маршала Л.А. Говорова», г. Москва
Т.В. Мурзина,
учитель начальных классов ГБОУ «Школа № 167 имени Маршала Л.А. Говорова», г. Москва
Путешествуя с родителями по стране, я часто вижу вдоль дорог и на пустырях заросли растения с крупными резными листьями и зонтиками на высоких стеблях (рис. 1).
Это растение называется борщевик Сосновского (Heracleum sosnowskyi).
Рис. 1. Борщевик Сосновского
Благодаря гигантским размерам (высота стебля может достигать трех метров) и огромной скорости роста борщевик получил латинское название Heracleum по имени героя древнегреческих мифов Геракла [1]. Впервые растение было выделено и описано в 1944 году ботаником И. П. Манденовой, которая назвала его в честь исследователя флоры Кавказа Д.И. Сосновского [2].
Благодаря способности к быстрому росту и питательным свойствам борщевик Сосновского был внедрен в сельское хозяйство в качестве кормового растения вскоре после Великой Отечественной войны. Однако постепенно выяснилось, что «специфический запах борщевика сохраняется в мясе и молоке животных, а при наличии других кормов коровы плохо поедали силос» [2]. Кроме того, было обнаружено, что при контакте растения с кожей человека и животных появляется ожог. Поражение более 80 процентов тела опасно для жизни [3]. Из-за вышеперечисленных недостатков борщевик Сосновского постепенно перестали культивировать, а в 2015 году он был внесен в официальный список сорных растений Российской Федерации [4].
Из-за огромного количества (до 20 000) мелких и легких семян борщевик Сосновского быстро разносится ветром на большие расстояния [5]. Также семена могут разноситься колесами машин, на обуви и шерсти животных. Семена могут находиться в земле несколько лет, ожидая благоприятных для прорастания условий.
Отсутствие надлежащего контроля за растением привело к тому, что в настоящее время борщевик Сосновского занял, по разным оценкам, до 30 процентов или около 60 миллионов гектаров сельскохозяйственных земель [5]. Огромные пространства вдоль дорог, заросшие борщевиком, я наблюдала, путешествуя по Московской, Владимирской, Ленинградской, Новгородской и Псковской областям. Появляется он и в городах. Прошлым летом борщевик Сосновского был замечен мною в Москве в парке Дружбы и рядом с моим домом (рис. 2).
Рис. 2. А – борщевик Сосновского в парке Дружбы, г. Москва; Б – борщевик Сосновского перед жилым домом, г. Москва; В – заросли борщевика Сосновского на трассе Москва – Переславль-Залесский; Г – заросли борщевика Сосновского на пустыре, г. Псков
Из-за сложностей с контролем распространения растения, его повышенной устойчивости к неблагоприятным условиям среды, способности вытеснять другие виды растений и, главное, опасности для здоровья человека и животных борщевик Сосновского в настоящее время воспринимается большинством людей как злостный сорняк, не приносящий никакой пользы.
Для доказательства этого предположения я провела небольшой опрос среди учеников четвертых классов нашей школы. Оказалось, что большинство ребят (67%) узнают борщевик Сосновского и знают о его ядовитых свойствах (65%). Однако всего несколько из них (5%) смогли правильно назвать полезные свойства борщевика (может служить кормом для животных, из него можно делать поделки, является медоносом).
Пока не существует эффективных и экономически выгодных методов борьбы с зарослями борщевика, я попыталась взглянуть на проблему с другой стороны.
Осенью и ранней весной я вижу огромные площади, занятые сухостоем борщевика. Тот уже не опасен для человека, поскольку не содержит ядовитых соков, но при этом по-прежнему никак не используется.
Целью данной работы стало исследование полезных свойств борщевика Сосновского. Я предположила, что, пока не найдены способы успешного контроля за распространением растения, можно попробовать использовать его в хозяйственной деятельности человека. Борщевик, как и любое другое растение, содержит целлюлозу, а значит, является ценным ресурсом для изготовления бумаги/картона.
Полезные свойства борщевика Сосновского
В сети Интернет можно найти большое количество литературных источников, в которых авторы изучают полезные свойства борщевика Сосновского [6, 7].
Я также проанализировала базу данных Яндекс. Патент [8] на предмет упоминания растения и обнаружила 66 патентов, из которых 38 (58%) связаны с применением полезных свойств борщевика Сосновского в хозяйственной деятельности человека.
В настоящее время борщевик предложено использовать в целом ряде направлений:
• сельское хозяйство – борьба с сорняками, повышение продуктивности кормовых угодий; • ветеринария – профилактика заболеваний крупного рогатого скота; • фармацевтика и медицина – диагностика опухолей в почках и поджелудочной железе, производство антибактериальных средств; • пищевая промышленность и производство кормов – получение сахара и кормовых добавок; • химическая и целлюлозно-бумажная промышленность – производство полимерсодержащих покрытий и целлюлозы; • биотехнология и производство спирта – получение стимуляторов роста овощных культур и производство биоэтанола; • производство древесного угля; • производство строительных материалов; • обогащение полезных ископаемых; • рекультивации почв; • охрана окружающей среды.
Получение бумаги/картона из сухостоя борщевика Сосновского
Для получения бумаги/картона из высохшего стебля растения я сначала проанализировала найденные в сети Интернет способы производства в домашних условиях бумаги из тростника [9] и древесных опилок [10] и на их основе разработала свой рецепт.
Для получения картона в домашних условиях понадобились следующее оборудование и материалы (рис. 3):
• стебель борщевика Сосновского, который в высушенном виде не представляет опасности для человека и животных; • специальная рамка с прикрепленной к ней сеткой; • крахмал картофельный; • сода пищевая; • вода; • секатор; • небольшая кастрюля; • блендер; • сито; • газета; • скалка; • утюг; • чайная ложка; • мерный стакан.
Рис. 3. Оборудование и материалы для получения картона в домашних условиях
Получение бумаги/картона в домашних условиях осуществлялось в несколько этапов:
1. Измельчение сухого стебля борщевика Сосновского на мелкие кусочки с помощью секатора. 2. Приготовление содового раствора в расчете 100 г на 1,5 л воды. 3. Смешивание измельченной массы с полученным раствором, доведение до кипения и вываривание на медленном огне в течение 10 ч. 4. Промывание полученной массы в проточной воде с помощью сита и измельчение блендером до однородной кашицы. 5. Приготовление крахмального раствора: разведение в расчете 2 ч. л. на 200 мл холодной воды и доведение до кипения еще в 200 мл горячей воды. 6. Смешивание крахмального раствора с кашицей из вываренных стеблей борщевика. 7. Выкладывание полученной смеси на специальную рамку с сеткой, разравнивание полученной массы и удаление излишков жидкости. 8. Переваливание полученной массы на газету и дополнительное разравнивание с помощью скалки. 9. Предварительная сушка полученного листа картона с помощью утюга и дальнейшее помещение листа на плоскую поверхность с сушкой на солнце. 10. Высушивание картона на ярком солнце в течение светового дня.
В результате из 100 г измельченной массы сухого стебля борщевика Сосновского было получено четыре листа формата примерно А4 (рис. 4).
Рис. 4. Лист картона, полученный из сухого стебля борщевика Сосновского
Свойства бумаги/картона из сухостоя борщевика Сосновского
С помощью микроскопа, мультиметра, пирометра и другого оборудования я изучила свойства полученного картона из борщевика. Оказалось, что он:
• очень хрупкий и быстро ломается, его нельзя согнуть или смять. Однако его листы можно склеивать между собой и с другими материалами (например, с фольгой) и тем самым придавать дополнительную прочность; • плохо горит; • обладает плохой теплои электропроводностью; • его плотность меньше плотности обычного картона; • не тонет в воде, но при этом быстро смачивается и теряет форму, которую, однако, можно вернуть при помощи скалки и высушивания на плоской поверхности. При этом картон быстро сохнет; • на картоне можно писать и его можно резать ножницами. Все это необходимо делать очень аккуратно ввиду его хрупкости.
Анализ свойств картона из борщевика Сосновского подсказывает, что он может быть использован как изоляционный материал, уплотнитель или в качестве заменителя обычного картона, например, в упаковках тетрапак.
Моделирование структуры упаковки тетрапак
Для проверки последнего утверждения я смоделировала структуру упаковки тетрапак, которая в оригинале состоит из шести слоев (рис. 5): внешнего слоя полиэтилена, картона, связующего слоя полиэтилена, алюминиевой фольги, связующего слоя полиэтилена и внутреннего слоя пищевого полиэтилена [11].
Рис. 5. Состав упаковки Tetra Pak (рисунок из открытых источников: https://greenpole.su/chto-ne-tak-s-tetrapak/ )
Для своего тетрапака я взяла два слоя толстого полиэтилена для ламинации (слои 1 и 6), два слоя тонкого полиэтиленового пакета (слои 3 и 5), алюминиевую фольгу (слой 4) и картон из борщевика (слой 2). Чтобы склеить эти слои, я прогладила их горячим утюгом.
В итоге получилась достаточно прочная структура, которой при необходимости можно придать требуемую форму и которая по весу не уступает пустой упаковке тетрапак (рис. 6).
Рис. 6. Моделирование структуры упаковки тетрапак с использованием картона из борщевика Сосновского
Конечно, структура получилась во много раз толще оригинальной упаковки тетрапак из-за толстого наружного и внутреннего слоев полиэтилена, а также слишком толстого листа картона из борщевика Сосновского. Однако, как я полагаю, при усовершенствовании рецепта изготовления бумаги/картона и использовании более подходящего пищевого полиэтилена можно добиться лучших результатов.
Выводы
Проведенные исследования доказывают, что борщевик Сосновского обладает целым рядом положительных свойств, благодаря которым его можно использовать в различных областях. Борщевик является экологически чистым материалом и позволяет экономить ресурсы.
Пока не найдены успешные способы контроля распространения борщевика, его можно успешно использовать в сельском хозяйстве, ветеринарии, фармацевтике и медицине, пищевой промышленности и производстве кормов, химической и целлюлозно-бумажной промышленности, биотехнологии, биоэнергетике и спиртовой промышленности, в производстве древесного угля и строительных материалов, в процессах обогащения полезных ископаемых, а также в целях рекультивации почв и охраны окружающей среды.
Высушенные стебли борщевика не представляют опасности для человека и животных. Из них можно изготавливать бумагу/картон. Возможность изготовления бумаги/ картона из других частей борщевика Сосновского может служить предметом дальнейшего исследования при условии соблюдения необходимых мер предосторожности.
Изученные свойства полученного из стеблей картона позволяют предположить, что тот может быть использован как изоляционный материал, уплотнитель или в качестве заменителя обычного картона, особенно в случае склеивания между собой нескольких слоев такого картона или склеивания такого картона с другими материалами.
Усовершенствование рецепта изготовления бумаги/картона может сделать его менее хрупким и более тонким. Разработка такого рецепта может служить предметом дальнейшего исследования.
Список литературы
1. Семиков С. Ах, не трогайте меня: обожгу и без огня! [Электронный ресурс]: Журнал Наука и жизнь, 2004, №7. – URL: www.nkj.ru/archive/articles/2230/ (дата обращения: 19.02.2024).
2. Виноградова Ю.К., Майоров С.Р., Хорун Л.В. Черная книга флоры Средней России (Чужеродные виды растений в экосистемах Средней России) / Борщевик Сосновского. – М.: ГЕОС, 2010. – 505 с. – С. 101-110.
3. Замятина Н. Коварные растения [Электронный ресурс]: Журнал Наука и жизнь, 2004, №7. – URL: https://www.nkj.ru/archive/articles/2231/ (дата обращения: 19.02.2024).
4. Борщевик Сосновского официально признан сорным растением [Электронный ресурс]: Новости Online 47 от 18.12.2015. – URL: https://online47. ru/2015/12/18/Borschevik-Sosnovskogo-ofitcialno-priznan-sornymrasteniem23771 (дата обращения: 19.02.2024).
5. Стригин А. Как победить борщевик Сосновского [Электронный ресурс]: Российская газета от 28.08.2018. – URL: https://rg.ru/2018/08/28/reg-szfo/kakpobeditborshchevik-a-glavnoe-zachem.html (дата обращения: 19.02.2024).
6. Из опасного борщевика в Ленобласти хотят делать спирт и уголь [Электронный ресурс]: Газета Московский комсомолец от 13.07.2018. – URL: https:// spb.mk.ru/social/2018/07/13/iz-opasnogo-borshhevika-v-lenoblasti-khotyatdelatspirt-i-ugol.html (дата обращения: 19.02.2024).
7. Борщевик тоже может приносить пользу! [Электронный ресурс]: Журнал группы изданий «Красные зори» от 27.11.2020. – URL: https://dzen.ru/media/k_ zori/borscevik-toje-mojet-prinosit-polzu-5fc0f0a31080732360acae38 (дата обращения: 19.02.2024).
8. Борщевик Сосновского [Электронный ресурс]: Яндекс. Патенты. – URL: https://yandex.ru/patents?dco=RU&dco=SU&dl=ru&dt=0&dty=1&dty=2&s=0&sp =0&spp=10&st=0&text=борщевик%20сосновского (дата обращения: 19.02.2024).
9. Краплак К. Тростниковая бумага ручной работы: мастер класс [Электронный ресурс]: Журнал Ярмарки мастеров от 18.01.2010. – URL: https://www. livemaster.ru/topic/22796-trostnikovaya-bumaga-ruchnoj-raboty-master-klass? ysclid=l4zo3kgezp196588823 (дата обращения: 19.02.2024).
10. Темнозарь Н. Самодельная бумага из опилок [Электронный ресурс]: Энциклопедия безопасности от 14.02.2014. – URL: https://survincity.ru/2014/02/ samodelnaja-bumaga-iz-opilok/?ysclid=l4zlg742hx728909505 (дата обращения: 19.02.2024).
11. Что не так с тетрапак [Электронный ресурс]: Зеленый полюс. Межрегиональная экологическая и благотворительная общественная организация. – URL: https://greenpole.su/chto-ne-tak-s-tetrapak/ (дата обращения: 19.02.2024).
№ 1 (15) / 2024
