XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Безопасная утилизация батареек

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Смыслов Н.Г. 1

---

1МАОУ "СОШ№24 г.Удачный

Распутина Е.А. 1

---

1МАОУ "СОШ№24" г.Удачный

Работа в формате PDF

540.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Человек остановись и задумайся!

Нельзя жить в ущерб

интересам завтрашнего дня

и будущих поколений!

В повседневной суете люди часто забывают об этой простой истине. Но настал момент, когда всему обществу необходимо широко включиться в процесс сокращения уровня образования бытовых отходов. Необходимо осознать, что каждый гражданин является производителем отходов и оказывает опосредованное негативное воздействие на состояние окружающей среды.

Мы должны заботиться о чистоте нашей планеты, чтобы будущие поколение жили в благоприятных условиях.

Актуальность Одной из проблем современности в области экологии является проблема утилизации бытовых электрических приборов, которые сегодня стали таким привычным предметом нашего ежедневного пользования.

Каждый прибор имеет такую маркировку, значок «перечеркнутый мусорный контейнер» на товаре означает, что, выйдя из употребления, безопасная в быту продукция может нанести экологический урон среде обитания и его нельзя выбрасывать вместе с обычным мусором. В наше время прекрасная идея проводить акции в магазинах бытовых товаров, в которых можно сдать старую технику и получить возможность купить новую со скидкой. Благодаря этому многая техника не попадает на свалки и не загрязняет окружающую природу. Но никто не будет сдавать простые батарейки. Защита окружающей среды от продуктов распада батареек, когда батарейки просто выкидываются, а не утилизируются надлежащим образом, я считаю, очень важна на сегодняшний момент.

Гипотеза Батарейки могут являться источником поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду, которые в бытовом пользовании вреда человеку не наносят, но, попадая в окружающую среду, могут при нарушении герметичности корпуса нанести вред природе.

Цель работы: изучить объёмы потребления в быту батареек и рассмотреть экологические аспекты вредного воздействия неправильно утилизированных батареек, внести посильный вклад в защиту окружающей среды.

Задачи:

- изучить теоретические основы устройства и принципы работы батареек;

- изучить вредное воздействие на природу отработанных батареек;

- провести соцопрос для оценки объёма потребления населением батареек, узнать способы утилизации данных отходов;

- разработать предложения по решению экологической проблемы утилизации батареек.

Методы исследования:

Изучить теоретические данные о строение, разнообразие, составе батареек, выяснить какой вред могут нанести химические элементы, входящие в состав батареек.

Найти в г.Удачный организацию по утилизации батареек.

Провести социальный опрос, оформить результаты.

Изготовить буклеты и провести разъяснительную работу среди учащихся школы.

Оборудовать на 1 этаже школы пункт приема батареек на утилизацию.

Время проведения работы 2020-2021 учебный год.

1. Батарейка.

1.1 Разновидности батареек.

Батарейка - это элемент питания, автономный источник электричества для разнообразных устройств.

1.2. Принцип работы батарейки.

Мы живем в XXI веке, с батарейками мы сталкиваемся ежедневно - в пульте дистанционного управления телевизором, в электронных часах, в детских игрушках и карманных фонариках. Постепенно одноразовые источники питания вытесняются перезаряжаемыми аккумуляторами, но списывать со счетов их пока рано.

Каков же состав и принцип работы самого распространенного типа одноразовых источников питания - щелочных (алкалиновых) марганцево-цинковых батареек. Появились щелочные батарейки где-то в середине прошлого века, и достаточно быстро потеснили использовавшиеся тогда солевые поскольку хотя и были дороже, но при этом обеспечивали отдачу энергии почти на порядок больше.

Любой химический источник тока содержит в себе три обязательных компонента - два электрода, с которых снимается напряжение и агрессивную среду - электролит. Для экономии места и одновременном увеличении площади поверхности взаимодействия один из электродов обычно исполняется в виде порошка. В щелочной батарейке это анод - отрицательный электрод - из порошка цинка. При реакции анода с щелочью цинковый корпус постепенно в ней растворяется.

Роль положительного электрода выполняет порошковый диоксид марганца МnО₂, смешанный с угольным порошком (для увеличения электропроводности), электролитом и загустителем. Полученная паста прессуется к внутренней поверхности никелированного стального корпуса батарейки. Чтобы пасты не смешивались, между ними прокладывают тонкий нетканый материал, пропитанный электролитом.

1.3. Анализ состава батарейки и его опасности.

По статистике, на одну выброшенную батарейку приходится 20 квадратных метров земли, загрязненных тяжелыми металлами или около 400 литров воды. После выбрасывания батарейки коррозируют (их металлическое покрытие разрушается), и тяжелые металлы: цинк, марганец, кадмий, никель, ртуть попадают в почву и грунтовые воды. Какую опасность мы накапливаем для будущего поколения?

1.4.Цинк.

Цинк – серебристо-белый металл, относится к группе тяжелых металлов.  

Влияние на здоровье человека.

Цинк является микроэлементом, необходимым для нормального функционирования человеческого организма в малых дозах. Металлический цинк мало токсичен. Попадание в организм растворимых солей цинка приводит к расстройству пищеварения, раздражению слизистых оболочек. Цинк относится к веществам 2 класса опасности.

1.5.Никель.

Никель –серебристо-белый металл.  

Биологическая роль никеля.

Никель является необходимым микроэлементом для млекопитающих и растений, обнаруживается во всех биологических материалах. В организме человека он входит в ряд ферментов. Никель участвует в регуляции метаболизма гемма в печени и почках.

Влияние на живые организмы.

Цельный металлический никель – не опасен для живых организмов. Пыль, пары никеля и его соединений – токсичны. Никель – вещество 2 класса опасности.

Никель – вещество общетоксического действия на организм. Приводит к возникновению заболеваний носоглотки, легких, появлению злокачественных новообразований и аллергическим поражениям в виде дерматитов и экзем.

Поступление никеля в организм в природных условиях происходит, главным образом, с продуктами питания и питьевой водой. Кроме того, никель поступает в организм с атмосферным воздухом, через кожу.

1.6. Марганец.

Марганец –относится к тяжелым металлам.

Биологическая роль марганца.

Марганец поступает в организм, в основном, через желудочно-кишечный. Поступление через кожу – незначительно.Марганец относится к важнейшим из жизненно необходимых микроэлементов и участвует в регуляции главных биохимических процессов. Марганец оказывает влияние на процессы кроветворения и иммунную защиту организма.

  Влияние на здоровье человека

Избыточное накопление марганца в организме сказывается, в первую очередь, на центральную нервную систему. Это проявляется в утомляемости, сонливости, ухудшении функций памяти. Марганец является ядом, поражающим также легкие, сердечно-сосудистую, вызывает аллергический эффект.Класс опасности вещества – 2.

 1.7. Ртуть

Принадлежит к числу ядов, она поражает нервную и выделительную системы. При воздействии ртути возможны острые (проявляются быстро и резко, обычно при больших дозах) и хронические (влияние малых доз ртути в течение относительно длительного времени) отравления. При вдыхании ртутные пары поглощаются и накапливаются в мозге и почках. Есть сведения, что многие формы ртути способны проникать в организм человека через кожу.

Вывод: Накопление отходов на свалках приводит к тому, что тяжелые металлы попадают в грунтовые воды. Из грунтовых вод эти металлы могут попасть в реки и озера или в артезианские воды, используемые для питьевого водоснабжения. Один из самых опасных металлов, ртуть, может попасть в организм человека как непосредственно из воды, так и при употреблении в пищу продуктов, приготовленных из отравленных растений или животных, поскольку этот металл имеет свойство накапливаться в тканях живых организмов.

Анализируя всю собранную информацию приходишь к пониманию того, что губительный эффект загрязнения окружающей среды отходами содержащими тяжелые металлы может стать очевидным для человека через несколько лет, поскольку тяжелые металлы начинают свое воздействие лишь достигая определенной концентрации – вызывают отравления, раковые заболевания и мутации. Например, кадмий поражает почки, печень, поджелудочную железу, блокирует работу некоторых важных для жизнедеятельности организма ферментов. Или ртуть – она коварна, так как действует бессимптомно. Необратимые процессы в организме начинаются незаметно.

1.8. Опасность, исходящая от батарейки

Батарейки могут быть опасными по следующим причинам:

токсичность содержащихся внутри металлов;

способность отдельных видов батареек к самовзрыванию;

утечка опасных веществ при механическом повреждении элементов питания;

при сжигание батарейки, токсичные материалы, содержащиеся в ней, попадут в атмосферу.

2.Экспериментальная часть.Опыт, демонстрирующий негативное влияние пальчиковых батареек на жизнедеятельность организма .

Цель опыта: доказать губительное влияния элементов, входящих в состав пальчиковых батареек, на живые организмы.

Описание опыта: В экперименте использовано растение кресс-салат, семена которого быстро прорастают. Это растение является биоиндикатором, реагирующим на негативные факторы среды. Одинаковое количество семян было посажено в два горшка. Выращивание происходило при одинаковых условиях. Полив осуществлялся в одинаковом количестве, но водой разного состава.

1. Опытный образец. Семена и проростки кресс-салата поливались «токсичной» водой, т. е. водой, в которой некоторое время находилась поврежденная пальчиковая батарейка.

2. Контрольный образец. Семена и проростки кресс-салата поливались обычной водой.

Результаты наблюдений.

Проростки появились на 3-й день. Количество проростков оказалось больше в опытном образце.

По мере роста стали появляться значительные отличия внешнего вида проростков опытного и контрольного образца: они отличаются высотой и цветом. Растение, которое поливали «токсичной» водой было гораздо ниже и имело бледно-зеленую окраску листьев, погнутые и слабые стебли. С каждым днём этот образец развивается всё хуже.

Растение, которое поливал обычной водой выглядит гораздо лучше: имеет длинные и устойчивые стебли, ярко выраженный зеленый цвет листьев.

Вывод: в ходе эксперимента было установлено, что токсичные соединения, входящие в состав батарейки, оказывают пагубное влияние на рост и развитие растения кресс-салата.

Результаты проведенного эксперимента позволяют сделать вывод о том, какой вред живой природе наносят неправильно утилизированные батарейки и доказать их опасность для человека. Кресс-салат является овощной культурой и несомненно, выращенный в условиях загрязнения почвы и грунтовых вод, это растение может нести угрозу здоровью человека, если его употребить в пищу. Вот почему так важно правильно утилизировать батарейки. Ведь в природе всё взаимосвязано.

3. Исследовательская работа.

Исследование проблемы утилизации батареек в нашем городе было организовано по следующему плану.

Исследование количества батареек в среднестатистической семье

г.Удачный

Исследование путей утилизации батареек в нашем городе.

Решение проблемы утилизации батареек в нашем городе.

Предложения по способам утилизации батареек.

3.1. Проведение социологического опроса

Для того чтобы понять насколько эта проблема актуальна в нашей школе мы провели социологический опрос среди учащихся 5-11 классах. Всего в опросе участвовало 160 человек.

Учащиеся отвечали на следующие вопросы:

Сколько батареек используется на данный момент в вашей семье?

(В пультах, фонариках, игрушках, будильниках, часах и др.)

Сколько человек в вашей семье?

Как часто вы меняете (покупаете) батарейки?

Как поступаете с отработанными батарейками?

Знаете ли, какое воздействие оказывают выброшенные батарейки на окружающую среду?

3.2.Результаты социологического опроса

В среднем на каждого человека приходиться по 3 батарейки, учитывая, что они подлежат замене каждых 4 месяца, то в год получаем 12 батареек. В нашем городе проживает около 12000 жителей на каждого по 12 батареек и за год будет использовано 144.000 батареек. Учитывая, что утилизацией не занимаются у нас в городе, то 144.000 батареек попадут в мусор и на свалку.

Проведя анализ социологического опроса, я решил организовать сбор отработанных батареек и таким образом внести посильный вклад в защиту окружающей среды. Занялся поиском пункта приема батареек. Обнаружил, что на территории нашего города сбором и транспортировкой отработанных ртутьсодержащих ламп от юридических лиц и индивидуальных предпринимателей осуществляется Удачнинским ГОКом, значит данная организация может осуществлять и утилизацию батареек. Но в связи с его (ГОКа) оптимизацией может возникнуть проблема дальнейшей утилизации собранных батареек.

Мной была запланирована и выполнена следующая работа:

Выступить перед учащимися с информацией о вреде, наносимом батарейками, при попадание на свалку.

Сделать и распространить буклеты «Батарейка и её утилизация»

Организовать сбор отработанных батареек для последующей утилизации.

Способы решения проблемы утилизации батареек:

1. Хранить отработанные батарейки в пластиковых бутылках.

Можно собирать и хранить батарейки в пластиковых бутылках (5л), которые не допустят, воздействию влаги на корпус батарейки и как следствия этого он не будет разрушаться. Учитывая, что пластиковые бутылки будут разлагаться как минимум лет 100-200, можно использовать этот способ для блага природы!

Конечно это не переработка, но все же это очень простой и эффективный способ снизить вред от батареек для природы.

2. Сдавать батарейки в специализированное места сбора в МАОУ "СОШ№24" г.Удачный (1этаж) для дальнейшей их утилизации Удачнинским ГОКом.

Заключение

Беспечно выброшенная в мусорное ведро батарейка попадает на свалку, где каждое лето с другим мусором возгорается и тлеет, а на мусоросжигательных заводах и вовсе горит, выпуская с клубами дыма тучи ядовитых соединений, минимальным дозам которых человечество обязано онкологическими и репродукционными заболеваниями, а еще отравлениями, замедленным развитием и слабым здоровьем детей… Ядовитые вещества из батареек, в любом случае проникают в почву, в подземные воды, попадают в наше с вами море и в наши с вами водохранилища, из которых мы пьем воду, не думая, что вредные химические соединения (из вашей же батарейки, выброшенной неделю назад в мусоропровод) с кипячением не исчезают, не уничтожаются - они ведь не микробы. Каждый год в мире выбрасываются более 15 биллионов батареек. Если построить из них колонну, её длина составит расстояние от Земли до Луны, и обратно. Обычная батарейка при утилизации фактически получает новую жизнь, так как 98 % её начинки после переплавки снова идут в дело. Пока же каждый из нас может внести свой посильный вклад в дело уменьшения вреда, наносимого старыми батарейками окружающей среде. Для этого можно перейти на аккумуляторы – ведь они служат намного дольше и поэтому выбрасывать их приходится гораздо реже.

Проблема экологического состояния нашей природы очень важна, не все люди подходят к решению этой проблемы достаточно ответственно. Хорошо изучив принципы работы батареек, мы вплотную столкнулись с проблемой их утилизации. Оказалось, что в нашем городе никто не занимается решением этой проблемы. В процессе нашей работы мы внесли небольшой вклад в решение этой насущной проблемы. Если все люди стали бы не равнодушны к утилизации батареек, то вред природе стал бы минимальным.

Используемая литература:

Ашихмина, Т.Я. Школьный экологический мониторинг –М.: АО МДС, 2010. – 380 с.

Величковский, Б. Т., Кирпичёв, В. И., Суравегина,

И. Т. Здоровье человека и окружающая среда [Текст]: учебное пособие. – М.:

«Новая школа», 1997.

Миркин, Б. М., Наумова, Л. Г. Экология России [Текст]. – М.: АО МДС, 2016.

Рыжакова батарейка как опасный отход. // Твердые бытовые отходы. – 2015. – №6 – c. 42-47. 

ПРИЛОЖЕНИЕ№1

ПРИЛОЖЕНИЕ №2

Процесс утилизации батареек.

Процесс утилизации и переработки батареек и аккумуляторов обычно состоит из нескольких этапов. Например, процесс переработки батареек с извлечением свинца состоит из четырех этапов.

Вначале батарейки и аккумуляторы загружаются в специальную емкость больших размеров, откуда они по конвейерной ленте попадают в бетонный колодец с электромагнитом, куда в специальную емкость вытекает электролит из "потекших" батареек, после чего батарейки размалываются дробилкой на мелкие куски.

Затем происходит процесс разделения материалов с помощью водяной пыли, подаваемой при высоком давлении — нескольких десятках атмосфер. Самые мелкие части и пластик оседают в отдельном резервуаре для последующего концентрирования, а более крупные части попадают на дно резервуара, откуда их механический ковш вытаскивает в резервуар с каустической содой, где этот металлолом превращается в свинцовую пасту. На этом же этапе туда попадает и свинцовая пыль, которая с помощью воды, под высоким давлением, отделяется от пластика.

3. Далее - процесс плавки свинца. Получившуюся свинцовую пасту по конвейерной ленте передают в бункер для плавки, где она расплавляется до жидкого состояния.

В процессе рафинирования образуются два компонента — рафинированный твердый и мягкий свинец и сплавы свинца, отвечающие требованиям заказчика. Непосредственно сплавы сразу же отправляются на заводы для использования, а рафинированный свинец нагревают и выливают из него слитки.