ВВЕДЕНИЕ
Земля. Что за волшебное сочетание букв? Пять букв русского алфавита, но сколько эмоций и чувств вызывают при произношении. Только вслушайтесь: Земля. Наша планета, наш дом. Лучшее, что у нас есть и, пожалуй, самое дорогое. Но почему сегодня человечество так безрассудно относится к самому дорогому для каждого из нас богатству? Почему мы дорожим нажитым, но пренебрегаем глобальным?
По информации ученых, занимающихся изучением экологического состояния Земли, загрязнение нашей планеты, увы, уже стало чем-то вроде нормы. Сложно найти на планете место, где было бы все благополучно.
В России свалки и полигоны для мусора занимают территорию, сопоставимую по площади с Швейцарией. Проблема сокращения и переработки мусора стоит очень остро. Во многих городах стоят специальные баки для сортировки отходов, но среди них нет ни одного, куда бы можно было выбросить батарейки. Каждый знает, что использованные батарейки наносят большой вред окружающей среде. Куда же их нести, где и, главное, как утилизировать?
Актуальность нашего исследования состоит в том, что загрязнение окружающей среды батарейками наносит невозместимый вред живой и неживой природе. Организованная утилизация и переработка опасных отходов должна быть реализована на административном и государственном уровнях.
Объект исследования: батарейки.
Предмет исследования: отрицательное влияние батареек на живую и неживую природу.
Проблема исследования: загрязнение окружающей среды опасными отходами, в частности, батарейками.
Цель исследования: доказать вредоносное воздействие батареек на окружающую среду, предложить пути и способы решения данной проблемы.
Гипотеза: батарейки пагубно влияют на живую и неживую природу.
Задачи исследования:
1. Изучить тематическую литературу.
2. Сравнить темпы роста растений в чистом грунте и в грунте с
батарейками.
Оценить скорость разложения бумаги в чистом грунте и в грунте с
батарейками.
Предложить способы решения проблемы.
Сделать выводы.
Методы исследования:
Наблюдение.
Измерение.
3. Экспериментальные исследования.
Работа состоит из введения, двух глав, включающих десять параграфов, заключения, списка использованной литературы и приложений.
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
1.1. Батарейка – достижение или беда человечества.
18 февраля – День батарейки. Изобретение первого химического источника тока, полученного в лабораторных условиях, принято датировать 1799 годом. Но самая первая батарейка была изобретена в 1800 году ученым-физиком, химиком и физиологом Алессандро Вольтом.
В современном мире батарейки и аккумуляторы играют немаловажную роль. Батарейка – это источник электроэнергии. Батарейка очень удобна в использовании. Доступный источник питания, благодаря которому мы сегодня можем быть не привязаны к электросетям. Конечно, множество плюсов в использовании батареек заставляют совершенно не задумываться о минусах.
224 года прошло с момента выпуска первой батарейки. Сейчас процесс производства батареек поставлен на такой поток, что сложно посчитать, сколько их сходит с конвейера. Только в России в год потребляется порядка 1 миллиарда батареек, большая часть которых после использования попросту вывозится на свалки. При этом ежегодно потребление одноразовых батареек увеличивается на 5–6%. Связано это с ростом спроса на игрушки с питанием от батареек. [1]
1.2. Типы и состав батареек.
Не считая тех, что уже вышли из производства или редко встречаются на рынке в силу дороговизны или токсичности, есть 4 основных разновидности батареек:
Солевые – самые дешёвые из представленных, полюса которых состоят из цинка (графита) и двуокиси марганца, погруженных в хлорид аммония. Быстрее всего разряжаются, особенно на морозе. Могут протечь, если долго не использовать. Хранятся от 1 до 3 лет.
Щелочные, или алкалиновые (alkaline ― «щелочь») держат заряд дольше. Полюса таких батареек также состоят из цинка (графита) и двуокиси марганца. В роли электролита выступает гидроксид калия – это щелочь, отсюда и название. Морозостойкие, очень редко протекают, но и стоят дороже. Хранятся от 3 до 5 лет.
Литиевые батарейки хранятся до 12 лет. У этих батареек в качестве «плюса» используется литий, а вот «минус» и электролит могут быть представлены различными веществами. Они работают дольше, чем два предыдущих вида. Отличаются постоянным напряжением. Минус ― сравнительно высокая цена.
Серебряно-оксидные батарейки – самые долговечные. В них роль «минуса» опять играет цинк, а роль «плюса» — оксид серебра. Реакция с выделением электрического тока протекает при помощи щелочного электролита – гидроксида калия или натрия. Они не разряжаются ещё дольше, чем литиевые (на 40%), но в остальном разницы нет.
Как отличить эти батарейки друг от друга, если надписи на упаковке на иностранном языке? Есть общая маркировка, согласно которой разные типы обозначаются буквами:
R ― солевые.
LR ― щелочные.
CR ― литиевые.
SR ― серебряные. [2]
1.3. Влияние батареек на окружающую среду.
Батарейка, даже отслужившая свой срок, не представляет опасности при условии, что ее корпус не поврежден и она хранится при комнатной температуре и минимальной влажности. Попадая же вместе с бытовыми отходами на свалку и подвергаясь воздействию разнообразных атмосферных факторов, батарейка начинает ржаветь и разрушаться под воздействием коррозии. Ее корпус теряет герметичность, содержимое получает доступ во внешнюю среду, отравляя ее обитателей.
Щелочь и тяжелые металлы из разрушившейся батарейки представляют опасность для окружающей среды. Поступая вначале в почву, токсичные вещества достигают грунтовых вод, откуда попадают в водоемы, в том числе и те, из которых ведется забор водопроводной воды. Химическому загрязнению подвергаются земли и произрастающие на них растения, в том числе, многочисленные пищевые культуры. Мясо и молоко сельскохозяйственных животных, пасущихся на зараженных пастбищах, тоже становятся опасным. Опасна не только пассивная коррозия, в результате которой батарейки загрязняют почву и воду. Нередко свалки подвергаются самовозгоранию, и находящиеся в мусоре батарейки, нагреваясь, выделяют в атмосферу диоксины, заражая еще и воздух. Диоксины являются причиной раковых заболеваний, заболеваний репродуктивной системы. [3]
ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Влияние батареек на проращивание и развитие ростка гороха.
Конечно, мы не раз слышали, что батарейки нельзя выбрасывать в окружающую среду. Но что конкретно произойдет, если батарейка попадет в почву, так и оставалось для меня загадкой. Чтобы разобраться в этом вопросе, мы решили воссоздать условия попадания батарейки в грунт. Процесс разрушения целости корпуса мы решили немного ускорить. В этом мне помог папа. Используя защитные перчатки и халат он аккуратно повредили корпус батарейки ради научного исследования и положили их в контейнер с землей.(см. Приложение 1)
Для того, чтобы убедиться в пагубном влиянии батареек на все живое, мы провели эксперимент. Мы решили сравнить, как будет развиваться семена гороха в грунте с батарейками, в чистом грунте, и в грунте, который мы будем поливать водой, зараженной с батарейками. Отмечу, что мы использовали солевые и алколиновые батарейки.
Наш эксперимент мы начали 1 октября. В каждый контейнер мы аккуратнопосадили по 10 горошин. Сверху засыпали землей. Поливали, как и планировали, два контейнера чистой водой, а один контейнер водой, в которую мы поместили батарейки с поврежденным корпусом. Вода в которую мы поместили батарейки приобрела коричнево-черый оттенок. Сами контейнеры мы расположили в не жилом помещении и наблюдали. (см. Приложение 2)
Спустя 7 дней в контейнере с чистым грунтом, который мы поливали чистой водой, появились первые всходы. Взошли все 10 семян, которые мы посадили. В двух других контейнерах на тот момент ничего не взошло.
На 10 день от начала эксперимента начали появляться первые всходы в двух других контейнерах. Нам было важно понять, сколько семян взойдет и как будут дальше развиваться ростки. Мы продолжили наши наблюдения. (см. Приложение 3)
На 14 день от начала эксперимента мы произвели замеры наших ростков с помощью линейки. Высота ростков в контейнере с чистой почвой составила в среднем 6 см. Высота ростков в контейнере с батарейками и в контейнере, который мы поливали водой, зараженной батарейками, составила в среднем 2-3 см. Мы заметили явное отставание в развитие в результате влияния батареек. (см. Приложение 4)
Спустя 18 дней от начала эксперимента ростки в зараженном грунте продолжали отставать в развитии, вытянулись, но при этом не дали новых листьев. В то время как горох в чистом грунте продолжал развиваться и выпустил уже по 4 пары листьев. (см. Приложение 5)
После месяца наблюдения за горохом в домашних условиях мы можем сделать вывод, что батарейки пагубно влияют на развитие и проращивание семян. В контейнерах с загрязненной батарейками почвой из 10 семян взошли по 7. В то время как в контейнере с чистым грунтом взошли все 10 семян, которые мы посадили.
2.2. Выращивание комнатных цветов в чистом и загрязненном грунте.
Понаблюдав за ростками гороха, мы решили выяснить, оказывает ли пагубное влияние батарейки на рост комнатных цветов. Мы взяли два укорененных отростка пеларгонии. С помощью мамы посадили их в два разных горшка. В одном горшке был чистый грунт, а во втором - грунт с поврежденными батарейками. Горшочки мы содержали в одинаковых условиях, в нежилом помещении, регулярно поливали. В результате спустя месяц стало заметно разницу. Через три месяца наблюдений отставание в росте стало еще более очевидно (см. Приложение 6)
2.3. Скорость разложения бумаги в чистом и загрязненном грунте.
Оценив влияние батареек на развитие и рост растений, мы решили оценить, влияет ли содержимое батареек на микроорганизмы, которые находятся в почве, отвечающие за процесс разложения отходов. В качестве испытуемого образца мы взяли бумагу. Взвесили ее на весах. Вес небольшого листочка, который мы будем зарывать в грунт, составил 0,36 гр. Один такой лист мы зарыли в чистый грунт. Второй лист такого же веса, так же при помощи родителей, мы зарыли в грунт с поврежденными батарейками. Оставили оба контейнера в теплом помещении на 1 месяц.
Спустя месяц аккуратно вынули то, что осталось от бумаги и высушили. После этого произвели взвешивание.
От бумаги, которая находилась в чистом грунте, осталась 0,16 граммов, в то время как бумага в грунте с батарейками потеряла только 5 граммов. Ее вес составил 0,31 гр.
Что еще нам удалось выяснить в ходе данного эксперимента? Почву мы брали в клумбе, и в ней, конечно, были живые организмы. Когда мы доставали бумагу из контейнера с батарейками, мы обнаружили гибель насекомых, которые содержались в почве.
В ходе данного эксперимента мы выявили пагубное влияние батареек на микроорганизмы, отвечающие за разложение отходов. (см. Приложение 7)
2.4. Выводы.
В ходе экспериментальных исследований мы пришли к выводу, что батарейки пагубно влияют как на развитие и проращивание семян, так и на рост комнатных цветов. Также мы выяснили, что батарейки пагубно влияют как на почву, так и на воду. Ведь даже полив растений водой, загрязненной содержимым батареек, отрицательно влияет на развитие растений. Страшно представить, как себя будет чувствовать в такой воде рыба или другое живое существо, живущее в воде. На этот эксперимент мы не решились из чувства гуманности. Но, исходя из результатов исследования, в котором мы измеряли скорость разложения бумаги в почве с батарейками и в чистом грунте, мы можем сделать вывод, что содержимое батареек пагубно влияет на живые организмы, которые содержатся в почве.
2.5. Изучение способа переработки батареек.
Нам стало интересно, как же перерабатывают батарейки и что при этом получают. Есть ли какая-то выгода в этом занятии или этот процесс носит чисто экологический характер.
Вот что нам удалось выяснить. На сегодняшний день только одна компания в России занимается переработкой таких отходов. Это компания «Мегаполисресурс». Находится она на Урале. Для переработки элементов питания «Мегаполисресурс» использует производственную линию, на которой утилизируются микросхемы.
В первую очередь батарейки дробят и специальной магнитной лентой отделяют железные элементы. Из получаемой полиметаллической смеси в несколько этапов выщелачивания извлекают марганец и цинк (в виде солей), а также графит. В общей сложности на четыре извлекаемых элемента приходится 80% массы батареек. Производственные линии «Мегаполисресурса» позволяют осуществлять переработку до 2 тонн батареек в сутки. [4]
Самое сложное после сбора батареек от населения, конечно, транспортировка до места переработки. И тут не обойтись без помощи правительства.
2.6. Варианты решения проблемы.
На живом примере мы убедились в опасности, которую несет батарейка. Батарейка медленная смерть планеты. И мы должны это остановить. Пока каждый из нас закрывает глаза, мы медленно приближаемся к точке невозврата. Ведь почва попросту отравляется с каждой новой выброшенной батарейкой. Загрязняются водоемы и воздух. Отравляется животный мир, и, конечно, все цепочки ведут к отравлению человека. Каждый год появляются все новые смертельные заболевания, которых раньше не было. Все это следствие экологических проблем нашей планеты. Нужно срочно сказать нет и принять решительные меры.
Рассмотрим несколько вариантов решения проблемы выброса батареек.
Конечно, полностью отказаться от них человечество не сможет, пока не будет изобретена безопасная альтернатива. Что мы можем предложить на сегодняшний день ?
Во-первых, необходимо перевести рынок на использование аккумуляторных батареек. Они, конечно, тоже загрязняют среду, но у них более долгий срок службы, их можно заряжать. А следовательно, количество опасных отходов будет значительно меньше. Но как заставить население покупать аккумуляторные батарейки? Нужно заложить в стоимость обычных батареек расходы на переработку. Мы считаем, что ответственность за утилизацию батареек должны нести в том числе и заводы производители. Необходимо взять процесс выпуска батареек под особый контроль.
На склад перерабатывающей компании «Мегаполисресурс» старые батарейки стекаются со всей страны. Конечно, очень проблематично организовать логистику опасных отходов через всю страну. Просто не обойтись без помощи высшего руководства субъектов Российской Федерации.
Мы изучили пункты приема в городе-курорте Анапа. И результаты нас очень огорчили. Таких пунктов по пальцам одной руки можно пересчитать. Население о них не проинформировано, и находятся они не в самых доступных местах.
Анапа – здравница России. Миллионы туристов каждый год посещают наш город, чтобы поправить здоровье. Огромный поток туристов, как правило, приносит с собой и определённого рода проблемы. Количество используемых батареек в разы возрастает летом. Ведь батарейки используются повсеместно: пульты управления, игрушки, разнообразная техника и т.п. При этом статус города-курорта просто обязывает нас правильно утилизировать батарейки. Мы уверены, население поддержит инициативу. Контейнеры для сбора батареек необходимо поставить в удобных и пользующихся спросом местах, например, в сетевых магазинах, кафе.
2.7. Начнем с себя.
Начинать никогда не поздно. Я живу по этому принципу, но при этом не откладываю на завтра то, что можно сделать сегодня. Для реализации наших идей мы написали инициативное письмо на имя мэра Анапы Василия Александровича Швеца. С просьбой поднять вопрос сбора и транспортировки батареек в нашем городе для того, чтобы остановить загрязнение окружающей среды. Пока мы ждем ответ, мы решили начать с себя. В нашей школе учится 3000 учащихся. Мы установили контейнер в школе и агитировали учащихся поддержать проект сохранения природы. Школьники активно подключились, и мы собираем батарейки, устраиваем соревнования классами, делаем все, чтобы как можно меньше батареек попало в окружающую среду и сохранило тем самым кому-нибудь жизнь. (см. Приложение 8)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе исследовательской работы была затронута очень важная проблема загрязнения окружающей среды. Проблема, которая не решится по взмаху волшебной палочки. Но нашими общими усилиями мы обязательно справимся.
Земля – наш общий дом, который мы очень любим и будем защищать. Каждый может сделать свой вклад. И, конечно, мы начинаем с себя. Со своей работой я выступала в своем классе. С ребятами мы много обсуждали пути решения данной проблемы, и мы можем дать ряд рекомендаций.
Что можно сделать для предотвращения загрязнения нашей планеты?
- Уменьшить частоту использования батареек, отдавая предпочтение приборам, не требующим их применения.
- Использовать аккумуляторы, вместо одноразовых батареек. В долговременной перспективе очевидны как экономические, так и экологические выгоды: аккумуляторы могут перезаряжаться и служат многие годы.
- Покупать батарейки с маркировкой «без ртути».
- Не выбрасывать использованные батарейки и аккумуляторы вместе с другим мусором. На корпусе каждой батарейки производитель размещает специальный знак (изображение перечеркнутого мусорного ведра), указывающий на недопустимость утилизации совместно с бытовым мусором.
В ходе работы было доказано пагубное влияние батареек на живую природу. Мы подтвердили гипотезу. Цель работы, конечно, состоит в полном решении проблемы, и мы будем продолжать работать в данном направлении.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
История создания батарейки
https://lenoblces.ru/2022/02/18/18-fevralya-den-batarejki/
Какие бывают виды и типы батареек: как и где их можно использовать? https://www.officemag.ru/info/guide/index.php?ID=13202422#iz-chego-sostoit-lyubaya-batareyka
Чем опасны батарейки https://cgon.rospotrebnadzor.ru/naseleniyu/zdorovyy-obraz-zhizni/chem-opasny-batareyki/
Сколько можно заработать на старых батарейках
https://www.rbc.ru/ins/own_business/26/05/2015/5561ab799a794756f6aea13d
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Подготовка земли, загрязненной батарейками
Рис.1 Рис.2
Приложение 2
Посадка семян гороха
Рис.1 Рис.2
Приложение 3
Десятый день от начала эксперимента
Рис.1 Рис.2
Приложение 4
Четырнадцатый день от начала эксперимента
Рис.1 Рис.2 Рис.3
Рис.4
Приложение 5
Восемнадцатый день от начала эксперимента
Рис.1
Приложение 6
Влияние батареек на рост комнатных цветов
Рис.1 Рис.2 Рис.3
Приложение 7
Влияние батареек на микроорганизмы
Рис.1 Рис.2 Рис.3
Рис.4 Вес бумаги спустя Рис.5 Вес бумаги спустя Рис.6
1 месяц (чистый грунт) 1 месяц (грунт с батарейками)
Приложение 8
Сбор батареек гимназистами
Рис.1