III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
БАТАРЕЙКА КАК ИСТОЧНИК ОПАСНОСТИ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Человек как биологический вид влияет на природу не больше, чем другие живые организмы. Однако это влияние несравнимо с тем воздействием, которое он оказывает на природу своей хозяйственной деятельностью. Поскольку нам довелось жить в 21 веке, с батарейками мы сталкиваемся ежедневно – в пульте дистанционного управления телевизором, в электронных часах, в детских игрушках и карманных фонариках. Как-то в очередной раз, меняя батарейки на своем калькуляторе, я заметил значок, изображенный на корпусе батарейки, в виде перечеркнутого мусорного бака. Выходит, что батарейку нельзя выбрасывать в мусорное ведро. Что же тогда с ней делать?
Думаем, что мало кто задумывался над этой проблемой, потому что никому в голову не придёт, что маленькая блестящая батарейка – это источник колоссальной опасности, как для человека, так и окружающей среды в целом.
Актуальность работы заключается в том что, в современных условиях высокого уровня развития не все знают, как утилизировать отработанные батарейки и какой вред они могут нанести человеку и окружающей его среде.
Цель исследования изучение факторов опасности пальчиковой батарейки на окружающею среду.
Задачи исследования:
1. Изучить литературу и материалы интернет ресурсов по теме исследовательской работы.
2. Провести опыты с батарейкой с целью проверки гипотезы.
3. Определить, к каким последствиям ведёт неправильное хранение и утилизация батареек.
4. Разработать памятку по использованию батареек.
Объект исследования: пальчиковая батарейка
Предмет исследования: негативное воздействие вредных веществ, входящих в состав батареек, на экологию и здоровье человека при неправильной утилизации батареек.
Гипотеза: предполагаем, что использованная и неправильно утилизированная пальчиковая батарейка приносит вред окружающей среде. Также мы предполагаем, что существует проблема с утилизацией батареек.
Методы исследования:
1.анализ материалов из электронных и печатных источников по изучаемой проблеме;
2.эксперименты по выявлению вредных воздействий веществ, содержащихся в батарейке, на живую природу;
3.обобщение и систематизация результатов.
Практическая значимость состоит в возможности применения данных материалов в ходе проведения уроков, внеклассных мероприятий с одноклассниками.
I. Теоретическое исследование пальчиковой батарейки
I.1 Общее представление о пальчиковых батарейках и история их возникновения
В начале своих исследований мы решили узнать, откуда появилась батарейка, из чего она состоит, и что в ней содержится такого, что ее нахождение среди общего мусора опасно.
Еще в 1791 году Итальянский врач – Луиджи Гальвани сделал важное наблюдение – только не сумел его правильно истолковать Гальвани заметил, что тело мертвой лягушки вздрагивает под действием электричества – если положить его возле электрической машины, когда оттуда вылетают искры. Или если оно просто прикасается к двум металлическим предметам. Но Гальвани подумал, что это электричество есть в теле самой лягушки назвал это явление «животным электричеством»
Итальянский ученый граф Алессандро Вольта в 1800 году повторил опыты Гальвани, но с большей точностью Он заметил, что если мертвая лягушка касается предметов из одного металла – например, железа – никакого эффекта не наблюдается. Чтобы эксперимент прошел успешно, всегда требовались два разных металла. И Вольта сделал вывод – появление электричества объясняется взаимодействием двух различных металлов, между которыми образуется химическая реакция. Он поочередно уложил в столбик серебряные и цинковые кружки, изолированные фетровыми прокладками, элемент так и называется: вольтов столб.
I.2 Пальчиковые батарейки, их состав и влияние на окружающую среду
Элементы питания или, как мы привыкли их называть батарейки, имеют разную форму: пальчиковые, «мизинчиковые», «бочонки», кроны, «таблетки» и др. Принцип работы у них одинаковый. Мы рассмотрим «пальчиковую» батарейку, потому что она наиболее используемая в быту.
Этот элемент питания так называется, потому что имеет форму пальчика. Сама по себе батарейка – это 2 цилиндрика, вставленные друг в друга. Между этими цилиндриками находится специальный раствор, пастообразное вещество или же порошок. В состав этих растворов, паст, порошков входят различные химические вещества. Ионы в этих веществах движутся, и возникает электрический ток, движущийся от одного цилиндрика к другому. Это и приводит в движение наши машинки, от него загораются фонарики и работают вспышки
Батарейки классифицируются по преобладанию того или иного металла в его содержимом. Так различают марганцево-цинковые (солевые), щелочные (алкалиновые), ртутные, серебряные и литиевые батарейки. Наиболее широко используются потребителями солевые и щелочные (алкалиновые) пальчиковые батарейки Взглянув на обычную пальчиковую батарейку, можно всегда увидеть знак в виде зачеркнутого мусорного бака. Это означает: «Не выбрасывать, необходимо сдать в спец. пункт утилизации .И этот знак на батарейке стоит неспроста! В каждой такой батарейке содержится от 10 до 20 химических элемента, многие из них являются токсическими ядовитыми веществами. Это – ртуть, никель, кадмий, свинец, которые имеют свойство накапливаться в живых организмах, в том числе и в организме человека, и наносить существенный вред здоровью
Мне стало интересно, чем опасны для человека вещества, находящиеся в батарейке. И я узнала, что: свинец накапливается в основном в почках. Вызывает также заболевания мозга, нервные расстройства. Кадмий накапливается в печени, почках, костях и щитовидной железе. Ртуть влияет на мозг, нервную систему, почки и печень. Вызывает нервные расстройства, ухудшение зрения, слуха, нарушения двигательного аппарата, заболевания дыхательной системы. Наиболее уязвимы дети. Металлическая ртуть – яд. По степени воздействия на организм человека ртуть относится к 1-му классу опасности – «чрезвычайно опасные вещества». Независимо от путей поступления в организм ртуть накапливается в почках
Из литературы я узнала , что из-за неправильно утилизированной батарейки можно загрязнить землю площадью 20 кв.м., а также до 200 литров воды. Это может привести к гибели и растений и животных. Попадая в общий мусор, а затем на полигоны, нарушается целостность корпуса батарейки за счет ржавления и коррозии, и опасные токсические элементы попадают в почву и в подземные воды, а оттуда в моря, озера и другие природные водоемы.
II. Экспериментальное исследование батареек, подтверждающих наличие в них вредных веществ
Эксперимент 1. Влияние воды на металлическую оболочку батарейки
Мы решили проверить опытным путем, выделяются ли из элемента питания содержащиеся в нем вещества. Я взяла батарейку и с помощью родителей разобрала ее Разобранную батарейку я положила в стакан с водой. Вода сразу стала серой. Потом я взяла целую батарейку и положил ее во второй стакан с водой. Вода свой цвет не изменила. А в третьей – оставила чистую воду для контроля. Мы плотно закрыли все 3 стакана и оставили для наблюдения. Через неделю заметили, что во втором стакане вода помутнела
Вывод: металлическая оболочка батарейки под действием воды разрушается, а вредные вещества, находящиеся в батарейке, попадают в воду.
Эксперимент 2. Влияние загрязненной воды на растения
Во втором эксперименте мы решили проверить влияние загрязненной воды на растения. Мы взяли три цветка и поставили в экспериментальные стаканы с водой. Через три дня мы увидели, что лепестки цветов, стоящих в стаканах с загрязненной водой завяли. А цветок, стоящий в стакане с чистой водой, не изменился и остался в прежнем состоянии. Следовательно, можно сделать вывод, что вода, загрязненная вредными веществами батарейки, отрицательно влияет на растения
Эксперимент 3. Влияние щелочной среды на корпус батарейки
На уроках биологии я узнала, что почвы могут иметь кислую или щелочную среду. Как же будет вести себя батарейка, попав в подобные условия? В кабинете биологии нашей школы мы с учителем биологии проведены 2 опыта.
Для первого опыта мы поместили пальчиковую батарейку в раствор медного купороса (щелочная среда). Помещенная в раствор батарейка начала темнеть, а затем ржаветь. В химических реакциях с солями других металлов медный купорос имеет свойство обмениваться ионами, Это и произошло в нашем опыте, образовались соли тяжелых металлов. (Мне это пояснила учитель биологии) Также происходит и в естественных условиях. Образовавшиеся соли тяжелых металлов попадают в почву и в грунтовые воды. Происходит это намного быстрее, чем в простой воде.
Эксперимент 4. Влияние кислой среды на корпус батарейки
Вторым опытом мы хотели посмотреть, что происходит, если батарейка попадает в кислые почвы. Для этого опыта мы помещаем батарейку в раствор кислоты. В данном случае это – соляная кислоты. Предварительно взвешиваем батарейку. После помещения батарейки в раствор выделяется газ. При поджигании этого газа издается хлопок, это – выделившийся водород. Вынимаем батарейку – ржавчина исчезла. Взвешиваем вновь. Масса элемента уменьшилась. Таким образом, этот опыт доказал, что попавшие в кислые почвы батарейки издадут более чем безобидный хлопок
Как мы узнали из теории и подтвердили опытным путем при неправильной утилизации, т.е. если мы с вами будем выбрасывать батарейку в мусорное ведро, токсические вещества тем или иным способом попадают к нам на стол. Летом от высокой температуры воздуха на свалках мусор, а вместе с ним и различные батарейки могут тлеть. А на мусоросжигающих заводах элементы питания вместе с остальным мусором вовсе горят и выделяют в воздух огромное количество диоксинов . Они в свою очередь попадают в организм человека. Соли тяжелых металлов, диоксины, попадая в организм человека способны накапливаться в различных органах и вызывать необратимые процессы, что приводит к различным неизлечимым заболеваниям. От них невозможно избавиться никаким кипячением, ведь это не микробы и бактерии.
Но что же делать? Ведь совсем отказаться от батареек в повседневной жизни мы не можем. Вывод один: надо правильно утилизировать отработанные батарейки.
III. Утилизация батареек
Мы стали интересоваться, где в нашем поселке находится пункт приема использованных элементов питания. С этой целью мы с мамой позвонили в районное отдел ГО и ЧС. Нам там ответили, что в нашем районе нет пункта приема и утилизации батареек.
В других странах утилизация батареек уже налаженный процесс. Так в Японии собирают, сортируют и хранят пальчиковые, а также другие виды батареек до изобретения оптимального виды переработки. В странах Европы во всех крупных супермаркетах стоят контейнеры для сбора использованных отходов
С 2013 года в городе Челябинске заработал пока единственный завод России по переработке батареек и аккумуляторов, отживших свой срок .
В классе я провела классный час, посвященный этой проблеме, провела разъяснительную беседу, о вреде пальчиковой батарейки.
Заключение
Подводя итоги теоретического и экспериментального исследований можно утверждать, что наша гипотеза подтвердилась. Батарейки действительно содержат химические вещества, которые пагубно влияют на окружающую среду и в частности на живую природу. Под воздействием кислой, щелочной среды почв, под воздействием воды нарушается целостность корпуса батарейки, и содержащиеся в ней вредные элементы попадают в почву, подземные воды, и естественно, в организм человека и животных. Все это происходит из-за неправильной утилизации элементов питания.
Также подтвердили, что существует проблема с утилизацией батареек в нашем поселке так как отсутствуют пункты приема отслуживших свой срок батареек, но одноклассники согласны сдавать отслужившие свой срок батарейки в магазины или приёмные пункты если бы они были.
В связи свыше сказанным мы предлагаем жителям нашего поселка:
1. Выбирать технику, которая не требует использования батареек, т.е. работает от ручного завода, от сети или с использованием световой энергии.
2. Использовать перезаряжающиеся аккумуляторные батарейки.
3. Покупать батарейки с маркировкой «без кадмия», «без ртути».
4. Стараться не выбрасывать батарейки вместе с остальным мусором, использовать специальные ёмкости или сдавать их в специальные пункты сбора. Можно собирать батарейки в пластиковые бутылки или обычные полиэтиленовые пакеты.
5. Рационально использовать заряд батареек, чтобы продлить срок их службы.
Литература
1. Алексеев С.В. «Практикум по экологии». – Москва, 1996г.
3. Гринин А. С. Новиков В. Н. «Промышленные и бытовые отходы: хранение, утилизация, переработка».-Москва, «ФАИР-ПРЕСС», 2002г
4. Касьян А. А. «Современные проблемы экологии» - Москва, 2001 г.
5. http://www.scienceforum.ru/2016/
6. https://yandex.ru/images/search