IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
МАЛЕНЬКАЯ БАТАРЕЙКА – БОЛЬШАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ УГРОЗА
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Тема нашей научной работы возникла совершенно случайно. Мы были с родителями в Уфе в магазине " IKEA" и на парковке мы увидели контейнер по приему батареек. (Приложение 1) Нас это очень удивило, почему батарейки нужно выбрасывать в урны, а не в мусорное ведро с обычным мусором. Потом, когда мы были на экскурсии в Санкт-Петербурге, мы опять увидели, что практически во всех местах, где мы были стоят урны по приему батареек. (Приложение 2) Нас это так заинтересовало, что мы начали изучать литературу, искать в интернете, чем же опасна маленькая батарейка. И как оказалось, что всего одна пальчиковая батарейка, выброшенная в мусорное ведро, может загрязнить примерно 20 квадратных метров почвы или 400 л воды тяжелыми металлами - это ртуть, свинец, кадмий, никель, цинк, марганец, литий. Они способны накапливаться в организме человека и животных, нанося серьезный вред здоровью.[6] Исследовав территорию города, мы выяснили, что в нём нет специальных контейнеров по сбору батареек. Значит, мало кто из людей задумывался над этой проблемой и наносят вред окружающей среде и здоровью самого человека. Актуальность работы обусловлена тем, что необходимо утилизировать батарейки в специальные контейнеры, которых как выяснилось в нашем городе нет. Необходимо информировать население, что маленькая батарейка- это большая экологическая угроза. Данная работа привлекает огромное внимание к проблеме утилизации использованных батареек в нашем городе.
Цель работы: изучить влияние использованных батареек на окружающую среду, здоровье человека и найти способы утилизации батареек.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить историю создания батареек и их разновидности.
2. Выяснить влияние использованных батареек на здоровье человека и окружающую среду и способы утилизации батареек.
3. Провести исследование территории города на наличие контейнеров для утилизации батареек и опросить население об их информированности о данной проблеме.
4. Проанализировать состав батарейки в химлаболатории г.Уфа
5. Обратиться за помощью в аппарат президента с просьбой проинформировать нас о том, как обстоят дела в Республике по сбору и утилизации батареек.
6. Изготовить баннер и свои контейнеры для установки в самых крупных торговых центрах нашего города «Аструм» и «Иремель» и снять социальный ролик.
7. Организовать акцию по сбору использованных батареек и конкурс рисунков под девизом «Батарейки, сдавайтесь!», провести лекции в образовательных учреждениях и предприятиях города, о том как неправильно утилизированная батарейка влияет на окружающую среду и здоровье человека.
8. Найти и посетить пункты по приёму использованных батареек в Республике Башкортостане.
9. Посетить администрацию города в лице главы, с целью содействия утилизации собранных нами батареек.
Объект исследования: батарейка.Предмет исследования: утилизация использованных батареек. Исследуя и изучая материал, была выдвинута гипотеза: предполагаем, что создавая правильные условия утилизации использованных батареек, можно сохранить окружающую среду и здоровье человека. Практическая значимость состоит в возможности применения данных материалов в ходе проведения уроков, внеклассных мероприятий с учащимися школ, колледжей, данные работы могут быть полезны в обществе.
Методы исследования: изучение специальной литературы; проведение опроса, акции; интервьюирование; фотографирование, наблюдение; эксперимент.
База исследования: г.Туймазы, химлаболатория г.Уфа, торговые центры города «Аструм» и «Иремель», образовательные учреждения и предприятия города, МБОУ СОШ №7 г.Туймазы.
Глава I. Вся правда о батарейке
I.1. История создания батарейки
Батарейка – автономный источник электричества для питания устройств. Элементы питания могут быть разных размеров и типов. При этом они также могут быть одноразовыми и перезаряжаемыми.
Первый химический элемент питания был открыт совершенно случайно в конце 18 века итальянским ученым Луиджи Гальвани. (Приложение 3) Ученый изучал реакции животных на различные воздействия. Присоединив к лягушачьей лапке две полоски различных металлов, он обнаружил протекание тока между ними и назвал это явление «животным электричеством». Через несколько лет другой ученый – Алессандро Вольта – выявил, что причиной возникновения тока является химическая реакция между двумя различными металлами в определенной среде. Вольта пометил в емкость с соляным раствором две пластинки: цинковую и медную. Это устройство и стало первым в мире автономным химическим элементом. В 1859 году французский ученый Гастон Плантэ создал элемент питания, в котором использовались свинцовые пластины, погруженные в слабый раствор серной кислоты. Это устройство можно было заряжать от источника постоянного тока, после чего оно начинало само вырабатывать электричество, выдавая почти всю потраченную на заряд энергию. Это можно было проделывать много раз. Так появился первый аккумулятор. Все дальнейшее развитие химических источников тока проходило в направлении уменьшения размеров и применения более совершенных материалов. Сегодня батарейка – настолько привычная и обычная для нас вещь, что нам трудно себе представить, что она может быть опасной. [6]
Если рассмотреть внимательно любую батарейку или аккумулятор, то можно увидеть знак «перечеркнутый контейнер». (Приложение 4) Согласно Директиве 2002/96/ЕС Об отходах электрического и электронного оборудования, производители продукции, содержащей в своем составе вещества, опасные для окружающей среды и здоровья человека, обязаны размещать на упаковке информацию по ее утилизации. Знак «перечеркнутый контейнер» означает, что этот отход нельзя смешивать с общим мусором и отправлять на обычные полигоны твердых бытовых отходов (ТБО).
I.2 Виды батареек
На виды батарейки делятся в зависимости от того, какие материалы используются для изготовления их активных компонентов (анод, катод, электролит).
Из всех видов батареек можно выделить пять наиболее широко применяющихся видов:
• солевые батарейки
• щелочные батарейки;
• ртутные батарейки;
• серебряные батарейки;
• литиевые батарейки.[5]
Каждый из вышеперечисленных видов батареек имеет свои особенности, преимущества, недостатки. Всего одна пальчиковая батарейка, выброшенная в урну, может загрязнить примерно 20 квадратных метров почвы или 400 л воды тяжелыми металлами - это ртуть, свинец, кадмий, никель, цинк, марганец, литий. Они способны накапливаться в организме человека и животных, нанося серьезный вред здоровью.
Так, например, ртуть - одно из самых опасных ядовитых веществ для человека. Она воздействует на печень и почки, нервную систему и мозг, вызывая заболевания дыхательной системы, нервные расстройства, нарушения двигательного аппарата, ухудшение слуха и зрения.
Свинец главным образом накапливается в почках, он вызывает нервные расстройства и заболевания мозга, суставные и мышечные боли, может повредить плоду в утробе женщины, затормозить рост ребенка.
Кадмий - канцероген, провоцирующий рак. Он накапливается щитовидной железе, костях, почках и печени, негативно влияет на работу всех органов. [2]
Мы живем в мире, который уже невозможно представить без всевозможных аккумуляторов и батареек. На батареях работают сотовые телефоны, ноутбуки, детские игрушки и автомобили. Они также используются для поддержания работы устройств, работающих от сети. Когда случаются аварии и выключается электричество, тогда источники бесперебойного питания поддерживают функционирование оборудования. Мы везде сталкиваемся с батарейками и аккумуляторами, но практически не задумываемся о том, что они обладают не только полезными для нас свойствами. Также надо знать, что при неправильной эксплуатации и утилизации они несут в себе потенциальную угрозу для здоровья и окружающей среды.
I.3. Влияние использованных батареек на окружающую среду и здоровье человека, и способы утилизации батареек
Батарейка – автономный источник электричества для питания устройств. Элементы питания могут быть разных размеров и типов. При этом они также могут быть одноразовыми и перезаряжаемыми. [4]
По данным ученых из агентства по охране окружающей среды США стало понятно, что на долю батареек приходится более 50 % токсических выбросов из всех бытовых отходов. При этом батарейки составляют 0,25 % от всех выбросов. В составе использованных батареек содержится ртуть, кадмий, магний, свинец, олово, никель, цинк.
Загрязняя окружающую среду, тяжелые металлы неизбежно попадают в живые организмы и становятся причиной острых отравлений и хронических заболеваний, поскольку накапливаются в организме. [3] Соединения кадмия и марганца поражают ЦНС, печень, почки и нарушают фосфорно-кальциевый обмен. Хроническое отравление может привести к анемии и разрушению костей. Никель вызывает экземы и заболевания легких. Кадмий, также кА и никель, является канцерогенным веществом и может явиться причиной генетических отклонений.
А между тем, вредные вещества, которые содержатся в использованных батарейках, попадая в организм человека (а это происходит обязательно), накапливаются в нем, поэтому даже малое их количество говорит о конкретной опасности. К примеру, кадмий поражает работу каждого органа в организме, блокирует работу ферментов, способен спровоцировать рак легких.
Большое разнообразие игрушек на батарейках делает элементы питания доступными детям. Проглатывание батарейки вызывает химический ожог в результате воздействия электролита на слизистую, что может привести к различным осложнениям в зависимости от того, сколько времени опасное вещество проведет в организме ребенка. Также батарейки могут взрываться при взаимодействии с огнем или при попытке зарядить неперезаряжаемый элемент. Взрыв может вызвать пожар и химический ожог при попадании лития на слизистые оболочки или влажную кожу.
Если люди выбрасывают батарейки в мусорное ведро, то, как следствие, они попадают на городские свалки. И так как полигоны для захоронения отходов (где таковые имеются) не оснащены защитой фильтрации от вредных примесей и тяжелых металлов, поэтому все эти супер-вредные вещества попадают в грунтовые воды.
До октября 2013 года все собранные в России батарейки отправлялись на долгосрочное хранение или захаронивались на полигонах опасных отходов. Теперь же даже сознательный граждан должен понимать, какую экологическую проблему несёт маленькая батарейка. Для этого мы собрали несколько советов по применению батареек для уменьшения их экологического вреда. Рекомендуется отдавать предпочтение такой технике, которая не нуждается в использования батареек: продукты, работающие от сети, от альтернативных источников энергии или от ручного завода.
Следует покупать батарейки, которые можно заряжать по новой.
Покупать нужно батарейки с надписью «без кадмия», «без ртути».
Запрещается выбрасывать батарейки в корзину общего мусора. Их нужно складировать в места, для последующей их утилизации. Если нет возможности отнести батарейки в пункты сбора их рекомендуется копить в пластиковой закрытой таре желательно не в доме, до лучших времен.
Поиск единомышленников поможет очистить планету и также создать ответственность за собранный груз. К тому же, так появится большая возможность вывезти батарейки на утилизацию.
Выводы по главе I
Изучив и проанализировав литературу мы узнали историю создания батарейки. Батарейка – автономный источник электричества для питания устройств. Первый химический элемент питания был открыт совершенно случайно в конце 18 века итальянским ученым Луиджи Гальвани. Так же узнали, что на виды батарейки делятся в зависимости от того, какие материалы используются для изготовления их активных компонентов (анод, катод, электролит). Из всех видов батареек можно выделить пять наиболее широко применяющихся видов:
• солевые батарейки
• щелочные батарейки;
• ртутные батарейки;
• серебряные батарейки;
• литиевые батарейки.
Сегодня батарейка – настолько привычная и обычная для нас вещь, что нам трудно себе представить, что она может быть опасной. Мы выяснили влияние использованных батареек на окружающею среду и здоровье человека. Все вредные вещества от выброшенной батарейки попадают в грунтовые воды.
Загрязняя окружающую среду, тяжелые металлы неизбежно попадают в живые организмы и становятся причиной острых отравлений и хронических заболеваний, поскольку накапливаются в организме. Соединения кадмия и марганца поражают ЦНС, печень, почки и нарушают фосфорно-кальциевый обмен. Хроническое отравление может привести к анемии и разрушению костей. Никель вызывает экземы и заболевания легких. Кадмий, также кА и никель, является канцерогенным веществом и может явиться причиной генетических отклонений. Кадмий поражает работу каждого органа в организме, блокирует работу ферментов, способен спровоцировать рак легких. Определив какую экологическую проблему несёт маленькая батарейка, мы собрали несколько советов по применению батареек для уменьшения их экологического вреда.[1]
Глава II. Пути решения проблемы по утилизации использованной батарейки
II.1.Опрос населения об их информированности о данной проблеме
Для того, чтобы узнать, что жители нашего города делают с использованной батарейкой, мы провели соцопрос на улицах нашего города. (Приложение 5) Опросили 30 человек разного возраста, от 7 лет и старше. Каждому задавали по три вопроса, которые нас интересуют. Ответ на первый вопрос – «Куда Вы выбрасываете использованную батарейку?» у нас вызвал удивление. 29 человек из 30 ответили, что выбрасывают батарейку в мусорное ведро. И только один мужчина в возрасте 60 лет ответил, что уже на протяжении 7 лет собирает их, и хранит у себя в гараже в пластиковой таре, так как знает, что выбрасывать их нельзя.
На второй вопрос «Знаете ли Вы какой урон приносит окружающей среде, и какой вред нашему организму одна батарейка попавшая в почву?». И здесь нас ждало огорчение. Ведь 28 человек из 30 даже не ведают о последствиях . И только тот же мужчина и еще одна женщина ответили нам, что знают, о вреде батареек попавшим в почву. Но как нам ответила женщина, что от того, что люди даже если и знают об этом ничего сделать не могут. Ведь пунктов по приему батареек у нас в городе нет.
На третий вопрос «Сортировали бы Вы свой мусор, и выбрасывали бы батарейки в специальные урны предназначенные для приема батареек, так как сейчас стоят контейнеры для пластиковых бутылок?». И все 30 опрошенных ответили положительно, мы даже не ожидали такого ответа. Параллельно с опросом мы раздавали всем опрошенным и просто проходящим мимо людям листовки, о том как выброшенная в мусорное ведро батарейка, а далее она попадает на свалку влияет на окружающую среду.
II.2 Поиск контейнеров в городе
После ответа женщины в соцопросе, что пунктов по приему батареек у нас в городе нет, мы первым делом объездили весь наш город вдоль и поперек, в надежде найти хоть один контейнер по сбору батареек. Но наши поиски не увенчались успехом. Далее мы пошли в ООО «Управляющую компанию ЖКХ» , и поинтересовались у директора Гафарова Раиля Байраковича, есть ли у нас в городе урны для использованных батареек и ближайший пункт приема батареек. (Приложение 6 )Там нам тоже ответили, что таких урн в городе нигде нет, у них стоит контейнер для использованных ламп. Ближайший пункт по приему батареек находится в городе Октябрьский – это ООО «Грин», которое было создано в феврале 2000 года. Основным направлением производственной деятельности предприятия являются: сбор отходов производства и потребления от сторонних организаций и индивидуальных предпринимателей, обезвреживание образованных и принятых промасленных отходов методом термической утилизации(сжигания) , временное хранение отходов с последующей передачей специализированным предприятиям на использование, утилизации.
Мы дальше продолжили свое исследование. Когда мы были в Уфе в торговом центре Икеи, на парковке обнаружили контейнер по приему батареек. Мы поинтересовались у руководства Икеи, смогут ли они от нас принять, батарейки собранные за все время нашего исследования. Они ответили, что в больших количествах они не принимают. Тогда мы и решили, что все собранные батарейки мы сдадим в ООО «Грин». Но мы тогда и не знали с какими трудностями нам придется столкнуться.
II.3 Анализ состава батарейки в химлаборатории г. Уфа.
Для того, чтобы узнать более точный химический состав батарейки мы отправились в Государственное унитарное предприятие научно-исследовательский институт безопасности жизнедеятельности Республики Башкортостан города Уфа. По итогам исследования нам был предоставлен паспорт отходов I - IV классов опасности. Было выявлен химический состав батарейки: цинк- 16%, диоксид марганца- 41,8%, графит- 2,65%, полиакрилат натрия-0,08%, гидроксид индия- 0,02% и гидроксид калия - 6,06%, оксид цинка- 0,48%, железо- 21,45%, пластик- 0,77%, латунь- 1,96%, бумага- 0,68%, воск- 0,15%, вода-7,3%, ртуть-