V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние химического состава отработанных батареек на рост и развитие комнатных растений

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Балаганская А.Н. 1

---

1МКОУ Тогучинского района "Сурковсая средняя школа"

Шерстобоева С.М. 1

---

1МКОУ Тогучинского района "Сурковская средняя школа"

Работа в формате PDF

800.9 KB

Введение.

Очень часто слышно, что использованные батарейки нельзя выкидывать и закапывать в землю, а надо увозить на переработку. Я спросила почему? И мне сказали, что они отравляют землю и уничтожат растения растущие в ней.

В нашем кабинете биологии есть много микроскопов, которые работают от батареек. И осенью 2016 года микроскопы вышли из строя из за выхода из строя батареек и их решили поменять. В итоге образовалось много использованных пальчиковых батареек. Было решено провести опыты по влиянию отработанных батареек на комнатные растения. Ведь в СМИ постоянно можно слышать о отрицательном воздействии химических веществ, содержащихся в батарейке, на окружающую среду. О правильной утилизации использованных батареек тоже очень часто и говорят и пишут. Было решено испытать действие батареек на комнатные растения.

Цель работы: определить влияние химического состава отработанных батареек на рост и развитие комнатных растений.

Задачи:

Выявить химический состав элементов питания и их влияние на окружающую среду и здоровье человека

Определить количество используемых батареек среди учащихся нашей школы и их родителей методом анкетирования

Исследовать влияние химически активных веществ, находящихся в батареях на рост и развитие комнатных растений.

Гипотеза- комнатные растения, посаженные в почву, содержащую батарейки - развиваться не будут

Обзор литературы.

История открытия батареек

Явление возникновения электрического тока при контакте разных металлов было открыто итальянским физиологом, профессором медицины Болонского университета Луиджи Гальвани в 1786 году. Гальвани описал сокращения мышц задних лапок свежепрепарированной лягушки, закрепленных на медных крючках, при прикосновении стального скальпеля. Наблюдения были истолкованы первооткрывателем как проявление «животного электричества».

Итальянский физик и химик Алеcсандро Вольта, заинтересовавшись опытами Гальвани, увидел совершенно новое явление — создание потока электрических зарядов. Проверяя точку зрения Гальвани, А. Вольта проделал серию опытов и пришел к выводу, что причиной сокращения мышц служит не «животное электричество», а наличие цепи из разных проводников в жидкости. В подтверждение А. Вольта заменил лапку лягушки электрометром и повторил все действия. В 1800 году А. Вольта впервые публично заявляет о своих открытиях на заседании Лондонского королевского общества, что проводник второго класса (жидкий) находится в середине и соприкасается с двумя проводниками первого класса из двух различных металлов... Вследствие этого возникает электрический ток того или иного направления. Русский ученый Петров в 1802 году использовал гальванический элемент для построения электрической дуги [3].

Виды элементов питания

Широкое распространение получили марганцево-цинковые элементы, не содержащие раствора электролита (сухие элементы, батарейки). Так, в солевых элементах Лекланше цинковый электрод служит анодом, электрод из смеси диоксида марганца с графитом служит катодом, графит служит токоотводом. Электролитом является паста из раствора хлорида аммония с добавкой муки или крахмала в качестве загустителя.

Щелочные марганцево-цинковые элементы, в которых в качестве электролита используется паста на основе гидроксида калия, обладают целом рядом преимуществ, в частности существенно большей ёмкостью, лучшей работой при низких температурах и при больших токах нагрузки.

Солевые и щелочные элементы широко применяются для питания радиоаппаратуры и различных электронных устройств.

Также существуют щелочные аккумуляторы. Наибольшее применение получили никель-кадмиевые и никель-металлгидридные аккумуляторы, в которых электролитом служит NiOH.

В различных электронных устройствах (мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки), в основном, применяются литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы, характеризующиеся высокой ёмкостью и отсутствием эффекта памяти[6].

Состав батареек и их действие на здоровье человека и окружающую среду

Минприроды предупреждает о вреде элементов питания (батареек) для окружающей среды и для человека и рекомендует отдавать предпочтение аккумуляторам, а использованные батарейки выбрасывать в специальные контейнеры. Известно, что одна пальчиковая батарейка, выброшенная на мусорную свалку, загрязняет тяжёлыми металлами землю вокруг себя (по некоторым данным до 20м²), а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей.

В батарейках содержатся: ртуть, никель, кадмий, свинец, литий, марганец и цинк, имеющие свойство накапливаться в живых организмах, в том числе и в людях, поэтому даже небольшое их количество опасно и наносит существенный вред здоровью.

Избыток никеля встречается очень часто. Особенно токсичны хлорид и сульфат никеля, так как они растворимы в воде – нерастворимые соединения в десятки раз безопаснее. Карбонильный никель и никелевая пыль – попадая в организм, накапливаются в нём, и действуют на него разрушающе. Если всё время контактировать с никелем, то может развиться такое заболевание, как контактный дерматит – острое воспаление кожи, артриты или астма. Когда в тканях избыток никеля, структура клеток страдает и начинает разрушаться, деятельность ферментов и гормонов замедляется, а клеточный иммунитет ослабевает. Наблюдаются и другие симптомы избытка никеля: витилиго, кератит, изъязвление роговицы, заболевания щитовидной железы и репродуктивных органов, нарушение обмена азота и углеводов, проблемы с пищеварением, нарушения в работе нервной и сердечнососудистой системы, дистрофия почек и печени, ухудшение состава крови. При избытке никеля в организме возникают анемия и тахикардия, отёки мозга и лёгких, аллергические реакции; увеличивается вероятность развития доброкачественных и злокачественных новообразований кожи, почек или лёгких; возбудимость нервной системы повышается; снижается общий иммунитет организма [12].

Если цинка становится чрезмерно много, он из друга превращается во врага. Когда цинка в организме человека содержится количестве 150-600 мг, наступает состояние отравления со всеми признаками интоксикации. То есть появляется тошнота, слабость. Такое количество цинка можно получить, если пить воду, которая продолжительное время стояла в посуде с оцинкованными стенками. Кроме того, такая вода отрицательно подействует на желудок [6].

При больших дозах свинец накапливается в почках, селезёнке и костных тканях. Во время свинцового токсикоза первыми поражаются органы создания крови, почки и нервная система. Свинец способен проникать в грудное молоко у женщин. Свинец нарушает работу сердечно-сосудистой системы. Вызывает нарушение сосудистого тонуса, повреждает стенки сосудов. Приводит к сильным патологическим изменениям в нервной системе, сосудах, крови. Влияет на синтез белка. Препятствует окислению жирных кислот, нарушает белковый, углеводный и липидный обмены. Занимает кальций в костях. [7].

2.Методы и Методика исследований.

Методы: анкетирование, наблюдение, измерение, анализ, фотографирование

Методика взята из ресурсов Интернет

3. Результаты исследований.

3.1.Результаты анкетирования родителей и учащихся школы.

Было опрошено 22 человека, заданы вопросы:

В каких приборах вы применяете батарейки?,

Сколько пальчиковых батареек приблизительно выходят из строя за один год?

Куда вы их утилизируете?

Результаты анкетирования представлены в таблице № 1 и в диаграмме Рис № 1

Таблица № 1 Использование батареек в быту среди родителей и учащихся Сурковской школы

Рис № 1 Утилизация использованный батареек

Как видно из таблицы № 1 и диаграммы 1больше всего батареек используется для пульта телевизора, почти в два раза меньше батарейки применяются для цифрового фотоаппарата и еще меньше для часов. Утилизация же батареек оставляет желать лучшего - 81% опрашиваемых просто выбрасывают их мусор. Сейчас в России никто не перерабатывает батарейки. А, следовательно, и не могут принимать. Если кто-то принял у вас батарейки, то он отдаст их на специальный полигон для соответствующего захоронения – это 13% от утилизации.

3.2.Результаты проведения опытов с комнатными растениями

Использовались батарейки KING RING, которые были извлечены из микроскопов, смотри рис №2

Рис № 2 Фото батареек, используемых для экспериментов

В цветочные горшки одинакового размера положили батарейки, насыпали земли и посадили растения

Испытывали два вида комнатных растений: герань зональная и бегония Клеопатра Посадка проводилась не укоренившимися черенками в цветочные горшки объемом 0,33 литра.

Дата посадки и начала опыта: 16.11.2017.

Дата окончания наблюдений: 04.05.17.

Наблюдения длилось больше 6 месяцев.

Варианты опыта представлены в таблице № 2

Таблица № 2 Варианты опыта

Все время опыта вели дневник наблюдений и делали фотографии, который предоставлен в таблице № 3, более подробные фотографии - Приложение № 1

Таблица № 3Дневник наблюдения

Из дневника наблюдений можно увидеть, что все черенки прижились хорошо и во всех вариантах. Начальное развитие растений было практически одинаковое во всех цветочных горшках. Затем примерно через месяц в развитии стали отставать растения в вариантах №4 – это почва с высыпанным содержимым батареек. Через два – три месяца наглядно видно отставание в развитии растений и в вариантах под № 3( в почве сильно измятые батарейки) – растения постепенно останавливают рост. Через 5 месяцев погибают растения с бегонией в вариантах № 3,4. Варианты № 1 без изменений. В варианте № 2 растения начинают отставать на 4 - 5 месяц наблюдений и гибнут в 6 месяцу наблюдений. Пеларгония более устойчива. Гибели растений пеларгонии не наблюдали, к маю все растения даже зацвели. Причем быстрее зацвели растения в варианте № 4, затем № 3, а потом уже в № 1,2. Самые крупные растения были в вариантах под № 1, меньше под № 2, еще меньше под № 3, и самое маленькое под № 4

Выводы

Исследуя химический состав элементов питания, было выяснено, что в состав входят такие вещества, как никель, свинец, цинк и др. Даже небольшое их количество опасно и наносит существенный вред здоровью.

Проведено анкетирование среди родителей и учащихся школы. Опрошено 22 человека, которые используют примерно 224 батарейки в год, причем 13% из них вроде бы правильно утилизируют использованные данные элементы питания

На рост и развитие комнатных растений химический состав батареек влияет выборочно. Бегония погибает с разной скоростью во всех вариантах с наличием батареек – целая, мятая, разбитая. Пеларгония жива, только в почве с батарейками размеры меньше пропорционально химическому веществу батареек, но зацвела быстрее.

Наша гипотеза частично подтвердилась. Комнатные растения бегонии, посаженные в почву, содержащую химические вещества, находящиеся в батарейках и сами батарейки - долго не растут, а герань устойчива, только уменьшается в размерах

Во всём мире отработанные батарейки собирают и утилизируют отдельно от бытового мусора. Нам же остается собирать их и сдавать для захоронения на специальных полигонах!!! Только не знаем куда?

Список литературы.

1.Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания.

2.Экологическая химия: Пер. с нем. / Под ред. Ф. Корте. — М.: Мир, 1996.

— 396 с., ил.

3.Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать?:Учебное пособие / Под ред. Проф. В. И. Данилова - Даниляна. — М.: Изд-во

МНЭПУ, 1997. — 332 с.

4.Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: В 2-х т. Т. 1,2.

Пер. с англ.- М.: Мир, 1993. - с., ил.

5. Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания: В 4-х книгах. Кн. Загрязнения воды и воздуха: Пер с англ. - М.: Мир, 1995. - с., ил.

6.http://www.inflora.ru/directory/vitamins-and-minerals/zinc.html

7.http://svinec-listy.ru/informatsiya/vred_ot_izbitka_svintsa.html

8.http://xn--80aaabwyh9bq.org/

9.http://www.greenpeace.org/russ...

10.http://www.proothody.com/?page...

11.http://www.infoeco.ru/index.ph...

12. http://www.inflora.ru/directory/vitamins-and-minerals/nickel.html

Приложение

Изменения, происходящие с бегонией в почве с батарейками и без за 6 месяцев

Ноябрь

Декабрь

Январь

Февраль - Март

Апрель

Изменения , происходящие с растением Пеларгония за 6 месяцев в почве с батарейками и без

Ноябрь

Декабрь

Январь

Март