V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экологический след сотовых телефонов

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Гуляева  И.И. 1Мурадова  Г.Г. 1

---

1МБОУ СШ №7 г. Енисейска Красноярского края

Чернышева  О.П. 1

---

1МБОУ СШ №7 г. Енисейска Красноярского края

Работа в формате PDF

663.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение:

Актуальность темы работы. В наш век цифровых технологий мобильные телефоны стали важной частью нашей жизни. Сейчас это уже в последнюю очередь телефон, после компьютера, фотоаппарата, видеокамеры, электронной записной книги, электронной читалки, навигатора... Но с появлением такого универсального устройства, при помощи которого можно делать все: начиная от чтения обычных кулинарных рецептов и заканчивая заключением сделок в крупных масштабах, человек столкнулся с рядом серьезных проблем: ухудшение здоровья, психологическая зависимость, социальные проблемы. Эти проблемы обсуждаются и уже предлагаются пути решения. Но мало кто задумывается о негативном влиянии сотовых телефонов на окружающую среду. Миллиарды смартфонов, ноутбуков и другой электроники производятся, продаются и утилизируются ежегодно. Процесс изготовления, утилизации и даже само использование сотовых телефонов существенно загрязняет окружающую среду и истощает природные ресурсы.Результаты последних исследований показывают, что рост объёмов электронных отходов в три раза выше роста объёмов бытовых отходов. По прогнозам количество производимых электронных устройств, в том числе и телефонов, во всем мире к 2050 достигнет 500 млрд. штук.

Проблема состоит в том, что чрезмерное производство сотовых телефонов приводит к глобальным экологическим проблемам

Объектом исследования являются сотовые телефоны.

Предмет изучения – негативное воздействие сотовых телефонов на окружающую среду.

Цель: Показать негативное воздействие сотовых телефонов на окружающую среду на примере школы № 7 города Енисейска.

Цель и предмет исследования обусловили необходимость решения следующих задач:

Подобрать и изучить литературу по теме исследования.

Изучить влияние производства, эксплуатации и утилизации сотовых телефонов на окружающую среду.

Провести анкетирование среди учащихся 5-11 классов МБОУ СШ №7

На основе анализа анкет рассчитать степень воздействия сотовых телефонов на окружающую среду.

Проанализировать результаты и сделать выводы.

Разработать рекомендации по рациональному использованию сотовых телефонов

В процессе исследования использовались следующие методы: анкетирование, анализ литературы, расчеты, обобщение.

Основная часть:

1.Первая глава «Появление сотовых телефонов. Негативное влияние производства, эксплуатации и утилизации сотовых телефонов на окружающую среду»

1.1 Появление и эволюция сотовых телефонов. Идею сотовой связи разработали специалисты американской корпорации AT&T Bell Labs. Первые разговоры на эту тему возникли в 1946 году, идея была обнародована в 1947. С этого момента в разных концах света начались работы по созданию нового устройства. Не смотря на все преимущества нового вида связи, от момента возникновения идеи до появления первого коммерческого образца прошло целых 37 лет. Все остальные технические новшества ХХ века внедрялись значительно быстрее. Коммерческий мобильный телефон появился в США в 1983 году. В России первые сотовые телефоны появились в 1991 году. (Статья «История сотового телефона» kak-eto-sdelano.ru)

Прошло не так много лет, внешний вид, параметры, назначение и используемые технологии сотовых телефонов кардинально изменились. По сути, произошло не развитие сотового телефона, а трансформация персонального компьютера в персональное устройство связи. В 1997 году телефоны использовались по естественному назначению – звонков, дополненных функцией пейджера через SMS сообщения. Сейчас это уже в последнюю очередь телефон, после компьютера, фотоаппарата, видеокамеры, электронной записной книги, навигатора. В настоящее время статистика утверждает, что мобильный телефон имеют 9 человек на Земле из 10. (Статья «История сотового телефона» kak-eto-sdelano.ru)

Влияние на окружающую среду сотовых телефонов в ходе их производства.

Для изготовления сотовых телефонов требуется тысячи различных веществ и их сочетаний. Большинство из них достаточно инертны в процессе эксплуатации, но способны причинить существенный вред, прежде чем дойдут до прилавка. Добывающие производства разрушают поверхность Земли и зачастую загрязняют окружающий воздух и воду. Добыча редкоземельных минералов невозможна или нерентабельна без использования процессов, которые наносят серьезный вред окружающей среде. В Китае возле города Баотоу существует огромное токсическое озеро, которое появилось в результате добычи редкоземельных металлов. Это безжизненный «водоем» в диаметре превышает 5 километров. (Статья «Грязная и опасная сторона технологий» http://www.tula.simresurs.ru/gryaznaya-i-opasnaya-storona-tehnologiyi)

Потребители не соприкасаются с основными компонентами, находящимися внутри сотового телефона. Но люди, занятые на производстве по изготовлению деталей для сотовых телефонов вступают с ними в прямой контакт. Причем зачастую это происходит при высокой температуре, вследствие чего в воздух попадают токсичные вещества. Среди рабочих технических предприятий высок процент раковых и других смертельных заболеваний.

Для изготовления деталей используют различные вещества. Свинец - для пайки электронных схем. Ртуть - для подсветки жидкокристаллических экранов. Мышьяк -важный компонент электронных плат, кадмий входит в состав электролита батареи телефона; полибромированные дифениловые эфиры используют для придания огнезащитных свойств; поливинилхлорид из него сделана внешняя оболочка кабелей, которыми соединяются устройства, он окружает электрический провод, входит в состав корпусов для сотовых телефонов. Попадая в организм человека эти вещества, повреждают нервную систему, систему пищеварения, разрушительно влияют на легкие и почки, приводят к развитию различных форм рака. (Статья «Грязная и опасная сторона технологий» http://www.tula.simresurs.ru/gryaznaya-i-opasnaya-storona-tehnologiyi)

1.3 Энергетические затраты при эксплуатации сотовых телефонов.

Учёные из Гарварда пришли к выводу, что ущерб, который наносит экологии поиск в интернете, сравним с эффектом парниковых газов, которые ведут к изменению атмосферы на Земле. Всего два запроса в поисковую систему Google, равны разогреву электрического чайника, количество переработанной энергии будет примерно одинаково. Учёные полагают, что поиск в Google наносит прямой вред окружающей среде и экологии, ведь для выполнения поисковых запросов уходит огромное количество энергии. Если включить сюда энергию, потребляемую работающим телефоном, а так же, ту энергию, которая задействована при отправлении запроса на сервер, который может оказаться за много тысяч километров от пользователя интернета. К примеру, тот же Google имеет десятки тысяч серверов в Америке, Европе и Азии. Для увеличения скорости поиска, Google отправляет запрос сразу на несколько серверов, что естественно ещё больше увеличивает потребление электроэнергии. Среднее количество запросов, осуществляемых пользователями Google, равняется примерно нескольким миллионом раз в день. Вред, который производит один человек, вышедший в интернет для просмотра сайта, составляет около 0,03 грамма углекислого газа в секунду. Если сайт наполнен видео-контентом, то выброс парникового газа увеличится в разы. Эксперты полагают, что компьютерная индустрия является одним из наиболее серьёзных «поставщиков» парниковых газов, и сравнить её можно разве что с авиационной промышленностью. (Статья «Доказано – интернет вредит экологии» на сайте https://cyber-park.ru/dokazano-internet-vredit-ekologii.html)

1.4 Утилизация сотовых телефонов

Потребительское общество, сформировавшееся за последние десятилетия, встретило наступивший цифровой век с воодушевлением. Появилась уникальная возможность каждый год приобретать для своих нужд полезные и не очень гаджеты, обновлять мобильный телефон и планшетный компьютер и, разумеется, оснащать свое жилье новыми развлекательными комплексами. Производители подобной техники продолжают поддерживать такие настроения среди потребителей, ведь они обеспечивают постоянный спрос на их продукцию. На столь праздничном фоне успехов потребителей и производителей редко кто задумывается о масштабах свалок цифровой техники, бывшей в употреблении, которые с выпуском новой модели смартфона получают новый импульс для своего роста. Масштабы эти способны поразить даже не очень впечатлительного человека: ежегодно люди выбрасывают десятки миллионов мобильных телефонов, столько же компьютеров и мониторов.

Но какова дальнейшая судьба «электронного хлама»? Чаще всего корабли с таким мусором отправляются в Африку, к берегам Ганы, где на свалке Агбогблоши, близ Аккры, выбрасывается более половины всего электронного мусора из передовых стран мира. На свалке «добывают» из старой электроники редкие металлы, на которые есть спрос, но делают это очень варварскими способами. Из старых плат эти металлы выжигают на обычных кострах, в результате чего воздух вокруг свалки отравлен множеством вредных соединений. И это не все: остатки плат смываются в почву, в результате чего в ней в сотни и тысячи раз превышено содержание свинца и кадмия, ртути и прочих ядовитых веществ. Фактически эта свалка стала экологической миной замедленного действия, которая может «сработать», как полагают эксперты, уже через несколько десятилетий

Поливинилхлорид практически невозможно правильно утилизировать. В результате старый материал оказывается обычно на свалке с отходами или, того хуже, сжигается с целью извлечения медных жил и других ценных компонентов. При его сгорании образуется крайне вредный канцерогенный диоксин. Свалки и химические захоронения загрязняют источники воды. Единственный способ правильно утилизировать поливинилхлорид заключается в том, чтобы отправить его в центр опасных отходов

Только в 2014 году количество электронных отходов от небольших технических изделий, таких как смартфоны, составила три миллиона метрических тонн. Перерабатывается всего около 16 процентов от общего количества отходов электронной промышленности. Изготовление одного мобильного телефона массой 169 граммов вызывает появление 86 килограмм отходов. (Материал с сайта https://rodovid.me/razdelnyi_sbor_musora/smartphone_waste_footprint.html)

2. Вторая глава. «Исследование влияния сотовых телефонов, которыми пользуются учащиеся МБОУ СШ № 7 г. Енисейска, на окружающую среду»

Для того, чтобы выяснить степень негативного влияния сотовых телефонов на окружающую среду мы решили провести опрос среди учащихся 5-11 классов МБОУ СШ №7 . Опрос проводился посредством анкетирования. В опросе приняли участие 107 учащихся. Вопросы анкеты представлены в Приложение №1.

В качестве материала для исследования мы взяли результаты анкет учащихся, и данные из теоретической части нашей работы.

Сотовые телефоны имеют 98% учащихся 5-11 классов нашей школы (данные представлены в виде диаграммы – Приложение 2); изготовление одного сотового телефона вызывает появлении 86 кг отходов.

Сначала посчитаем, сколько телефонов есть у учащихся 5-11 классов нашей школы:

107*98/100%=105 шт. Расчеты, сколько отходов появилось при изготовлении телефонов, имеющихся у учащихся, представлены в таблице №1.

Таблица № 1

«Расчет количества отходов при изготовлении телефонов, имеющихся у учащихся 5-11 классов МБОУ СШ № 7»

В данном случае мы видим, что при изготовлении телефонов, которые есть у наших учащихся, появилось более 9 тонн отходов!

Изучая литературу о сотовых телефонах, мы узнали, что для всех этапов производства одного сотового телефона требуется 900 литров пресной воды. (Материал экологического урока «Ввода России» http://водныйурок.рф)

Произведем расчет, сколько воды ушло на изготовление телефонов только учеников нашей школы. Расчеты представлены в таблице № 2.

Таблица №2

«Расчет количества воды потраченной при изготовлении телефонов, имеющихся у учащихся 5-11 классов МБОУ СШ № 7»

В данном случае мы видим, что для изготовления телефонов, которые есть у наших учащихся, было затрачено более 94 тонн пресной воды!

Обращает внимания на себя тот факт, что для питья каждому человеку требуется 2 литра пресной воды в день. И этих 94500 литров воды хватило бы для питья 107 человек, которых мы опрашивали, на 442 дня (94500:2:107=442), а это больше года! Этой водой можно было бы напоить в день 47250 человек!

Также при изучении литературы о сотовых телефонах мы узнали, что загрязнение окружающей среды и истощение природных ресурсов происходит не только в процессе изготовления сотового телефона, но и в момент их эксплуатации.

Найденная нами информация представлена следующим сравнением: всего два запроса в поисковую систему Google, равны разогреву электрического чайника, количество переработанной энергии будет примерно одинаково. (Статья на сайте https://cyber-park.ru/dokazano-internet-vredit-ekologii.html).

Для того, чтобы рассчитать, нам необходимо знать мощность электрического чайник и сколько времени уходит на разогрев чайника. Данные по энергопотреблению взяты из справочного материала - Приложение №3

Расчеты потребления энергии электрическим чайником мощностью 2,2 кВт/ч за 3 мин. представлены в таблице № 3.

Таблица № 3

«Потребления энергии электрическим чайником»

Итак, мы получили, что энергетические затраты чайника -0,11 кВт/ч.

Продолжаем расчеты: 2 запроса в поисковую систему Google, равны разогреву электрического чайника, а это составляет 0,11 кВт. Рассчитаем, сколько электроэнергии тратят учащиеся за 1 час, если в среднем каждый из 105 человек выходит в поисковую систему 6 раз в течение часа. Расчеты представлены в таблице №4.

Таблица №4

«Энергетические затраты при работе в Интернете»

Расчеты показывают, что только за 1 час учащиеся нашей школы тратят электроэнергии на поиск информации через Интернет, примерно 35 кВт.

Электроэнергия, вырабатывается на различных электростанциях, в основном это топливно-энергетические станции. На тепловых электростанциях электричество получают, сжигая уголь.

Пользуясь справочным материалом (Приложение № 4), рассчитаем количество каменного угля на выработку 34,65 кВт энергии. Расчеты представлены в таблице №5.

Таблица № 5

«Количество каменного угля для выработки 34,65 кВт»

В данном случае мы видим, что такое количество топлива тратиться всего за 1 час работы в Интернет. Учитывая, что ученики нашей школы в среднем в сутки тратят 8 часов на работу в Интернет (данные представлены на диаграммах – Приложение №5), рассчитаем, сколько необходимо для этого топлива. Расчеты представлены в таблице № 6.

Таблица № 6

«Расход каменного угля при работе в Интернете в течение 8 часов»

Расчеты показывают, для поиска информации в Интернете нашими учениками в сутки, расходуется 119 кг каменного угля.

Из теоретического материала мы узнали, что вред, который производит один человек, вышедший в Интернет для просмотра сайта, составляет около 0,03 грамма углекислого газа в секунду. (Статья «Доказано – интернет вредит экологии» https://cyber-park.ru/dokazano-internet-vredit-ekologii.html). Учитывая, что ученики нашей школы в среднем в сутки тратят 8 часов на работу в Интернет (данные представлены на диаграммах – Приложение №5), рассчитаем, сколько углекислого газа выделяется в атмосферу за это время. Расчеты представлены в таблице №7.

Таблица №7

«Расчет массы углекислого газа, выделяющегося при просмотре сайтов за 8 часов учениками 5-11 классов»

В данном случае мы видим: просмотр сайтов учениками нашей школы в течение 8 часов ведет к выбросу в атмосферу примерно 91 кг углекислого газа, что составляет 45888 литров углекислого газа (90720:1,977=45888л). Для перевода массы углекислого газа в объем использовали справочный материал – Приложение 6.

Обращает внимания на себя тот факт, что при дыхании один человек в спокойном состоянии в сутки выделяет 901 грамм углекислого газа. Все опрошенные в сутки выделяют: 107* 901= 96407 грамм углекислого газа. Получается, что пользуясь Интернетом, хотя бы 8 часов в сутки выделяется примерно столько же углекислого газа, сколько при дыхании людей за сутки!

Заключение

Для того, чтобы выяснить степень негативного влияния сотовых телефонов на окружающую среду на примере школы № 7, был проведен опрос среди учащихся 5-11 классов о наличии у них сотовых телефонов, цель и время их использования. Были произведены расчеты на основании материалов изученной литературы и справочных данных. Получены следующие результаты. При изготовлении 105 телефонов появилось 9030 кг отходов, и было израсходовано 94500 л пресной воды. 105 учеников нашей школы в сутки тратят 277,2 кВт электроэнергии для поиска информации в Интернете, для выработки такого количества электроэнергии потребуется сжечь 119 кг каменного угля, при этом выделяется в атмосферу 46000л углекислого газа.

Проведенное исследование позволило нам сделать следующие выводы: если эти данные применить ко всему миру, то мы увидим какое глобальное негативное воздействие, оказывают сотовые телефоны на окружающую среду. Изготовление и эксплуатация сотовых телефонов ведет к таким экологическим проблемам как мусор, загрязнение почвы и воды тяжелыми металлами, уменьшение количества пресной воды, истощение природных ресурсов, в частности каменного угля, парниковому эффекту из-за накопления углекислого газа в атмосфере.

Отказаться от сотовых телефонов мы не можем, так как они уже стали частью нашей жизни. Но при рациональном использовании сотовых телефонов мы могли бы уменьшить потребление электроэнергии, а бережное отношение к телефонам – увеличивало бы срок их эксплуатации. Нами разработана памятка, содержащая советы по экономии заряда аккумулятора и бережного отношения к телефонам. (Приложение №7)

Работа рассматривает лишь один из аспектов проблемы. Исследования в этом направлении могут быть продолжены. Это могло бы быть изучение не только негативного влияния сотовых телефонов на окружающую среду на этапе изготовления и использования, но и при утилизации уже не пригодных для эксплуатации телефонов.

Своей работой мы хотели бы привлечь внимание учащихся нашей школы к проблеме загрязнения окружающей среды и истощению природных ресурсов. Мало кто задумывается о том, что бесцельное «гуляние» на просторах Интернета, приводит к загрязнению воды и воздуха, того без чего никто не сможет выжить!

Литература

«История сотового телефона» kak-eto-sdelano.ru.

«Грязная и опасная сторона технологий» http://www.tula.simresurs.ru/gryaznaya-i-opasnaya-storona-tehnologiyi.

«Доказано – интернет вредит экологии» на сайте https://cyber-park.ru/dokazano-internet-vredit-ekologii.html.

https://rodovid.me/razdelnyi_sbor_musora/smartphone_waste_footprint.html

«Ввода России» http://водныйурок.рф

Приложение 1

Анкета

Есть ли у вас мобильный телефон?

да б) нет

Сколько у вас телефонов?

1 б) 2 в) 3 г) и более

Как часто вы меняете телефоны?

Раз в год б) Раз в два года в) Раз в три года г) Свой вариант

Причина смены телефона

По мере устаревания модели

Когда сломался

Для поднятия статуса в обществе

С какой целью Вы используете сотовый телефон?

а) для выхода в Интернет

б) слушаю музыку

в) как фотоаппарат/видеокамера

г) для общения д) для игр

С какой целью вы выходите в Интернет и сколько на это тратите времени в сутки?

поиск информации при подготовке к урокам

б) посещение соц.сетей

г)поиск интересующей информации

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7

15