VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Сдай батарейку - сохрани планету!
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования заключается в том, что на сегодняшний день очень остро стоит проблема загрязнения окружающей среды, особенно в условиях постоянного роста населения земли, а человек является самым большим загрязнителем. Наиболее существенное негативное воздействие на почву, воду и прочие природные ресурсы, оказывают обычные бытовые батарейки, которые выбрасываются людьми на свалку с твердыми бытовыми отходами.
Проблема в том, что не все знают, как утилизировать отработанные батарейки и какой вред они могут нанести человеку и окружающей среде.
Объект исследования: использованная батарейка.
Предмет исследования: процесс утилизации использованной батарейки.
Цель: изучить влияние батарейки на окружающую среду, показать важность и необходимость правильной утилизации отработанных элементов питания и приобщать к этому своих одноклассников с помощью созданного контейнера под использованные батарейки.
Задачи проекта:
- изучить вредное воздействие отработанных батареек на природу;
- разъяснить слушателям, какую опасность для человека и природы несут выброшенные в мусор батарейки;
- объяснить, как правильно утилизировать использованную батарейку;
- изменить отношение людей к опасным отходам;
- изучить, как организована утилизация использованных батареек в г. Екатеринбург и в России.
Значимость полученных результатов заключается в том, что информация в проекте поможет понять людям, что батарейки, выброшенные в мусор, наносят вред окружающему миру (природе, растениям, животным, человеку), что заставит их бережнее относиться к окружающему миру.
Для сбора данных по исследуемой проблеме были использованы следующие методы:
- анкетирование, которое проводилось среди учащихся школы №80, а именно 2 «А» класса. Количество респондентов – 24. Образец анкеты приведен в приложении А;
- анализ материалов размещенных в открытых источниках по данной теме, а так же в соответствующей литературе. Использованные источники указаны в списке литературы.
Продукт проекта: сделанный своими руками контейнер для сбора использованных батареек, на котором размещена информация о специализированных пунктах приема батареек в г. Екатеринбурге.
ГЛАВА 1. ПОНЯТИЕ БАТАРЕЙКИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
1.1. Понятие батарейки. Виды батареек их состав и история появления
Батарейка – это небольшое удобное хранилище электричества, которое может быть использовано для снабжения электроэнергией различных портативных приборов: игрушек, мелких бытовых и электронных приборов и т.п. Батарейки бывают нескольких видов в зависимости от их размеров, например, «мизинчиковые», «пальчиковые», «крона», «бочка», «таблетка». Так же батарейки подразделяются на различные типы в зависимости от состава: сухие, щелочные, литиевые. Несмотря на большое разнообразие видов батареек, принцип их работы одинаков, и связан с течением тока между различными химическими элементами, помещенными в электролит.
Родоначальником батарейки считается итальянский ученый Алессандро Вольта. В 1800 году он построил первый электрохимический источник тока «вольтов столб». Он представлял собой набор кружков из меди и цинка сложенных одна на другую, а между ними были проложены прокладки из ткани, намоченной соляным раствором. Когда крайние пластины соединяли медной проволокой, по ней протекал постоянный электрический ток. Данный принцип работы, используется в батарейках в настоящее время.
Состоит батарейка из положительного электрода, который называется Анод, отрицательного электрода, который называется Катод, и электролита, который располагается между Анодом и Катодом. Электролит – это жидкое или вязкое химическое вещество, под действием которого между анодом и катодом начинает протекать ток.
1.2. Использование батареек в быту и их негативное влияние на окружающую среду
Батарейки на сегодняшний день широко распространены в быту. Большинство людей используют их в мелких портативных приборах. Анализ использования батареек, а так же результаты исследования знаний одноклассников по вопросу использования батареек в домашних электроприборах приведены на рисунке 1.
Рисунок 1. Анализ используемости батареек в быту.
Все одноклассники знают, видели батарейки. Абсолютно все опрошенные используют батарейки в домашних условиях. Без труда одноклассники смогли назвать по несколько предметов, где используются батарейки: лидируют игрушки, также назвали пульт дистанционного управления, часы, фонарик и другие предметы результаты исследования изображены на рисунке 2.
Рисунок 2. Исследование знаний одноклассников по вопросу использования батареек в домашних приборах.
Повсеместное использование батареек имеет как ряд положительных сторон, так и отрицательных. Некоторые из положительных сторон использования батареек указаны ниже.
Положительные стороны, имеющиеся у использования батареек, это, во-первых, относительно большой запас энергии, который хранят в себе источники питания; во-вторых, автономность при работе; в-третьих, компактные размеры; в-четвертых, относительная дешевизна и практичность в использовании.
Несмотря на то, что батарейки имеют большую массу плюсов, у них есть один огромный недостаток - батарейки оказывают колоссальное негативное влияние на окружающую среду.
Вредное воздействие на окружающую среду обусловлено тем, что при производстве современных батареек используется большое количество различных металлов, таких как ртуть, кадмий, свинец, никель цинк, литий, марганец, и другие элементы. Большинство, из указанных элементов, являются тяжелыми металлами. При попадании в живые организмы, они накапливаются внутри и оказывают отравляющее действие.
Влияние батарейки, выброшенной с бытовыми отходами, на окружающую среду представлено на рисунке 3.
Рисунок 3. Батарейка – источник загрязнения окружающей среды.
Батарейка, выброшенная в мусорное ведро, попадает в итоге на свалку, где под воздействием воздуха, воды, снега, тепла, корпус батарейки начинает ржаветь и разрушаться. В результате, содержащиеся в ней тяжелые металлы попадают в почву, а из нее в грунтовые воды. Такие грунтовые воды являются источником питьевой воды. Учеными доказано, что вредные вещества от одной выброшенной на свалку батарейки способны отравить 20 квадратных метров почвы и до 400 литров воды.
На сегодняшний день, по мнению ученых, батарейки являются самыми сильными загрязнителями окружающей среды среди всех твердых бытовых отходов, которые выбрасывает на свалку человек. Так, например, вычислено, что батарейки составляют всего около 0,25% от всех, отходов, попадающих на свалку, но вред, который они приносят, составляет половину от всего вреда, наносимого отходами, утилизируемыми человеком.
Таким образом, батарейка является небольшим прибором для хранения энергии, имеет массу положительных сторон и широко используется человеком в повседневной жизни. Однако выявлено крайне негативное влияние использованных батареек на окружающую среду, что обусловлено строением батарейки, которая в основном состоит из тяжелых металлов и прочих вредных веществ.
ГЛАВА 2. СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ НЕГАТИВНОГО ВЛИЯНИЯ БАТАРЕЕК НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
2.1. Утилизация и переработка батареек
Понимая опасность, которую несут в себе батарейки, а также высокую потребность их использования в быту, необходимо найти способы снижения их негативного влияния на окружающую среду.
На корпусе каждой батарейки наносится знак, который обозначает, что в урну, куда выбрасывается обычный мусор, батарейки выбрасывать нельзя. Как показывает проведенное исследование, большинство опрошенных одноклассников не знают, как правильно утилизировать батарейки (рисунок 4).
Рисунок 4. Анализ вариантов утилизации батареек, применяемых одноклассниками.
Почти половина опрошенных одноклассников, однозначно ответили, «что выбрасывают в мусорное ведро». Четверть респондентов хранят их дома. И только 29% относят батарейки в специализированные пункты приема.
Организация специализированных пунктов приема использованных батареек является, на сегодняшний день, одной из мер решения проблемы загрязнения окружающей среды использованными батарейками. В результате проведенного исследования, в городе Екатеринбург найдено несколько мест с установленными контейнерами по сбору батареек. Например, ТЦ Лента, расположенные по адресам ул. 22-го Партсъезда, д.2, пр-т Космонавтов, д. 18/1, Сибирский тракт (дублёр), д. 19/1, ул. Ак. Сахарова, д. 107/1; OBI, расположенные по адресам ул. Халтурина, д. 53и ул. Металлургов, д. 87а.; IKEA (ТЦ МЕГА) на ул. Металлургов, д. 87. Проанализирована осведомленность одноклассников по вопросу существования данных пунктов по сбору батареек (рисунок 5).
Рисунок 5. Исследование осведомленности одноклассников о наличии специализированных пунктов приема батареек в г. Екатеринбург.
Проведенное исследование выявило, что 50% из опрашиваемых не знают о существовании таких специализированных пунктов приема использованных батареек. 21% знают о пунктах приема, но не относят туда батарейки и лишь 29% правильно утилизируют батарейки.
Накопленные в специализированных пунктах приема батарейки направляют на переработку. В России перерабатывать отработанные батарейки начали совсем недавно, в 2013 год. Занимается переработкой пока один завод «Мегаполисресурс», он расположен в городе Челябинск. На заводе батарейки сортируют, разбирают на специальном оборудовании и перерабатывают во вторичное сырье (рисунок 6).
Рисунок 6. Переработка батареек
Из данного сырья промышленность получает цинк, который используют в фармацевтике и стоматологии; графит, из которого производят карандаши и запасные части троллейбусов; соли марганца, которые перерабатывают в органические удобрения; другие материалы, которые используют для производства новых батареек. К сожалению, завод может перерабатывать не все виды батареек. Оборудование позволяет использовать только сухие и щелочные батарейки, ртутные и литиевые источники питания переработать невозможно.
2.2. Предложение по организации сбора батареек в рамках двора/ класса/ школы
Исходя из данных, приведенных в открытых источниках, в настоящее время в России в специальные пункты приема утилизируется всего 2% от всего количества батареек, используемых в нашей стране. Производственных мощностей единственного перерабатывающего завода хватает как раз только на эти 2% батареек. Весь остальной объем выбрасывается жителями на свалки с обычным мусором. Соответственно, можно сделать вывод, что вред, причиняемый окружающей среде в результате неправильной утилизации батареек, на сегодняшний день является колоссальным.
Такой небольшой процент правильно утилизируемых батареек связан с тем, что очень немногим известно, о крайне негативном воздействии батареек на окружающий мир. Так же, исходя из ранее приведенных результатов исследований, мало кто знает о существовании специализированных пунктов приема батареек, но даже те, кто знает о существовании таких пунктов, могут просто не знать, где они находятся.
Поскольку специализированных пунктов по приему батареек в г. Екатеринбурге немного, и относить каждую использованную батарейку в такие пункты не всегда возможно, предлагается организовывать сбор батареек небольшими партиями в контейнеры, размещенные, например, в квартире, классах школы, небольших офисах, и т.п. с последующей сдачей в специализированные пункты приема.
В рамках проекта из подручных материалов был изготовлен небольшой контейнер (рисунок 7). Для удобства на данном контейнере размещены адреса некоторых специальных пунктов приема, расположенных в г. Екатеринбурге, куда при наполнении контейнера можно сдать батарейки.
Рисунок 7. Контейнер для сбора батареек.
Проведен среди одноклассников опрос на тему, готовы ли они собирать батарейки в такие контейнеры, если они будут размещены в местах, где они чаще всего бывают (рисунок 8)
Рисунок 8. Исследование желания одноклассников собирать батарейки в специальные контейнеры во дворе/ школе/ классе.
Исследование показало, что практически все изъявили желание проводить такой сбор. Из чего следует, что данное направление может быть перспективным.
Таким образом, одним из способов снижения негативного влияния батареек на окружающую среду является правильная утилизация. К сожалению, осведомленность одноклассников о том, какой вред наносится батарейками, выброшенными с бытовым мусором, весьма низкая. Как показал опрос, большинство респондентов не знают, как правильно утилизировать использованные батарейки и выбрасывают их в мусорное ведро. Возможно, не все обращают внимание на обязательный знак, нанесенный на каждую батарейку, который означает, что их нельзя просто выкидывать в мусорное ведро, а обязательно необходимо сдавать на утилизацию. Во многих городах России, в том числе и в г. Екатеринбурге, в крупных магазинах установлены специальные контейнеры для сбора батареек, однако как показал опрос, многие не знают о наличии специализированных центров по сбору батареек в г. Екатеринбург. В России относительно недавно стали перерабатывать использованные батарейки, к сожалению, завод небольшой и пока может переработать только 2% от общего числа батареек. Для решения проблемы негативного влияния батареек на окружающую среду был изготовлен из подручных материалов небольшой контейнер, который можно использовать для организации сбора батареек в рамках двора/класса/школы. Опрос показал, что большинство готовы собирать использованные батарейки в данные контейнеры.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Батарейка является небольшим прибором для хранения энергии, имеет массу положительных сторон и широко используется человеком в повседневной жизни. Однако, выявлено крайне негативное влияние использованных батареек на окружающую среду, что обусловлено строением батарейки, которая в основном состоит из тяжелых металлов и прочих вредных веществ. Одним из способов снижения негативного влияния батареек на окружающую среду является правильная утилизация.
К сожалению, осведомленность одноклассников о том, какой вред наносится батарейками, выброшенными с бытовым мусором, весьма низкая. Как показал опрос, большинство респондентов не знают, как правильно утилизировать использованные батарейки и выбрасывают их в мусорное ведро. Возможно, не все обращают внимание на обязательный знак, нанесенный на каждую батарейку, который означает, что их нельзя просто выкидывать в мусорное ведро, а обязательно необходимо сдавать на утилизацию. Во многих городах России, в том числе и в г. Екатеринбурге, в крупных магазинах установлены специальные контейнеры для сбора батареек, однако как показал опрос, многие не знают о наличии специализированных центров по сбору батареек в г. Екатеринбург. В России относительно недавно стали перерабатывать использованные батарейки, к сожалению, завод небольшой и пока может переработать только 2% от общего числа батареек. Для решения проблемы негативного влияния батареек на окружающую среду был изготовлен из подручных материалов небольшой контейнер, который можно использовать для организации сбора батареек в рамках двора/ класса/школы. Опрос показал, что большинство готовы собирать использованные батарейки в данные контейнеры.
Всем хочется жить на зеленой и чистой планете, а жизнь в таком месте зависит только от нас самих, так давайте же сдавать батарейки и сохранять наш дом таким, каким хотим его видеть. Сдай батарейку – сохрани планету!
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы: хранение, утилизация, переработка. – М: ФИАР-ПРЕСС, 2002. – 336 с.
Зубина Т., Кузьмина Н. От динозавра до компота. Ученые отвечают на 100 (и еще8) вопросов обо всем. – М: Розовый жираф. 2019. – 192 с.
Каримова Л.Т., Никитин С.П. Это нужная и вредная батарейка // Международный студенческий научный вестник. – 2018. - № 3-8. – С. 1273 – 1275.
Копейкина В. Опасное воздействие батареек на окружающую природную среду // Старт в науке. – 2017. - № 4-2. – С. 190-193.
Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология и охрана окружающей среды: учебник. – М: КНОРУС. 2014. – 336 с.
Назартаганов Д.Н. Исследование пальчиковой батарейки // Международный школьный научный вестник. – 2017. - № 5-2. – С. 194-201.
Окслейд К., Гэнери А. Юному эрудиту обо всем: энциклопедия для детей [от А до Я]. – М: Махаон. 2010. – 111 с.
Пирмамедов М.И. Батарейка как источник опасности для окружающей среды // Старт в науке. – 2016. - № 2. – С. 143-152.
Рыжакова М.Г. Отработавшая батарейка как опасный отход // Твердые бытовые отходы. – 2015. - № 6. – С. 42-47.
Скобелева Е.А. Исследование объема возможного загрязнения воды использованными батарейками как опасными бытовыми отходами и организация их утилизации // Старт в науке. – 2018. – № 5-1. – С. 123-124.
www://сдайбатарейку.рф
http://eco2eco.ru
https://rodovid.me
https://ru.wikipedia.org/wiki/Батарея_(электротехника)
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Анкета для школьников на тему «Сдай батарейку – сохрани планету»
Анкета для школьников на тему
«Сдай батарейку – сохрани планету»
Укажи свой возраст_______
Что такое батарейка_____________________________________________
__________________________________________________________________
Используете ли вы батарейки дома?
А) ДА, указать где_______________________________________________
Б) НЕТ
Что вы делаете с использованными батарейками?
А) Выбрасываю в ведро
Б) Собираю и храню дома
В) Собираю и сдаю в специализированные пункты приема
Знаете ли вы о существовании специализированных пунктах приема батареек?
А) Да, знаю и регулярно сдаю использованные батарейки (указать адрес___________________________________________________________)
Б) Да, знаю, но ни разу не относил туда использованные батарейки
В) Нет, впервые слышу, что есть пункты приема батареек
Стали бы вы собирать и сдавать батарейки в специальные контейнеры в вашей школе, дворе, городе?
А) Да
Б) Нет
В) Не знаю