Проект "какой вред наносят батарейки окружающей среде"

Индивидуальный проект

учащихся 7-ых классов

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Основная общеобразовательная школа № 28»

«Какой вред наносят батарейки окружающей среде»

(социальный тип)

Автор: Каримова Ника,

7а класса, МКОУ «ООШ № 28»

Наставник:

Фомина Анна Юрьевна,

учитель физики,

МКОУ «ООШ № 28»

Миасский городской округ

2019

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….……3

ГЛАВА I Теоретическое исследование пальчиковой батарейки……………5

1.1 Общее представление о пальчиковых батарейках, история их

возникновения……………………………………………………………………5

1.2 Пальчиковые батарейки, их состав, влияние на окружающую среду …...5

ГЛАВА II Экспериментальное исследование пальчиковых батареек

подтверждающих наличие в них вредных веществ…………………………….7

ГЛАВА III Анкетирование ……………………………………………………..

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….11

Список литературы………………………………………………………………12

Приложение……………………………………………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

«Если каждый человек на кусочке своей земли сделал бы всё, что он может, как прекрасна была бы земля наша!"

(А.П. Чехов)

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 батарейку на часах, я заметила значок, изображенный на корпусе батарейки, в виде перечеркнутого мусорного бака. Выходит, что батарейку нельзя выбрасывать в мусорное ведро. Что же тогда с ней делать?

Думаю, 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.

Одной из проблем современности является проблема утилизации батареек, которые сегодня стали таким привычным предметом нашего ежедневного пользования. За 2014 год в России было продано населению 22000 тонн батареек. При этом на переработку поступило только 160 тонн. Интересно, куда делись остальные 21840 тонн опасных отходов? Защита окружающей среды от продуктов распада батареек, когда батарейки просто выкидываются, а не утилизируются надлежащим образом, очень важна на сегодняшний момент.

Цель исследования: изучить факторы опасности неправильной утилизации батареек и проинформировать одноклассников и знакомых о правилах использования батареек.

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.Выявить отношение окружающих к данной проблеме.

5.Организовать акцию «Сдай батарейку – спаси Землю!».

5.Разработать памятку по использованию батареек.

6. Провести анкетирование.

Объект исследования: пальчиковая батарейка.

Предмет исследования: негативное воздействие вредных веществ, входящих в состав батареек, на экологию и здоровье человека при неправильной утилизации батареек.

Гипотеза: предполагаю, что использованная и неправильно утилизированная пальчиковая батарейка приносит вред окружающей среде.

Методы исследования: анализ материалов из электронных и печатных источников по изучаемой проблеме, беседы со специалистами государственных учреждений, анкетирование учащихся, эксперименты по выявлению вредных воздействий веществ, содержащихся в батарейке, на живую природу; опыты в кабинете химии, с целью оценки внешних воздействий на батарейку; анализ, обобщение и систематизация результатов.

Практическая значимость состоит в возможности применения данных материалов в ходе проведения уроков, внеклассных мероприятий с учащимися школы.

По результатам проведенного исследования будут составлены рекомендации по использованию и утилизации батареек.

Глава I Теоретическое исследование пальчиковой батарейки

1. Общее представление о пальчиковых батарейках и история их возникновения

В начале своих исследований я решила 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. (Приложение 1 рис 1). 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, и назвал это явление «животным электричеством».

Итальянский ученый граф Алессандро Вольта в 1800 году повторил опыты Гальвани, но с большей точностью. (Приложение 1 рис 3,4). 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. [9]

Глава 1.2 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. (Приложение 2 рис. 5). Принцип работы у них одинаковый. Я рассмотрела «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 детские машинки, от него загораются фонарики и работают вспышки. (Приложение 2 рис. 6). [6].

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. (Приложение 3 рис7,8). [2]

Взглянув на обычную пальчиковую батарейку, можно всегда увидеть знак в виде зачеркнутого мусорного бака. Это означает: «Не выбрасывать, необходимо сдать в специальный 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. Является канцерогеном, то есть провоцирует рак. 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. (Приложение 4 рис.9). В электронном справочнике в Интернете, мы нашли информацию, что в зависимости от того, какое химическое вещество используется, батарейки подразделяются на группы.

• Солевые (угольно-цинковые, марганцево-цинковые) батарейки. В них используется пассивный уголь и двуокись марганца, электролит из хлорида аммония и катод из цинка. В перерывах между эксплуатацией элементы питания могут «восстанавливаться» — это обусловлено выравниванием локальных неоднородностей в композите электролита, вызванных разрядом.

Это немного продлевает срок службы батарейки.

• Алкалиновые (щелочные) батарейки. От марганцево-цинковых их отличает химический состав электролита - здесь используется щелочной электролит. Такие батарейки имеют продолжительный срок хранения, а в процессе эксплуатации напряжение на электродах меняется гораздо меньше, чем у элементов с солевым раствором.

Солевые и алкалиновые (щелочные) батарейки содержат растворенные тяжелые металлы, круг металлов узкий, батарейки различаются по составу металлов, в состав может входить от 10 до 20 элементов таблицы Менделеева, многие из этих элементов являются сильно токсичными веществами.

Серебряные батарейки имеют катоды из оксида серебра. Их напряжение на 0,2 В выше, чем угольно-цинковых в одних и тех же условиях. В остальном серебряные элементы питания похожи на угольно-цинковые.

Литиевые батарейки обладают очень большим сроком хранения, высокой плотностью энергии и сохраняют работоспособность в большом диапазоне температур, поскольку не содержат воды. В их состав входит литиевый катод, органический электролит и анод из различных материалов. Так как литий имеет наивысший отрицательный потенциал по отношению к остальным металлам, следовательно, он имеет наибольшее номинальное напряжение при минимальных размерах.

На открытом воздухе под дождем и снегом оболочка батарейки быстро разлагается, а её начинка опасна для окружающей среды. Внутри батарейки находятся ядовитые вещества - тяжелые металлы, такие как ртуть, свинец. [2]

Чем опасны тяжелые металлы находящиеся в батарейках?

Свинец. Накапливается в основном в почках. Вызывает также заболевания мозга, нервные расстройства.

Кадмий. Накапливается в печени, почках, костях и щитовидной железе. Если кадмий попадет в организм человека, то вызывает у него такое заболевание, как рак.

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.

- Как эти вещества могут попасть в организм человека?

- Очень просто. Беспечно выброшенная в мусорное ведро батарейка попадает на свалку, где каждое лето с другим мусором возгорается и тлеет (а на мусоросжигательных заводах и вовсе горит), с клубами дыма выпуская тучи ядовитых веществ. И мы дышим этим воздухом.

Ядовитые вещества из батареек, в любом случае проникают в почву, в подземные воды, попадают в наше с вами море и в наши с вами водохранилища, из которых мы пьем воду, не думая, что вредные химические соединения (из вашей же батарейки, выброшенной неделю назад в мусоропровод) с кипячением не исчезают, не убиваются - они ведь не микробы. [4]

Вывод, что выброшенная батарейка никуда не исчезает и часто остается в той местности, где проживает человек. Она «возвращается» назад через воду, воздух, почву, продукты питания. Благодаря круговороту воды в природе люди получают обратно результат их собственных безответственных поступков, а потом идут к врачам и пытаются найти причины своих болезней. [3]

Из дополнительной 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. [5]

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. На этом заводе производится переработка элементов питания с извлечением полезных ресурсов для вторичного использования. Компания «Мегаполис ресурс» занимается переработкой лишь марганцево-цинковых батареек, которые составляют около 80 % от общего объема потребления. Батарейки, содержащие большее количество ртути, литий-ионные батарейки сейчас лишь накапливаются предприятием.

В апреле 2013 года челябинская компания «Мегаполис ресурс» заявила о своей готовности утилизировать использованные аккумуляторы со всей страны. Технология предприятия позволяет перерабатывать щелочные батарейки на 80%. Однако для запуска масштабного процесса утилизации батареек не хватает сырья. Нужно получать хотя бы 5000 тонн использованных батареек в год, а он получил в 2015 году – всего 160 тонн, а в 2014 – и того меньше - только 43 тонны.

Ближайшие пункты приема батареек расположены:

1. Акционерное общество Южно-Уральской Специализированный центр утилизации (утилизация отходов, металлообработка, Тургоякское шоссе 4/9)

2. Южуралаккумулятор (утилизация отходов, аккумуляторы и зарядные устройства, пр. Автозаводцев,13)

3. ООО "Ведущая Утилизирующая Компания" (г. Миасс, пр. Автозаводцев, 35)

4. Эльдорадо г. Миасс, ул. Академика Павлова, 54)

5. ООО "Уральская Промышленная Компания" (г. Миасс, ул. Победы,4)

6. "Цех Челябвтормет" (г. Миасс, Элеваторная, 1-а)

7. "Принимаем лом" (г. Миасс, ул. Городская, 1)

8. Челябвторцвет (г. Миасс, Гуськова, 16-а)

9. "Уралстальцвет -М" (г. Миасс, Тургоякское шоссе, 13)

10. "Фирма Уралсталь" (г. Миасс, ул. Автозаводцев, 22)

11. "Пункт Приёма Ломов Цветных Ломов" г. Миасс, Ильменская, 122-ав МФЦ,

В классе я провела разъяснительную беседу, чтобы ни в коем случае ни наши ученики, ни члены их семей не выбрасывали батарейки в мусор. Я предлагаю закупоривать пальчиковые батарейки в маленькие пластмассовые бутылки из под воды, соков, шампуней и т.д. Так же предложила своим одноклассникам организовать «мини-пункты» по сбору утилизированных элементов питания по месту жительства.

Итоги акции: I место – Медицкая Лидия 5 а класс (50); II место – Кузьмина Маша 5а класс (38); III место – Бозорова Камилла 3а класс (28). Нам удалось собрать более 700 батареек, чтобы они могли быть переработаны на заводе в Челябинске.

Вывод: в результате проведенной нами акции мы спасли 700 ежиков, 1400 кротов, от загрязнения территорию размером 14000 земли, 280000 л воды.

Глава II Экспериментальное исследование батареек, подтверждающих наличие в них вредных веществ

Эксперимент 1. Влияние воды на металлическую оболочку батарейки.

Я решила проверить опытным путем, выделяются ли из элемента питания содержащиеся в нем вещества. В первом эксперименте я решила проверить, что произойдет с водой, если положить батарейку в воду. Я взяла батарейку и разобрала ее. Разобранную батарейку я положила в стакан с водой. Вода сразу стала серой. Потом я взяла целую батарейку и положила ее во второй стакан с водой. Вода свой цвет не изменила. А в третьей - оставила чистую воду для контроля. Я плотно закрыла все 3 стакана и оставили для наблюдения. Через неделю заметила, что во втором стакане вода помутнела. (Приложение 5 рис. 1)

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 я решила проверить влияние загрязненной воды на растения. Я взяла три цветка и поставила в экспериментальные стаканы с водой. Через три дня я увидела, 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. (Приложение 5 рис. 2, 3)

Как я узнала из теории и подтвердила 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 мусор сжигающих заводах, свалках элементы питания вместе с остальным мусором вовсе горят и выделяют в воздух огромное количество диоксидов. Они в свою очередь попадают в организм человека. Соли тяжелых металлов, диоксиды, 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 немикробы и бактерии. [5]

Но что же делать? Ведь совсем отказаться от батареек в повседневной жизни мы не можем. Вывод один: надо правильно утилизировать отработанные батарейки.

Я стала интересоваться, где в нашем городе находится пункт приема использованных элементов питания. Я узнала, что мусор из города вывозится на полигон, находящийся в сторону поселка Сыростан. В городе прием использованных элементов питания есть, и их несколько.

Конечно, мы не остановились только на словах. Мы сами организовали и провели экологическую акцию по сбору использованных батареек «Сдай батарейку – спаси Землю», в результате было собрано более 700 батареек, которые мы отвезли в пункт сдачи.

ГЛАВА III

Анкетирование «Использованная батарейка».

Исходя из этого, мне стало интересно, насколько грамотно подходят к этому вопросу мои одноклассники. С этой целью я решила провести опрос среди учащихся классов 5-9 классов. В опросе участвовали 26 учеников.

Анкета – вопросник для учащихся.

Дорогой друг!

Я, Каримова Ника, провожу исследование на тему: «Какой вред наносят батарейки окружающей среде». Твои ответы на вопросы помогут мне выяснить, какова судьба использованных батареек в твоей семье и что вы знаете о вреде старых батареек. Напиши ответы на следующие вопросы. Желаю успехов!

1.Как ты считаешь, использованная батарейка опасна для окружающей среды или нет?

• Опасна

• не опасна

2. Можно ли батарейку выкидывать в мусор?

• Можно

• нельзя

3. Что вы делаете с использованной батарейкой?

• Выбрасываю

• Сдаю на утилизацию

• Храню дома

4.Сколько, в среднем, штук батареек в вашей семье выбрасывается за год?

• До 10 шт.

• От 10 до 20 шт.

• Свыше 20 шт.

5. Если в твоей школе (доме, подъезде) будет установлен контейнер для батареек, ты будешь сдавать батарейки?

• Буду сдавать

• Буду выкидывать

По результатам опроса я узнала, что, во-первых, во всех семьях пользуются различными элементами питания. Во-вторых, используют в различных игрушках, фонариках, пультах дистанционного управления, калькуляторах и так далее. Таким образом, батарейки все же необходимы в нашей повседневной жизни и их пока нечем заменить. К сожалению, осведомленность среднестатистического ученика нашей школы оставляет желать лучшего.

Результаты анкетирования представлены в виде диаграмм. (Приложение 7)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги теоретического и экспериментального исследований можно утверждать, что моя 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. Я установила, что более 85% респондентов не осведомлены о вредном воздействии неправильной утилизации батареек на окружающую среду и здоровье населения, хотя на каждой батарейке стоит маркировка «не выбрасывать в мусорный ящик». Также подтвердили, что не существует проблема с утилизацией батареек в нашем городе, так как имеются пункты приема отслуживших свой срок батареек, и люди согласны сдавать отслужившие свой срок батарейки в магазины или приёмные пункты.

В связи свыше сказанным я предлагаю жителям нашего города:

1. Использовать перезаряжающиеся аккумуляторные батарейки.

2. Покупать батарейки с маркировкой «без кадмия», «без ртути».

3. 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.

4. Рационально использовать заряд батареек, чтобы продлить срок их службы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гальперштейн Л.Я. «Забавная физика» «Знай и умей» - Москва, 1994г

2. Гринин А. С. Новиков В. Н. «Промышленные и бытовые отходы: хранение,

утилизация, переработка». - Москва, «ФАИР-ПРЕСС», 2002г

3. Касьян А. А. «Современные проблемы экологии» - Москва, 2001 г.

4. Кувыкин Н. А. Бубнов А. Г. Гриневич В. И. «Опасные промышленные

отходы» - Иваново 2004г

5. Роджерс К. Кларк Ф. Смит А. «Свет. Звук. Электричество» - Москва,

«Росмен», 2002г

6. Чуянов В.А. «Энциклопедический словарь юного физика» - Москва,

«Педагогика, 1984г

7. Энциклопедия «История открытий» - Москва, «Росмен», 1997г

8. Энциклопедия «Юному эрудиту обо всем» - Москва, «Махаон», 2008г

9. Интернет ресурсы: 11. http://eko-jizn.ru/

13