Исследовательский проект "Батарейка как источник опасности для окружающей среды"

государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

Самарской области средняя общеобразовательная школа с. Старый Маклауш

  муниципального района Клявлинский Самарской области

                                 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

«Батарейка как источник опасности для окружающей среды»

                                                                                                    Выполнила                                ученица 3 класса

Семенова Алина Михайловна

                                            2016 год

 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

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

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

                                                    ВВЕДЕНИЕ

 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.

 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.Разработать памятку по использованию батареек.

 Объект исследования: пальчиковая батарейка.

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

 База исследования: учащиеся, их родители

 Гипотеза: предполагаю, что использованная и неправильно утилизированная пальчиковая батарейка приносит вред окружающей среде. Также я предполагаю, что существует проблема с утилизацией батареек.

 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 начальных классов.

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

Глава I Теоретическое исследование пальчиковой батарейки

1.1 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. [Слайд 6]  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. [ Слайд 2]. 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 .

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. [Слайды 8-9] 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. [

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. [Слайд 10] 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. [ Слайд 11]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.

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 взял батарейку и разобрал ее. [Разобранную батарейку я положил 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 - оставил чистую воду для контроля. Я плотно закрыла все 3 стакана и оставили для наблюдения. Через неделю заметила, что во втором стакане вода помутнела. [Слайд 12]

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. [Слайд 13, 14]

 Эксперимент 3. Влияние щелочной среды на корпус батарейки.

Опираясь на мои знания, я могу утверждать, что почвы могут иметь кислую или щелочную среду. Как же будет вести себя батарейка, попав в подобные условия? В кабинете химии нашей школы были проведены 2 опыта.  Для первого опыта я поместила пальчиковую батарейку в раствор медного купороса (щелочная среда). Помещенная в раствор батарейка начала темнеть, а затем ржаветь. В химических реакциях с солями других металлов медный купорос имеет свойство обмениваться ионами. Это и произошло в моём опыте, образовались соли тяжелых металлов. Также происходит и в естественных условиях. Образовавшиеся соли тяжелых металлов попадают в почву и в грунтовые воды. Происходит это намного быстрее, чем в простой воде. [Слайд 15]

 Эксперимент 4. Влияние кислой среды на корпус батарейки.

Вторым опытом я хотела посмотреть, что происходит, если батарейка попадает в кислые почвы. Для этого опыта я помещаю батарейку в раствор соляной кислоты. Предварительно взвешиваем батарейку. После помещения батарейки в раствор выделяется газ. При поджигании этого газа издается хлопок, это - выделившийся водород.  Вынимаю батарейку - ржавчина исчезла. Взвешиваю вновь. Масса элемента уменьшилась. Таким образом, этот опыт доказал, что попавшие в кислые почвы батарейки издадут более чем безобидный хлопок. [Слайды 16-19]

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 мусоросжигающих 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 не микробы и бактерии.  [Слайд 20]

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

 Интервью об утилизации батареек в Клявлинском районе. Я  стала интересоваться, где в нашем районе находится пункт приема использованных элементов питания. С этой целью я посетила местную Санитарно - эпидемиологическую станцию. В результате интервью с сотрудниками я  узнала, что утилизацией станция не занимается.  Я узнала, что мусор из района  вывозится на полигон, находящийся примерно в 1 км от райцентра.  Никакой сортировки бытовых отходов не происходит. В районе   приема использованных элементов питания нет, и неизвестно насколько осведомлены об этой проблеме жители нашего города. [Слайд 21]

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 3-9 классов. В опросе участвовали 26 учеников. [Слайд 24]

 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.

Ближайшие пункты приема батареек расположены в городе Уфа. В Уфе на данный момент осуществляют сборы: 1. Юношеский отдел Центральной городской библиотеки совместно с движение «ЭКА-Башкортостан»; 2. Гипермаркеты «Markt Media”; 3. Агентство недвижимости «Сан»; 4. Интернет - магазин «И-Мне».

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

 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. [Слайд 25] 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. [Слайд 26]

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 существует проблема с утилизацией батареек в нашем районе, так как отсутствуют пункты приема отслуживших свой срок батареек, но люди согласны сдавать отслужившие свой срок батарейки в магазины или приёмные пункты. Пункты сбора все же имеются, зачастую их организуют волонтеры, постепенно подтягиваются различные организации и торговые сети.

В связи свыше сказанным я  предлагаю  жителям нашего села: [Слайд 27]

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. Алексеев С.В. «Практикум по экологии». – Москва, 1996г.

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

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

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

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

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

отходы» - Иваново 2004г

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

«Росмен», 2002г

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

«Педагогика, 1984г

8. Ярыгин В.М. «Биология» - Москва « Высшая школа», 2004г.

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

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

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