Мала и очень опасна


Мала и очень опасна
Автор:
Ломейко Николай Александрович, 7 класс,
МБОУ «СОШ № 36» г. Ангарск
Руководитель:
Якушенко Вера Викторовна, учитель ОБЖ,
МБОУ «СОШ № 36» г. Ангарск
2016 год
Аннотация
Автор: Ломейко Николай Александрович,
МБОУ «СОШ № 36», 7 класс,
г. Ангарск, Россия.
Настоящая работа «Мала и очень опасна» посвящена исследованию проблемы утилизации бытового мусора: пальчиковых батареек, используемых повсеместно.
В работе содержатся материалы о утилизации использованных гальванических элементах
Основным достоинством данной работы является ее связь с жизнью.
Работа может быть использована в качестве дополнительного материала для всех желающих расширить и улучшить свои знания по теме: «Основы безопасности жизнедеятельности», «Экология» и т.д.
Содержание
Страница
Введение 1
Основная часть 5
История открытия электрического явления 5
История открытия батареек 5
Что такое батарейка? Как работают батарейки? 6
Виды батареек 9
Влияние использованных батареек на окружающую среду и здоровье человека 12
Утилизация батареек 15
Экспериментальная часть 18
Заключение 29
Литература 31
Приложения 33
Человек остановись и задумайся!
Нельзя жить в ущерб
интересам завтрашнего дня
и будущих поколений!
Введение
Мы живем в начале ХХI века и уже заметили те противоречия, которые возникают во взаимоотношениях общества и природы. Экологические проблемы стали угрожающими. Человек постоянно с ними сталкивается, и человеку нужно решать проблемы утилизации мусора, твердых бытовых отходов, а теперь вот и проблему утилизации гальванических элементов, наносящих природе непоправимый ущерб.
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. Академик В. И. Вернадский утверждал, что человеческая деятельность превратилась в мощную преобразующую силу, сопоставимую с геологическими процессами [3. с. 7].
Мы, жители ХХI века, с батарейками сталкиваемся ежедневно - в пульте дистанционного управления телевизором, в брелке противоугонного устройства, в электронных часах, в фотоаппарате, сотовом телефоне, в детских игрушках и карманных фонариках. А кто из вас задумывался о том, куда девать использованные батарейки? Думаем, что мало кто задавал себе этот вопрос, потому что никому в голову не придёт, что маленькая блестящая батарейка - это источник колоссальной опасности для человека и для окружающей среды.
В связи с тем, что проблема утилизации батареек с каждым годом становится все острее, мы решили в своей работе исследовать, чем опасны на первый взгляд безопасные батарейки и назвали нашу работу «Мала и очень опасна!».
Актуальность данной работы обусловлена влиянием химических веществ, содержащихся в батарейке, на окружающую среду и здоровье человека.
Новизна работы в том, что в процессе проведения исследования решаются задачи не только обучения детей безопасному экологическому поведению, но и вопросы их воспитания.
Цель работы: выяснить влияние использованных батареек на окружающую среду, здоровье человека, выяснить способы утилизации.
Задачи:
Изучить устройство, химический состав и принцип действия батареек, как источников электрического тока;
Провести исследования, позволяющие выявить вред использованных батареек;
Выяснить меру экологической опасности применения и неправильной утилизации батареек, применяемых в быту;
Выяснить осведомленность обучающихся о влиянии использованных батареек на окружающую среду и здоровье человека;
Установить наличие пунктов приема отработанных батареек в г. Ангарске;
Провести акцию по сбору использованных батареек;
Разработать рекомендации для обучающихся, родителей, жителей г. Ангарска по мерам безопасного хранения и правильной утилизации использованных батареек;
Приобщить учеников нашей школы к осознанию своей роли в защите окружающей среды и мотивировать их сдавать батарейки на утилизацию.
Гипотеза: если батарейки (бытовые гальванические элементы) неправильно хранить и утилизировать, то они наносят вред окружающей среде и здоровью человека.
Методы: эмпирические и теоретические: анализ материалов из электронных и печатных источников по изучаемой проблеме, анализ документации, анкетирование учащихся, математический и качественный анализ результатов исследования и т.д.
Объект исследования: батарейки (бытовые гальванические элементы).
Предмет исследования: мера экологической опасности применения и неправильной утилизации батареек, применяемых в быту.
Методологической основой работы стал труд Шнейберга Я.А. «История выдающихся открытий и изобретений (электротехника, электроэнергетика, радиоэлектроника)», в которой размещены истории открытий и изобретений в области электротехники, электроэнергетики и радиоэлектроники. В книге подробно изложена история электротехники — от первых наблюдений электрических и магнитных явлений еще до нашей эры до создания устройств, машин и приборов современного типа.
Источником для размышлений стала книга Гринина А.С. «Промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка». Информация, полученная из данного источника, знакомит с принципами экологически правильного образа жизни, доказывает необходимость проведения мероприятий по обеспечению безопасного обращения с отходами. Так же в книге освещены вопросы хранения и утилизации, переработки отходов.
Большой интерес был вызван содержанием учебного пособия Кувыкина Н.А. «Опасные промышленные отходы», которое позволяет выработать современный подход к основам рационального использования и нормирования антропогенного воздействия на окружающую среду. А так же содержанием книги », в котором излагаются современные проблемы состояния природной среды и природных ресурсов, методы оптимизации взаимодействия общества и биосферы.
План работы
№ Решаемые задачи Методы исследования Сроки
1 Изучить литературу:
о классификации отходов и способах избавления от них;
о видах переработки отходов и мусора;
Изучить устройство, химический состав и принцип действия батареек, как источников электрического тока;
о возможных путях решения проблемы; Теоретический анализ Сентябрь – октябрь 2015г.
2 Повести анкетирование по установлению количества школьников, родителей, педагогов владеющих правильной информацией о том, какая экологическая беда угрожает при неправильной утилизации батареек и как бороться с угрозами для экологии;
Проанализировать ответы, сделать выводы. Анкетирование Ноябрь 2015г.
3 Провести исследования, позволяющие выявить вред использованных батареек
Установить наличие пунктов приема отработанных батареек в г. Ангарске
Исследовательский
Практический Декабрь 2015г.
4 Сделать выводы Анализ Январь-февраль 2016г.
7 Подготовить презентацию выступления;
Подготовить буклеты о правилах безопасности и выводах исследования;
Провести акцию по сбору использованных батареек;
Подготовить видеоролик. Практический Март 2016г.
8 Познакомить учащихся и педагогов с итогами исследования через выступления на научно – практических конференциях, уроках ОБЖ и физики.
Выступить на родительском собрании и классных часах. Практический Март – май 2016г.
Основная часть
История открытия электрического явления
Впервые на электрический заряд обратил внимание Фалес Милетский за 600 лет до н.э. Ученый обнаружил, что янтарь, потертый о шерсть, приобретет свойства притягивать легкие предметы: пушинки, кусочки бумаги. В середине XVII века Отто фон Герике разработал электрическую машину трения. Кроме того, им было обнаружено свойство электрического отталкивания однополярно заряженных предметов, а в 1729 году английский ученый Стивен Грей обнаружил разделение тел на проводники электрического тока и изоляторы [10].
Вскоре его коллега Роберт Симмер, наблюдая за электризацией своих шелковых чулок, пришел к выводу, что электрические явления обусловлены разделением на положительный и отрицательный заряд тел. Тела при трении друг о друга вызывают электризацию этих тел, то есть электризация – это накопление на теле заряда одного типа, причем заряды одного знака отталкиваются, а заряды разного знака притягиваются друг к другу и компенсируются при соединении, делая тело нейтральным (незаряженным).
В 1729 году Шарль Дюфе установил, что существует два рода зарядов. Опыты, проведенные Дюфе, говорили, что один из зарядов образуется при трении стекла о шелк, а другой – при трении смолы о шерсть.
Понятие о положительном и отрицательном заряде ввел немецкий естествоиспытатель Георг Кристоф.
Первым количественным исследователем был закон взаимодействия зарядов, экспериментально установленный в 1785 году Шарлем Кулоном с помощью разработанных им чувствительных крутильных весов.
История открытия батареек
Первый химический источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым Луиджи Гальвани (рис. 1)

Рисунок 1. Луиджи Гальвани
Его опыты стали основой исследований другого итальянского ученого Алессандро Вольта, который собственно и сформулировал главную идею изобретения: причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов (рис.
Рисунок 2. Алессандро Вольта
Для подтверждения своей теории Вольт создал нехитрое устройство, состоявшее из цинковой и медной пластин, погруженных в емкость с соляным раствором. Именно это устройство стало первым в мире автономным элементом питания и прародителем современных батарей, которые в честь Луиджи Гальвани именуют гальваническими элементами.
Начало промышленного производства первичных химических источников тока было заложено в 1865 г. французом Ж. Л. Лекланше, предложившим марганцево-цинковый элемент с солевым электролитом [11].
Что такое батарейка? Как работают батарейки?
Батарейка – это обиходное название источника электричества для автономного питания разнообразных устройств (Рис. 2). Так же ее можно назвать гальваническим элементом. Из толкового словаря русского языка С.И.Ожегова мы узнали значение слова гальванический – относящийся к получению электрического тока путем химических реакций [6].

Рисунок 2. Пальчиковая батарейка
Принципиальная схема батареек, производимых для массового потребителя: два электрода - катод и анод - изготавливаются из двух разных металлов. Пространство между ними заполнено третьим материалом, называемым электролитом. В электролите протекает реакция, в ходе которой выделяется энергия в виде электрического тока. Характерные особенности батарейки зависят от материалов для электрода и электролита.
Электрические батарейки - очень полезная вещь. Батарейки дают бытовым приборам независимость и самостоятельность [6. с. 46].
Батарейка производит электрический ток: крутятся колёса у машинки, ходят часы, управляется дистанционно телевизор. А батарейка "садится". Что значит "садится"? Такое слово используют, чтобы показать, что батарейка расходует свою энергию. Так человек, когда начинает уставать, стремится куда-нибудь присесть. Когда всю энергию батарейка истратит, то перестанет работать, больше не сможет электрический ток делать. Что же в ней происходит? Внутри батарейки - два цилиндра, вставленные один в другой. Между цилиндрами - специальный раствор или паста. От одного цилиндра к другому и течёт электрический ток. Например, от одного цилиндра по проводу ток идёт в моторчик машинки, крутит колёса, и дальше по проводу подходит к другому цилиндру. Электрический ток в проводах - это движение электронов, а в растворе между цилиндрами - это движение ионов. Всё самое интересное происходит на этих цилиндрах, где движение электронов превращается в движение ионов. (Рис. 2)
11487156350

Рисунок 2. Строение обычной батарейки
Цилиндры сделаны из разных веществ. Один из них из металла. Например, цинка. В металле много электронов гуляет свободно. Это значит, что атомы металла превратились в ионы. Ионы в несколько тысяч раз тяжелее электронов, их трудно сдвинуть с места, и в электрическом токе в самом металле они не участвуют. Ток по металлам переносится электронами. А в батарейке этот металл одним боком мокнет в растворе. В результате часть ионов из металла попадает в раствор. И в металле остаются "лишние" свободные электроны. Общий заряд электронов становится больше, чем у ионов. Такой беспорядок в природе долго существовать не может. Электроны отправляются на поиски положительных ионов. Но через раствор-то они пройти не могут, у них один путь - через провода, через моторчик, покрутив колёса, электроны попадают на другой цилиндр батарейки. А второй цилиндр батарейки сделан из другого вещества. Это такое вещество (например, соединение марганца с кислородом), которое охотно выхватывает ионы из раствора, и с помощью электронов, пришедших по проводам, образует с ними какое-то новое вещество, соединяя электроны с ионами и со своими атомами.
Вот так и поддерживается электрический ток. Один цилиндр батарейки отдаёт положительные ионы в раствор, а электроны в провода, а другой хватает ионы из раствора, а электроны из проводов и соединяет их в новое вещество. И по мере работы батарейки портятся оба цилиндра и раствор между ними. А когда окончательно испортятся, то и говорят, что батарейка "села".
Самое сложное в создании батареек - это подобрать материал для цилиндров и раствора между ними. Обычно это редкие металлы. Поэтому во многих странах "севшие" батарейки не выкидывают в общий мусор, а собирают и на специальных заводах восстанавливают материалы, из которых они были сделаны, чтобы использовать их ещё раз.
Виды батареек
Батарейки бывают разных видов [13].
Разновидность батареек по форме:
Таблетка
Крона
Мизинчиковые
Пальчиковые
Бочка
По типу электролита все батарейки делятся на:
Солевые:
угольно-цинковые - самые дешёвые, массового производства;
хлорно-цинковые - немного дороже предыдущих, но при высоком токе и низких температурах они лучше (Рис. 3);
.
Рисунок 3. Солевые батарейки
Щелочные (алкалиновые) - щёлочно-марганцевые — средней стоимости, при разряде сохраняют низкое значение полного сопротивления, широко выпускаются (Рис. 4);

Рисунок 4. Щелочные (алкалиновые) батарейки
Ртутные - поддерживают постоянное напряжение, обладают высокой энергоёмкостью и энергоплотностью, но из-за высокой цены и вредности ртути уже почти не производятся (рис. 5);

Рисунок 5. Ртутная батарейка
Серебряные - обладают высокой ёмкостью, хороши при высоких и низких температурах, длительно хранятся (рис. 6);

Рисунок 6. Серебряная батарейка
Литиевые - обладают наивысшей ёмкостью на единицу массы, превосходны при низких и высоких температурах, чрезвычайно длительно хранятся, поддерживают высокое напряжение на элемент (3В), лёгкие (рис. 7).

Рисунок 7. Литиевые батарейки
Последние три вида редко используются из-за своей дороговизны.
По типу химической реакции батарейки делятся на:
а) Первичные. Это гальванические элементы. Реакции, происходящие в них, необратимы, поэтому их нельзя перезарядить. Обычно именно их и называют словом «батарейка». Попытка зарядить батарейку может привести к порче батарейки и утечке щёлочи или других веществ, находящихся в батарейке. Эти батарейки обладают большей емкостью и дешевле, но одноразовы в применении.
б) Вторичные. Это аккумуляторы – в отличие от первичных, реакции в них обратимы, поэтому они способны преобразовывать электрическую энергию в химическую, накапливая её (заряд), и выполнять обратное преобразование, отдавая электрическую энергию потребителю (разряд). Эти батарейки многократны в применении и перезаряжаемы, но обладают меньшей емкостью и дороже (рис. 8).

Рисунок 8. Аккумулятор5. Влияние использованных батареек на окружающую среду
и здоровье человека.
Если вы при покупке батарейки внимательно ее рассматриваете, то наверняка видите известный всем знак в виде зачеркнутого мусорного бака. Знак означает: не выбрасывать, сдавать в специальный пункт (рис.9).

Рисунок 9. Знак «Не выбрасывать»
Одна пальчиковая батарейка, выброшенная в мусорное ведро, загрязняет тяжёлыми металлами около 20 квадратных метров земли, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей! (По утверждению сотрудников Государственного Биологического Музея имени К.А. Тимирязева) [14].
Это происходит потому, что батарейки содержат различные тяжелые металлы, которые даже в небольших количествах могут причинить вред здоровью человека. Это цинк, марганец, кадмий, никель, ртуть и др. Поэтому гальванические элементы (батарейки) относятся к первому классу опасности.
После выбрасывания батарейки металлическое покрытие разрушается, и тяжелые металлы попадают в почву и грунтовые воды. Из грунтовых вод эти металлы могут попасть в реки и озера или в артезианские воды, используемые для питьевого водоснабжения. Один из самых опасных металлов, ртуть, может попасть в организм человека как непосредственно из воды, так и при употреблении в пищу продуктов, приготовленных из отравленных растений или животных, поскольку этот металл имеет свойство накапливаться в тканях живых организмов.
Даже если батарейка попадает не в землю, а на свалку, то и там она будет наносить немалый вред окружающей среде, так как вредные вещества из неё могут попасть в почву и подземные воды. А если её сожгут на мусоросжигательном заводе, то все токсичные материалы, в ней содержащиеся, попадут в атмосферу.
Чем опасны тяжелые металлы, находящиеся в батарейках? 
Свинец. Накапливается в почках человека. Вызывает заболевания мозга, нервные расстройства, заболевания костных тканей;
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;
Никель и цинк. Цельный металлический никель – не опасен для живых организмов. Пыль, пары никеля и его соединений – токсичны. Никель – вещество общетоксического действия на организм. Приводит к возникновению заболеваний носоглотки, легких, появлению злокачественных новообразований и аллергическим поражениям в виде дерматитов и экзем. Вызывают дерматит. Поступление никеля в организм в природных условиях происходит, главным образом, с продуктами питания и питьевой водой. Кроме того, никель поступает в организм с атмосферным воздухом, через кожу. Никель – вещество 2 класса опасности;
Щелочи. Прожигают слизистые оболочки и кожу;
Марганец. Избыточное накопление марганца в организме сказывается, в первую очередь, на центральную нервную систему. Это проявляется в утомляемости, сонливости, ухудшении функций памяти. Марганец является ядом, поражающим также легкие, сердечно - сосудистую, вызывает аллергический эффект. Класс опасности вещества - 2.
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 диоксинов. Даже минимальным дозам этих ядовитых соединений человечество обязано онкологическими и репродукционными заболеваниями.  А еще отравлениями, замедленным развитием и слабым здоровьем детей. Диоксины проникают в наш организм не только с дымом: с дождевой водой они попадают в почву, воду и растения. Дальше – по цепочке – прямо к нам на стол с едой и питьем. 
Вода, после контакта с батарейками, становится загрязненной. По результатам проведенного анализа видно, что многие показатели воды увеличены и не соответствуют нормативам питьевой воды. (Таблица 1.) [12].
№ п/п Номенклатура показателей,
единицы измерения Значение показателя ПДК
(предельно допустимая концентрация), по [1] Метод испытаний
(ссылка на НД)
Алюминий, мг/дм3 < 0,02 0,5 МВИ 01.1:1.2.3.4.11-05
Железо общее, мг/дм3 0,29 0,3 ПНДФ 14.1:2.50-96
ГОСТ Р 51309-99
Марганец, мг/дм3 < 0,005 0,1 МУК 4.1.1516-03
Кадмий, мг/дм3 < 0,0002 0,001 МУК 4.1.1504-03
Медь, мг/дм3 < 0,0006 1,0 МУК 4.1.1504-03
Мышьяк, мг/дм3 < 0,005 0,05 ГОСТ Р 51309-99
Ртуть, мг/дм3 < 0,00005 0,0005 МУК 4.1.1512-03
Свинец, мг/дм3 < 0,0002 0,03 МУК 4.1.1504-03
Кальций, мг/дм3 21,2 25 – 130,0** РД 52.24.403-2007
Магний, мг/дм3 8,9 5 – 65,0** ГОСТ 23268.5-78
Натрий, мг/дм3 79,5 200,0 ФР.1.31.2005.01774
Калий, мг/дм3 275,2 20,0** ФР.1.31.2005.01774
Нитраты, мг/дм3 11,7 45,0 ФР.1.31.2005.01774
Нитриты, мг/дм3 0,05 3,0 ПНДФ 14.1:2.3-95
Щелочность, ммоль/дм3 25,8 0,5 – 6,5** РД 52.24.493-2006
Гидрокарбонаты, мг/дм3 1573,8 30 – 400,0** РД 52.24.493-2006
Жесткость общая, °Ж 1,8 7,0 ГОСТ Р 52407-2005
Водородный показатель (рН), ед. 11,9 6,0 – 9,0 ПНДФ 14.1:2:3.4.121-97
Нефтепродукты, мг/дм3 < 0,005 0,1 МУК 4.1.1262-03
Мутность, ЕМФ 32,4 2,6 ГОСТ 3351-74
Цветность, град. 47 20 ГОСТ Р 52769-2007
Привкус, баллы 3 2 ГОСТ 3351-74
Запах, баллы 3 2 ГОСТ 3351-74
Перманганатная окисляемость, мг/дм3 6,72 5,0 ПНДФ 14.1:2:4.154-99
№ п/п Номенклатура показателей,
единицы измерения Значение показателя ПДК
(предельно допустимая концентрация), по [1] Метод испытаний
(ссылка на НД)
Аммиак (по азоту), мг/дм3 0,55 2,0 ПНДФ 14.1:2.1-95
Сульфаты, мг/дм3 108,0 500,0 ПНДФ 14.1:2.159-2000
Хлориды, мг/дм3 42,2 350,0 ГОСТ 4245-72
Фториды, мг/дм3 1,08 1,5 ФР.1.31.2005.01774
Сульфиды (сероводород), мг/дм3 < 0,002 0,003 ПНДФ 14.1:2:4.178-02
Общая минерализация, мг/дм3 2936,9 1000,0 ПНД Ф 14.1:2.114-97
Таблица 1. Результаты анализа воды
Утилизация батареек
Батарейки нельзя утилизировать вместе с другими бытовыми отходами по следующим причинам:
содержащихся внутри батареек металлы токсичны;
отдельных видов батареек способны к самовзрыванию;
при механическом повреждении элементов питания происходит утечка опасных веществ;
при сжигании батарейки, токсичные материалы, содержащиеся в ней, попадут в атмосферу.
Что же делать с отработавшими свой срок батарейками?
По правилам батарейки нужно перерабатывать на специальных заводах. Переработка батареек – это процесс восстановления и использования материалов, из которых сделаны батарейки, процесс извлечения металлов батареек и их повторного включения в производство новых батареек или других продуктов. Заключительная цель этого процесса состоит в том, чтобы сэкономить электроэнергию и сырье, уменьшить объем производства. Но проблема в том, что переработка стоит дороже, чем последующая продажа полученного сырья.
Тем не менее, от переработки батареек мы извлекаем пользу: создаем лучшую окружающую среду для нас.
В Европе, переработка батареек производится, для того чтобы:
Защитить окружающую среду и улучшить качество жизни человека;
Уменьшить объем участков земли используемых для закапывания мусора;
Уменьшить объём сырья для производства батареек;
Уменьшить объём используемой электроэнергии;
Создать новые рабочие места.
Вопрос об утилизации батареек по-разному решается в разных странах мира. Так, в Японии батарейки старательно собирают и хранят до тех времен, когда будет изобретена оптимальная перерабатывающая технология.
Переработка батареек в странах Европейского Союза является обязательной. С 26 сентября 2008 года все батарейки, аккумуляторы и их упаковка должны быть маркированы специальным символом (перечеркнутый мусорный ящик на колесиках) – на самой батарейке или же на упаковке, в зависимости от размера [15].
В России заводов по переработке использованных батареек пока нет. Есть только соответствующая линия на заводе «Мегаполисресурс» в Челябинске. Батарейки – это единственный вид бытовых отходов, который никак не перерабатывается в России. В развитых странах процесс сбора использованных батареек от населения и последующей утилизации хорошо налажен. Остаётся надеяться, что они со временем появятся и в нашей стране. А пока в нашей стране вводится практика сбора отработанных батареек в крупных супермаркетах, таких как любой магазин Икеа, МГУП "Промотходы", магазин «И - МНЕ», сеть магазинов «Media Markt». Все собранные батарейки и аккумуляторы отправляются на переработку на единственное в стране предприятие, где есть соответствующая линия, — завод «Мегаполисресурс» в Челябинске. В Ангарске этим занимаются в клинике ФГБНУ Восточно – Сибирский институт медико – экологических исследований. Институт расположен по адресу: г. Ангарск, дом 3А. (рис. 10)

Рисунок 10. Месторасположение ФГБНУ Восточно – Сибирский институт медико – экологических исследований
Затем старые аккумуляторы и батарейки свозят на полигоны, где производится их захоронение. Такая мера не решает всех экологических проблем, но хотя бы надёжно изолирует окружающую среду от токсичных отходов. Поэтому всё, что мы можем сделать, защищая окружающую среду, - это проследить, чтобы использованные элементы питания не попадали в мусоропровод, а оттуда на свалку. Нельзя допускать, чтобы они валялись на улицах, газонах, в парках и т.д. Использованные батарейки нельзя  хранить дома, выбрасывать, а тем более отдавать детям.
И все же, если говорить о проблеме утилизации использованных гальванических элементов, стоит заметить, что она не решится без активного вмешательства государства. Остается надеяться на то, что сознательность нашего общества возрастет и лет через 5-10 мы сможем эффективно решить эту проблему. Ведь о том, в каком экологическом состоянии мы оставим планету для наших потомков, нужно думать уже сейчас!
Экспериментальная часть
Изучив материалы о применении батареек и их видах, а также о влиянии использованных батареек на окружающую среду и здоровье человека, мы решили провести ряд экспериментов для подтверждения полученных данных.
Исследование № 1
Тема: Влияние гальванического элемента на состав воды водопроводной.
Цель: исследование влияние состава гальванического элемента на состав воды водопроводной.
Оборудование:
Банки с водой (2 штуки)
Пальчиковые батарейки (2 штуки)
Лакмусовая (индикаторная) бумага
Ход исследования:
Мы взяли две пальчиковые батарейки (рис. 10.1.). Затем у одной из них разрушили корпус. Затем положили батарейку в банку с водопроводной водой (рис. 10.2.). Вода сразу потеряла прозрачность, но pH-уровень воды не изменился (рис. 10.3., 10.4.).
Целую батарейку поместили в другую банку с водопроводной водой (рис. 11.5.). Вода осталась прозрачной, pH-уровень воды не изменился. (рис. 11.6. – 11.8.).
Вывод: со временем металлическая оболочка гальванического элемента, находящегося под воздействием воды, будет разрушаться, вещества, находящиеся внутри батарейки, попадут в воду. С течением времени pH-уровень воды постепенно будет повышаться. В банке, где находится элемент с поврежденной оболочкой, процесс повышения кислотности уровня воды будет проходить быстрее.

Рис. 11.1. Рис. 11.2. Рис. 11.3. Рис. 11.4. pH = 6

Рис. 11.5. Рис. 11.6. Рис. 11.7. Рис. 11.8. pH = 5
Рисунок 10. Влияние содержимого батарейки на pH-уровень воды. (Первый день эксперимента)
Мы закрыли банки крышками и оставили их для дальнейшего наблюдения (рис. 12).

Рисунок 12. Банки закрыты крышками
В течение трех недель (с 03.10.2015г. по 17.10.2015г.) мы измеряли pH-уровень воды в обеих банках.
Заметили, что в первой банке (в которой корпус батарейки разрушен) pH-уровень воды стал максимальным. Во второй банке (в которой корпус батарейки не разрушен) вода поменяла цвет, а pH-уровень воды постепенно увеличивается.
Выводы: вредные и ядовитые вещества, находящие в корпусе батареек, попадают в воду. Этот процесс проходит быстрее в банке, где находится элемент с разрушенным корпусом (рис. 13).

Банка, в которой находится батарейка с неразрушенным корпусом. pH = 5

Банка, в которой находится батарейка с разрушенным корпусом
Рисунок 13. Влияние содержимого батарейки на pH-уровень воды.
pH = 12. (период с 03.10.2015г. по 17.10.2015г.)
Исследование № 2.
Тема: Влияние на батарейку солей и кислотной среды.
Цель: исследовать влияние на батарейку солей и кислотной среды
Оборудование:
Пробирка с медным купоросом (1 штука)
Пальчиковая батарейка (1 штука)
Ход исследования:
Мы взяли батарейку и поместили ее в раствор медного купороса (рис. 14). Наблюдали в течение четырех дней. Заметили постепенное потемнение корпуса батарейки, затем образование налета в виде ржавчины (выделение меди).
Вывод: в кислотной среде происходит образование тяжелых металлов. Происходит выделение меди. Раствор приобретает ярко коричневый цвет, становится густым, желеобразным. Следовательно, процесс образования этих металлов может происходить во время нахождения батареек на полигоне, что ведет к попаданию их в почву и в грунтовые воды.

Рисунок 14. Образование солей тяжелых металлов
Исследование № 3
Тема: Влияние на батарейку кислотной среды.
Цель: исследовать влияние на батарейку кислотной среды.
Оборудование:
Пробирка с уксусной кислотой (1 штука)
Пальчиковая батарейка (1 штука)
Ход исследования:
Мы взяли батарейку, взвесили ее и поместили ее в уксусную кислоту (рис. 15). Вес батарейки составил 22 грамма. Наблюдали в течение девяти дней. Заметили:
постепенное выделение газа;
у батарейки поменялся цвет корпуса.
При помощи пинцета мы достали батарейку и заново взвесили. Заметили: вес батарейки уменьшился. Она стала весить 15 грамм, что на 7 граммов меньше от первоначального взвешивания. Кроме того, батарейка стала хрупкой, она легко режется на части и крошится.
Вывод: батарейки, находясь в кислой среде, (это может быть и почва) реагируют с ней, реакция протекает с выделением водорода. Выделяющийся газ при его скоплении в закрытых помещениях или в ямах при поджоге сильно хлопает.

Батарейка взвешена на лабораторных весах. Ее вес – 22 грамма

Батарейка помешена в раствор уксусной кислоты

Рисунок 15. Влияние на батарейку кислотной среды
Исследование № 4
Тема: Влияние на растения загрязненной воды.
Цель: исследовать влияние на растения загрязненной воды.
Оборудование:
Банки с загрязненной водой (2 штука)
Банка с водой из водопровода (1 штука)
Растения (3 штуки)
Ход исследования:
Мы взяли три комнатных растения и поставили в разные банки с водой. Два растения (Амариллис и Зефирантес) поставили в банки с водой, которые использовал в первом эксперименте, а одно растение (Толстянка) поставили в банку с чистой водой. Наблюдали в течение семи дней (рис. 16). Заметили: Амариллис и Зефирантес, поставленные в банки с водой. Использованной в первом эксперименте начали засыхать, а Толстянка в банке с чистой продолжала нормально развиваться.
Вывод: вода, загрязненная вредными веществами из батарейки отрицательно влияет на развитие комнатных растений.


Рисунок 16. Влияние на растения загрязненной воды
Исследование № 5. Анкетирование одноклассников и педагогов (Таблица 2, Диаграммы 1-6)
Тема: Изучение информированности школьников и их родителей о вреде отработанных батареек.
Цель: исследование изучение информированности школьников и их родителей о вреде отработанных батареек.
Вопросы:
Пользуетесь ли Вы дома батарейками?
Чем Вы руководствуетесь, покупая батарейки?
В каких устройствах батарейки используете?
Куда Вы выбрасываете батарейки после использования?
Что означает этот знак:
Согласны ли Вы сдавать батарейки в специальный пункт приема?
Опасно ли влияние отработанных батареек на окружающую среду?
Результаты анкетирования
1 вопрос 2 вопрос
Да Нет Рекламой Ценой Сроком годности Советом друзей Ничем
103 чел.
100% 0 чел
0% 12 чел.
11,6 % 27 чел.
26% 54 чел.
52% 6 чел.
5,8% 4 чел.
3,8%
Таблица 2. Результаты анкетирования (1,2 вопрос)
3 вопрос 4 вопрос
Часы Игрушки Плейер Фотоаппарат Пульт Другое Выбрасывают
в мусор Отдают детям
для игры Хранят Другое
12 чел.
11% 15 чел.
14% 15 чел.
14% 8 чел.
9 % 48 чел.
49% 4 чел.
4% 89 чел.
86% 0 чел.
0% 8 чел.
8% 6 чел.
6%
Таблица 2. Результаты анкетирования (3,4 вопрос)
5 вопрос 6 вопрос 7 вопрос
Да Нет Да Нет Да Нет
71 чел.
69% 32 чел.
31% 99 чел.
96% 4 чел.
4% 92 чел.
81% 19 чел.
19%
Таблица 2. Результаты анкетирования (5, 6 вопрос)

Диаграмма 1. Пользуетесь ли Вы батарейками?

Диаграмма 2.Чем Вы руководствуетесь, покупая батарейки?
Диаграмма 3. В каких устройствах батарейки используете?

Диаграмма 4. Что делают в вашей семье
с использованными батарейками?

Диаграмма 5. Что означает знак ?

Диаграмма 6. Согласны ли Вы сдавать батарейки?

Диаграмма 7. Влияют ли использованные батарейки
на окружающую среду?
Выводы:
100% опрошенных респондентов пользуются дома батарейками;
52% опрошенных, покупая батарейки, руководствуются сроком их действия;
Батарейки используются во всех бытовых устройствах, но 48% опрошенных больше всего использует батарейки в пультах дистанционного управления;
86% опрошенных респондентов выбрасывают использованные батарейки в мусор;
69% знают о том, что знак на предмете говорит о том, что выбрасывать предмет с таким обозначением в мусорный контейнер ни в коем случае нельзя, т.к. батарейки содержат опасные вещества: тяжелые металлы, в том числе особо токсичные, требующие особого обращения;
Большинство – 96% школьников, родителей и учителей согласны сдавать батарейки в пункты приема;
Практически все родители, школьники и учителя знают о вреде неправильной утилизации отработанных батареек для окружающей среды и здоровья человека.
По результатам всех исследований можно сделать выводы:
Батарейки оказывают вредное воздействие на окружающую среду;
Большая часть жителей выбрасывают батарейки в мусорные баки;
Если пункты сбора использованных батареек будут находиться в шаговой доступности, то батарейки будут сдавать многие жители.
Следовательно, гипотеза если батарейки (бытовые гальванические элементы) неправильно хранить и утилизировать, но они наносят вред окружающей среде и здоровью человека подтвердилась.
Заключение
Жить на Земле становится все теснее. А в прогнозах на будущее утешения остается все меньше и меньше. Планета, отравленная отходами человеческой деятельности, – один из возможных сценариев её гибели. Но выбор пути, по которому последует человеческая цивилизация, пока еще остается за нами. Важно лишь успеть сделать его вовремя.
На основе проведенного исследования мы предлагаем:
На уроках физики, химии, биологии, ОБЖ обязательно поднимать темы о правильной утилизации отслуживших свой срок предметов и аппаратуры. Предупреждать о вреде неправильной утилизации вредных отходов для окружающей среды и здоровья человека.
Жителям г. Ангарска рекомендуем:
Начинайте собирать батарейки у себя дома (в пластиковых контейнерах), а затем сдавать их;
Старайтесь выбирать технику, которая не требует использование батареек, т. е. работает от ручного завода, от сети или с использованием световой энергии;
Используйте перезаряжающиеся аккумуляторные батарейки;
Покупайте батарейки с маркировкой «без кадмия», «без ртути»;
Не выбрасывайте батарейки вместе с остальным мусором, используйте специальные ёмкости или сдавайте их в специальные пункты сбора. Если пунктов сбора в городе нет, можно собирать батарейки в пластиковые бутылки или обычные полиэтиленовые пакеты;
Рационально используйте заряд батареек, чтобы продлить их срок службы.
Для привлечения внимания к данной теме была проведена следующая работа:
Проведена акция «А ты сдал батарейку?» (Приложение I);
Выступление на уроках ОБЖ и классных часах;
Подготовлен буклет и памятка, которую мы разместили в помещениях школы (Приложение II);
Снят видеоролик;
Учащиеся школы зарегистрировались на сайте www. сдайбатарейку. рф, созданном в поддержку необходимости создания в городах России приёмных пунктов для утилизации и дальнейшей переработки отслуживших свой срок батареек (Приложение III);
Проведено мероприятие с воспитанниками группы продленного дня, учениками 1-х классов «Внимание, батарейка».
Работа может быть использована в качестве дополнительного материала классными руководителями, учителями – предметниками, а так же всеми желающими расширить и улучшить свои знания по теме: «Основы безопасности жизнедеятельности», «Экология» и т.д.
Литература
Гринин А.С. промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка,/ Челябинск: изд-во « Мир», 2002г. с. 49.
Зубков Б.В., Чумаков С.В. Энциклопедический словарь юного техника. 2-е издание. – М.: изд-во «Педагогика»,1987,416с.
Константинов В.М. Экологические основы природопользования: учебник для учреждений сред. проф. образования/ В. М. Константинов, Ю. Б. Челидзе.– 14-е изд., стер.–М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 240 с.
Константинов В.М. Охрана природы: высшее образование изд., стер.–М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 240 с.
Кувыкин Н.А., В.И. Гриневич, А.Г. Бубнов Опасные промышленные отходы (лицензирование, нормативы образования и лимиты на размещение) М.: Издательский дом МЭИ, 2009. - 118 с: ил. ISBN 978-5-383-00328-2.
Ожегов С.И. и Шведова Н. Ю. Толковый словарь русского языка / Российская академия наук. - 4-е изд., дополненное. – М.: ООО «ИМИ Технология», 2003г.
Перышкин А.В. Учебник по физике за 8 класс.; учебник для общеобразоват. учреждений – М.: Дрофа, 2010. – 206с.
Чуянов В.А . Энциклопедический словарь юного физика, Энциклопедический словарь юного физика/ Сост. В. А. Чуянов. — М.: Педагогика, 1984.— 352 с.
Энциклопедия для детей: Т.14: Техника (под ред. Аксеновой М.Д. ) Издательство: мир энциклопедий Аванта+, 1999 г., 688с.
Энциклопедия для детей: Т.17: Химия, Издательство: мир энциклопедий Аванта+, 1999 г., 640с.
http://www.metod-kopilka.ru/proektno__issledovatelskaya_rabota-32289.htm http://kak.znate.ru/docs/index-49637.html http://project.1september.ru/works/605617http://techadviser.ru/batteries-and-accumulators/kak-vybrat-batarejku/ http://chuma3.livejournal.com/tag/)
http://carrefour.com.cy/index.php?Itemid&id=82&itemid=100&lang=ru&option=com_content&view=article

Приложенные файлы

  • docx file29.doc
    Размер файла: 4 MB Загрузок: 10