III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ОПАСНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ БАТАРЕЕК НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ
Копейкина В.А.
Автор работы награжден дипломом победителя первой степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


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 XXI веке, с батарейками мы сталкиваемся ежедневно – в пульте дистанционного управления, в электронных часах, в детских игрушках и фонариках. Как-то в очередной раз, меняя батарейку в своей игрушке, 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, мало, кто задумывался над этой проблемой, потому что никому в голову не придёт, что такая маленькая блестящая батарейка – это источник колоссальной опасности, как для человека, так и для окружающей природной 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 природной среде.

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

Объект исследования – пальчиковая батарейка.

Предмет исследования – негативное воздействие вредных веществ, входящих в состав батарейки, на окружающую природную среду и здоровье человека, при неправильной утилизации батареек.

Методы исследования:

  1. Анализ печатных и электронных материалов по теме исследовательской работы.

  2. Беседы со специалистами в области экологии из государственных учреждений.

  3. Анкетирование учащихся, учителей, специалистов в области экологии, продавца из магазина «Батареечка», сотрудников библиотеки, председателя ТСЖ «Надежда».

  4. Эксперименты в домашних условиях по выявлению содержания опасных химических элементов в батарейках.

Задачи исследования:

  1. Изучить литературу и материалы интернет ресурсов по теме исследовательской работы.

  2. Провести опыты с батарейкой с целью подтверждения гипотезы.

  3. Определить, к каким последствиям ведёт неправильное хранение и утилизация батареек.

  4. Выявить отношения окружающих к данной проблеме.

  5. Разработать памятку по использованию батареек.

  6. Сделать экобокс для сбора отработанных батареек.

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

Глава I Теоретическое исследование пальчиковой батарейки

  1.  
    1. Общее представление о пальчиковых батарейках, история их возникновения

В начале своих исследований я решила узнать, откуда появилась батарейка, из чего она состоит, и что в ней такого, что её нахождение среди общего мусора опасно.

Еще в 1791 году итальянский врач – Луиджи Гальвани сделал важное наблюдение – только не сумел его правильно истолковать. Гальвани заметил, что тело мертвой лягушки вздрагивает под воздействием электричества – если положить её возле электрической машины, когда от туда 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 учёный граф Алесандро Вольта в 1800 году подтвердил опыт Гальвани, но с большей точностью. Он заметил, что если мертвая лягушка касается предметов из одного металла, например – железа, то никакого эффекта не наблюдается. Чтобы эксперимент прошёл успешно, всегда требовались два разных металла. И Вольта сделал вывод – появление электричества объясняется взаимодействием двух различных металлов, между которыми образуется химическая реакция. Он поочерёдно уложил в столбик серебряные и цинковые кружочки, изолированные фетровыми прокладками, элемент так и называется – вольтов столб.

  1.  
    1. Пальчиковые батарейки, их состав, влияние на окружающую среду

Элементы питания или, как мы их привыкли называть батарейки, имеют различную форму: «пальчиковые», «мизинчиковые», «бочоночки», «кроны», «таблетки» и другие. Принцип работы у них одинаковый. Мы рассмотрим «пальчиковую» батарейку, потому что она наиболее часто используется в быту.

Этот элемент питания называется так, потому что имеет форму пальчика. Батарейка представляет собой – цинковый стакан, в который помещен угольный стержень. Пространство между цинковым стаканом и угольным стрежнем заполнено оксидом марганца и раствором соли. В результате химической реакции, отрицательно заряженные ионы, притягиваются к стенкам цинкового стакана, и она становится отрицательно заряженным. Внизу стакана образуется отрицательно заряженный полюс. А угольный стержень – становится положительно заряженным. В результате движения ионов образуется электрический ток, что приводит в движение игрушки, от него загораются фонарики и работают пульты. Батарейки классифицируются по преобладанию того или иного металла в его содержимом. Так различают марганцево-цинковые (солевые), щелочные (алкалиновые), ртутные, серебряные или литиевые батарейки. Наиболее широко используются потребителями солевые и щелочные пальчиковые батарейки.

Взглянув на обычную пальчиковую батарейку, можно всегда увидеть знак в виде зачёркнутого мусорного бака. Это означает: «Не выбрасывать, необходимо сдать в спец.пункт для утилизации». И этот знак на ней стоит неспроста! В каждой такой батарейке содержится от 10 до 20 химических элементов, многие из них являются токсичными ядовитыми веществами. Это – ртуть, никель, кадмий, свинец, которые имеют свойства накапливаться в живых организмах, в том числе в организме человека, и наносить существенный вред здоровью.

Мне стало интересно, чем опасны для человека вещества, находящиеся в батарейке. Я узнала, что: свинец накапливается в основном в почках, вызывает заболевание мозга и нервные расстройства. Кадмий накапливается в печени, почках, костях и щитовидной железе. Является канцерогеном, то есть провоцирует рак. Ртуть влияет на нервную систему, почки и печень. Вызывает нервные расстройства, ухудшение зрения, слуха, нарушение двигательного аппарата, заболевания дыхательной системы. Наиболее уязвимы дети. Металлическая ртуть – яд. По степени воздействия на организм человека, ртуть относится к 1-мку классу опасности – «чрезвычайно опасные вещества». Независимо от путей поступления в организм ртуть накапливается в почках.

Из литературы я узнала, что из-за неправильной утилизации батарейки можно загрязнить землю площадью 20 м2, а также до 200 литров воды, убивает 1 ёжика, 2 кротов и несколько тысяч дождевых червей. Это может привести к гибели растений и животных. Попадая в общий мусор, а затем на полигоны, нарушается целостность корпуса батарейки за счёт ржавления и коррозии, и опасные токсичные элементы попадают в почву и подземные воды, а оттуда в реки и озёра и другие природные водоёмы.

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

Эксперимент 1. влияние воды на металлическую оболочку батарейки.

Я решала опытным путём проверить, выделяются ли из элемента питания содержащиеся в нём вещества.

В первом эксперименте я решила проверить, что происходит с водой, если в неё положить батарейку. Я взяла батарейку и с помощью родителей разобрала её. (приложение 4). Разобранную батарейку я положила в стакан с водой. Вода сразу стала серой. Потом я взяла целую батарейку и положила её во второй стакан с водой. Вода свой цвет не изменила. А в третьем – оставила воду чистой для контроля. Плотно закрыла крышкой все стаканы и оставила для наблюдений. Через неделю заметила, что батарейка во втором стакане заржавела и вода стала мутной. (Приложение 1.)

Вывод: металлическая оболочка батарейки разрушается под воздействием воды, а вредные вещества, находящиеся в батарейки, попадают в воду.

Эксперимент 2. влияние загрязнённой воды на растения.

Во втором эксперименте я решила проверить влияние загрязнённой воды на растения. Я взяла 3 веточки берёзы с распустившимися листьями и поставила их в экспериментальные стаканы с водой. Через 3 дня я увидела, что листочки в 1 и 2 стаканах с загрязнённой водой – завяли. А веточка, стоящая в стакане с чистой водой, не изменилась и осталась в прежнем состоянии. Можно сделать вывод, что вода, загрязнённая вредными веществами батарейки, отрицательно влияет на растения. (Приложение 2.).

Эксперимент 3. появление электричества при замыкании полюсов батарейки.

Для этого опыта мне понадобилось: кастрюля, прямоугольный кусок фольги, ножницы, вата и батарейка. Прямоугольный кусок фольги, я разрезала по диагонали и получилось 2 одинаковых треугольника. Кастрюлю перевернула вверх дном и положила на неё кусочек ваты. Широкие концы фольги треугольника приложила к полюсам батарейки, а узкие замкнула на ватке. Появилась искра и ватка загорелась. Отсюда делаю вывод, что при замыкании двух полюсов батарейки – появляется электричество. (Приложение 3).

Как я узнала из теории и подтвердила опытным путём, если мы будем выбрасывать батарейку в мусорное ведро, то токсичные вещества тем или иным путём попадут к нам на стол.

Но что же делать? Ведь совсем отказаться от батареек мы не можем. С этим вопросом я обратилась к председателю нашего ТСЖ «Надежда» - Важениной Анне Геннадиевне. Анна Геннадиевна мне рассказала: «Что организация, которая забирает у нас мусор из мусорных контейнеров, увозит его на Шуховский полигон, расположенный по трассе в сторону г. Шадринска. Там мусор вываливают и частично перебирают. Вынимая из общего мусора бутылки и бумагу, а вот батарейка – остаются в общей куче мусора. Летом от высокой температуры воздуха на полигоне мусор, а вместе с ним и батарейки могут тлеть и выделяют в воздух огромное количество диоксинов, которые проникают в почву и подземные воды».

С водным вопросом я обратилась к начальнику отдела водного хозяйства Департамента сельского хозяйства Курганской области – Бояркиной Наталье Викторовне. Наталья Викторовна мне рассказала: «Что водоёмы, расположенные в близи свалок, загрязняются, в том числе и химическими элементами. Соли тяжёлых металлов, диоксинов, попадая в воду, способны накапливаться рыбе и вызывать необратимые последствия (замор рыбы и отравление человека рыбными продуктами), что приводит к различным неизлечимым заболеваниям. От диоксинов невозможно избавиться никаким кипячением, ведь это не микробы, а бактерии.

Вы зададитесь вопросом – куда я дела воду после своих экспериментов? – я слила воду в пластиковую бутылку и отвезла её в специализированную лабораторию ЦЛАТИ по УРФо. (Приложение 4.). Инженер 1 категории Винокурова Мария Викторовна мне сказала, что эту воду нейтрализуют. Также она мне рассказала о воздействии батареек на почву.

Исходя из этого, мне стало интересно, насколько грамотно подходят к этому вопросу мои одноклассники и знакомые. С этой целью я провела анкетирование среди учеников 1-х, 4-х и 9-х классов, а также учителей нашей школы. Так же в анкетировании участвовали специалисты в области экологии, председатель ТСЖ, сотрудники библиотек и продавец магазина «Батареечка». Всего было опрошено 93 человека.

Все опрошенные пользуются батарейками. Большая часть опрошенных (72 человека) используют батарейки в пультах дистанционного управления, 55 человек в игрушках и 45 в фонариках.

Более половины опрошенных (60 человек) выбрасывают использованные батарейки в мусорное ведро.

Ответ на следующий вопрос поразил меня, практически все анкетируемые, ответили, что они знают о вреде батареек на окружающую природную среду (69 человек).

В домашних условиях я изготовила экобокс. Установила его школе на 3м этаже, а также на доску объявления повесила информацию о вреде батареек и пунктах приема отработанных батареек. Точно такой же экобокс с информацией, я повесила у себя в подъезде. (Приложение 5).

К сожалению, не все жители нашего города знают о пунктах приёма отработанных батареек. В нашем городе существует 4 пункта приёма отработанных батареек:

1. библиотека им. Чехова, ул. Чернореченска, 69

2. библиотека «Диалог», 2-й микрорайон Заозёрного, 8

3. библиотека им. Маяковского, ул. Пролетарская, 41

4. библиотека им. Островского, ул. Ленина, 4

После того, как контейнеры, установленные в этих библиотеках, наполнятся, их относят на Кафедру экологии и БЖД КГУ. После этого, батарейки отвозят в город Челябинск в «Мегаполисресурс» Это единственная организация в России, открылась в 2013 году, которая занимается переработкой отработанных батареек.

Батарейки поступаю в «Мегаполисресурс» в больших пластиковых закрытых бочках. Там бочки открывают и высыпают на транспортёрную ленту, где вручную перебирают. Дальше батарейки поступают в дробильный аппарат для измельчение. Затем происходит промывка веществ и выделение металлов. На конечном этапе переработки получается 4 компонента (оксид марганца, оксид цинка, железо и графит), которые можно повторно использовать, как в металлургии, так и при изготовлении батареек.

Так же я разработала памятку о вреде батареек, и назвала её «Сдай батарейку – спаси ёжика». Данную памятку я раздала ученикам, учителям, администрации нашей школы, родным и знакомым. (Приложение 6).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги теоретического и экспериментального исследования, 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 воды, нарушается целостность корпуса батарейки, и содержащиеся в ней вредные элементы попадают в почву, подземные воды и естественно в организм человека и животных. Всё это происходит из-за неправильной утилизации элементов питания. Я установила, что более половины опрошенных выбрасывают отработанные батарейки в мусорное ведро.

Также я подтвердила, что существует проблема с утилизацией батареек в нашем городе, так как мало кто знает о пунктах приёма отработанных батареек. Люди согласны сдавать отслужившие срок батарейки в пункты приёма, в том числе и мои экобоксы.

Для большей информированности населения нашего города, я дала интервью сотрудникам городской газеты.

В связи свыше сказанным, я предлагаю, жителям нашего города:

1. Выбирать технику, которая не требует использования батареек, то есть работает от ручного завода или с использованием сетевой энергии.

2. Использовать перезаряжающиеся аккумуляторные батарейки.

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

4. Стараться не выбрасывать батарейки вместе с остальным мусором, использовать специальные ёмкости или сдавать в пункты приёма отработанных батареек.

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

Список источников информации и иллюстраций:

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, 2004 г.

6. Роджерс К., Кларк Ф., Смит А. «Свет. Звук. Электричество». - Москва, «Росмен», 2002 г.

7. Чуянов В.А. «Энциклопедический словарь юного физика». - Москва, «Педагогика, 1984 г.

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

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

Сайты в Интернете:

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

2. http://www.сдайбатарейку.рф/

Иллюстрации:

  1. http://centrecon.ru/pic/novosti/1daccca8bdf29d47907e6ad8eb6c947a.jpg

  2. http://66.img.avito.st/1280x960/1501234366.jpg

  3. http://kupi-na-dom.ru/wp-content/uploads/2016/04/2838586.jpg

  4. http://www.pursepurse.ru/img/mn1300.jpg

  5. http://remontir.pro/upload/iblock/ab4/ab45a34d5179d937ef50216110883c95.jpg

  6. https://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=af4fc59964d17cd4516b3ff228a155b8&n=33&h=215&w=215

  7. http://kikonline.ru/wp-content/upload/2017/02/batareyka1-1024x536.png

  8. https://ds04.infourok.ru/uploads/ex/02f3/0003d382-380d278c/hello_html_2cedd623.jpg

  9. фотографии из личного архива Копейкиной Вероники

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

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. 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. Беспечно выброшенная в мусорное ведро батарейка попадает на свалку, где каждое лето с другим мусором возгорается и тлеет, с клубами дыма выпуская тучи ДИОКСИНОВ. Даже минимальным дозам этих ядовитых соединений (их действие в 67 000 раз сильнее цианида) 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. Так что не важно, живете ли вы рядом со свалкой или в сосновом бору. Для диоксинов семь верст – не крюк. Да и времени на такие путешествия у них предостаточно – за счет огромного периода распада.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. СтатистикаПо результатам исследования в среднем за 2016 год на семью приходилось 18,8 батареек или 6,96 батареек на человека.Подсчитано, что ежегодно на Шуховском полигоне оказывается более 1 миллионов батареек.Во всём цивилизованном мире отработанные батарейки собирают и утилизируют отдельно от бытового мусора.

Уважаемые ученики и учителя школы № 24

В использованные батарейках содержится множество различных металлов — ртуть, никель, кадмий, свинец, литий, марганец и цинк, которые имеют свойство накапливаться в живых организмах, в том числе и в организме человека, и наносить существенный вред здоровью людей и окружающей среде. Взглянув на обычную пальчиковую батарейку, вы практически всегда увидите на ней этот знак:Это означает: «Не выбрасывать, необходимо сдать в спецпункт утилизации».

Подсчитано, что одна пальчиковая батарейка, беспечно выброшенная в мусорное ведро, может загрязнить 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!

В нашей школе будет установлена ёмкость по сбору отработанных батареек. В последствии, она будет передана в пункт приёма, а затем в специализированное учреждение «Мегаполисресурс».

Так же в библиотеках нашего города принимают использованные батарейки.Батарейки принимают: - в Центральной городской библиотеке им. В. Маяковского (ул. Пролетарская, 41);- в Центральной детской библиотеке им. Н. Островского (ул. Ленина, 4);- в библиотеке им. А. Чехова (ул. Чернореченская, 69);- в библиотеке "Диалог" (2-й микрорайон, д.8).

СайтФонда рационального природопользованияhttps://eko-fond.ru, на котором можно узнать полную информацию об утилизации батареек в любом регионе РФ.

Кроме этого сайта, существует добровольное экологического движение "Сдай батарейку – спаси планету!" http://сдайбатарейку.рф на котором организаторы призывают к сбору батареек.