МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА АСТРАХАНИ

«Средняя общеобразовательная школа №48»

Исследовательская работа

«Батарейки. Польза и вред»

Выполнил:

ученик 5 «Б» класса

Спирин Виктор

Руководитель:

Бидалиева Р.К.

АСТРАХАНЬ-2015

Содержание

Введение

Глава 1 Обзор литературы…………………………………………………….6

Глава 2. Экспериментальная часть…………………………………………..10

Заключение

Литература

Приложение

Введение

В наши дни широкое распространение получили пальчиковые батарейки. Каждый из нас, наверняка, пользовался в своей жизни батарейками. Пульт для телевизора, часы, игрушки, телефоны, фотоаппараты, фонари - в доме, на работе, в школе всегда есть предмет, который работает на батарейках. А ведь это целая энергетическая станция, работающая на определенных химических веществах по физическим законам. Жизнь человека постоянно находится в движении, собственно, как и научно-технический прогресс. Огромное количество современных изобретений нуждается в автономных источниках энергии - аккумуляторах и батарейках. Но рано или поздно каждая батарейка выходит из строя и ее нужно выбрасывать. И использованная батарейка незамедлительно попадает в мусорное ведро… Мало кто знает, насколько силен эффект от этих маленьких вещиц на окружающую среду и здоровье человека.

Актуальность данного исследования обусловлена повышенным вниманием влияния человека на окружающую среду. В 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.

Ядовитые вещества из батареек, проникают в почву, в подземные воды, попадают в реки и в водохранилища, из которых мы пьем воду, не думая, что вредные химические соединения (из батарейки, выброшенной в мусоропровод) с кипячением не исчезают.

Кроме того, актуальность обусловлена недостаточным информированием населения о действиях по сбору и утилизации отработанных батареек.

Объектом исследования выступает пальчиковая батарейка.

Гипотеза: пальчиковая батарейка являются источником загрязнения окружающей среды.

Цель работы: изучение влияния пальчиковой батарейки на окружающую среду.

Задачи исследования:

1. Изучить классификацию и состав батареек.

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

3. Описать влияние батареек на окружающую среду.

4.Систематизировать полученные материалы.

5.Провести опыты с батарейкой с целью проверки гипотезы.

6. Изучить мнение участников образовательного процесса по вопросу утилизации батареек.

Материал был собран , обработан, систематизирован с помощью следующих методов: анализ литературных источников, данных интернет-сайтов; анкетирование участников образовательных отношений (педагогов, обучающихся, родителей); наблюдение; эксперимент.

Научная новизна определена тем обстоятельством, что в исследовании рассмотрены вопросы, которые недостаточно изучены, требуют дальнейшего изучения.

Практическая ценность данной работы в том, что положения данной работы могут быть полезны в обществе.

План исследования.

1. Изучить литературные источники и интернет-ресурсы по следующим вопросам:

• Классификация батареек.

• Состав батареек.

• Использование батареек в бытовых условиях.

• Утилизация батареек.

2. Проведение опыта по влиянию батареек на окружающую среду.

3. Обсуждение проблемы с классами.

4. Анкетирование учителей, учащихся, родителей.

5. Сбор использованных батареек с целью правильной утилизации.

Глава 1. Обзор литературы.

Батарейка - автономный источник электричества для питания устройств. Элементы питания могут быть разных размеров и типов. При этом они могут быть одноразовыми и перезаряжаемыми.

Первый тип - солевые батарейки. Они имеют небольшой срок действия, так как быстро теряют свой заряд.

Второй тип - батарейки алкалиновые или щелочные. Эти батарейки служат дольше и имеют лучшее качество по сравнению с солевыми.

Третий тип - ртутные батарейки , заправлены ртутью. Эти батарейки имеют большие размеры и более длительный срок своей службы. Но из-за вредности ртути особой популярности не имеют.

Четвертый тип - батарейки литиевые, они имеют маленькие размеры и сохраняют долго хорошее напряжение. Такие батарейки служат намного дольше других, обладают повышенной стойкостью к перепадам температур и более качественны в отличие от других. Но они очень редкие, применяются в крайних особых случаях и достаточно дорогие, как для среднего покупателя. Поэтому в бытовом применении не используются.

Первую батарейку изобрел итальянский ученый граф Алессандро Вольта в 1800 году. Он поочередно уложил в столбик серебряные и цинковые кружки, изолированные фетровыми прокладками, элемент так и называется: вольтов столб. С тех пор экспериментаторы получили в свое распоряжение источник электрического тока, тогда как до этого изобретения им приходилось пользоваться лишь статическим электричеством, действующим всего в течение нескольких секунд за один опыт. Единице измерения тока тоже присвоили имя Вольта - вольт. Любая батарейка это не что иное, как две металлические пластины, помещенные в специальное химическое вещество - электролит. Одна пластина подключена к выводу « + », а другая к выводу « - ». Батарейки зачастую малы, но довольно сложно устроены. Это высокотехнологичные элементы, в которых в результате химических реакций выделяется электрическая энергия. Данный процесс происходит между тремя главными элементами батарейки: анодом, катодом и электролитом. В зависимости от типа батарейки для перечисленных элементов используются различные материалы. Материал выбирается по принципу максимизации эффекта при их взаимодействии. Анод часто делают из металла, катод - из оксида различных металлов. В качестве электролита используется соль, в щелочных батарейках - двуокись марганца.

Электрические батарейки - очень полезная вещь. Многие игрушки работают от батареек, и это очень удобно. А то пришлось бы включать их в розетку, путаться в длинных проводах. К тому же электрический ток из сети не подходит для игрушек, понадобилась бы ещё специальная коробочка для его исправления. Батарейки дают игрушкам и другим полезным вещам независимость и самостоятельность, и это так приятно!

Батарейка делает электрический ток: крутятся колёса у машинки, ходят часы, играет магнитофончик. 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?
Мы расскажем про пальчиковую батарейку. Её так назвали, потому что она похожа на пальчик. Внутри у неё - два цилиндрика, вставленные один в другой. Между цилиндриками - специальный раствор или паста. От одного цилиндрика к другому и течёт электрический ток. Например, от одного цилиндрика по проводу ток идёт в моторчик машинки, крутит колёса, и дальше по проводу подходит к другому цилиндрику. Электрический ток в проводах - это движение электронов, а в растворе между цилиндриками - это движение ионов. Всё самое интересное происходит на этих цилиндриках, где движение электронов превращается в движение ионов.

Цилиндрики сделаны из разных веществ. Один из них сделан 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 цилиндрик батарейки. А второй цилиндрик 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 цилиндрик 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 цилиндрика и раствор между ними. А когда окончательно испортятся, то и говорят, что батарейка "села".

Самое сложное в создании батареек - это подобрать материал для цилиндриков 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.

Устройство элемента питания

Глава 2.Экспериментальная часть.

Взглянув на обычную пальчиковую батарейку, вы практически всегда увидите на ней этот знак:



Это означает: «Не выбрасывать, необходимо сдать в спецпункт утилизации».

И этот знак на батарейке стоит неспроста!

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 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.

Вместе с учителем биологии мы провели следующий опыт «Влияние воды на батарейку». Поместим батарейку в водный раствор. В результате наблюдаем потемнение, затем ржавление. В этом случае происходит образование солей тяжелых металлов. Аналогично соли могут образовываться в природе, что ведет к попадению их в почву и грунтовые воды.

Данный опыт прост и максимально приближен к реальным условиям. Когда батарейки просто выбрашенны и валяются на свалках, соответственно они подвержены влиянию различных осадков

В результате проведенного опыта приходим к следующим выводам:

Батарейки содержат различные тяжелые металлы, которые даже в небольших количествах могут причинить вред здоровью человека. Это цинк, марганец, кадмий, никель, ртуть и др. После выбрасывания батарейки коррозируют (их 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.

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, а также вызывает дерматиты.
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.

Вывод: Наша гипотеза подтвердилась. Основываясь на научную литературу, используя свои собственные наблюдения, опыт, можно утверждать, что выбрасываемые батарейки в мусорные баки, опасны для человека и окружающей среды.

Какие новые проблемы и задачи появились в ходе работы?

• Что мы можем сделать, чтобы привлечь внимание к данной проблеме учащихся МБОУ г. Астрахани «СОШ № 48» и жителей нашего района.

• Чем мы можем помочь экологии?

Мы провели анкетирование участников образовательных отношений (280 человек) и выяснили, что за год в каждой семье, приблизительно, выходят из строя- 8-10 батареек .

На вопрос, можно ли, батарейки выкидывать в мусор, 62% респондентов ответили, что выбрасывать нельзя и только 38% считают, что можно.

На вопрос, сколько, в среднем, батареек выбрасывается в вашей семье в год? 61% опрашиваемых выбрасывает до 10 шт. в год, 30% - от 10 до 20 шт. в год, свыше 20 шт. - 9 %.

На вопрос, будете ли вы сдавать батарейки, если в школе установят специальный контейнер? 82% респондентов ответили, что будут сдавать, 12 % - будут выкидывать.

Если бы в г. Астрахани существовал пункт по сбору отработанных батареек, вы бы им воспользовались? Ответ «да» мы получили от 80% опрошенных, 20% - ответили, что воспользовались бы пунктом, если бы он был в непосредственной близости от дома.

Снова задав вопрос родителям, педагогам и учащимся, о том, знают ли они, что в перечисленных пунктах принимают батарейки, выработавшие свой ресурс, мы получили 100% - отрицательный ответ. Мы выяснили, что процесс утилизации предусматривает 100% переработку: батарейку физически разделяют на металлический кожух и внутреннее наполнение. Внутренности же делятся на углерод, жидкие и твёрдые фракции, затем методом электролиза последовательно выкристаллизовывают тяжелые металлы.

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. А в Европе во всех супермаркетах стоят контейнеры для использованных батареек. Лидером является Бельгия, в которой до 50% элементов питания направляется на переработку. В городах США и Канады во многих присутственных местах установлены контейнеры для батареек.

Ввести такую практику хотят и в России. Мы узнали, что магазины Икеа принимают использованные батарейки. Но в нашем городе нет таких магазинов, нет больших контейнеров для сбора этих батареек. Мы предлагаем закупоривать пальчиковые батарейки в маленькие пластмассовые бутылки из под соков, шампуней, контейнеров из под Киндер-сюрпризов и т.д. Подойдет любая тара, которую можно плотно закрыть. Конечно, такую масштабную проблему невозможно решить без помощи государства, но и ничего не делать тоже невозможно. Первая в России линия переработки батареек запущена в Челябинске компания "Мегаполисресурс", сюда будут привозить отработанные элементы питания со всей страны. "Мегаполисресурс" выступает партнером по проекту приема в московских магазинах сети Media Markt отработавших бытовых батареек и аккумуляторов, который стартовал осенью 2013 года, а с начала 2014 года инициатива распространится на всю Россию. Вещества, извлекаемые из батареек при переработке (графит, соли цинка и марганца), в дальнейшем могут быть использованы как для создания новых батареек, так и в других отраслях, в частности, в фармацевтике. В рамках всероссийского проекта «Батарейки сдавайтесь» Астраханский заповедник провел акцию по сбору батареек в школах г. Астрахани. Наша школа не осталась в стороне и мы приняли в ней участие. Параллельно мы начали проводить следующую работу:

• Выступление на классных часах среди учащихся нашей школы на тему: «Батареки. Польза и вред»

• Организовать сбор учащимися школы использованных батареек с целью правильной утилизации.

• Обратиться к жителям нашего города через сайт школы и социальные сети с призывом не выбрасывать использованные батарейки

Заключение

Мы люди, считаем себя самыми умными обитателями планеты, но посмотрите, что мы делаем? Дождевые черви рыхлят землю и обогащают её питательными веществами, а мы, люди - истощаем. Растения без устали извлекают из земли тяжёлые металлы, а мы их туда складываем. А основной источник тяжёлых металлов, ртути, свинца и кадмия, и щелочного металла лития - отработанные батарейки. Даже одна единственная пальчиковая батарейка заражает 20 квадратных метров земли! Так давайте помогать бескорыстным и трудолюбивым подземным жителям и растениям! Ведь в итоге вся отрава, которую мы беспечно отправили на помойку, возвращается к нам - с водой из-под крана, с дымом горящей свалки, с рыбой, выловленной в реках и озерах. Хотите пить чистую воду, дышать чистым воздухом?
Во всём мире отработанные батарейки собирают и утилизируют отдельно от бытового мусора. Давайте же и мы поступать так же! Не забывайте, что отравление тяжёлыми металлами, содержащимися в батарейках, приводит: к сердечной недостаточности, поражению почек и печени, поражению центральной нервной системы и даже к смерти!

Список использованной литературы

1.Акленова М.Д. «Энциклопедия для детей том 14 », М6Аванта+, 2001г

2. Володин В.А. «Энциклопедия для детей том 17», М6Аванта+, 2000г

3.Зубков. Б. В «Энциклопедический словарь юного техника», М:Педагогика,1988г.

Материалы интернет-ресурсов:

1.crazymama.ru/childfaq_answer_list.php…

2.greenpatrol.ru/biblio/bibliounit/…

3.greenconsumerism.org/articles/43/c6/i8.html

Приложение

Анкета «Использованная батарейка»

(Опрос педагогов, родителей, учащихся)

1. Можно ли, батарейки выкидывать в мусор?

да

нет

2. Сколько, в среднем, батареек выбрасывается в вашей семье в год?

Количество.

3. Будете ли вы сдавать батарейки, если в школе установят специальный контейнер?

да

нет