Исследовательская работа "Вред использованных батареек"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Коморгузинская средняя общеобразовательная школа имени Шигабутдина
Марджани» Атнинского муниципального района Республики Татарстан
Исследовательская работа
«Вред использованных батареек»
Автор: ученик 9 класса МБОУ
«Коморгузинская СОШ»:
Сафиуллин Рамис Радисович
Руководитель: учитель географии
Миннебаев Рафиль Хурматуллович,
2019 2020 учебный год
Содержание
Введение
1. Глава 1. Обзор литературы
2. Глава 2. Экспериментальная часть
3. Заключение
4. Литература
5. Приложение
Человечество погибнет не в атомном кошмаре –
оно задохнется в собственных отходах.
Нильс Бор
Введение
В наши дни пальчиковые батарейки получили широкое
распространение. В нашем классе 8 учеников. У каждого в доме нашлось
много предметов и игрушек, работающих на батарейках. 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. Рано или поздно каждая батарейка
выходит из строя и её нужно выбрасывать. И использованная батарейка
незамедлительно попадает в мусорное ведро. Мало кто знает, насколько
силен эффект от этих маленьких вещий на окружающую среду и здоровье
человека.
Работа может быть использована в качестве дополнительного
материала для расширения и улучшения свои знания по теме: « Экология»
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 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. Изучить мнение участников образовательного процесса по вопросу
утилизации батареек.
Научная новизна определена тем обстоятельством, что в
исследовании рассмотрены вопросы, недостаточно изученные на данный
момент и требующие дальнейшего исследования.
Практическая ценность: положения данной работы могут быть
полезны в обществе.
План исследования:
1. Обсуждение проблемы с классом.
2. Работа с семьей по выяснению наличию батареек и
способов их утилизации.
3. Сбор сведений в Интернете.
4. Работа в библиотеке.
5. Анализ и систематизация полученных материалов.
6. Выпуск и распространение листовок в нашей школе и селе.
7. Проведение разъяснительной работы среди учеников нашей
школы. Выступление на классных часах.
8. Обращение к жителям Атнинского района через газету
«Атнинская заря» о проблеме охраны окружающей среды.
9. Установление контейнеров для сбора использованных
батареек в школе и в общественных местах нашего села.
10. Сбор батареек, для их дальнейшей утилизации, в
специальные контейнеры.
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
апример, 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.
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 попаданию их в почву и грунтовые
воды.
Данный опыт прост и максимально приближен к реальным условиям.
Когда батарейки просто выброшены 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 нашей школы и жителей нашего района.
Чем мы можем помочь экологии?
Мы провели анкетирование учащихся школы и выяснили, что за год в
каждой семье, приблизительно, выходят из строя- 8-10 батареек .
2018год, декабрь
Количество опрашиваемых
ученики -
41
учителя - 19
Выбрасываем в
специальный
контейнер
7%
32%
Выбрасываем в
мусорное ведро
53%
40%
Закапываем в
землю
36%
28%
2019 год, январь
Количество опрашиваемых
ученики -
45
учителя- 21
Выбрасываем в
специальный
контейнер
92%
83%
Выбрасываем в
мусорное ведро
7%
7%
Закапываем в
землю
1%
0%
Параллельно мы начали проводить следующую работу:
Выступление на классных часах среди учащихся нашей
школы на тему: «Батарейки. Польза и вред»
Сбор учащимися школы использованных батареек с целью
правильной утилизации.
Агитационная работа среди жителей нашего села с
призывом не выбрасывать использованные батарейки
Вывод
Проведенный в начале исследования опрос показал, что люди мало
осведомлены о реальном вреде батареек, однако к концу нашей акции число
неправильно утилизирующих уменьшилось в разы.
За время нашего проекта мы собрали 324 батареек. 324 умножаем на
20 и получаем 6480 столько квадратных метров почвы, 324 *400=129600 л
воды мы сохранили от загрязнения тяжелыми металлами.
Это значит, мы сохранили 324*2=648 деревьев, 648 кротов, 324 ежа и
много сотен тысяч дождевого червя.
Когда мы свои результаты увидели в цифрах, мы поняли, насколько
важен наш вклад по сохранению природы Татарстана. И думаем в
дальнейшем привлечь еще больше односельчан в это благородное дело. А
собранные батарейки мы выбрасываем в специальные контейнеры в
магазинах «ИКЕА», «Живая еда», «Бахетле», «Карусель».
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.www.greenpatrol.ru/biblio/bibliounit/…
3.http://www.greenconsumerism.org/articles/43/c6/i8.html