Старт в науке
Научный журнал для школьников ISSN 2542-0186
О журнале Выпуски Правила Олимпиады Учительская Поиск Личный портфель

БАТАРЕЙКА КАК ИСТОЧНИК ОПАСНОСТИ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Пирмамедов М.И. 1
1 г. Туймазы, МБОУ СОШ № 8, 4 «В» класс
Зарытова Т.Н. (Туймазы, МБОУ СОШ № 8)
1. Алексеев С.В. «Практикум по экологии». – Москва, 1996.
2. Гальперштейн Л.Я. «Забавная физика» «Знай и умей». – Москва, 1994.
3. Гринин А.С., Новиков В.Н. «Промышленные и бытовые отходы: хранение, утилизация, переработка». – Москва, «ФАИР-ПРЕСС», 2002.
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.
6. Роджерс К., Кларк Ф., Смит А. «Свет. Звук. Электричество». – Москва: «Росмен», 2002.
7. Чуянов В.А. «Энциклопедический словарь юного физика». – Москва: «Педагогика, 1984.
8. Ярыгин В.М. «Биология». – Москва: «Высшая школа», 2004.
9. Энциклопедия «История открытий». – Москва: «Росмен», 1997.
10. Энциклопедия « Юному эрудиту обо всем». – Москва: «Махаон», 2008.
11. URL: http://eko-jizn.ru/
12. URL: http://www.сдайбатарейку.рф/

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 батарейки на своем калькуляторе, я заметил значок, изображенный на корпусе батарейки, в виде перечеркнутого мусорного бака. Выходит, что батарейку нельзя выбрасывать в мусорное ведро. Что же тогда с ней делать?

Думаем, 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: предполагаем, что использованная и неправильно утилизированная пальчиковая батарейка приносит вред окружающей среде. Также мы предполагаем, 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 составлены рекомендации по использованию и утилизации батареек.

Теоретическое исследование пальчиковой батарейки

Общее представление о пальчиковых батарейках и история их возникновения

В начале своих исследований мы решили 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 (рис. 1). 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 назвал это явление «животным электричеством» [7].

pir1a.tif pir1b.tif

Рис. 1

pir2a.tif pir2b.tif

Рис. 2

Итальянский ученый граф Алессандро Вольта в 1800 году повторил опыты Гальвани, но с большей точностью (рис. 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 [9].

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. (рис. 3). Принцип работы у них одинаковый. Мы рассмотрим «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 [14.] Это и приводит в движение наши машинки, от него загораются фонарики и работают вспышки (рис. 4).

Батарейки классифицируются по преобладанию того или иного металла в его содержимом. Так различают марганцево-цинковые (солевые), щелочные (алкалиновые), ртутные, серебряные и литиевые батарейки. [12] Наиболее широко используются потребителями солевые и щелочные (алкалиновые) пальчиковые батарейки (рис. 5). Взглянув на обычную пальчиковую батарейку, можно всегда увидеть знак в виде зачеркнутого мусорного бака. Это означает: «Не выбрасывать, необходимо сдать в спец. пункт утилизации (рис. 6). 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 [8].

pir3.tif

Рис. 3

pir4.tif

Рис. 4

pir5.tif

Рис. 5

Нам стало интересно, чем опасны для человека вещества, находящиеся в батарейке. И я узнал, 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 [10].

Из литературы мы узнали, 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 [12].

Экспериментальное исследование батареек, подтверждающих наличие в них вредных веществ

Эксперимент 1. Влияние воды на металлическую оболочку батарейки

Мы решили проверить опытным путем, выделяются ли из элемента питания содержащиеся в нем вещества.

pir6.tif

Рис. 6

В первом эксперименте мы решил проверить, что произойдет с водой, если положить батарейку в воду. Я взял батарейку и с помощью родителей разобрал ее (рис. 7). Разобранную батарейку я положил в стакан с водой. Вода сразу стала серой. Потом я взял целую батарейку и положил ее во второй стакан с водой. Вода свой цвет не изменила. А в третьей – оставил чистую воду для контроля. Мы плотно закрыли все 3 стакана и оставили для наблюдения. Через неделю заметили, что во втором стакане вода помутнела (рис. 8–9).

pir7.tif pir8.tif pir9.tif

Рис. 7 Рис. 8 Рис. 9

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 мы решили проверить влияние загрязненной воды на растения. Мы взяли три цветка и поставили в экспериментальные стаканы с водой. Через три дня мы увидели, 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 (рис. 10–11).

pir10.tif pir11.tif

Рис. 10 Рис. 11

Эксперимент 3. Влияние щелочной среды на корпус батарейки

На уроках окружающего мира я узнал, 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.

pir12.tif

Рис. 12

Для первого опыта мы поместили 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 нашем 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 (рис. 12).

Эксперимент 4. Влияние кислой среды на корпус батарейки

Вторым опытом мы хотели посмотреть, что происходит, если батарейка попадает в кислые почвы. Для этого опыта мы помещаем батарейку в раствор кислоты. В данном случае это – соляная кислоты. Предварительно взвешиваем батарейку. После помещения батарейки в раствор выделяется газ. При поджигании этого газа издается хлопок, это – выделившийся водород. Вынимаем батарейку – ржавчина исчезла. Взвешиваем вновь. Масса элемента уменьшилась. Таким образом, этот опыт доказал, что попавшие в кислые почвы батарейки издадут более чем безобидный хлопок (рис. 13–14).

pir14a.tif pir14b.tif

Рис. 14

pir15a.tif pir15b.tif

Рис. 15

pir16a.tif pir16b.tif

Рис. 16

Как мы узнали из теории и подтвердили 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 элементы питания вместе с остальным мусором вовсе горят и выделяют в воздух огромное количество диоксинов [14] (рис. 15). Они в свою очередь попадают в организм человека. Соли тяжелых металлов, диоксины, 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.

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 Туймазинском районе.

Мы стали интересоваться, где в нашем городе находится пункт приема использованных элементов питания. С этой целью мы посетили местную Санитарно – эпидемиологическую станцию (рис. 16). В результате интервью с сотрудниками мы узнали, что утилизацией станция не занимается.

pir13a.tif

pir13b.tif

Рис. 13

Далее мы направились в Туймазинское территориальное управление министерства природоиспользования и экологии Республики Башкортостан. Из интервью с инженером-экологом Ибрагимовой Ириной Закирьевной мы узнали,что мусор из города Туймазы вывозится на полигон, находящийся в 4 км от Туймазов при выезде в сторону деревни Исмаилово. При сортировке бытовых отходов извлекается бумага, металлы и ПЭП, но батарейки и аккумуляторы из общего мусора не извлекаются. На вопрос приносят ли местные жители в учреждение «севшие» батарейки мы получили отрицательный ответ (рис. 17).

Так же мы обратились с этим вопросом к эксперту-экологу МУП «ЭКО» Юлии Сергеевне Федоровой. Оказалось, что налаженного процесса приема использованных элементов питания в городе Туймазы нет, и неизвестно насколько осведомлены об этой проблеме жители нашего города (рис. 18). Анкетирование «Использованная батарейка».

Исходя из этого, мне стало интересно, насколько грамотно подходят к этому вопросу мои одноклассники и их семьи. С этой целью мы решили провести опрос среди третьеклассников МБОУ СОШ № 8. В опросе участвовали 126 учеников (рис. 19).

По результатам опроса мы узнали, что, во-первых, во всех семьях пользуются различными элементами питания (рис. 20). Во-вторых, используют в различных игрушках, фонариках, пультах дистанционного управления, калькуляторах, компьютерных мышках и так далее (рис. 20). Таким образом, батарейки все же необходимы в нашей повседневной жизни и их пока нечем заменить. Но ответы на вопросы третьего пункта совершенно нас удручили (рис. 21).

pir17.tif

Рис. 17

pir18.tif

Рис. 18

pir19.tif

Рис. 19

К сожалению, осведомленность среднестатистического ученика начальной школы желает оставлять лучшего. Узнав о такой проблеме, мы не могли пройти мимо и решили внести свой хоть и маленький, но вклад в решение данной проблемы.

pir20a.tif

pir20b.tif

Рис. 20

pir21.tif

Рис. 21

Информирование жителей подъезда. Организация сбора батареек.

pir22a.tif pir22b.tif

Рис. 22

pir23a.tif pir23b.tif

Рис. 23

pir24a.tif pir24b.tif

Рис. 24

Первым делом мы решили вывесить агитационное объявление (рис. 22) и установить контейнер по сбору отработанных элементов питания в своем подъезде. Очень рад, что многие жильцы с пониманием отнеслись и активно начали принимать участие в нашей мини-акции (рис. 23). Как только наш контейнер будет полон, мы с родителями отвезем его в близлежащие пункты сбора в других городах. 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 провел классный час, посвященный этой проблеме, провел разъяснительную беседу, чтобы ни в коем случае ни наши ученики , ни члены их семей не выбрасывали батарейки в мусор. Мы предлагаем закупоривать пальчиковые батарейки в маленькие пластмассовые бутылки из под воды, соков, шампуней и т.д. Так же предложил своим одноклассникам организовать «мини-пункты» по сбору утилизированных элементов питания по месту жительства (рис. 24).

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 (рис. 25). С 2013 года в городе Челябинске заработал пока единственный завод России по переработке батареек и аккумуляторов, отживших свой срок (рис. 26). На этом заводе производится переработка элементов питания с извлечением полезных ресурсов для вторичного использования. Компания «Мегаполисресурс» 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 [16]. В ближайших планах обращение к жителям нашего города через СМИ, в частности через «Туймазинский вестник».

pir25a.tif pir25b.tif pir25c.tif

Рис. 25

pir26a.tif pir26b.tif

Рис. 26

Заключение

Подводя итоги теоретического и экспериментального исследований можно утверждать, что наша 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. Мы установили, 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 городе и 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 мы предлагаем жителям нашего города:

1. Выбирать технику, которая не требует использования батареек, т.е. работает от ручного завода, от сети или с использованием световой 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 их в специальные пункты сбора. Можно собирать батарейки в пластиковые бутылки или обычные полиэтиленовые пакеты.

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


Библиографическая ссылка

Пирмамедов М.И. БАТАРЕЙКА КАК ИСТОЧНИК ОПАСНОСТИ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ // Старт в науке. – 2016. – № 2. – С. 143-152;
URL: http://science-start.ru/ru/article/view?id=53 (дата обращения: 19.07.2018).