Проект "Осторожно, батарейка!"

Петухова Виктория Петровна

 ученица 11 класса

Муниципального общеобразовательного учреждения –

 средней общеобразовательной школы  с. Даниловка

Москаленко Ирина Анатольевна

учитель физики

 Муниципального общеобразовательного учреждения –

 средней общеобразовательной школы  с. Даниловка

Оглавление.                                                                                                            Стр.

1. Введение………………………………………………………………………2                                                                                                              

2. Основная часть.

2.1 История создания батареек…………………………………………………3

2.2 Типы батареек………………………………………………………………..3

2.3 Влияние использованных батареек на окружающую среду

и здоровье человека……………………………………………………………...3

2.4 Утилизация батареек…………………………………………………………5

3. Экспериментальная часть……………………………………………………..7

4. Экологическая акция «Сдай батарейку - спаси себя и планету!»………….10

5.Заключение……………………………………………………………………..10

6. Литература……………………………………………………………………..12

Если не можешь сделать много,

лучше начать с малого, чем не делать ничего!

1. Введение.

     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. Академик В. И. Вернадский утверждал, что человеческая деятельность превратилась в мощную преобразующую силу, сопоставимую с геологическими процессами

     Электрические батарейки - очень полезная вещь. Батарейки дают бытовым приборам  независимость и самостоятельность.  Они используются в пультах дистанционного управления телевизором,  в электронных часах, в фотоаппаратах, сотовых телефонах, в детских игрушках, в карманных фонариках и других устройствах. Думаю, что многие не знают, что маленькая  батарейка - это источник  опасности для человека и окружающей среды. Поэтому свой проект я назвала «Осторожно, батарейка!» и решила исследовать, почему они опасны.

      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:

1. Изучить устройство, химический состав и принцип действия батареек, как источников электрического тока;
2. Провести исследования, позволяющие выявить вред использованных батареек;
3. Выяснить  меру экологической опасности применения и неправильной утилизации батареек, применяемых в быту;
4. Выяснить осведомленность обучающихся о влиянии использованных батареек на окружающую среду и здоровье человека;
5. Установить наличие пунктов приема отработанных батареек в г. Аткарске и Саратове;
6. Провести акцию по сбору использованных батареек;
7. Разработать рекомендации для обучающихся школы по мерам безопасного хранения и правильной утилизации использованных батареек;

          Гипотеза: если батарейки (бытовые гальванические элементы) неправильно хранить и утилизировать, но они наносят вред окружающей среде и здоровью человека. (слайд 2)

2. Основная часть.

2.1 История создания батареек.

       Первый химический источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым Луиджи Гальвани. Его опыты стали основой исследований другого итальянского ученого Алессандро Вольта, который сформулировал главную идею изобретения: причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. 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. (слайд 3)

2.2 Типы батареек.

        Из справочника я узнала, что батарейки по типу электролита делятся на:

         солевые: угольно-цинковые  - самые дешёвые, массового производства;

        хлорно-цинковые - немного дороже предыдущих, но при высоком токе и низких температурах они лучше;

         щелочные  -  щёлочно-марганцевые-при разряде сохраняют низкое значение полного сопротивления, широко выпускаются;

         ртутные - поддерживают постоянное напряжение, обладают высокой энергоёмкостью;

         серебряные - обладают высокой  ёмкостью, хороши при высоких и низких температурах, длительно хранятся;

         литиевые - обладают наивысшей ёмкостью на единицу массы, превосходны при низких и высоких температурах.

2.3 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.  По утверждению сотрудников Государственного Биологического Музея им. К. А. Тимирязева одна пальчиковая батарейка, беспечно выброшенная в мусорное ведро, может загрязнить тяжёлыми металлами 400 литров воды и около 20 квадратных метров земли, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей! 

      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. (слайд 4,5)

     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. Чем опасны тяжелые металлы, находящиеся в батарейках? (слайд 6)

        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. 

2.4 Утилизация батареек

      Каждый год в мире выбрасываются более 15 миллиардов батареек. Если построить из них колонну, её длина составит расстояние от Земли до Луны, и обратно.  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 .

         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. 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! (слайд 7)

   Каждый из нас может внести свой посильный вклад в дело уменьшения вреда, наносимого старыми батарейками окружающей среде -  сдавать их в пункты приёма. В декабре 2013 года сеть гипермаркетов Media Markt запустила первую в России программу по сбору батареек. Сегодня авторизованная сеть приёма использованных элементов питания объединяет 66 магазинов Media Markt в 30 городах России. За первые полгода в рамках программы удалось собрать более 7 тонн батареек. Но таких пунктов приёма в Аткарске нет. В Саратове батарейки принимают во всех магазинах сети «Эльдорадо» и ещё есть около десяти пунктов приёма. Но я считаю, что для крупного города их не достаточно.  (слайд 8)

3. Экспериментальная часть.

        Изучив материалы о применении батареек  и их видах, а также  о влиянии  использованных батареек на окружающую среду и здоровье человека, я решила провести ряд экспериментов для  подтверждения полученных данных.

Исследование № 1 (слайд 9)

Тема: влияние гальванического элемента на состав воды.

Цель: исследование влияние состава гальванического элемента на состав воды водопроводной.

Оборудование:

• Банки с водой (2 штуки)
• Батарейки (2 штуки)
• Лакмусовая (индикаторная) бумага

Ход исследования:

Я взяла две  батарейки .  Затем у одной из них разрушила корпус. Затем положили батарейку в банку с водопроводной водой. Вода сразу потеряла прозрачность, но  pH-уровень воды не изменился.

Целую батарейку поместила в другую банку с водопроводной водой.  Вода осталась прозрачной, pH-уровень воды не изменился.

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.

Исследование № 2. (слайд 10)

Тема: влияние на батарейку солей и кислотной среды.

Цель: исследовать влияние на батарейку солей и кислотной среды

Оборудование:

• Банка с медным купоросом (1 штука)
• Батарейка (1 штука)

Ход исследования:

        Я взяла батарейку и поместила ее в раствор медного купороса. Наблюдала в течение семи дней. Заметила 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.

Исследование № 3 (слайд 11)

Тема: влияние на батарейку кислотной среды.

Цель: исследовать влияние на батарейку кислотной среды(это может быть и почва).

Оборудование:

• Ёмкость с почвой (1 штука)
• Батарейка (1 штука)

Ход исследования:

Я взяла батарейку, взвесила ее ( и поместила ее в почву, где она находилась в течение двух недель. При помощи пинцета я достала батарейку и заново взвесила. Заметила, что 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,  реагируют с ней, реакция  протекает с выделением водорода. Выделяющийся газ при его скоплении в закрытых помещениях или в ямах при поджоге  сильно  хлопает.

Исследование № 4 (слайд 12)

Тема: влияние на растения загрязненной воды.

Цель: исследовать влияние на растения загрязненной воды.

 Оборудование:

• Банка с загрязненной водой
• Банка с водой из водопровода
• Растения (2 штуки)

Ход исследования:

Я взяла 2  комнатных растения, одно поместила в банку с чистой водой, другое с загрязненной.  Наблюдала в течение семи дней.  Заметила, что растение в банке с загрязненной водой  начало засыхать, а в банке с чистой продолжала нормально развиваться.

Вывод: вода, загрязненная вредными веществами из батарейки отрицательно влияет на развитие комнатных растений.

Исследование № 5. (слайд 13)

Анкетирование одноклассников и педагогов

Тема: изучение информированности школьников и их родителей о вреде отработанных батареек.

Цель: исследование изучение информированности школьников и их родителей о вреде отработанных батареек.

Вопросы:

1. Пользуетесь ли Вы дома батарейками?
2. Чем Вы  руководствуетесь, покупая батарейки?
3. В каких устройствах  батарейки  используете?
4. Куда Вы выбрасываете батарейки после использования?
5. Что означает этот знак:    
6. Согласны ли Вы сдавать батарейки в специальный пункт приема?
7. Опасно ли влияние  отработанных батареек  на окружающую среду?

Результаты анкетирования (слайд 14)

Выводы:

1.  100%  опрошенных  респондентов пользуются дома батарейками;
2. 75% опрошенных, покупая батарейки,  руководствуются сроком их действия;
3. Батарейки используются во всех бытовых устройствах, но 84% опрошенных больше всего  использует батарейки в пультах дистанционного управления;
4. 97% опрошенных респондентов выбрасывают использованные батарейки в мусор;
5. 79%  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;
6. Большинство – 96% школьников, родителей и учителей согласны сдавать батарейки в пункты приема;
7. Практически все родители, школьники и учителя знают о вреде неправильной утилизации отработанных батареек для окружающей среды и здоровья человека.

4. Экологическая акция «Сдай батарейку – спаси себя и планету!».

(слайд 15)

       В рамках экологической акции «Сдай батарейку - спаси себя и планету!»  я организовала пункт по сбору использованных батареек в школе и администрации Даниловского поселения, для освещения значимости проводимой экологической акции  я оформила плакаты, раздала буклеты.

 С учащимися  школы я провела  беседу о вреде батареек, выброшенных на свалку, о необходимости их специальной утилизации. Мою инициативу активно поддержали учителя, ученики, родители. Поддержал акцию глава администрации Тимаков Сергей Николаевич и обещал оказать помощь в утилизации собранных батареек.

      По итогам экологической акции собрано использованных  батареек в количестве 600 шт.  Таким образом,  нам удалось уберечь от загрязнения тяжелыми металлами 240000л. воды, 12000 кв. м почвы и сохранить пригодные условия для жизни 1200 дерева.

По результатам всех исследований можно сделать выводы:

1. Батарейки оказывают вредное воздействие на окружающую среду;
2. Большая часть жителей выбрасывают батарейки в мусорные баки;
3. Если пункты сбора использованных батареек будут находиться в шаговой доступности, то батарейки будут сдавать многие жители.

Следовательно,  гипотеза о том, что если батарейки (бытовые гальванические элементы) неправильно хранить и утилизировать, но они наносят вред окружающей среде и здоровью человека подтвердилась.

Заключение

   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 я предлагаю:

• 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:

• Выступление на уроках ОБЖ и классных часах в средних и старших классах;
• Проведено мероприятие с воспитанниками группы продленного дня, учениками 1-х классов «Осторожно, батарейка».
• Подготовлен буклет и  памятка, которую мы разместили в помещениях школы ;
• Проведена акция «Сдай батарейку – спаси себя и планету» ;

Литература

1. Гринин А.С. промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка,/ Челябинск: изд-во « Мир», 2002г. с. 49.
2. 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.
3. Константинов В.М. Охрана природы: высшее образование изд., стер.–М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 240 с.
4. Перышкин А.В. Учебник по физике за 8 класс.; учебник для общеобразоват. учреждений – М.: Дрофа, 2010. – 206с.
5. Энциклопедия для детей: Т.14: Техника (под ред. Аксеновой М.Д. ) Издательство: мир энциклопедий  Аванта+, 1999 г., 688с.
6. Энциклопедия для детей: Т.17: Химия, Издательство: мир энциклопедий  Аванта+, 1999 г., 640с.
7.  http://www.metod-kopilka.ru/proektno__issledovatelskaya_rabota-32289.htm
8.  http://kak.znate.ru/docs/index-49637.html
9.  http://project.1september.ru/works/605617
10. http://techadviser.ru/batteries-and-accumulators/kak-vybrat-batarejku/