Научно-исследовательская работа (секция «Юный исследователь») «Сдай батарейку – спаси планету!»
проект (2 класс)

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение  
Крюковская средняя общеобразовательная школа

Городского округа Чехов

Московской области

Научно-исследовательская работа

(секция «Юный исследователь»)

«Сдай батарейку – спаси планету!»

                                                 Выполнил:

                                                                                 Ворсунов Денис Дмитриевич,

                                                                                  Николаева Ирина Викторовна

                                                                ученики 2-б класса

                                                                                  Руководитель:

                                                                                  Хрулева Галина Сергеевна,

                                                                                  учитель начальных классов

Чехов, 2019

Содержание

Введение…………………………………………………………………...………….………….3

1.Основная часть

1.1. История возникновения батарейки...................................................................................... 5

1.2. Экологические проблемы, от маленьких батареек.……………………………………….6

2. Экспериментальное исследование батареек, подтверждающих наличие в них вредных веществ

2.1. Эксперимент 1 «Влияние воды на металлическую оболочку батарейки»………………7

2.2. Эксперимент 2 «Влияние загрязненной воды на рост и развитиеживых организмов (жаброногих рачков) …………………………………..…………………………….………..…7

2.3. Эксперимент 3 «Влияние щелочной среды на корпус батарейки»………………………8

 2.4. Эксперимент 4 «Влияние кислой среды на корпус батарейки»…………………………8

2.5. Анкетирование «Использованная батарейка»……………………………………….……8

2.6. Маленький вклад в большое дело………………………………………………………….9

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

Список литературы………………………………………………...……………………..…….11

Приложение……………………………………………………………...……………………...12

Введение.

 Человечество погибнет не в атомном кошмаре – оно задохнется в собственных отходах. Нильс Бор

В школе на уроках окружающего мира, в средствах массовой информации мы часто слышим об экологии, о здоровье, о здоровом образе жизни. Однако с каждым годом всё сильнее наша планета ощущает экологические проблемы. Но при этом мы совершенно не задумываемся, что состояние окружающей среды зависит от нас, от нашего поведения в быту, в природе, от нашей культуры. На уроке окружающего мира мы смотрели презентацию «Наше отношение к миру» и увидели слайды загрязнений, экологических катастроф, неразумного отношения к природе.

После просмотра мы предлагали разные варианты защиты нашей планеты от загрязнения. Все были едины во мнении, что мусор, отходы, попадая в природу, наносят ей вред. Но особенно нас взволновал пример с отработанными элементами питания — батарейками.

Цель работы: изучить вредное влияние батарейки на окружающую среду и здоровье человека, показать важность и необходимость утилизации отработанных элементов питания.

Задачи исследования:

1.Изучить литературу и материалы интернета по теме исследовательской    работы.

2.Изучить влияние батареек на окружающую среду и здоровье человека.

3. Провести опыты с батарейкой.

4.Изучить мнение учащихся школы по вопросу утилизации батареек.

5.Систематизировать полученные материалы.

6. Создание буклетов о правильной утилизации батареек.

Объект исследования: батарейка.

Предмет исследования: процесс утилизации.

Методы исследования: накопление и обобщение теоретического материала из литературы, справочников, словаря, сети Интернет; анкетирование, наблюдение, эксперимент, анализ полученных результатов исследования.

Гипотеза исследования: мы предполагаем, что батарейка-источник загрязнения окружающей среды и отрицательного влияния на здоровье человека.

Практическая значимость работы заключается в следующем: наше исследование поможет обратить внимание на проблему утилизации батареек и будет полезно обществу.

Новизна исследования заключается в том, что работа поможет внести каждому из нас практический вклад в решение проблемы утилизации батареек и аккумуляторов.

Ожидаемые результаты: работа над исследованием поможет многим понять, что батарейки, выброшенные с другим мусором, наносят вред почве, воде, людям, животным, растениям; заставит нас бережнее относиться к природе.

1. Основная часть.

1.1 История возникновения батарейки.

Что бы мы делали без этих «палочек-выручалочек», которые позволяют нам пользоваться электричеством там, где нет никаких розеток и проводов! Мы берем с собой в лес фонарик, слушаем музыку на пляже, в поездке у нас всегда под рукой фотоаппарат, а малыши выносят на улицу движущиеся игрушки… И везде работают батарейки!

Батарейка – автономный источник электричества для питания устройств. Элементы питания могут быть разных размеров и типов. Они бывают одноразовыми и перезаряжаемыми. Известны следующие виды батареек:

1.        ртутные;

2.        литиевые;

3.        серебряные;

4.        солевые;

5.        щёлочные.

Еще в 1791 году итальянский физиолог Луиджи Гальвани^[1] из Болоньи сделал важное наблюдение – только не сумел его правильно истолковать. 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. И назвал это явление «животным электричеством». Хотя Гальвани и не дал правильного объяснения этому процессу, но его опыт послужил основой для исследований другого итальянского ученого Алессандро Вольта. Он и выявил, что причиной возникновения тока является химическая реакция между двумя различными металлами в определенной среде. Вольта поместил в емкость с соляным раствором две пластинки: цинковую и медную. Это устройство и стало первым в мире автономным химическим элементом. В последствии Вольта усовершенствовал свою конструкцию, создав знаменитый “Вольтов столб”^[2].

После множества опытов с разными металлами Вольта сконструировал столб из пластинок цинка, меди и войлока, смоченного раствором серной кислоты. Цинк, медь и войлок он накладывал друг на друга в таком порядке: внизу находилась медная пластинка, на ней войлок, затем цинк, опять медь, войлок, цинк, медь, войлок и так далее. И в итоге, столб оказывался заряженным на нижнем конце положительным, а на верхнем — отрицательным электричеством. Глядя на обычную батарейку,мы увидим, что на одном ее конце нарисован плюс, а на другом – минус.  Это почти тот же самый «Вольтов столб». Только за двести лет он стал гораздо меньше.

Первый-то, сделанный Алессандро Вольтой, был высотой в полметра. Это изобретение стало сенсацией –– о нем говорили, что «это снаряд, чудеснее которого никогда не изобретал человек, не исключая даже телескопа и паровой машины». Ведь это был первый в истории химический источник тока, пригодный для практического применения.

Современные батарейки устроены, конечно, немного иначе – в них уже нет ни металлических дисков, ни войлочных пластинок, пропитанных раствором кислоты. Но принцип тот же – батарейка содержит в себе химические вещества-реагенты, в состав которых входят два разных металла. В батарейке есть два электрода – положительный (анод) и отрицательный (катод). Между ними – жидкость-электролит: раствор, который хорошо проводит электрический ток и участвует в химической реакции. Когда металлы начинают взаимодействовать через этот раствор, возникает движение заряженных частиц из анода к катоду – и вырабатывается электрическая энергия.

Когда вещества, находящиеся внутрибатарейки истончаются, батарейка разряжается и становится непригодной, то говорят, что батарейка «села». Мы выбрасываем ее. 

 1.2. Экологические проблемы, от маленьких батареек.

Когда мы пользуемся батарейками, они не представляют опасности ни для нас, ни для окружения. Но, как только они исчерпают свой ресурс, то попадают в окружающую среду, где становятся опасными отходами.

При внимательном рассматривании батарейки можно увидеть на каждой вот такой знак.

Он означает:

«Не выбрасывать, необходимо сдать в специальный пункт утилизации!» Этот знак на батарейке о многом нам говорит. Прежде всего предупреждает нас о том, что пальчиковая батарейка наносит серьёзный вред окружающей среде.

В батарейках содержится множество ядовитых веществ и тяжелых металлов^[3] – солей ртути, свинца, цинка, марганца, кадмия, висмута и т.д. Батарейки разных марок различаются химическим составом, но все они, как правило, весьма ядовиты. Ядовитые вещества выносятся в грунтовые воды, впитываются растениями, поступают в организмы животных.

2. Экспериментальное исследование батареек, подтверждающих наличие в них вредных веществ

Эксперимент 1. Влияние воды на металлическую оболочку батарейки.

В первом эксперименте мы  решили проверить, что произойдет с водой, если положить батарейку в воду. Мы  взяли батарейку и разрезали ее пополам.  Разрезанную батарейку  положили в стакан с водой. Потом  взяли  целую батарейку и положили ее во второй стакан с водой. А в третьей – оставили  чистую воду для контроля. Все 3 стакана и оставили для наблюдения. Через неделю заметили, что во втором и третьем стакане вода помутнела.

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

 Эксперимент 2. Влияние загрязненной воды на рост и развитиеживых организмов (жаброногих рачков)

 Во втором эксперименте мы решила проверить влияние загрязненной воды на артемии. Я взяла набор «Аквапарк юрского периода», который является одним из наборов серии «Занимательная биология», выпускаемая компанией «Научные технологии». Этот набор содержит описательную и экспериментальную части, которые подготовлены опытными биологами, занимающимися промышленным выведением артемий и производством биоматериала для их разведения.

Артемии – это очень древний род жаброногих рачков, отличающихся неприхотливостью и уникальной живучестью, что позволило отдельным видам артемий выжить и сохраниться почти без измнения в течении сотен миллионов лет. Сейчас это ценный биоресурс для разведения различных пород рыб.

1 день. Подготовка рабочего места.

Мы взяли кварцевый песок, морскую соль, кипячёную воду и положили все это на дно резервуара. Затем необходимо дать воде постоять 2 суток.

2 день.

Распределим содержимое на 2 чаши. В одну чашу добавим отработанные батарейки, другую чашу оставим без изменений.

Затем добавим «яйца артемий», 4 капли активатора роста и помещаем контейнер в теплое место, которое должно обязательно освещаться светом от настольной лампы всю ночь.

В этом случае мальки появятся через 2 суток.

День 5. Начинаем кормление «кормом для артемий». Раствор строго хранится в холодильнике.

Спустя некоторое время я заметила, что в чаше 1 рачки не вылупляются из яиц, видимо чувствуют, что условия неблагоприятны. В чаше 2 артемии ( рачки) благополучно вылупились.

Следовательно, можно сделать вывод, что вода, загрязненная вредными веществами батарейки, отрицательно влияет на живые организмы.

 Эксперимент 3. Влияние щелочной среды на корпус батарейки.

В 3 эксперименте мы решили проверить влияние щелочной среды на корпус батарейки. Опираясь на наши знания, мы можем утверждать, что почвы могут иметь кислую или щелочную среду.

В кабинете химии нашей школы вместе с учителем химии я поместил батарейку в раствор медного купороса (щелочная среда). Батарейка начала темнеть, а затем ржаветь. Вывод: образовались соли тяжелых металлов. Также происходит и в естественных условиях.

 Эксперимент 4. Влияние кислой среды на корпус батарейки.

В 4 эксперименте мы решили проверить влияние кислой среды на корпус батарейки.

Для этого опыта я вместе с учителем химии помещаю батарейку в раствор соляной кислоты. Плотно закрываем пробкой. После помещения батарейки в раствор выделяется газ. При поджигании этого газа издается хлопок, это - выделившийся водород.   Вывод: попавшие в кислые почвы батарейки издадут более чем безобидный хлопок.

Но что же делать? Ведь совсем отказаться от батареек в повседневной жизни мы не можем. Вывод один: надо правильно утилизировать отработанные батарейки.

 Анкетирование «Использованная батарейка».

Исходя из этого, мне стало интересно, насколько грамотно подходят к этому вопросу мои учащиеся нашей школы. С этой целью мы решили провести опрос среди учащихся 1-11 классов^[4]. В опросе участвовали 278  учеников.

На первый вопрос: какие элементы питания для различных устройств Вы используете?

Все ученики нашей школы используют батарейки или аккумуляторы.

На второй вопрос : знаете ли Вы что входит в состав батарейки?

67% учеников не знают, из чего состоит батарейка и чем она опасна.

На третий вопрос: как Вы думаете наносят ли вред окружающей среде батарейки?

Большинство анкетируемых 83% ученика подтвердили, что батарейки причиняют вред окружающей среде.

Но при этом 83 % учеников выбрасывают отработанные гальванические элементы с бытовым мусором.

В результате Большинство людей подтвердили, что батарейки вредны, и их необходимо утилизировать. Но по результатам опроса около 83% выбрасывают отработанные гальванические элементы с бытовым мусором. К сожалению, это связано не только с количеством пунктов приёма, но и с нежеланием людей выбрасывать батарейки в специально отведенные контейнеры.

Маленький вклад в большое дело. Школьная акция «Батарейки - сдавайтесь!»

Мы узнали, что одна пальчиковая батарейка, выброшенная в мусорное ведро, загрязняет 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! Помните, что здоровье планеты – это дело рук каждого, из нас.

В нашей школе мы организовали  акцию по сбору батареек «Батарейки сдавайтесь!»

Инициаторами, которой является школьное научно-исследовательское общества «Первоцвет». В ходе этой акции, учащиеся всей школы сдают использованные батарейки для правильной утилизации. Нами собрано 689 батареек. Значит нами спасено 13 720 м2 Давайте вместе предпринимать маленькие меры для исполнения больших планов. Ближайшие пункты приема батареек расположены в городе Чехове^[5].

Заключение.

Подводя итоги теоретического и экспериментального исследований 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 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 83% респондентов осведомлены о вредном воздействии неправильной утилизации батареек на окружающую среду и здоровье населения, однако 83% утилизируют мусор с другими отходами, хотя на каждой батарейке стоит маркировка «не выбрасывать в мусорный ящик».

Если мы хотим пить чистую воду, дышать чистым воздухом, то отработанные батарейки собирать и утилизируют отдельно от бытового мусора. 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!

Выбор пути, по которому мы все последуем, остается за нами. Важно лишь сделать его правильным и успеть сделать его вовремя.

Наша акция не заканчивается! Мы предлагаем учащимся нашей школы сделать акцию «Батарейки сдавайтесь!» бессрочной.

Мы приглашаем всех принимать в ней участие. Работа над исследованием дала нам возможность почувствовать собственную причастность к конкретному делу, мы  поняли, что многое зависит от активности и гражданской позиции каждого человека, что каждый из нас может принести пользу.

В связи свыше сказанным мы  предлагаем  жителям нашего села:

1. Использовать перезаряжающиеся аккумуляторные батарейки.

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

3. 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.

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

Список литературы

1. Аквапарк юрского периода
2. Словарь русского языка: Ок. 60 000 слов и фразеологических выражений\ С.И. Ожегов. – М.: ООО «Издательство Оникс»: ООО Издательство «Мир и Образование», 2007. – с. 114, с. 422, с. 988.
3. Э. Ленгли. Оксфорд. Первая энциклопедия/ Пер. с англ. А. В. Мясникова. – М.: ЗАО «РОСМЭН – ПРЕСС», 2017 г.

Материалы интернет-ресурсов:

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Гальвани,_Луиджи

5. http://chehov.bezformata.com/listnews/sdat-starie-batarejki-v-chehove/62908682/

6.http://www.electrolibrary.info/history/voltovstolb.htm

Приложение 1.

Какие элементы питания для различных устройств Вы используете?

100 % - используют батарейки или аккумуляторы.

Знаете ли Вы что входит в состав батарейки?

81%  –  респондентов не знают, из чего состоит батарейка и чем она опасна.

Как Вы думаете наносят ли вред окружающей среде батарейки?

Большинство анкетируемых  227 человек подтвердили, что батарейки причиняют вред окружающей среде.

Куда Вы выбрасываете батарейки?