Тема исследования
«Маленькая батарейка и её большой вред»
Оглавление
- Введение
- Основная часть 1. Материалы и методы исследования;
2.2.Кто она – маленькая батарейка?
2.3.История батарейки
2.4.Что в батарейке?
2.5. Опрос одноклассников
2.6. Эксперименты с батарейками
2.7. Утилизация батареек в других странах и в Астане
2.8. Экологическая пропаганда (разработка и распространение памятки и книжки-раскраски «Сохрани здоровье Земли»)
- Обзор литературы
- Заключение
Введение
Сегодня мы не представляем нашу жизнь без этих маленьких источников энергии. Они заставляют работать различные приборы: оживляют игрушки, стрелки часов, включают и выключают телевизоры, используются в медицинских аппаратах, фотоаппаратах. Батарейки производят миллионами, но рано или поздно каждая из них выходит из годности, потому, что химические компоненты, которые она содержит, постепенно расходуются и ее нужно выбрасывать. У нас в семье много игрушек и приборов, работающих от батареек. Поэтому мы часто покупаем батарейки. Как-то раз, меняя батарейку в своей игрушке, я заметил на батарейке значок в виде перечеркнутого мусорного бака. Я понял, что этот значок обозначает, что нельзя выбрасывать батарейки в мусорное ведро. И тогда мне стало интересно – почему? Кроме того, я стал замечать, что в специализированные контейнеры для приема батареек, расположенные во дворе моего дома, никто не бросает батарейки, значит, жители домов выбрасывают батарейки в общий мусор. Так появилась тема моего исследования.
Гипотеза: я предположил, что большинство отработанных батареек попадает на мусорные свалки, нанося большой вред окружающей среде.
Актуальность данного исследования 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 среде.
Передо мной была поставлена цель: определить вред отработанной батарейки и проинформировать одноклассников и знакомых о правилах сбора и утилизации батареек.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
- Изучить литературу и материалы интернет-ресурсов по теме исследовательской работы;
- Провести исследования, позволяющие выявить вред использованных батареек;
- Выяснить у одноклассников и знакомых как они утилизируют батарейки (анкетирование);
- Разработать и распространить памятку о вреде и правилах утилизации батареек и книжку-раскраску «Сохрани здоровье Земли»;
- Изучить проблемы сбора и утилизации батареек в Астане.
Основная часть
2.1. Материалы и методы исследования
Материал был собран, отработан, систематизирован с помощью следующих методов: анализ материалов из электронных и печатных источников по исследуемой проблеме; анкетирование учащихся; эксперименты по выявлению вредных воздействий веществ, содержащихся в батарейке, на живую природу; информация, полученная от предприятий, осуществляющих организацию утилизации и переработки батареек; разработка памятки о вреде батареек и книжки-раскраски «Сохрани здоровье Земли».
2.2.Кто она – маленькая батарейка?
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.
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?
Расскажу 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.
2.3. История батарейки
В 1791 году Итальянский врач – Луиджи Гальвани 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».
Итальянский ученый граф Алессандро Вольта в 1800 году повторил опыты Гальвани, но с большей точностью. 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. 20 марта 1800 года – «день рождения батарейки».
Батарейки, которые можно заряжать многократно, изобрел в 1859г. французский физик Гастон Планше.
2.4. Что в батарейке?
Взглянув на обычную пальчиковую батарейку, можно всегда увидеть знак в виде зачеркнутого мусорного бака. Это означает: «Не выбрасывать, необходимо сдать в специальный пункт утилизации».
И этот знак на батарейке стоит неспроста!
На открытом воздухе под дождем и снегом оболочка батарейки быстро разлагается, а ее начинка опасна для окружающей среды.
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.
Мне стало интересно, чем опасны для человека вещества, находящиеся в батарейки. 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.
Беспечно выброшенная в мусорное ведро батарейка попадает на свалку, где каждое лето с другим мусором возгорается и тлеет, с клубами дыма выпуская тучи диоксинов. Даже минимальным дозам этих соединений человечество обязано онкологическими и репродукционными заболеваниями.
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 неделю назад в мусор) с кипячением не исчезают, не убиваются – они ведь не микробы.
Одна пальчиковая батарейка, беспечно выброшенная в мусорное ведро, может загрязнить тяжёлыми металлами около 400 литров воды и 20 квадратных метров земли, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей!
Выброшенная батарейка никуда не исчезает и часто остается в той местности, где проживает человек. Она «возвращается» назад через воду, воздух, почву, продукты питания. Благодаря круговороту воды в природе люди получают обратно результат их собственных безответственных поступков, а потом идут к врачам и пытаются найти причины своих болезней.
2.5. Опрос одноклассников
Чтобы выяснить, как мои одноклассники относятся к использованным батарейкам, я провел анкетирование. В нем приняли участие 36 ребят.
Мы обобщили полученные данные в виде диаграмм (приложение 1), проанализировали их и пришли к следующим выводам:
- Большинство из нас активно используют батарейки в повседневной жизни (91,6%). Используют в пультах управления (35%), часах (32%), игрушках (21%) и фотоаппаратах (12%) и т.д.
- Большая часть ребят ответили, что использованные батарейки выбрасывают в мусор (55,5%), хранят дома (36%) и лишь 8,3% выбрасывают в специальный контейнер.
- И хотя многие знают, что означает специальный знак на батарейке (58,3%) и знают о специальных контейнерах для сбора батареек (38,8%), никто не задумывался о вреде батареек, выброшенных в обычный мусор.
2.6. Эксперименты с батарейками
Изучив материалы о применении батареек и их видах, а также о влиянии использованных батареек на окружающую среду и здоровье человека, я с помощью родителей, провел эксперименты для подтверждения полученных данных (приложение 2).
- Влияние воды на металлическую оболочку батарейки
В первом эксперименте мы решили проверить, что произойдет с водой, если положить батарейку в воду. Мы взяли две целые батарейки разных производителей и положили их в баночки с водой. Вода свой цвет не изменила. А в третьей баночке – оставили чистую воду для контроля. Мы плотно закрыли три баночки и оставили для наблюдения. Через неделю заметили, что вода, в баночках с батарейками, помутнела.
Вывод: металлическая оболочка батарейки под действием воды разрушается, а вредные вещества, находящиеся в батарейке, попадают в воду. Аналогично это ведет и к попаданию их в почву и грунтовые воды.
- Влияние загрязненной воды на растения.
Во втором эксперименте мы решили проверить влияние загрязненной воды на растения. Мы взяли три одинаковых цветка и поставили в экспериментальные стаканы с водой. Через 10 дней мы увидели, что цветки, стоящие в стакане 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.
Данные опыты просты и максимально приближены к реальным условиям. Когда батарейки просто выброшены и лежат на свалках, соответственно, они подвержены влиянию различных осадков.
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.
Но что же делать? Ведь совсем отказаться от батареек в повседневной жизни мы не можем. Вывод один: надо правильно утилизировать отработанные батарейки.
2.7. Утилизация батареек
Выбрасывая батарейку в мусорное ведро, мы наносим вред окружающей среде и отравляем свою жизнь!
Изучив материалы в Интернете, мы выяснили, что проблеме утилизации батареек уделяется особое внимание во многих странах мира. В некоторых из них принимаются законы, запрещающие выбрасывать батарейки с обычным мусором.
По данным ученых из агентства по охране окружающей среды США стало понятно, что на долю батареек приходится более 50% токсических выбросов из всех бытовых отходов.
Например, в Европе вопрос, куда необходимо утилизировать батарейки, не поднимается. Контейнеры для батареек расставлены во всех магазинах и учреждениях. В стоимость новых элементов питания изначально заложен определенный процент с учетом утилизации, и приобретая новые изделия, покупатель может рассчитывать на скидку, если сдаст старые. В Европе, в общей сложности, работает не менее 40 перерабатывающих предприятий, которые утилизируют до 45 % всех химических источников питания.
Среди лидеров стран Евросоюза выделяют Германию, где показатель сбора использованных батареек составляет около 90 %. Не в последнюю очередь это стало возможным благодаря санкциям, что подразумевают штраф в 300 евро за выброшенные в мусорный бак батарейки.
В США пункт приема, куда можно выкинуть использованные батарейки, есть в каждом магазине, который осуществляет их продажу.
Сбор и переработка элементов возложена на продавцов и дистрибьюторов соответствующей продукции, а финансировать все необходимые предприятия обязаны производители. Количество ежегодно перерабатываемых элементов питания в США составляет до 60%.
Чехия приняла закон, обязывающий сдавать на переработку вторичное сырье и утилизировать опасные отходы. На практике это означает, что не только в столице, но и в маленьких отдаленных местах ставят контейнеры для сортировки мусора: бумаги, стекла, пластика. Впрочем, сознательное отношение чехов к утилизации отходов – результат, скорее, положительной пропаганды, чем запугивания штрафами. В государстве действует экологическая программа, согласно которой детям еще со школы объясняют, почему вместо того, чтобы выбросить бумажку на улице, ее следует донести до урны. В частности, школьникам раскручивают батарейку, чтобы показать, из чего она состоит и чем может грозить.
В Японии разрабатывается наиболее эффективный способ переработки, поэтому батарейки пока что оставлены на хранение на складах с соблюдением требований безопасности.
В Австралии также высокий показатель утилизации батареек – количество переработанных элементов питания достигает 80%. Изделия, которые местные предприятия не в состоянии утилизировать самостоятельно, отправляются в Европу.
В Казахстане до недавнего времени люди даже не задумывались о вреде батареек, поэтому их правильная утилизация стала развиваться только в последние несколько лет.
Все предприятия, производящие и ввозящие в страну товары, должны нести финансовую ответственность за их утилизацию. Компанией, занимающейся организацией сбора, транспортировки, переработки, обезвреживания, использования и (или) утилизации отходов, образующихся после утраты потребительских свойств продукции (товаров) является ТОО «Оператор РОП».
В нашей стране введена практика сбора отработанных батареек в крупных супермаркетах. Во дворах жилых домов установлены контейнеры для сбора химических источников питания (приложение 3).
Для того, чтобы выяснить как утилизируются и перерабатываются батарейки в Астане были направлены письма в ТОО «Оператор РОП» и Компанию «Технодом».
Многочисленные пункты приема химических источников питания, расположенные в Астане, не решают проблемы. Население страны, в частности города Астаны, не проинформировано о вреде отработанных батареек, беспечно выброшенных в мусор.
Но существуют и другие проблемы, в частности, вандализм, когда контейнеры повреждают и выводят из строя (приложение 4). Поэтому хотелось бы, чтобы население бережно относилось к оборудованию, помогающему сохранить атмосферу чистой.
Поэтому именно здесь имеет особо важное значение личная ответственность каждого жителя за экологическую обстановку.
2.8. Экологическая пропаганда (разработка памятки и книжки-раскраски «Сохрани здоровье Земли»)
Теперь передо мной стояла задача экологической пропаганды. Мы разработали информационную памятку о вреде отработанных батареек (приложение 5) и книжку-раскраску под названием «Сохрани здоровье Земли» (приложение 6). В ней содержатся картинки, иллюстрирующие экологические проблемы всей Земли и советы детям, как необходимо заботиться о нашем общем доме под названием Земля. Картинки я скачал из Интернета с указанием источников.
Памятки я раздал своим одноклассникам и развешал на информационных стендах подъездов своего дома (приложение 7).
Книжки-раскраски раздал своим одноклассникам и знакомым.
- Обзор литературы
О батарейках и их утилизации мы нашли много различной информации и в книгах в библиотеке и в Интернете, но, к сожалению, очень мало изданий казахстанских авторов (приложение 8).
По данным Википедии, батарейка – это обиходное название источника электрического тока, предназначенного для питания различных устройств.
Из толкового словаря русского языка С.И. Ожегова я узнал значение слова батарейка: батарея – соединение нескольких однородных приборов, устройств, образующих одно целое.
Из толкового словаря русского языка С.И.Ожегова я узнал значение слова гальванический – относящийся к получению электрического тока путем химических реакций.
- Заключение
Батарейки – одно из величайших изобретений человечества. Но пользоваться ими нужно с умом! А еще важно помнить, что отслужившие батарейки нельзя просто выкидывать: в них содержатся опасные химические вещества, способные навредить растениям, людям и животным!
Подводя итоги теоретического и экспериментального исследований можно утверждать, что моя гипотеза подтвердилась. Поэтапно были реализованы поставленные цели и задачи. Батарейки действительно содержат вещества, которые пагубно влияют на окружающую среду. Даже одна единственная пальчиковая батарейка заражает 20 квадратных метров земли! Вся отрава, которую мы беспечно отправили в мусор, возвращается к нам – с водой из-под крана, с дымом горящего мусора, с рыбой, выловленной в реках и озерах, с овощами и фруктами, выращенными на отравленной земле.
Во всем мире отработанные батарейки собирают и утилизируют отдельно от бытового мусора. Давайте же и мы поступать так же!
Работая над исследованием, я общался с одноклассниками, знакомыми и взрослыми людьми, проводил анкетирование, что способствовало развитию моих коммуникативных навыков, я научился ставить цель и добиваться ее, я узнал много нового о батарейках и их негативном влиянии на окружающую среду, проводил опыты, исследовал, что способствовало развитию моих исследовательских способностей, разработал памятку и книжку-раскраску, развивая свои творческие способности, и самым главным приобретением, которое я получил в ходе своей исследовательской работы стал – опыт публичного выступления в ходе защиты своей исследовательской работы.
Мне хочется верить, что работа, проведенная в ходе исследования, помогла многим задуматься о нашем будущем и о том, что нужно обязательно сберечь наш общий дом по имени Земля. И мы – дети тоже можем быть активными участниками экологической деятельности.