Батарейка – вред для окружающей среды

     Муниципальное общеобразовательное учреждение                  

 «Клёмовская средняя общеобразовательная школа»                                               

  г.о. Серебряные Пруды Московской области

Муниципальная научно-практическая конференция

 исследовательских и проектных работ, обучающихся по физике

«Первые шаги в науку»

«Батарейка – вред для окружающей среды»                             

                                                                                        Рудавина Екатерина, 

                                                                                     Токарев Антон, ученики 9 класса

                                                         Руководитель: учитель физики - Белинская О.И.

2016 - 2017 уч. год.

Батарейка – вред для окружающей среды.

Актуальность работы: как правильно утилизировать отработанные батарейки и какой вред они могут нанести человеку и окружающей среде.

Объект исследования: пальчиковая батарейка.  

Гипотеза: действительно ли пальчиковая батарейка приносит вред?

Цель исследования: изучение влияния пальчиковой батарейки на окружающую среду.

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.

6. Установить контейнеры для сбора использованных пальчиковых батареек;

Предмет исследования: негативное воздействие вредных веществ, входящих в состав батареек, на экологию и здоровье человека при неправильной утилизации батареек.

Методы исследования: анализ материалов из электронных и печатных источников по изучаемой проблеме, 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 и обобщение результатов.

Практическая значимость состоит в возможности применения данных материалов в ходе проведения уроков, внеклассных мероприятий.

По результатам проведенного исследования составлены рекомендации по использованию и утилизации батареек.

Содержание.

 1.  Введение.

2.  История возникновения батарейки.

3. Пальчиковые батарейки, их химический состав и их классификация.

4.  Влияние использованных батареек на человека и окружающую среду.

5. Экспериментальное исследование пальчиковых батареек на наличие в них вредных веществ.

 6.  Экологическая акция «Спаси природу и себя».

 7.   Заключение.

  8. Список литературы.

1.  Введение.

     В прошлом учебном году в нашей школе проходила акция по сбору использованных батареек, и мы решили, что необходимо не только собрать, но и исследовать их влияние на окружающую среду.  Каждый из нас, наверняка, пользовался в своей жизни батарейками. В доме, на работе, в школе всегда есть предмет, который работает на батарейках это-пульт для телевизора, часы, игрушки, телефоны, фотоаппараты, фонари. А ведь это целая энергетическая станция, работающая на определенных химических веществах по физическим законам. Жизнь человека постоянно находится в движении, собственно, как и научно-технический прогресс. Огромное количество современных изобретений нуждается в автономных источниках энергии – аккумуляторах и батарейках. Но рано или поздно каждая батарейка выходит из строя и ее нужно выбрасывать. И использованная батарейка незамедлительно попадает в мусорное ведро. На корпусе батарейки изображен значок, 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.

2.  История возникновения батарейки.

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. 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».

Итальянский ученый физик 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.

3.  Пальчиковые батарейки, их химический состав и их классификация.

   

 Элементы питания или, как мы привыкли их называть батарейки, имеют разную форму: пальчиковые, «мизинчиковые», «бочонки», кроны, «таблетки» и др.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. С физической точки зрения, в батарейке происходит преобразование энергии из одного вида (химического) в другой (электрический). Перенос заряда совершается за счет изменения внутренней энергии. А если посмотреть на это глазами химика, то в элементе идет реакция окисления одного из электродов и восстановление другого. При этом с окисляющегося электрода в электролит переходят ионы металла, уносящие положительный заряд. Тем не менее, элементы питания принято классифицировать не по протекающей реакции, а по веществам, которые в ней участвуют, то есть по электрохимической системе. В данный момент существуют несколько видов электрохимических систем: литиевые, марганцево-цинковые, ртутно-цинковые и серебряно-цинковые.

Виды батареек.

Солевые батарейки.

Главным достоинством солевых батареек, выделяющим их среди всех остальных видов источников питания, является их дешевизна. В качестве электролита используется раствор хлорида аммония.

Каждый из электродов размещен в отдельном электролите, соединенным с другими электролитами посредством солевого моста.

К недостаткам солевых источников питания относятся небольшой (до 24 месяцев) срок хранения, потеря батареей 40% своей емкости к концу периода хранения и практически полное падение емкости при минусовой температуре окружающего воздуха.

Щелочные (алкалайновые) батарейки.

Щелочные (алкалайновые) батарейки получили свое название благодаря химическому составу электролита, состоящего из гидроксида калия. Электроды алкалайновых источников питания изготовлены из двуокиси марганца и цинка.

Щелочные батарейки имеют высокую герметичность корпуса и малочувствительны к низким температурам. Их гарантийный срок хранения достигает 5 лет, причем потеря емкости в первый год хранения составляет не более 10%.

Из недостатков щелочных батарей можно выделить спадающую кривую разряда, более высокие стоимость и вес, чем у солевых элементов питания. Щелочные батарейки можно однозначно идентифицировать по надписи ALKALINE на их корпусе.

Литиевые батарейки.

Литиевые батарейки состоят из литиевого катода, отделенного от анода сепаратором и диафрагмой с органическим электролитом.

Важное свойство литиевых источников питания – низкая зависимость их емкости от тока нагрузки, благодаря чему они являются самыми «выносливыми» среди всех остальных видов батареек.

Срок хранения таких источников питания достигает 15 лет, причем за все это время батарея почти не теряет емкость. Еще одно преимущество литиевых батареек – возможность полноценной эксплуатации при низких температурах окружающей среды.

Единственный их минус – высокая стоимость, они дороже щелочных батарей в 4-5 раз. Литиевые батарейки можно легко отличить от других по нанесенной на их корпусе надписи LITHIUM.

Ртутные батарейки.

У ртутных батареек катод изготовлен из оксида ртути, анод — из цинка, в качестве электролита используется раствор щелочи. Ртутные элементы питания имеют высокие емкость и энергоплотность, отличаются длительным (до 10 лет) сроком хранения, устойчивы к перепадам температур.

К недостаткам ртутных батареек можно отнести их высокую стоимость и проблематичность утилизации использованных элементов питания.

По своим техническим и эксплуатационным характеристикам к ртутным источникам питания очень близки серебряные батарейки с цинковым анодом, катодом из окиси серебра и щелочным электролитом.

Они обладают высокой энергоемкостью и постоянством напряжения, хранятся до 10 лет, устойчивы к высоким и низким температурам окружающего воздуха.

Серебряные батареи имеют высокую стоимость, однако, в отличие от ртутных источников питания, обладают большей удельной емкостью и не несут угрозы здоровью в случае их разгерметизации.

4.  Влияние использованных батареек на человека и окружающую среду.

        Корпус отработанных и выброшенных батареек под воздействием окружающей среды разрушается, и содержащиеся в ней химические вещества, обладающие ядовитыми свойствами, попадают в почву и грунтовые воды. Из почвы и воды эти вещества поглощаются растениями и животными, а из них (в виде пищи) оказываются в нашем организме. Губительный эффект может стать очевидным для человека через несколько лет, вызвав хроническое отравление, раковые заболевания или генетические мутации. При сжигании мусора (как это часто происходит) из использованных элементов питания выделяются диоксины, действующие в 67 000 раз сильнее цианида. Даже минимальных количеств этого ядовитого соединения достаточно для замедления развития детей и ослабления их здоровья или развития онкологических и репродукционных заболеваний у взрослых.

      В каждой батарейке содержится от 10 до 20 химических элементов, 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. Чем же опасны для человека эти вещества? 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.

Из литературы мы узнали, что из-за неправильно утилизированной батарейки можно загрязнить землю площадью 20 кв.м., а также до 400 литров воды, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей. 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, из которых мы пьем воду. Кипячение не убивает эти вредные химические соединения, они же не микробы.

5. Экспериментальное исследование батареек на наличие в них вредных веществ.

Опыт 1. Влияние воды на металлическую оболочку батарейки

В первом эксперименте мы решили проверить, что произойдет с водой, если положить батарейку в воду. Взяли батарейку карманного фонарика (вскрытую), состоящую из трех гальванических элементов, освободили её от коробочки и поместили в банку с чистой водой. Вода сразу стала серой. В другую банку с водой поместили не вскрытые пальчиковые батарейки(3шт.) Вода свой цвет не изменила. А в третьей - оставили чистую воду для контроля. Мы плотно закрыли все 3 баночки и оставили для наблюдения. Через 2 недели заметили, что в первой банке появилась ржавчина и из батареек выползла щелочь, во второй- вода помутнела, но при определении реакции среды с помощью индикаторов фенолфталеина, лакмуса и универсального индикатора среда оказалась нейтральной.

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

Опыт 2.  Влияние загрязненной воды на растения.

Во втором эксперименте мы решили проверить влияние загрязненной воды на растения. Мы взяли по одному листочку цветка(фиалки) и поместили их в стаканы с водой из экспериментальных банок. Через неделю мы увидели, что лепестки цветов, стоящих в стаканах с загрязненной водой, завяли. А листок, стоящий в стакане с чистой водой, не изменился и остался в прежнем состоянии.

Вывод: вода, загрязненная вредными веществами батарейки, отрицательно влияет на растения.

Опыт 3. Влияние кислой среды на батарейку.

      Мы знаем, что почва может иметь кислую или щелочную среду. Как же будет вести себя батарейка, попав в подобные условия? В кабинете химии нашей школы были проведены 2 опыта.

      В первом опыте мы хотели посмотреть, что происходит, если батарейка попадает в кислые почвы. Для этого мы поместили батарейку в раствор кислоты. В данном случае это - соляная кислота. 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.

Опыт 4.  Влияние щелочной среды на батарейку.

       Во втором опыте 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.

      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. 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.

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

6.   Экологическая акция «Спаси природу и себя».

 Среди учащихся школы мы был провели экспресс-опрос с целью выяснить, знают ли ученики, как правильно утилизировать использованные батарейки. В опросе приняли участие ученики 5-11 классов-49 человек. Первый вопрос, который мы задавали ученикам: «Как вы утилизируете использованные батарейки в вашей семье?» предлагались следующие варианты ответов:

А). Выбрасываем в мусорное ведро;

Б). Ничего, оставляем дома;

В). Сдаем в специальные пункты приема использованных батареек;

2). Какие предметы у вас в доме работают на батарейках?

3). Сколько примерно в год вы используете батареек?

Результаты опроса:

65% опрошенных выбрали вариант «А» - 32 человека

29% опрошенных выбрали вариант «Б» - 14 человек

6 % опрошенных выбрали вариант «В» - 3 человека.

 «2» - пульты для телевизора, компьютерная мышка, часы, фонарики, игрушки.

 «3» -   приблизительно 7 батареек в год использует каждая семья.

  Анализ результатов опроса говорит о том, что большинство учеников совершенно не знают ни о правильных методах утилизации использованных батареек, ни о вреде и опасности, которые они несут. Как уже было сказано, что одна брошенная батарейка может загрязнить 20 кв. м земли, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей. В нашем поселке проживает 418 семей. Если по 1 батарейки от каждой семьи  окажется в мусорном ведре, то 8360 кв. м земли будут загрязнены тяжелыми металлами. А если в год по 7 батареек, то-58520 кв.м. Благодаря нашей акции, нам удалось уберечь от загрязнения тяжелыми металлами 8369 кв. м почвы и сохранить пригодные условия для жизни 836 деревьев, 836 кротов, 836 ежика, 1254000 дождевых червей.

  В рамках экологической акции «Спаси природу и себя» в школе был организован пункт по сбору использованных батареек, закрепили на стене специальный ящик. Ребята организовали сбор батареек в поселке. С учащимися начальной и средней школы были проведены беседы. Учащиеся с интересом прослушали подготовленные сообщения о вреде батареек, необходимости их специальной утилизации.

Была разработана экологическая памятка по рациональному использованию батареек.

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.

7.  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 65% учащихся нашей школы 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».

Каждый год в мире выбрасываются более 15 биллионов батареек. Если построить из них колонну, её длина составит расстояние от Земли до Луны, и обратно. Обычная батарейка при утилизации фактически получает новую жизнь, так как 98 % её начинки после переплавки снова идут в дело. Пока же каждый из нас может внести свой посильный вклад в дело уменьшения вреда, наносимого старыми батарейками окружающей среде. Для этого можно перейти на аккумуляторы – ведь они служат намного дольше и поэтому выбрасывать их приходится гораздо реже.

 Ещё одна мера – всё-таки пытаться сдавать старые батарейки в пункты приёма (их сложно найти, но всё же они существуют). Иногда акции по сбору старых батареек проводят экологические активисты, которые потом сами сдают их на пункты приема.

Также подтвердили, что существует проблема с утилизацией батареек в нашем поселке и районе, так как отсутствуют пункты приема отслуживших свой срок батареек, но люди согласны сдавать отслужившие свой срок батарейки в магазины или приёмные пункты.

Полезные советы:

1.  Не используйте в приборах гальванические элементы разных электрохимических систем и типоразмеров.

2.  При установке элементов в прибор обязательно проверьте полярность.

3.  Заменяйте все элементы питания в приборе одновременно. Не используйте новые батарейки вместе с разряженными.

4.  Не пытайтесь восстановить работоспособность постукиванием или обжиманием корпуса элемента. Это приведет лишь к разрыву сепаратора, замыканию электродов и окончательному выходу элемента из строя.

5.  Севшие батарейки не подлежат восстановлению, ни в коем случае не перезаряжайте их.

6.  Будьте осторожны: не вскрывайте элементы, не нагревайте их и не бросайте в огонь.

8.  Литература.

1.Акленова М.Д. «Энциклопедия для детей том 14», М6Аванта+, 2001г

2. Володин В.А.  «Энциклопедия для детей том 17», М6Аванта+, 2000г

3. Гринин А. С. Новиков В. Н. «Промышленные и бытовые отходы: хранение, утилизация, переработка». -Москва, «ФАИР-ПРЕСС», 2002г

4. Касьян А. А. «Современные проблемы экологии» - Москва, 2001 г.

5. Роджерс К. Кларк Ф. Смит А. «Свет. Звук. Электричество» - Москва, «Росмен», 2002г.

6. Энциклопедия «Юному эрудиту обо всем» - Москва, «Махаон», 2008г

7.Интернет ресурсы: http://eko-jizn.ru/

8. http://www.сдайбатарейку.рф/

9.crazymama. ru/childfaq_answer_list. php

10.www. greenpatrol. ru/biblio/bibliounit/

11.http://www. greenconsumerism. org/articles/43/c6/i8.html

Презентация:

1.    Наша исследовательская работа называется:

«Батарейка – вред для окружающей среды»                            

  Выполнили:  Рудавина Екатерина,                                                                                                        Токарев Антон, ученики 9 класса

Актуальность работы: как правильно утилизировать отработанные батарейки и какой вред они могут нанести человеку и окружающей среде.

Объект исследования: пальчиковая батарейка.  

Гипотеза: действительно ли пальчиковая батарейка приносит вред?

Цель исследования: изучение влияния пальчиковой батарейки на окружающую среду.

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.

6. Установить контейнеры для сбора использованных пальчиковых батареек;

По результатам проведенного исследования составлены рекомендации по использованию и утилизации батареек.

 Введение.

     В прошлом учебном году в нашей школе проходила акция по сбору использованных батареек, и мы решили, что необходимо не только собрать, но и исследовать их влияние на окружающую среду.  Каждый из нас, наверняка, пользовался в своей жизни батарейками. В доме, на работе, в школе всегда есть предмет, который работает на батарейках это-пульт для телевизора, часы, игрушки, телефоны, фотоаппараты, фонари и тд. Но рано или поздно каждая батарейка выходит из строя и ее нужно выбрасывать. И использованная батарейка незамедлительно попадает в мусорное ведро. На корпусе батарейки изображен значок, 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.

 История возникновения батарейки.

 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. 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».

В 1800 г. итальянский ученый физик Алессандро Вольта 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.

2.     В каждой батарейке содержится от 10 до 20 химических элементов, 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. Чем же опасны для человека эти вещества? 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.

Из литературы мы узнали, что из-за неправильно утилизированной батарейки можно загрязнить землю площадью 20 кв.м., а также до 400 литров воды, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей. 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, из которых мы пьем воду. Кипячение не убивает эти вредные химические соединения, они же не микробы.

Экспериментальное исследование батареек на наличие в них вредных веществ.

Опыт 1. Влияние воды на металлическую оболочку батарейки

В первом эксперименте мы решили проверить, что произойдет с водой, если положить батарейку в воду. Взяли батарейку карманного фонарика (вскрытую), состоящую из трех гальванических элементов, освободили её от коробочки и поместили в банку с чистой водой. Вода сразу стала серой. В другую банку с водой поместили не вскрытые пальчиковые батарейки(3шт.) Вода свой цвет не изменила. А в третьей - оставили чистую воду для контроля. Мы плотно закрыли все 3 баночки и оставили для наблюдения. Через 2 недели заметили, что в первой банке появилась ржавчина и из батареек выползла щелочь, во второй- вода помутнела, но при определении реакции среды с помощью индикаторов фенолфталеина, лакмуса и универсального индикатора среда оказалась нейтральной.

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

3.    Опыт 3. Влияние кислой среды на батарейку.

      Мы знаем, что почва может иметь кислую или щелочную среду. Как же будет вести себя батарейка, попав в подобные условия? В кабинете химии нашей школы были проведены 2 опыта.

      В первом опыте мы хотели посмотреть, что происходит, если батарейка попадает в кислые почвы. Для этого мы поместили батарейку в раствор кислоты. В данном случае это - соляная кислота. 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.

4.   Экологическая акция «Спаси природу и себя».

 Среди учащихся школы мы был провели экспресс-опрос с целью выяснить, знают ли ученики, как правильно утилизировать использованные батарейки. В опросе приняли участие ученики 5-11 классов-49 человек. Первый вопрос, который мы задавали ученикам: «Как вы утилизируете использованные батарейки в вашей семье?» предлагались следующие варианты ответов:

А). Выбрасываем в мусорное ведро;  -65%     - 32 человека

Б). Ничего, оставляем дома;-   29% о   - 14 человек

В). Сдаем в специальные пункты приема использованных батареек-     6 %      - 3 человека.

2). Какие предметы у вас в доме работают на батарейках? -     пульты для телевизора, компьютерная мышка, часы, фонарики, игрушки

3). Сколько примерно в год вы используете батареек?-  7 батареек в год использует каждая семья. 

  Анализ результатов опроса говорит о том, что большинство учеников совершенно не знают ни о правильных методах утилизации использованных батареек, ни о вреде и опасности, которые они несут. Как уже было сказано, что одна брошенная батарейка может загрязнить 20 кв. м земли, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей. В нашем поселке проживает 418 семей. Если по 1 батарейки от каждой семьи  окажется в мусорном ведре, то 8360 кв. м земли будут загрязнены тяжелыми металлами. А если в год по 7 батареек, то-58520 кв.м. Благодаря нашей акции, нам удалось уберечь от загрязнения тяжелыми металлами 8369 кв. м почвы и сохранить пригодные условия для жизни 836 деревьев, 836 кротов, 836 ежика, 1254000 дождевых червей.

  В рамках экологической акции «Спаси природу и себя» в школе был организован пункт по сбору использованных батареек, закрепили на стене специальный ящик. Ребята организовали сбор батареек в поселке. С учащимися начальной и средней школы были проведены беседы. Учащиеся с интересом прослушали подготовленные сообщения о вреде батареек, необходимости их специальной утилизации.

Была разработана экологическая памятка по рациональному использованию батареек.

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.

1.  Пальчиковые батарейки, их химический состав и их классификация.

   

 Элементы питания или, как мы привыкли их называть батарейки, имеют разную форму: пальчиковые, «мизинчиковые», «бочонки», кроны, «таблетки» и др. Принцип работы у них одинаковый. 

 

Мы рассмотрели «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 которые входят различные химические вещества. С физической точки зрения, в батарейке происходит преобразование энергии из одного вида (химического) в другой (электрический). Перенос заряда совершается за счет изменения внутренней энергии. А если посмотреть на это глазами химика, то в элементе идет реакция окисления одного из электродов и восстановление другого. В данный момент существуют несколько видов электрохимических систем, это

Солевые батарейки.

Главным достоинством солевых батареек, выделяющим их среди всех остальных видов источников питания, является их дешевизна. В качестве электролита используется раствор хлорида аммония.

Каждый из электродов размещен в отдельном электролите, соединенным с другими электролитами посредством солевого моста.

К недостаткам солевых источников питания относятся небольшой (до 24 месяцев) срок хранения, потеря батареей 40% своей емкости к концу периода хранения и практически полное падение емкости при минусовой температуре окружающего воздуха.

Щелочные (алкалайновые) батарейки получили свое название благодаря химическому составу электролита, состоящего из гидроксида калия. Электроды алкалайновых источников питания изготовлены из двуокиси марганца и цинка.

Щелочные батарейки имеют высокую герметичность корпуса и малочувствительны к низким температурам. Их гарантийный срок хранения достигает 5 лет, причем потеря емкости в первый год хранения составляет не более 10%.

Из недостатков щелочных батарей можно выделить спадающую кривую разряда, более высокие стоимость и вес, чем у солевых элементов питания.

Литиевые батарейки.

Важное свойство литиевых источников питания – низкая зависимость их емкости от тока нагрузки, благодаря чему они являются самыми «выносливыми» среди всех остальных видов батареек.

Срок хранения таких источников питания достигает 15 лет, причем за все это время батарея почти не теряет емкость. Еще одно преимущество литиевых батареек – возможность полноценной эксплуатации при низких температурах окружающей среды.

Единственный их минус – высокая стоимость, они дороже щелочных батарей в 4-5 раз.

Ртутные батарейки.

 Ртутные элементы питания имеют высокие емкость и энергоплотность, отличаются длительным (до 10 лет) сроком хранения, устойчивы к перепадам температур.

К недостаткам ртутных батареек можно отнести их высокую стоимость и проблематичность утилизации использованных элементов питания.

По своим техническим и эксплуатационным характеристикам к ртутным источникам питания очень близки серебряные батарейки с цинковым анодом, катодом из окиси серебра и щелочным электролитом.

Они обладают высокой энергоемкостью и постоянством напряжения, хранятся до 10 лет, устойчивы к высоким и низким температурам окружающего воздуха.

Серебряные батареи имеют высокую стоимость, однако, в отличие от ртутных источников питания, обладают большей удельной емкостью и не несут угрозы здоровью в случае их разгерметизации.

2.     Опыт 2.  Влияние загрязненной воды на растения.

Во втором эксперименте мы решили проверить влияние загрязненной воды на растения. Мы взяли по одному листочку цветка(фиалки) и поместили их в стаканы с водой из экспериментальных банок. Через неделю мы увидели, что лепестки цветов, стоящих в стаканах с загрязненной водой, завяли. А листок, стоящий в стакане с чистой водой, не изменился и остался в прежнем состоянии.

Вывод: вода, загрязненная вредными веществами батарейки, отрицательно влияет на растения.

3.   Опыт 4.  Влияние щелочной среды на батарейку.

       Во втором опыте 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.                                                 Они в свою очередь попадают в организм человека..

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

4.  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

Каждый год в мире выбрасываются более 15 биллионов батареек. Если построить из них колонну, её длина составит расстояние от Земли до Луны, и обратно. Обычная батарейка при утилизации фактически получает новую жизнь, так как 98 % её начинки после переплавки снова идут в дело. Пока же каждый из нас может внести свой посильный вклад в дело уменьшения вреда, наносимого старыми батарейками окружающей среде. Для этого можно перейти на аккумуляторы – ведь они служат намного дольше и поэтому выбрасывать их приходится гораздо реже.

 Ещё одна мера – всё-таки пытаться сдавать старые батарейки в пункты приёма (их сложно найти, но всё же они существуют). Иногда акции по сбору старых батареек проводят экологические активисты, которые потом сами сдают их на пункты приема.

Также подтвердили, что существует проблема с утилизацией батареек в нашем поселке и районе, так как отсутствуют пункты приема отслуживших свой срок батареек, но люди согласны сдавать отслужившие свой срок батарейки в магазины или приёмные пункты.

Полезные советы:

1.  Не используйте в приборах гальванические элементы разных электрохимических систем и типоразмеров.

2.  При установке элементов в прибор обязательно проверьте полярность.

3.  Заменяйте все элементы питания в приборе одновременно. Не используйте новые батарейки вместе с разряженными.

4.  Не пытайтесь восстановить работоспособность постукиванием или обжиманием корпуса элемента. Это приведет лишь к разрыву сепаратора, замыканию электродов и окончательному выходу элемента из строя.

5.  Севшие батарейки не подлежат восстановлению, ни в коем случае не перезаряжайте их.

6.  Будьте осторожны: не вскрывайте элементы, не нагревайте их и не бросайте в огонь.