Доклад к научно - практической конференции

                                                   Введение

В наши дни широкое распространение получили пальчиковые   батарейки. Каждый из нас, наверняка, пользовался в своей жизни батарейками. Пульт для телевизора, часы, игрушки, телефоны, фотоаппараты, фонари — в доме, на работе, в школе всегда есть предмет, который работает на батарейках.

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… Но мало кто знает, какую угрозу таят в себе использованные батарейки.  

С каждым годом человечество все сильнее ощущает существующие экологические проблемы. И при этом, многие из нас не задумываются, что состояние окружающей среды напрямую связано с нашим поведением в быту, в природе. Очень часто люди ведут себя безграмотно не только по отношению к природе, но к собственному здоровью, своим поведением создают угрозу для жизни.

Актуальность данного исследования обусловлена повышенным вниманием влияния человека к окружающей среде. 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.

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 с кипячением не исчезают.

Кроме того, актуальность обусловлена недостаточным информированием населения о действиях по сбору и утилизации отработанных батареек.

Цель работы: изучить факторы опасности неправильной утилизации батареек,  проинформировать детей и знакомых о правилах использования батареек.

Задачи исследования:

1. Изучить классификацию и состав батареек.

2. Описать влияние батареек на окружающую среду.

3. Систематизировать полученные материалы.

4. Провести опыты с батарейкой с целью проверки гипотезы.

5. Анализ, обобщение и систематизация опыта.

6. Изучить мнение участников образовательного процесса по вопросу утилизации батареек.

Объектом исследования выступает пальчиковая батарейка.

Гипотеза:  Действительно ли пальчиковая батарейка приносит вред?

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; анализ, обобщение и систематизация результатов. Сбор использованных батареек с целью правильной утилизации.

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

Глава 1. Общее представление о пальчиковых батарейках и история их возникновения

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. Поэтому в бытовом применении не используются.

Первую батарейку изобрел итальянский ученый граф Алессандро Вольта в 1800 году. Он поочередно уложил в столбик серебряные и цинковые кружки, изолированные фетровыми прокладками, элемент так и называется: вольтов столб. С тех пор экспериментаторы получили в свое распоряжение источник электрического тока, тогда как до этого изобретения им приходилось пользоваться лишь статическим электричеством, действующим всего в течение нескольких секунд за один опыт. Единице измерения тока тоже присвоили имя Вольта – вольт. Любая батарейка это не что иное, как две металлические пластины, помещенные в специальное химическое вещество – электролит. Одна пластина подключена к выводу « + », а другая к выводу « — ». Батарейки зачастую малы, но довольно сложно устроены. Это высокотехнологичные элементы, в которых в результате химических реакций выделяется электрическая энергия. Данный процесс происходит между тремя главными элементами батарейки: анодом, катодом и электролитом. В зависимости от типа батарейки для перечисленных элементов используются различные материалы. Материал выбирается по принципу максимизации эффекта при их взаимодействии. Анод часто делают из металла, катод — из оксида различных металлов. В качестве электролита используется соль, в щелочных батарейках — двуокись марганца.

Электрические батарейки - очень полезная вещь. Многие игрушки работают от батареек, и это очень удобно. А то пришлось бы включать их в розетку, путаться в длинных проводах. К тому же электрический ток из сети не подходит для игрушек, понадобилась бы ещё специальная коробочка для его исправления. Батарейки дают игрушкам и другим полезным вещам независимость и самостоятельность, и это так приятно!

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. Когда всю энергию батарейка истратит, то перестанет работать, больше не сможет электрический ток делать. Что же в ней происходит?

Пальчиковую батарейку  назвали так, 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.

Пальчиковые батарейки выглядят вполне безобидно. Даже их небольшой размер заставляет усомниться, что утилизация использованных батареек является необходимой мерой. Чтобы понять, что опасного таят в себе эти миниатюрные источники питания, вследствие чего переработка элементов питания является сегодня серьезной проблемой, следует поближе ознакомиться с их строением и химическим составом.

Корпус элемента питания абсолютно безопасен. Он выполнен из металла, который полностью изолирует содержимое до тех пор, пока оболочка не подверглась коррозии. Внутренняя часть и есть вместилище опасных химических элементов, нейтрализовать которые позволяет переработка батареек. В каждой из них есть анод – порошок цинка, который пропитан электролитом и катод – двуокись магния в смеси с двуокисью титана.

Вопрос, почему нельзя выбрасывать батарейки вместе с бытовыми отходами, неспроста настолько актуален. Одна миниатюрная пальчиковая батарейка загрязняет участок почвы, площадью в 20 м². Химические вещества загрязняют не только почву, они просачиваются в грунтовые воды, испаряются в воздухе и постепенно отравляют не только природу, но и человеческий организм. Чтобы не расплачиваться за беспечность собственным здоровьем, питательные элементы необходимо сдавать в пункт приема отработанных батареек.

Губительный эффект может стать очевидным для человека через несколько лет, поскольку тяжелые металлы начинают свое воздействие лишь достигая определенной концентрации – вызывают отравления, раковые заболевания и мутации. Например, кадмий поражает почки, печень, поджелудочную железу, блокирует работу некоторых важных для жизнедеятельности организма ферментов. Или ртуть – она коварна, так как действует бессимптомно. Необратимые процессы в организме начинаются незаметно.

Для полноты картины следует подробно описать два основных пути отравления природы, которые касаются человека: со временем емкость элемента разлагается, что приводит к выбросу токсических веществ в окружение, то есть в почву и воздух. А уже через нее вредные составляющие попадают в грунтовые воды, а потом и в водохранилища, откуда жидкость идет в наши дома. Да, на свалках элементы питания подвергаются процедуре сжигания, однако дым, содержащий диоксины, в этом случае никуда не пропадает, он попадает в воздух. Весь растительный и животный мир поглощает этот дым, а через них яд попадает в человеческий организм. Все яды, попадающие в тело человека, способны вызвать тяжелые онкологические заболевания: патологии мозга и центральной нервной системы, опухоли, деформация системы дыхания, заболевания почек и мочеполовой системы. Стоит отметить тот факт, что с момента активного использования литиевых батарей количество заболеваний в области онкологии увеличилось практически в два раза по результатам 2010 года. Сложно сказать, совпадение это или нет, но факт остается фактом. Вывод из вышеописанного таков: батарейки нельзя выбрасывать на свалки для бытовых отходов. Не знаете, что делать с отслужившими источниками питания: их нужно сдать в пункт приема батареек, откуда они больше никогда не попадут во внешнюю среду.

Устройство элемента питания

                           Глава 2.Экспериментальная часть.

    Взглянув на обычную пальчиковую батарейку, вы практически всегда увидите на ней этот знак: 

Это означает: «Не выбрасывать, необходимо сдать в спецпункт утилизации».

И этот знак на батарейке стоит неспроста!

Подсчитано, что одна пальчиковая батарейка, беспечно выброшенная в мусорное ведро, может загрязнить тяжёлыми металлами 400 литров воды или около 20 квадратных метров земли. 400 литров –это 80 бутылок по 5 литров –этой воды хватит семье из 4 человек на 2 года, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей! 

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. 

2.1. 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. В первой банке – разобранная батарейка для контроля. Во второй - целая батарейка, а в третьей - чистая вода.  Мы плотно закрыли все 3 банки и оставили для наблюдения. Через 7 дней заметили, что в первой  банке вода помутнела, во второй – стала ржавая, а в третьей вода осталась чистая.

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

Эксперимент 2. Влияние загрязненной воды на растения.

Во втором эксперименте мы решили проверить влияние загрязненной воды на растения. Взяли три гвоздики и поставили в экспериментальные банки с водой. Через три дня стало заметно, что лепестки цветов, стоящих в банках 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.

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

Вывод: Наша гипотеза подтвердилась. Основываясь на научную литературу, используя свои собственные наблюдения, опыт, можно утверждать, что выбрасываемые батарейки в мусорные баки, опасны для человека и окружающей среды.

2.2. Утилизация батареек в городе Уфе.

Что мы можем сделать, чтобы привлечь внимание к данной проблеме детей города Уфы и жителей нашего района.

Чем мы можем помочь экологии?

Мы провели анкетирование учеников 4 – х классов нашей школы (52 человека) и выяснили, что за год в каждой семье, приблизительно, выходят из строя- 15-20  батареек.

На вопрос, можно ли, батарейки выкидывать в мусор, 40 респондентов ответили, что выбрасывать нельзя, 12 считают, что можно.

На вопрос, сколько, в среднем, батареек выбрасывается в вашей семье в год? 67% опрашиваемых выбрасывает до 10 шт. в год, 25% - от 10 до 20 шт. в год, свыше 20 шт. – 8 %.

Мы выяснили, что многие не знают куда нужно сдавать батарейки.

В городе Уфе батарейки на утилизацию можно сдать по следующим адресам:

1. Все магазины ИКЕА в России, начиная с 2014 года, возобновили прием на утилизацию батареек и энергосберегающих ламп.

Как правило, специальные контейнеры для использованных батареек и ламп расположены в зоне погрузки у выхода из магазина.

  2.Агентство недвижимости "САН" г. Уфа, ул. Ленина, д. 104

 3. Центральная городская библиотека Юношеский отдел

Адрес: г.Уфа, ул.Калинина, д.11

4. Магазин "Электроника" Адрес: Уфа, Проспект Октября, 108

5. "И-МНЕ" (интернет - магазин) Адрес: ул.ЗОРГЕ 76  

6. Офис ООО «НАПТОН» Адрес: ул. К. Маркса, д. 37, корп. 3, оф. 206, 207, (2 этаж) 

Мы выяснили, что процесс утилизации предусматривает 100% переработку: батарейку физически разделяют на металлический кожух и внутреннее наполнение. Внутренности же делятся на углерод, жидкие и твёрдые фракции, затем методом электролиза последовательно выкристаллизовывают тяжелые металлы.

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. А в Европе во всех супермаркетах стоят контейнеры для использованных батареек. Лидером является Бельгия, в которой до 50% элементов питания направляется на переработку. В городах США и Канады во многих присутственных местах установлены контейнеры для батареек. Ввести такую практику хотят и в России.

Первая в России линия переработки батареек запущена в Челябинске компания «Мегаполисресурс, сюда будут привозить отработанные элементы питания со всей страны.  Вещества, извлекаемые из батареек при переработке (графит, соли цинка и марганца), в дальнейшем могут быть использованы как для создания новых батареек, так и в других отраслях, в частности, в фармацевтике. 

Параллельно мы проводили следующую работу:

Выступление на классном часу среди учащихся нашей школы на тему: «Батарейки. Польза и вред».

Конкурс рисунков.

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 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.

В связи свыше сказанным мы предлагаем жителям нашего города:

1. Выбирать технику, которая не требует использования батареек, т. е. работает от ручного завода, от сети или с использованием световой энергии.

2. Использовать перезаряжающиеся аккумуляторные батарейки.

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

4. Стараться не выбрасывать батарейки вместе с остальным мусором, использовать специальные ёмкости или сдавать их в специальные пункты сбора. Можно собирать батарейки в пластиковые бутылки или обычные полиэтиленовые пакеты.

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

Во всём мире отработанные батарейки собирают и утилизируют отдельно от бытового мусора. Давайте же и мы поступать так же! 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!

Список использованной литературы

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

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

3.Зубков. Б. В «Энциклопедический словарь юного техника», М: Педагогика,1988г.

Материалы интернет-ресурсов:

1.crazymama.ru/childfaq_answer_list.php…

2.www.greenpatrol.ru/biblio/bibliounit/…

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

Приложение № 1

                                                Анкета.

1. Выбрасываете ли вы батарейки в мусорное водро?

2. Сколько батареек в год использует ваша семья (в среднем)?

3. Знаете ли вы, что батарейки наносят вред окружающей среде?

4. Как нужно утилизировать батарейки?

Приложение № 2

Результаты анкетирования