Вред и польза батарейки

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа с. Киселёвка

Ульчского муниципального района Хабаровского края

 

Исследовательский проект

«Вред и польза батареек»

Авторы проекта: Алисеевич Мария, 7 класс Шалабодина Елизавета 7 класс Руководитель: Ганусова Екатерина Андреевна, учитель географии

с.Киселёвка. 2022 год

Содержание проектной работы.

1.     1. Введение............................................................................................................	2
2.     2. Теоретическая часть ……………………………………………….……...…	4
2.1. История создания батареек …………………………………………....	4
2.2. Типы и виды батареек…………………………………………...……	5
2.3. Влияние использованных батареек на окружающую среду и здоровье человека. ……….……....……………………………………………………….	6
2.4. Утилизация батареек. ……………………………………………………...	8
3. Практическая часть ……………………………….……...……….…………	11
3.1. Экспериментальная часть….….………	11
3.2. Результаты анкетирования ……………….................................................. 4.Экологическая акция «Сдай батарейку - спаси себя и планету!»	14 16
5. Заключение ……………………….………………………………….………	19
6. Список литературы …………………….……………………………………	20

Приложения

Приложение 1.Вопросы анкеты.

Приложение 2. Буклет: «Батарейки, сдавайтесь!»

Приложение 3.Объявление о сборе батареек.

Приложение 4.Видеоролик «Польза и вред батареек».

Приложение 5. Презинтация: «Вред и утилизация батареек».

1.     Введение.

     Экологические проблемы стали угрожающими. Человек постоянно с ними сталкивается, и человеку нужно решать проблемы утилизации мусора, твердых бытовых отходов, а теперь вот и проблему утилизации гальванических элементов, наносящих природе непоправимый ущерб. Академик В. И. Вернадский утверждал, что человеческая деятельность превратилась в мощную преобразующую силу, сопоставимую с геологическими процессами.

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

Актуальность темы данной работы обусловлена влиянием химических веществ, содержащихся в батарейке, и влиянием на окружающую среду и здоровье человека.

Проблема. Жизнь человека постоянно находится в движении. Огромное количество современных изобретений нуждается в автономных источниках энергии – аккумуляторах и батарейках. Рано или поздно каждая батарейка перестаёт работать и её нужно выбрасывать. Тогда возникает вопрос: Есть ли опасность от использованных батареек?

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

Цель проекта: выявить влияния использованных батареек на окружающую среду и здоровье человека.

Задачи проекта:

1)    Изучить устройство, химический состав и принцип действия батареек, как источников электрического тока.

2)    Провести исследования, позволяющие выявить опасность использованных батареек и неправильной утилизации в быту.

3)    Выяснить осведомлённость обучающихся о влиянии использованных батареек на окружающую среду и здоровье человека.

4)    Установить наличие пунктов приема отработанных батареек в Хабаровском крае и провести акцию по сбору использованных батареек.

5)    Выпустить буклет: «Батарейки, сдавайтесь!» и видеоролик «Польза и вред батареек».

Объект исследования: использованная пальчиковая  батарейка.

Предмет исследования: утилизация батареек.

Новизна данной работы в том, что в процессе проведения исследования  решаются задачи не только обучения   детей безопасному  экологическому поведению, но и вопросы их воспитания.

Практическая значимость: заключается в возможности использования полученных нами сведений для того, чтобы научить других ребят правильно утилизировать использованные батарейки и сформировать хорошую экологическую привычку.

2. Теоретическая часть

2.1. История создания батареек.

История создания батарейки берет начало в конце 17 века. Идея по изобретению переносного источника энергии принадлежит ученому Гальвани. Итальянец изучал реакции животных на различные воздействия. В одном из экспериментов ученый пришел к выводу, что два вида металла присоединенные в лапе лягушки проводят ток. Обосновать свой опыт Гальвани не смог, но история создания гальванического элемента навсегда закрепилась за итальянским биологом.

          Наработки Луиджи Гальвани пригодились итальянскому физику Вольту.

Ученый объяснил, что электрический ток между металлами возникает благодаря химической реакции. В доказательство Вольт поместил в колбу с соляным раствором медную и цинковую пластины, разграничив их картонными листами. Так был сформулирован принцип действия современных автономных источников питания.

В батареи есть три составляющие: два электрода (анод и катод) и между ними электролит. Электрический ток возникает в процессе кислотно-восстановительной реакции двух электродов.
На этом история батарейки не закончилась. В середине 19 века французский ученый Плантэ, ссылаясь на научные исследования Вольта, решил использовать в своем эксперименте пару свинцовых пластин, опущенных в неконцентрированный раствор серной кислоты. Открытием данного опыта стала первая батарея, которая требует заряда от источника постоянного тока.

Кто изобрел первую батарейку, похожую на современные аналоги? Изобретателем сухого элемента называют Жоржа Лекланше. В 1868 году для опытов в качестве электролита ученый использовал соляной раствор, а цинк с марганцем выступали электродами. Ученый-химик дал науке ценные знания, которые помогли в дальнейшем создать «сухой» источник питания. Через 20 лет немец Карл Гасснер продолжил изучение Лекланше, но вместо марганца

применил углерод. Такой состав схож с привычными батарейками современности. Земляка поддержал еще один немец Пауль Шмидт – родоначальник карманного фонарика и окончательный изобретатель батареек.

К концу 19 столетия в 1896 году свет увидела первая батарейка сухого типа с углеродом марки Columbia. Американская компания, выпустившая уникальный на то время продукт, в дальнейшем называлась Eveready BatteryCompany. В наши дни – это известный на весь мир бренд Energizer. Спустя почти столетие, в 1992 году компания Energizer показала миру литиевыебатарейки, по долговечности не имеющая равных, предназначена для высокотехнологичного оборудования.

2.2. . Типы и виды батареек.

         Из справочника мыузнали, что батарейки по типу электролита делятся на: -солевые:

-угольно-цинковые-самые дешёвые, массового производства;

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

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

-ртутные - поддерживают постоянное напряжение, обладают высокой энергоёмкостью;

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

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

Виды батареек

·         Батарейки типа АААА (длинные и очень тонкие);

·         «Мизинчиковые» или ААА (средней толщины и короткие);

·         «Пальчиковые» или АА (средней толщины и длинные);

·         «Дюймовочка» или С (большой толщины и средней длины);

·         «Бочка» или D (большой толщины и длины) размера LR20;

·         PP33 или «Крона» - прямоугольная батарейка с разъемами с одной стороны;

·         CR2430 – батарейка «таблетка» для питания очень компактных гаджетов.

2.3.  Влияние использованных батареек на окружающую среду и здоровье человека.

   Вред батареек для окружающей среды.

 Ученые утверждают, один элемент питания загрязняет 20 квадратных метров земли. Такое воздействие на окружающую среду осуществляется посредством тяжелых металлов. Кроме почвы подобный гальванический элемент может испортить до 400 литров воды. Подобный ущерб природе гальванические цилиндры наносят ежемесячно.

Отравленная почва не позволяет растениям жить и обогащать нашу планету кислородам. Она становится бесплодной. Подобный урон земле приходится ликвидировать десятилетиями. Соли тяжелых металлов проникают в почву, дальше часть из них просачивается в грунтовые воды. Они несут всю химию прямо в реки.

В момент сжигания, источники электроэнергии наносят еще один ущерб. Они выделяют ядовитые вещества, которые поступают в облака. Ну а дальше эти химикаты выпадают в виде осадков, и происходит загрязнение. Вред экологии наноситься колоссальный. Вся флора и фауна от подобного воздействия сильно страдает.

В гальванических элементах имеется свинец. При разложении стаканчика аккумуляторного элемента он выделяется в воздух. И опять же ущерб получает все живое вокруг.

Вред батареек для человека.

Элементы питания включают в себя опасные вещества, магний, ртуть, олово, свинец, никель, цинк, кадмий, которые способны аккумулироваться в организме вызывая болезни.

Вред для человека заключается в том, что свинец, содержащийся в аккумуляторном элементе, повреждает мочеполовую систему (почки). Так же страдают кости и нервная ткань. Иногда гибнут клетки крови эритроциты. Кадмий выводит из строя легкие и наносит некоторый ущерб почкам.

Такой тяжелый металл как ртуть поражает буквально каждый орган. Она разрушает дыхательную систему, проникает и губит опять же почки и нервную систему. Так же под действием ртути нарушается пищеварение.

Цинк с никелем ведут к мозговым нарушениям и разрушают поджелудочную железу. Кроме этого их воздействие способно повредить кишечник. А от этого страдает весь наш организм.

В гальваническом элементе содержится щелочь, которая вредна для здоровья человека. Она оказывает негативное воздействие на кожу и слизистые оболочки организма.

Выброшенная в мусорное ведро батарея это мина отложенного действия. Как только стаканчик начнет разлагаться, мир получит новую порцию яда.

Цилиндрический источник электричества может нанести не поправимый вред здоровью и вызвать как онкологические заболевания, так и расстройство репродуктивной функции. Изначально трудно заметить какие-либо изменения. Но стечением времени мелкие источники питания могут дать о себе знать. Ведь они способны накапливаться в организме. Поэтому выброшенные в мусорное ведро источники энергии не к чему хорошему не приведет.

Маленькие дети могут проглотить гальванический элемент и нанести себе ущерб.

Батареи могут взрываться и приносить не малый ущерб.

Неправильное использование в случае замыкания чревато ожогами.

   2.4. Утилизация батареек.

      Каждый год в мире выбрасываются более 15 миллиардов батареек. Если построить из них колонну, её длина составит расстояние от Земли до Луны, и обратно.  Батарейки  нельзя утилизировать вместе с другими бытовыми отходами по следующим причинам:

ü содержащихся внутри  батареек металлы токсичны;

ü  отдельных видов батареек способны к самовзрыванию;

ü при механическом повреждении элементов питания  происходит утечка опасных веществ;

ü при сжигании  батарейки, токсичные материалы, содержащиеся в ней, попадут в атмосферу.

         Что же делать с отработавшими свой срок батарейками?

         По правилам батарейки нужно перерабатывать на специальных заводах.      Переработка батареек – это процесс восстановления и использования материалов, из которых сделаны батарейки, процесс извлечения металлов батареек и их повторного включения в производство новых батареек или других продуктов. Заключительная цель этого процесса состоит в том, чтобы сэкономить электроэнергию и сырье, уменьшить объем производства. Но проблема в том, что переработка стоит дороже, чем последующая продажа полученного сырья.

Тем не менее, от переработки батареек мы извлекаем пользу: создаем лучшую окружающую среду для нас.

В Европе, переработка батареек производится, для того чтобы:

ü Защитить окружающую среду и улучшить качество жизни человека;

ü Уменьшить объем участков земли используемых для закапывания мусора;

ü Уменьшить объём сырья для производства батареек;

ü Уменьшить объём используемой электроэнергии;

ü Создать новые рабочие места.

         Вопрос об утилизации батареек по-разному решается в разных странах мира. Так, в Японии батарейки старательно собирают и хранят до тех времен, когда будет изобретена оптимальная перерабатывающая технология.

         Переработка батареек в странах Европейского Союза является обязательной. С 26 сентября 2008 года все батарейки, аккумуляторы и их упаковка должны быть маркированы специальным символом (перечеркнутый мусорный ящик на колесиках) – на самой батарейке или же на упаковке, в зависимости от размера.

         В России заводов по переработке использованных батареек пока нет. Есть  только соответствующая линия на  заводе «Мегаполисресурс» в Челябинске. Батарейки – это единственный вид бытовых отходов, который никак не перерабатывается в России. В развитых странах процесс сбора использованных батареек от населения и последующей утилизации хорошо налажен. Остаётся надеяться, что они со временем появятся и в нашей стране. А пока в нашей стране вводится практика сбора отработанных батареек в крупных супермаркетах, таких как  любой магазин Икеа, МГУП "Промотходы", магазин «И - МНЕ», сеть магазинов «Media Markt». Все собранные батарейки и аккумуляторы отправляются на переработку на единственное в стране предприятие, где есть соответствующая линия, — завод «Мегаполисресурс» в Челябинске. В Ангарске этим занимаются в клинике ФГБНУ Восточно – Сибирский институт медико – экологических исследований. Затем старые аккумуляторы и батарейки свозят на полигоны, где производится их захоронение. Такая мера не решает всех экологических проблем, но хотя бы надёжно изолирует окружающую среду от токсичных отходов. Поэтому всё, что мы можем сделать, защищая окружающую среду, - это проследить, чтобы использованные элементы питания не попадали в мусоропровод, а оттуда на свалку. Нельзя допускать, чтобы они валялись на улицах, газонах, в парках и т.д. Использованные батарейки нельзя  хранить дома, выбрасывать, а тем более отдавать детям.

       И все же, если говорить о проблеме утилизации использованных гальванических элементов, стоит заметить, что она не решится без активного вмешательства государства. Остается надеяться на то, что сознательность нашего общества возрастет, и лет через 5-10 мы сможем эффективно решить эту проблему. Ведь о том, в каком экологическом состоянии мы оставим планету для наших потомков, нужно думать уже сейчас!

   Каждый из нас может внести свой посильный вклад в дело уменьшения вреда, наносимого старыми батарейками окружающей среде -  сдавать их в пункты приёма. В декабре 2013 года сеть гипермаркетов Media Markt запустила первую в России программу по сбору батареек. Сегодня авторизованная сеть приёма использованных элементов питания объединяет 66 магазинов Media Markt в 30 городах России. За первые полгода в рамках программы удалось собрать более 7 тонн батареек.  В Хабаровске пункты приёма батареек расположены практически в каждой части города, поэтому все небезразличные горожане могут принести на утилизацию использованные источники питания. В городе Комсомольске- на Амуре использованные источники питания можно сдать в магазинах электротехники, в некоторых торговых центрах.

3.     Практическая часть

3.1. Экспериментальная часть.

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

Исследование № 1

Тема: влияние гальванического элемента на комнатное растение.

Цель: исследование влияние состава гальванического элемента на комнатное растение.

Оборудование:

ü Стаканы с водой (3 штуки)

ü Батарейки (3 штуки)

ü Комнатное растение (3 штуки)

Ход исследования:

В первый стакан с водопроводной водой ставим веточку комнатного растения. Во второй стакан с водопроводной водой, кладём целую батарейку и так же ставим нашу веточку. В третий скан с водопроводной водой  мы уже кладём на пополам разрезанную батарейку, и ставим веточку нашего растения. Поставили все стаканы на поднос. (Рис.1) И стали наблюдать. (Рис.2)

	Рис.1		Рис.2

 

 Спустя 3 дня особо ничего не изменилось, только усилился налёт в стакане, где была разрезанная батарейка. Где была просто вода, появилось много минеральных пузырьков.(Рис. 3)

Спустя ещё  4 дня встакане, в котором находилась  целая батарейка, на батарейке появился налёт в видержавчины (выделение меди). Растение повяло.

В стакане, где разрезанная батарейка, появился налёт не только  на дне, но и на

поверхности воды и на листочках комнатного растения. В стакане, где просто находилась вода, вода испарилась,и растение немного проросло. (Рис.4)

Рис.3                                                                  Рис.4

За время нашего эксперимента, ни одно растение с батарейками не погибло, но и не дало новых побегов в отличие от растения без батарейки. Растения с батарейками повяли,и цвет листочков стал более темным. На всех листочках присутствовал белый налёт.

После того как испарилась вся вода на дне в стаканах остался налёт. В стакане без батарейки образовался светло - белый налёт. В стакане с целой батарейкой образовалась ржавчина (выделилась медь). В стакане с разрезанной батарейкой образовался медно-цинковый налёт. (Рис.5,6,7)

Вывод: за время нашего эксперимента было установлено, что токсичные соединения, входящие в состав батарейки, оказывают пагубное влияние на рост и развитие растений.

Рис. 5Рис.6Рис.7

Исследование № 2.

Тема: влияние гальванического элемента на состав воды.

Цель: исследование влияние состава гальванического элемента на состав воды.

ü Стаканы с водой (3 штуки)

ü Батарейки (2 штуки)

ü Лакмусовая (индикаторная) бумага

Ход исследования:

Мы взяли две  батарейки. Одну разрезали пополам и положили в стакан, а другую положили целиком в стакан с водой. Третий стакан с простой водопроводной водой. (Рис.8)

                                                                        Рис.8

Спустя 2 недели мы определили рН воды с помощью индикаторной бумаги, где находились батарейки.

В стакане с целой батарейкой, индикатор показал, что pH воды= 9,0 .В стакане с разрезанной батарейкой рН = 10.В стакане с водой рН=8,0.

Вывод: нормой рН воды считается 7,0.Мы видим, что во всех случаях рН воды выше нормы. В банке, где находится разрезанный элемент процесс повышения кислотности уровня воды будет проходить быстрее, так как в состав батареек входит щёлочь.

   Исследование № 3.

              3.2. Анкетирование одноклассников и педагогов. (Приложение№1)

Тема: изучение информированности школьников и сотрудников школы о вреде отработанных батареек.

Цель: исследование изучение информированности школьников и сотрудников школы о вреде отработанных батареек.

Мы провели анкетирование среди учеников и учителей. На вопрос, какие виды батареек вы знаете. Более 50% опрошенных знают пальчиковые и мизинчиковые виды батареек. Меньше всего знают солнечные батарейки 5%, не знаю, ответили 30% опрошенных. (Рис.9,10).

Рис.9                                                                          Рис.10

На второй вопрос кто первый создал батарейку. 65% опрошенных знают, кто первый создал батарейку. 5%  опрошенных не знают. (Рис.11)

Рис. 11

 Третий вопрос знаете ли вы что входит в состав батарейки. 75% не знают, что входит в состав батарейки. Только 25% опрошенных знают, что входит в состав батарейки. (Рис.12).

Рис. 12 

В четвёртом вопросе мы спросили, куда вы выбрасываете использованные батарейки. 81% опрошенных выкидывают их вместе с другим мусором, и только 19% относит в пункт сбора. (Рис.13).

Рис.13

На вопрос как вы думаете, наносят ли вред батарейки 90% ответили, да, и только 10% нет. (Рис.14).

Рис.14

Выводы:

1.     Более 50%  опрошенных  респондентов знают пальчиковые и мизинчиковые виды батареек;

2.     65% опрошенных, знают,что первую батарейку создал Алессандро Вольт;

3.     75% респондентов знают из чего состоят батарейки;

4.     81% опрошенных респондентов выбрасывают использованные батарейки в мусор;

5.     90%, школьников и учителей знают о вреде неправильной утилизации отработанных батареек для окружающей среды и здоровья человека.

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

В рамках экологической акции «Сдай батарейку - спаси себя и планету!»(Рис.15и 16)  мы организовали, пункт по сбору использованных батареек в школе для освещения значимости проводимой экологической акции  мы оформили и, раздали буклеты(Приложение№2), повещали объявления, (Приложение№3) а также выпустили видео ролик: «Польза и вред батареек». (Приложение№4).

Рис.15                                                                          Рис.16

С учащимися  школы мы  провели  беседу о вреде и утилизации   батареек, выброшенных на свалку, о необходимости их специальной утилизации. (Рис.17.18) .(Приложение№5).

Рис.17                                                                           Рис.18

 По итогам экологической акции собрано использованных  батареек в количестве 350 шт.  Таким образом,  нам удалось уберечь от загрязнения тяжелыми металлами 7000л. воды, 14000 кв. м почвы и сохранить пригодные условия для жизни 1100 деревьев. (Рис.19,20).

Рис.19                                                                     Рис.20

По результатам всех исследований можно сделать выводы:

1.     Батарейки оказывают вредное воздействие на окружающую среду;

2.     Большая часть жителей выбрасывают батарейки в мусорные мешки;

3.     Если пункты сбора использованных батареек будут находиться в шаговой доступности, то батарейки будут сдавать многие жители.

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

5. Заключение.

 Планета, отравленная отходами человеческой деятельности, –  один из возможных сценариев её гибели. Но выбор пути, по которому последует человеческая цивилизация, пока еще остается за нами. Важно лишь успеть сделать его вовремя.

На основе проведенного исследования мы предлагаем:

·        Начинайте  собирать батарейки у себя дома (в пластиковых контейнерах), а затем сдавать их;

·        Старайтесь выбирать технику, которая не требует использование батареек, т. е. работает от ручного завода, от сети или с использованием световой энергии;

·         Используйте перезаряжающиеся аккумуляторные батарейки;

·         Покупайте батарейки с маркировкой «без кадмия», «без ртути»;

·         Не выбрасывайте батарейки вместе с остальным мусором, используйте специальные ёмкости или сдавайте их в специальные пункты сбора. Если пунктов сбора  нет, можно собирать батарейки в пластиковые бутылки или обычные полиэтиленовые пакеты;

·         Рационально используйте заряд батареек, чтобы продлить их срок службы.

6. Список литературы.

1.       Гринин А.С. промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка,/ Челябинск: изд-во « Мир», 2002г. с. 49.

2.       Константинов В.М. Экологические основы природопользования: учебник для учреждений сред. проф. образования/ В. М. Константинов, Ю. Б. Челидзе.– 14-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 240 с.

3.       Константинов В.М. Охрана природы: высшее образование изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 240 с.

4.       Перышкин А.В. Учебник по физике за 8 класс.; учебник для общеобразоват. учреждений – М.: Дрофа, 2010. – 206с.

5.       Энциклопедия для детей: Т.14: Техника (под ред. Аксеновой М.Д.)Издательство: мир энциклопедий  Аванта+, 1999 г., 688с.

6.       Энциклопедия для детей: Т.17: Химия, Издательство: мир энциклопедий  Аванта+, 1999 г., 640с.

7.       http://www.metod-kopilka.ru/proektno__issledovatelskaya_rabota-32289.htm

8.       http://kak.znate.ru/docs/index-49637.html

9.       http://project.1september.ru/works/605617

10.   http://techadviser.ru/batteries-and-accumulators/kak-vybrat-batarejku/

Приложение№1

Анкета

 1)Какие виды батареек вы знаете?_____________                                                   2)Кто первый создал батарейку?

А) Алессандро Вольт

Б) Оскард Уальд

В) А.П. Чехов

Г) не знаю

3)  Знаете ли вы, что входит в состав батарейки?

А) да

Б) нет

4) Куда вы выбрасываете негодные батарейки?

А) вмести с другим мусором

Б) отношу в пункт сбора

5) Как вы думаете наносят ли вред батарейки?

А) да

Б) нет

Приложение№2

\

Приложение№3

     Приложение №4

Видеоролик можно посмотреть по ссылке

https://vk.com/video702236896_456239017