Исследовательский проект по биологии на тему Батарейки. Польза и вред

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА АСТРАХАНИ
«Средняя общеобразовательная школа №48»










Исследовательская работа
«Батарейки. Польза и вред»














Выполнил:
ученик 5 «Б» класса
Спирин Виктор
Руководитель:
Бидалиева Р.К.








АСТРАХАНЬ-2015

Содержание


Введение
Глава 1 Обзор литературы.6
Глава 2. Экспериментальная часть..10
Заключение
Литература
Приложение
































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 Мало кто знает, насколько силен эффект от этих маленьких вещиц на окружающую среду и здоровье человека.
Актуальность данного исследования обусловлена повышенным вниманием влияния человека на окружающую среду. 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 (из батарейки, выброшенной в мусоропровод) с кипячением не исчезают.
Кроме того, актуальность обусловлена недостаточным информированием населения о действиях по сбору и утилизации отработанных батареек.
Объектом исследования выступает пальчиковая батарейка.
Гипотеза: пальчиковая батарейка являются источником загрязнения окружающей среды.
Цель работы: изучение влияния пальчиковой батарейки на окружающую среду.
Задачи исследования:
1. Изучить классификацию и состав батареек.
2. Изучить литературу и материалы интернет ресурсов по теме исследовательской работы.
3. Описать влияние батареек на окружающую среду.
4.Систематизировать полученные материалы.
5.Провести опыты с батарейкой с целью проверки гипотезы.
6. Изучить мнение участников образовательного процесса по вопросу утилизации батареек.
Материал был собран , обработан, систематизирован с помощью следующих методов: анализ литературных источников, данных интернет-сайтов; анкетирование участников образовательных отношений (педагогов, обучающихся, родителей); наблюдение; эксперимент.
Научная новизна определена тем обстоятельством, что в исследовании рассмотрены вопросы, которые недостаточно изучены, требуют дальнейшего изучения.
Практическая ценность данной работы в том, что положения данной работы могут быть полезны в обществе.
План исследования.
Изучить литературные источники и интернет-ресурсы по следующим вопросам:
Классификация батареек.
Состав батареек.
Использование батареек в бытовых условиях.
Утилизация батареек.
Проведение опыта по влиянию батареек на окружающую среду.
Обсуждение проблемы с классами.
Анкетирование учителей, учащихся, родителей.
Сбор использованных батареек с целью правильной утилизации.
Глава 1. Обзор литературы.
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.
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. 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?Мы расскажем 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. Такой беспорядок в природе долго существовать не может. Электроны отправляются на поиски положительных ионов. Но через раствор-то они пройти не могут, у них один путь - через провода, через моторчик, покрутив колёса, электроны попадают на другой цилиндрик батарейки. А второй цилиндрик батарейки сделан из другого вещества. Это такое вещество (например, соединение марганца с кислородом), которое охотно выхватывает ионы из раствора, и с помощью электронов, пришедших по проводам, образует с ними какое-то новое вещество, соединяя электроны с ионами и со своими атомами.
Вот так и поддерживается электрический ток. Один цилиндрик батарейки отдаёт положительные ионы в раствор, а электроны в провода, а другой хватает ионы из раствора, а электроны из проводов и соединяет их в новое вещество. И по мере работы батарейки портятся оба цилиндрика и раствор между ними. А когда окончательно испортятся, то и говорят, что батарейка "села".
Самое сложное в создании батареек - это подобрать материал для цилиндриков и раствора между ними. Обычно это редкие металлы. Поэтому во многих странах "севшие" батарейки не выкидывают в общий мусор, а собирают и на специальных заводах восстанавливают материалы, из которых они были сделаны, чтобы использовать их ещё раз.






Устройство элемента питания
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]















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 около 20 квадратных метров земли, 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. 
Вместе с учителем биологии мы провели следующий опыт «Влияние воды на батарейку». Поместим батарейку в водный раствор. В результате наблюдаем потемнение, затем ржавление. В этом случае происходит образование солей тяжелых металлов. Аналогично соли могут образовываться в природе, что ведет к попадению их в почву и грунтовые воды.
Данный опыт прост и максимально приближен к реальным условиям. Когда батарейки просто выбрашенны и валяются на свалках, соответственно они подвержены влиянию различных осадков
В результате проведенного опыта приходим к следующим выводам:
Батарейки содержат различные тяжелые металлы, которые даже в небольших количествах могут причинить вред здоровью человека. Это цинк, марганец, кадмий, никель, ртуть и др. После выбрасывания батарейки коррозируют (их металлическое покрытие разрушается), и тяжелые металлы попадают в почву и грунтовые воды. Из грунтовых вод эти металлы могут попасть в реки и озера или в артезианские воды, используемые для питьевого водоснабжения. Один из самых опасных металлов, ртуть, может попасть в организм человека как непосредственно из воды, так и при употреблении в пищу продуктов, приготовленных из отравленных растений или животных, поскольку этот металл имеет свойство накапливаться в тканях живых организмов.   
Чем опасны тяжелые металлы, находящиеся в батарейках? 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, а также вызывает дерматиты. 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. 
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.




Какие новые проблемы и задачи появились в ходе работы?
Что мы можем сделать, чтобы привлечь внимание к данной проблеме учащихся МБОУ г. Астрахани «СОШ № 48» и жителей нашего района.
Чем мы можем помочь экологии?
Мы провели анкетирование участников образовательных отношений (280 человек) и выяснили, что за год в каждой семье, приблизительно, выходят из строя- 8-10 батареек .
На вопрос, можно ли, батарейки выкидывать в мусор, 62% респондентов ответили, что выбрасывать нельзя и только 38% считают, что можно.
На вопрос, сколько, в среднем, батареек выбрасывается в вашей семье в год? 61% опрашиваемых выбрасывает до 10 шт. в год, 30% - от 10 до 20 шт. в год, свыше 20 шт. – 9 %.
На вопрос, будете ли вы сдавать батарейки, если в школе установят специальный контейнер? 82% респондентов ответили, что будут сдавать, 12 % - будут выкидывать.
Если бы в г. Астрахани существовал пункт по сбору отработанных батареек, вы бы им воспользовались? Ответ «да» мы получили от 80% опрошенных, 20% - ответили, что воспользовались бы пунктом, если бы он был в непосредственной близости от дома.
Снова задав вопрос родителям, педагогам и учащимся, о том, знают ли они, что в перечисленных пунктах принимают батарейки, выработавшие свой ресурс, мы получили 100% - отрицательный ответ. 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. Мы узнали, что магазины Икеа принимают использованные батарейки. Но в нашем городе нет таких магазинов, нет больших контейнеров для сбора этих батареек. Мы предлагаем закупоривать пальчиковые батарейки в маленькие пластмассовые бутылки из под соков, шампуней, контейнеров из под Киндер-сюрпризов и т.д. Подойдет любая тара, которую можно плотно закрыть. Конечно, такую масштабную проблему невозможно решить без помощи государства, но и ничего не делать тоже невозможно. Первая в России линия переработки батареек запущена в Челябинске компания "Мегаполисресурс", сюда будут привозить отработанные элементы питания со всей страны. "Мегаполисресурс" выступает партнером по проекту приема в московских магазинах сети Media Markt отработавших бытовых батареек и аккумуляторов, который стартовал осенью 2013 года, а с начала 2014 года инициатива распространится на всю Россию. 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. В рамках всероссийского проекта «Батарейки сдавайтесь» Астраханский заповедник провел акцию по сбору батареек в школах г. Астрахани. Наша школа не осталась в стороне и мы приняли в ней участие. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Параллельно мы начали проводить следующую работу:

Выступление на классных часах среди учащихся нашей школы на тему: «Батареки. Польза и вред»
Организовать сбор учащимися школы использованных батареек с целью правильной утилизации.
Обратиться к жителям нашего города через сайт школы и социальные сети с призывом не выбрасывать использованные батарейки
























Заключение
Мы люди, считаем себя самыми умными обитателями планеты, но посмотрите, что мы делаем? Дождевые черви рыхлят землю и обогащают её питательными веществами, а мы, люди - истощаем. Растения без устали извлекают из земли тяжёлые металлы, а мы их туда складываем. А основной источник тяжёлых металлов, ртути, свинца и кадмия, и щелочного металла лития - отработанные батарейки. Даже одна единственная пальчиковая батарейка заражает 20 квадратных метров земли! Так давайте помогать бескорыстным и трудолюбивым подземным жителям и растениям! Ведь в итоге вся отрава, которую мы беспечно отправили на помойку, возвращается к нам - с водой из-под крана, с дымом горящей свалки, с рыбой, выловленной в реках и озерах. Хотите пить чистую воду, дышать чистым воздухом? 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

Анкета «Использованная батарейка»

(Опрос педагогов, родителей, учащихся)


Можно ли, батарейки выкидывать в мусор?
да
нет


2. Сколько, в среднем, батареек выбрасывается в вашей семье в год?
Количество.

3. Будете ли вы сдавать батарейки, если в школе установят специальный контейнер?
да
нет













13PAGE 15


13PAGE 141515




Устройство элемента питания ProcellЗаголовок 1Заголовок 315