Почему нельзя выбрасывать батарейки?

Автор: Елена Юрьевна Косарева

Организация: МБОУ ''Школа № 63 ''

Населенный пункт: г.Рязань

Автор: Кочетова Ольга Валентиновна

Организация: МБОУ ''Школа '' 63''

Населенный пункт: Г.Рязань

1. Введение.

В наши дни широкое распространение получили батарейки. В нашем классе 33 ученика. У каждого нашлись предметы и игрушки, работающие на батарейках. Ведь это так удобно. Батарейки стали неотъемлемой частью нашей жизни.

Когда срок действия батарейки истекает, то возникает вопрос – что же с ней делать? Может выбросить в мусорное ведро?

По приблизительным подсчётам около 15 000 тонн батареек в России ежегодно отправляется на свалки [1].

Цель исследования: выяснить почему нельзя выбрасывать батарейки.

Задачи исследования:

- Определиться что такое батарейка

- Описать виды батареек

- Рассмотреть вред от батареек

- Выяснить что делать с отработанными батарейками

- Провести анкетирование и разработать рекомендации

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

Объект исследования: батарейка.

Предмет исследования: проблема утилизации батареек.

Методы исследования:

1. Изучение литературы и других источников информации
2. Опрос-анкетирование
3. Анализ результатов

Теоретическое значение: получение новых знаний о проблеме.

Практическое значение:

1) Использование школьниками для повышения образовательного уровня

2) Формирование безопасного экологического поведения

При изучении вопроса были рассмотрены различные источники литературы, ресурс интернет.

Нами была разработана анкета-опрос и проанализированы результаты.

 

2. Основная часть.

2.1. Что такое батарейка.

Батарейка — это слово плотно вошло в нашу повседневную жизнь. Повседневная жизнь не требует каких-то великих усилий для включения телевизора, калькулятора, для нормальной работы настенных часов, для работы компьютерной мыши и так далее. А все благодаря каким-то батарейкам, которые помогают упростить нашу жизнь, помогают сэкономить наше время. Это понимает каждый человек.

Самые первые прототипы батареек появились ещё в Месопотамии около 2000 лет назад. Состояла она в то время из глиняной вазы, медного и железного стержней, залитыми битумом. Назвали такой прототип «Багдадской батарейкой » в связи с местом, на котором были обнаружены.
Примерно в 1800 году итальянский физик Алессандро Вольта изобрёл батарейку, которой мы и по сей день продолжаем пользоваться. Кстати, кто не знает, что такое батарейка, так это источник питания, который вырабатывает электричество под действием химического процесса. То есть батарейка — это гальванический элемент, работающий на химической реакции.

Сегодня в магазинах можно увидеть большое количество батареек, они различны по некоторым принципам, но схема работы у них одна. У любой батарейки есть положительный полюс (анод–цинк Zn), отрицательный полюс (катод–марганец Mg) и электролит (может быть сухим, жидким), именно эти элементы и являются основными элементами батарейки.

2.2. Виды батареек.

Солевые батарейки. Их легко отличить по цене, ведь они являются самыми дешевыми. Являются усовершенствованными марганцево-цинковыми батарейками. Желательно применять в приборах с низким потреблением напряжения: часах, весах, пультах.

Алкалиновые батарейки появились в 1964 году, а выпустила их фирма «Дюраселл». Электролитом выступает щелочь – гидроксид калия (КОН), отсюда и название у данного элемента питания.

Ртутные батарейки. Не получили широкого распространения из-за высокой стоимости и повышенной токсичности. Ведь они могут протечь, а ртуть опасна для человека.

Серебряные батарейки. Работают по аналогии с ртутными аккумуляторами. Недостаток только один – очень высокая стоимость.

Литиевые батарейки. Появились сравнительно недавно. Обладают большим сроком службы и хранения, герметичны, работают в суровых условиях, их можно перезаряжать.

Типы батареек по размеру. Можно заметить, что размеры батареек тоже разные. По форме они бывают цилиндрическими и дисковыми. Первый вид более распространен.

 

2.3. Вред от батареек.

Все батарейки и аккумуляторы содержат тяжёлые металлы — кадмий, никель, цинк, марганец и другие, в зависимости от типа источника тока. Поскольку металлы являются главными составляющими электродов, их содержание в источниках тока достаточно велико — до 15–30 % [7]. Однако во время использования батареек и аккумуляторов тяжёлые металлы не способны нанести вред человеку и окружающей среде, поскольку находятся внутри надёжного герметичного корпуса. Воздействие отработанных источников тока на здоровье человека и окружающую среду зависит от способа обращения с ними. В тех случаях, когда батарейки и аккумуляторы выбрасываются вместе с бытовым мусором, они попадают на захоронение или сжигание.

2.3.1. Вред от батареек для окружающей среды.

1. Захоронение на полигонах и свалках.

В нашей стране практически весь мусор (до 95 %) направляется на захоронение на полигоны и свалки. Находясь в толще отходы, батарейки и аккумуляторы постепенно разрушаются. В первую очередь разрушению подвергается корпус. Этому способствует свалочный фильтрат — жидкость, образующаяся в теле свалки за счёт влажности отходов и атмосферных осадков. Как показали исследования [8], подобные условия приводят к вскрытию корпуса батарейки или аккумулятора уже через 6-7 недель. После этого фильтрат начинает растворять и вымывать содержащиеся в электродах тяжёлые металлы. Тяжёлые металлы попадают в фильтрат и из других компонентов отходов. В итоге их содержание в нём оказывается во много раз превышающим предельно допустимую концентрацию.

В результате миграции тяжёлых металлов в толще отходы часть их накапливается в теле свалки, а часть попадает в окружающую среду. При разложении отходов происходит накопление металлов в грунте.

Ряд работ [9] показывает накопление тяжёлых металлов на прилегающих к полигонам и свалкам территориях, а также их попадание в поверхностные и подземные воды. Процесс загрязнения окружающей среды в результате образования и движения фильтрата продолжается и после закрытия полигона (свалки). В целом, он длится несколько сотен лет, на протяжении всего жизненного цикла полигона. Поскольку длительность разложения источников тока может составлять как 1–2 года, так и сотню лет [10], в зависимости от меняющихся условий на полигоне (свалке), есть все основания полагать, что всё это время они являются источником загрязнения окружающей среды тяжёлыми металлами.

Важно отметить следующее. Несмотря на то, что доля батареек и аккумуляторов в общей массе мусора относительно невелика, именно они вносят значительный вклад в содержание тяжёлых металлов в нём.

Многие батарейки содержат тяжёлые металлы — кадмий, никель, марганец, цинк, ртуть. Внутри батарейки эти металлы связаны с другими элементами и являются частью сложных веществ. Когда батарейка попадает на свалку, её корпус постепенно разрушается, и всё содержимое оказывается снаружи. Корпус больше не может сдерживать опасные вещества, и они, вырвавшись на свободу, начинают взаимодействовать с другими оказавшимися поблизости

веществами.

Очень скоро они встречаются с растворами солей, кислот или щелочей и превращаются в вещества, которые могут легко растворяться в воде. Теперь, с такой суперспособностью, им очень легко «сбежать» со свалки, особенно во время дождя. Путешествуя таким образом, тяжёлые металлы рано или поздно попадают из окружающей среды в живые организмы.

Например, с током воды из почвы «злоумышленники» попадают через корни в растение и задерживаются в нём. Если такое растение станет пищей для животного или человека, то все тяжёлые металлы перейдут вместе с ним. Чем больше таких растений будет съедено, тем больше опасных веществ накопится в организме.

Организм животного и человека не может избавиться от тяжёлых металлов, не может превратить их в нетоксичные вещества и вывести. Поэтому, оказавшись в одном живом организме, тяжёлые металлы будут перемещаться дальше по пищевой цепочке. Например, если в озеро попала ртуть, то рыбы, обитающие в водоёме, станут её переносчиками. Если «поражённую» рыбу съест хищная рыба, то ртуть окажется в ней. Если рыбу поймает птица или человек, то вредное вещество перейдёт в них и продолжит свою разрушительную, убийственную для организма работу.

2. Сжигание на мусоросжигательных заводах.

Практика сжигания отходов также не решает проблему безопасной утилизации химических источников тока. Исследования [11] показали, что находящиеся в сжигаемом мусоре щелочные марганцево-цинковые батарейки повышают концентрации металлов в шлаке и летучей золе мусоросжигательных установок. Основная часть металлов концентрируется в шлаке, некоторая часть переносится с летучей золой в виде хлоридов и оксидов (особенно часто это оксид цинка, реже оксиды и хлориды марганца, железа и др.).

Кроме того, содержание тяжёлых металлов повышает опасность золы и шлака, что усложняет их дальнейшую переработку, ведь размещать их на полигонах и свалках нельзя из-за токсичности. При недостаточной эффективности газоочистки на мусоросжигательных заводах часть тяжёлых металлов будет присутствовать и в отходящих газах сжигания.

2.3.2. Вред от батареек для человека [2, 3, 4, 5].

Металлы, содержащиеся в батарейке, могут попасть в организм человека из воздуха через дыхательную систему или с водой и пищей через пищеварительную.

Из этих систем опасные элементы переходят в кровь и с её током распространяются в другие органы и ткани, попадая в их клетки. Тяжёлые металлы могут оказывать воздействие на обмен веществ, препятствовать образованию необходимых для нормальной работы организма ферментов и гормонов.

Действию того или иного металла обычно подвергаются определённые органы. Так, например, главные мишени свинца — это нервная система и костный мозг, в котором образуются клетки крови. Поэтому при отравлении свинцом у человека развивается анемия — кровяные клетки становятся слабыми и переносят мало кислорода.

В работе нервной системы из-за присутствия в организме свинца происходит очень много сбоев, так как изменяется химический состав веществ, необходимых для нормального прохождения нервных импульсов. Если в организме всё время много свинца, то это приводит к развитию умственной отсталости (энцефалопатии).

Также свинец может накапливаться в костной ткани, вытесняя из неё кальций.

Ртуть отличается широким спектром и большим разнообразием проявлений токсического действия в зависимости от свойств веществ, в виде которых она поступает в организм. Особенно сильно она поражает нервную и выделительную системы (почки); также её присутствие может выразиться в

развитии лёгочных болезней, нарушении формирования плода, неправильной работе половых органов, болезнях желудочно-кишечного тракта.

Ещё один чрезвычайно токсичный металл — кадмий. По механизму внедрения в организм он сходен с ртутью, но задерживается в органах намного дольше (период полувыведения — 30 лет). При отравлении им нарушается работа лёгких, печени, почек. Его присутствие отрицательно сказывается на состоянии костного мозга и трубчатых костей.

Литий — один из элементов, необходимых для нормальной работы организма. Нужное количество лития мы получаем из продуктов питания. Но если в организм попадает избыток лития, то возникают проблемы. Ионы лития нарушают транспорт ионов натрия в нервные и мышечные волокна, что приводит к непроизвольным сокращениям мышц, судорогам, повышению утомляемости, проблемам с памятью, нервным расстройствам и болезням. Цинк тоже является жизненно необходимым элементом. Тем не менее, его количество больше нормы, то организм становится уязвим для болезней органов дыхания и пищеварительной системы.

2.4. Утилизация отработанных батареек.

На сегодняшний день в России существует единственное предприятие, перерабатывающее батарейки. Это завод компании «Мегаполисресурс» в Челябинске [6]. Собирать батарейки по всей стране заводу помогают официальные партнёры — социально ответственные бизнес-компании в разных городах России. Они оплачивают транспортировку батареек в Челябинск и их переработку. Попав на завод, батарейки отправляются в специальное хранилище и накапливаются там, пока их количество не достигнет хотя бы 1 тонны. Как только батареек соберётся достаточно, будет запущен процесс переработки, который продлится 4 дня.

В первую очередь батарейки направятся из хранилища в цех механической обработки и попадут измельчитесь. Мощные ножи измельчителя, способные резать металл, превратят батарейки в крошку. Крошка отправится по движущейся ленте конвейера к магнитному сепаратору — устройству, которое с помощью вращающихся магнитов отделит от неё железо. Бывшие железные корпуса батареек передадут на металлургический завод, где они будут использованы для производства новых изделий.

Оставшаяся масса продолжит свой путь по конвейеру, пока не окажется в дробильной установке. Дробилка превратит батареечную крошку в однородный чёрный порошок.

На следующем этапе переработки в специальных реакторах с помощью химических процессов из порошка можно будет выделить ценные составляющие. Используя гидрометаллургические методы, порошок смешают с водой, а потом и с серной кислотой. Последовательно из раствора будут отфильтрованы продукты переработки — графит, сульфат марганца и сульфат цинка. Каждое полученное вещество пройдёт несколько этапов очистки. Специальные приборы атомно-абсорбционного анализа проверят чистоту компонентов, после чего вещества можно будет отправлять на другие предприятия, где они станут сырьём для производства различной продукции.

Добытый из батареек графит превратится в щётки электродвигателей и кондукторы троллейбусов. Соли цинка широко применяются в косметической промышленности и медицине и смогут стать составляющей зубного цемента, поливитаминов, крема для рук. Соли марганца используются для производства удобрений, в текстильной промышленности как компонент красителей, а также в органическом синтезе для получения различных соединений. И, конечно же, все полученные вещества можно будет использовать для производства новых батареек.

Вот так опасный отход и превращается в ценное сырьё. Вторичная переработка позволяет повторно использовать уже добытые материалы и значительно снижает вред, наносимый природе добывающей промышленностью. Собирая батарейки в специальные контейнеры, вы приносите двойную пользу — оберегаете окружающую среду от загрязнения и сохраняете природные ресурсы!

Сбор батареек в городе Рязани происходит в следующих местах: магазин «Арктика», ООО «Глобус», «Кухни-Спаркс» и др. [12]

В нашей школе ежегодно проходят акции по сбору отработанных батареек.

3. Практическая часть.

3.1. Анкетирование.

На этом этапе мы решили выяснить, как жители нашего города относятся к использованным батарейкам, что с ними делают, знают ли они об их вреде, обращают ли внимание на предупреждающий знак на батарейках.

Для своего исследования мы составили специальную анкету (смотри приложение 1). В анкетировании приняли участие 30 человек: 3 в возрасте 5-10 лет, 7 ч- 10-20 лет, 10 ч - 30-40 лет и 10 ч -40 и более лет.

Мы обобщили полученные данные, проанализировали их и пришли к следующим выводам:

- Все используют батарейки в различных приборах.

- К сожалению, 25 человек выбрасывают использованные батарейки в мусорное ведро! И только 5 человек этого не делают.

- При этом, 20 человек знают о вреде батареек при неправильной утилизации! 10 человек не в курсе проблемы.

- Все опрошенные согласны сдавать батарейки в специальные пункты приема.

3.2. Рекомендации.

1. Проводить информационные уроки в школе о вреде выбрасывания батареек в мусорное ведро.
2. Разместить в холле школы информационный стенд
3. Регулярно проводить в школе акцию по сбору батареек.

4.Заключение.

Работая над данной проблемой, мы получили новые знания – основу безопасного экологического поведения.

При проведении исследования мы ответили на следующие вопросы:

• Определили, что такое батарейка
• Описали виды батареек
• Рассмотрели вред от батареек
• Выяснили что делать с отработанными батарейками
• Провели анкетирование и разработали рекомендации

В результате исследования мы выяснили почему нельзя выбрасывать батарейки в мусорное ведро!!!

А также, сделали выводы:

1. Батарейки оказывают вредное воздействие на окружающую среду.

2. Большая часть жителей выбрасывают батарейки в мусорное ведро.

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

 

Список литературы.

1. Пылаева О. Н. Шестьсот миллионов батареек в год: неучтённые отходы / О. Н. Пылаева // Твёрдые бытовые отходы. 2013 №3. — С. 58 – 62

2. Токсикологическая химия: учеб. для вузов / под ред. Т. В. Плетневой. — М.: ГЭО-ТАР-Медиа, 2005 — 512 с.

3. Печенников Е. В. О биологическом значении микроэлементов / Е. В. Печенников, В. В. Вашкова, Е. А. Можаев // Гигиена и санитария. 1997 № 4 —С. 41 – 3

4. Акимова Т. А. Экология. Природа-Человек-Техника: учеб. для вузов / Т. А. Акимова, А. П. Кузьмин, В. В. Хаскин. —М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001 —343 с.

5. Ревич Б. А. Экологическая эпидемиология / Б. А. Ревич, С. Л. Авалиани, Г. И. Тихонова. —М.: Академия, 2004 —384 с.

6. Мегаполисресурс. Компания по переработке отходов [Электронный ресурс]. – URL: http://www.eco2eco.ru/ (Дата обращения 04.12.2018).

7. Горбунова В. В. Сбор и переработка отработанных химических источников тока /В. В. Горбунова, В. А. Зайцев // Химическая технология. 2005 № 9 — С. 33 – 41

8. Тарасова Н. П. Воздействие отработанных источников тока на окружающую среду / Н. П. Тарасова, В. В. Горбунова, В. А. Зайцев, В. А. Кузнецов // Безопасность в техносфере. 2012 № 2 — С. 17 – 24

9. Вайсман Я. И., Глушанкова И. С. Условия образования и очистка фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов / Пермь: ПГТУ, 2003 — 168 с.

10. Тарасова Н. П., Горбунова В. В., Зайцев В. А., Кузнецов В. А. Воздействие отработанных источников тока на окружающую среду / Безопасность в техносфере. 2012 № 2 — С. 17 – 24

11. Кабанова Т. С., Зайцев В. А., Ягодин Г. А. Экологические проблемы термической переработки твердых бытовых отходов // Экология и промышленность России. 2010. Февраль. — С. 47 – 49

12. Прием батареек в Рязани [Электронный ресурс]: https://pointmetal.ru/punkty_priema_batareek/priem-batareek-rjazan/(Дата обращения 05.12.2018).

 

Приложение 1.

Анкета:

1. Ваш возраст:

• -5-10 лет
• -10-20 лет
• -20-30 лет
• -30-40 лет
• -40 и более

2. Используйте ли вы батарейки?

• -да
• -нет

3. Выбрасывайте ли вы батарейки в мусорное ведро?

• -да
• -нет

4. Знаете ли вы о вреде батареек для человека и природы при неправильной утилизации?

• -да
• -нет

5. Согласны ли вы сдавать батарейки в специальные пункты приема?

• -да

-нет.

1. file1.pptx (15,5 МБ)

Опубликовано: 06.11.2024