Батарейки вред или польза и вред

Мы живем в мире, немыслимом без батареек, они прочно вошли в наш быт. Еще несколько десятилетий назад батарейки намного реже использовались в повседневной жизни, что было связано с их достаточно высокой стоимостью, обусловленной сложностью производства и просто малым потребительским спросом. В последние годы не только значительно удешевился процесс промышленного изготовления автономных источников питания, но и повысилась их востребованность. Бытовая электроника стала широкодоступна, многие устройства (телевизоры, кондиционеры, аудиоцентры) оснащены пультами дистанционного управления, для функционирования которых необходимы батарейки. Огромная армия детских электронных игрушек также требует использования автономных источников питания. Появилось множество портативных бытовых приборов (наручные часы, плееры, зубные щетки), для работы которых также нужны батарейки.

Раньше использованные батарейки без долгих раздумий выбрасывались вместе с бытовым мусором, и, так как объём данного класса отходов был достаточно мал, это не представляло острой проблемы.

Не задумываясь, или имея недостаточно информации об опасности, которую представляет отслужившая свой срок батарейка, многие до сих пор отправляют ее в обычное мусорное ведро, в результате, только на свалках Москвы за год скапливается более 15 миллионов батареек.

По статистике, московская семья ежегодно выбрасывает до 500 грамм использованных элементов питания. Суммарно в столице набирается 2-3 тысячи тонн выброшенных батареек в год. В США американцы ежегодно покупают почти три миллиарда различных батареек, и около 180 тысяч тонн этих батареек в итоге попадают на свалки по всей стране.

Подсчитано, что в среднем батарейки составляют около 0,25% от объёма всего собираемого в мегаполисах мусора.

Что мы называем батарейкой?

Батарейка – это гальванический элемент или аккумулятор, предназначенный для автономного(независимого) питания различных устройств. Батарейка, по сути – источник тока. Внутри герметичной оболочки располагается схема, состоящая из анода и катода, погруженных в электролит. При погружении, между анодом и катодом (полюсами), в результате химических реакций между тяжелыми металлами (ртуть, магний, марганец, кадмий, никель, свинец) и щелочами возникает разность потенциалов — напряжение.

Первые шаги к появлению батарейки были сделаны в 1791 году, когда Луиджи Гальвани в своем «Трактате о силах электричества при мышечном движении» описал свое открытие электрохимической цепи, случайно построенной им при изучении свойств препарированных лапок лягушек. Значительно позже, на основе его наблюдений Гастон Планте создал элемент питания, который являлся, по сути, первым аккумулятором, в котором использовалась свинцовая пластина, погружённая в слабый раствор серной кислоты.

Какие бывают батарейки?

угольно-цинковые

Это самые распространённые батарейки, которые используются, прежде всего, в различных бытовых устройствах (пульты дистанционного управления, детские игрушки, и многие другие).

щелочные, или алкалиновые, щелочно-марганцевые.

Срок службы таких батареек более продолжительный, чаще они используются для фотоаппаратов.

литиевые

Используются для мобильных телефонов.

Батарейки могут быть одноразовыми и многоразовыми (аккумуляторные батареи).

Современные батарейки лёгкие по весу, хорошо работают при высоких и низких температурах и являются автономным источником постоянного электрического тока.

Какие батарейки наиболее опасны – одноразовые или аккумуляторные?

В быту активно используются как одноразовые, так и аккумуляторные батарейки.

Аккумуляторы чаще находят применение в мобильных устройствах, ноутбуках, компьютерах, цифровых видеокамерах, фотоаппаратах. Именно в аккумуляторных (перезаряжаемых) батарейках содержатся опасные для окружающей среды соединения никеля и кадмия, гидрид никеля и литий.

Одноразовые батарейки используются в многочисленных детских игрушках, калькуляторах, пультах, фонариках они не содержат тяжелых металлов ртути и кадмия, в них присутствуют цинк и марганец, не оказывающие таких катастрофических влияний на организм и окружающую среду.

Можно сказать, что одноразовые батарейки менее вредны сточки зрения их потенциального загрязняющего влияния, однако, частота использования, и объем образующихся отходов гораздо выше. К тому же, будучи выброшенными не полностью разряженными, именно они становятся причиной пожаров на свалках.

В чем же проблема?

Батарейка, даже отслужившая свой срок, не представляет опасности, при условии, что ее корпус не поврежден, и она хранится при комнатной температуре и минимальной влажности. Попадая же вместе с бытовыми отходами на свалку, и подвергаясь воздействию разнообразных атмосферных факторов, батарейка начинает ржаветь и разрушаться под воздействием коррозии. Ее корпус теряет герметичность, содержимое получает доступ во во внешнюю среду, отравляя ее, и ее обитателей.

Что происходит с батарейкой на свалке?

Щелочь и тяжелые металлы из разрушившейся батарейки представляют опасность для окружающей среды. Поступая вначале в почву, токсичные вещества достигают грунтовых вод, откуда попадают в водоемы, в том числе и те, из которых ведется забор водопроводной воды. Химическому загрязнению подвергаются земли и произрастающие на них растения, в том числе и многочисленные пищевые культуры; мясо и молоко сельскохозяйственных животных, пасущихся на зараженных пастбищах, тоже становятся опасным. Опасна не только пассивная коррозия, в результате которой батарейки загрязняют почву и воду; нередко свалки подвергаются

самовозгоранию, и находящиеся в мусоре батарейки, нагреваясь, выделяют в атмосферу диоксины, заражая еще и воздух. Диоксины в десятки тысяч раз ядовитее цианида и являются причиной раковых заболеваний и заболеваний репродуктивной системы.

В чем опасность содержимого батарейки?

Наибольшую опасность представляют содержащиеся в батарейках тяжелые металлы, прежде всего ртуть.

Ртуть – сильнейший яд, относящийся к первому классу опасности. Накапливаясь в тканях всех органов, вызывает нервные расстройства и расстройства двигательного аппарата, заболевания дыхательной системы, ухудшает зрение и слух, приводит к повреждению головного мозга и нервной системы в целом, разрушительно действует на почки и печень. Особо опасна для детей. Справедливости ради надо заметить, что технология производства современных батареек не подразумевает использования ртути, однако, она массово использовалась до 2001 года.

Не меньшую угрозу представляют и другие тяжёлые металлы: кадмий, свинец.

Свинец – накапливается в почках и вызывает сильнейшие расстройства нервной системы и заболевания мозга.

Кадмий – накапливается в почках, печени, костях и щитовидной железе. Приводит к возникновению раковых заболеваний. В настоящее время во всем мире постепенно идёт замена еще достаточно распространённых и никель-кадмиевых аккумуляторов на более продвинутые и безопасные с экологической точки зрения никель-металл-гидридные и литий-ионные. В них больше электрическая ёмкость и количество циклов зарядки-разрядки. Но и они рано или поздно выходят их строя и требуют утилизации.

Токсичное воздействие тяжелых металлов на организм не проявляется одномоментно, полученные с водой и пищей микродозы отравляющего вещества накапливаются в организме на протяжении многих лет, оказывая разрушающее влияние.

Что можно сделать для предотвращения опасности?

Уменьшить частоту использования батареек, отдавая предпочтение приборам, не требующим их применения;
Использовать аккумуляторы, вместо одноразовых батареек. В долговременной перспективе очевидны как экономические, так и экологические выгоды: аккумуляторы выдерживают могут перезаряжаться более тысячи раз, и служат многие годы;
Покупать батарейки с маркировкой «без ртути»;
Не выбрасывать использованные батарейки и аккумуляторы вместе с другим мусором. На корпусе каждой батарейки производитель размещает специальный знак (изображение перечеркнутого мусорного ведра), указывающий на недопустимость утилизации совместно с бытовым мусором.

Так куда же выбросить батарейку?

В последние 5-10 лет в крупных городах найти пункт приема отслуживших свой срок элементов питания не представляет проблемы. Контейнеры для сбора батареек установлены во многих торговых центрах, магазинах электроники и бытовой техники. Многочисленные волонтерские организации организуют передвижные пункты сбора.

Собранные батарейки отправляют на специальные предприятия по их переработке. В России промышленная переработка находится на этапе становления, активно функционирует только одна линия по утилизации батареек, расположенная в Челябинске. Часть собранных элементов питания отправляется на предприятия, расположенные в Европе. Сейчас, с набирающим силу распространением этичного, осознанного отношения к потреблению мы просто не можем закрывать глаза на проблему утилизации батареек.

Помните, что сохранение здоровья планеты и последующих поколений – это ответственность каждого из нас.
Не игнорируйте важность правильной утилизации батареек, принимайте личное участие в сохранении окружающего мира и собственного здоровья.

Источник

“ПОЛЬЗА И ВРЕД БАТАРЕЙКИ”

Авторы
Руководители
Файлы работы
Наградные документы

Груничева М.А. 1

1МАОУ “Гимназия” города Старая Русса

Козина С.Ю. 1

1МАОУ “Гимназия” города Старая Русса

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке “Файлы работы” в формате PDF

I Введение

Большинство привычных бытовых приборов, которыми мы ежедневно пользуемся, работают от автономных источников питания, то есть батареек. Что бы мы делали без этих «палочек-выручалочек», которые позволяют нам пользоваться электричеством там, где нет никаких розеток и проводов! Мы берем с собой в лес фонарик, слушаем музыку на пляже, в поездке у нас всегда под рукой фотоаппарат, а малыши выносят на улицу движущиеся игрушки… И везде работают батарейки!

На этикетке батарейки обычно указано, что их нельзя выбрасывать в корзины с бытовым мусором, но, как правило, люди игнорируют предостерегающий знак. А ведь, этот знак означает, что выброс батареек наносит вред окружающей среде.

Актуальность исследования–Выбрасывая батарейки вместе с другим бытовым мусором, люди, не подозревают о том, что способствуют загрязнению грунта и воды токсичными и вредными веществами, что приводит к экологической проблеме будущего поколения.

Батарейки, вместе с другими отходами вывозятся на свалки, где их оболочка разрушается, итяжелые металлы, выделяясь из поврежденных батареек, проникают в грунтовые воды.

Объект исследования – батарейка

Предмет исследования –вредное воздействие на окружающую среду использованных батареек

Цель исследования– выяснить, какой вред несут использованные батарейки для окружающей среды, если их неправильно утилизировать, возможно ли избежать вредного воздействия на окружающую среду.

Задачи исследования:

Изучить литературу по данному вопросу
Познакомиться со строением батареек
Выявить вредное воздействие химических веществ, составляющих основу батареек
Выявить вред от использованных батареек при их неправильной утилизации
Просчитать стоимость доставки батареек на утилизацию из Старой Руссы

Методы исследования:моделирование, анализ, сравнение, наблюдение, проведение опытов, математические расчеты, эксперимент.

II. Основная часть

В настоящее время мы не можем представить свою жизнь без батареек. Они повсюду, начиная с любой детской игрушки и заканчивая электромобилем. Получается, что батарейки – важная составляющая нашей жизни, поэтому рассмотрим какими они могут быть, несут ли они вред природе, человеку.

Классификация батареек по строению

Классификация батареек осуществляется в зависимости от материалов, из которых изготовлены их активные компоненты: анод, катод и электролит. Существует пять видов современных источников питания:

солевые – R;
щелочные – LR;
ртутные
серебряные – SR;
литиевые – CR.

Классификация батареек по размеру

В зависимости от напряжения, высоты, диаметра и формы, источники питания можно определённым образом систематизировать. Одной из самых популярных систем классификации является американская. Такая стандартизация отличается удобством, её применяют во многих странах. Согласно американской системе источники питания классифицируются следующим образом:

Название	Высота, мм	Диаметр, мм	Напряжение, В
D	61,5	34,2	1,5
C	50,0	26,2	1,5
AA	50,5	14,5	1,5
AAA	44,5	10,5	1,5
PP3	48,5	26,5	9,0

Маркировка батареек

Международной электротехнической комиссией (IEC) создана определённая система обозначений, согласно которой следует маркировать все батарейки. На корпусе источника питания должна быть указана информация о его энергоёмкости, составе, размере, классе и величине напряжения.

D – 20;
C – 14;
AA – 6;
AAA – 03;
PP3 – 6/22.

Производители предлагают покупателям батарейки самых различных типов и размеров, которые могут быть одноразовыми, или же перезаряжаемыми. Отработанная батарейка содержит довольно опасные вещества, такие как:

олово
ртуть
цинк
магний
никель
кадмий
свинец

Использовать обычные пальчиковые батарейки – это довольно практично и удобно, но батарейки довольно быстро срабатываются, и возникает необходимость в их замене.

Выбрасывать отработанные элементы нужно только в специальные контейнеры для батареек, устанавливаемые в пунктах приема.

По статистике, в одной только Москве ежегодно на свалке оказываются свыше 15 миллионов батареек. На мусоросжигательных заводах они горят, выпуская в атмосферу диоксины – ядовитые соединения, которые вызывают онкологию и нарушения репродуктивной системы, ослабляют здоровье детей и замедляют их развитие.

Диоксины попадают также в землю и в воду, потом в растения, которые употребляет человек. Они распространяются на большие расстояния, воздействуя на все население, поэтому не важно, живет человек в непосредственной близости от мусоросжигательного завода или нет. Они проникают в почву, в подземные воды и водохранилища. Кипячение воды от тяжелых металлов, в отличие от бактерий, не спасает.

Даже если батарейки не сжигаются, их корпуса в воде или почве постепенно повергаются коррозии и разрушаются, после чего вредные вещества из них выделяются в окружающую среду.

Советы по применению батареек для уменьшения их экологического вреда

Рекомендуется отдавать предпочтение такой технике, которая не нуждается в использования батареек: продукты, работающие от сети, от альтернативных источников энергии или от ручного завода.
Следует покупать батарейки, которые можно заряжать по – новой.
Покупать нужно батарейки с надписью «без кадмия», «без ртути».
Запрещается выбрасывать батарейки в корзину общего мусора. Их нужно складировать в места, для последующей их утилизации. Если нет возможности отнести батарейки в пункты сбора их рекомендуется копить в пластиковой закрытой таре желательно не в доме, до лучших времен.
Поиск единомышленников поможет очистить планету и также создать ответственность за собранный груз. К тому же, так появится большая возможность вывезти батарейки на утилизацию.

На челябинском перерабатывающем заводе “Мегаполисресурс” заработала пилотная линия переработки отслуживших свой срок элементов питания.

“Были многочисленные запросы: от общественников, от администрации Санкт-Петербурга. Они провели несколько социальных мероприятий, набрали в результате расширенного сбора батарейки, а потом выяснили, что их некуда девать. Вначале это был некий вызов, интересно было чисто технически попробовать это прогнать”, — сказал директор предприятия Владимир Мацюк.

Для работы с батарейками компания адаптировала собственную технологию утилизации электронного лома. Как отмечают в «Мегаполисресурсе», она позволяет перерабатывать батарейки с эффективностью до 80 процентов, что превышает показатели многих европейских компаний (по данным тайваньского поставщика решений в области оптоэлектроники Everlight, за рубежом восстанавливают около 60 процентов цинка и марганца, 10-20 процентов стали).

Сырье, получаемое после рециклинга батареек, – железо, графит, сульфаты цинка и марганца – можно использовать как для создания новых элементов питания, так и в других отраслях, в частности в фармацевтике и косметологии.

“Ежегодно мы готовы перерабатывать 15 тысяч тонн батареек – производственных мощностей достаточно”, – говорит Владимир Мацюк.

Главными посредниками между потребителем и заводом намереваются стать общественные организации и крупные торговые сети. Сейчас «Мегаполисресурс» совместно с общественниками проводит в разных городах России акции по раздельному сбору отходов с целью их дальнейшей вторичной переработки.

IIIПрактическая часть

Опыт №1

Я посадила в два контейнера одинаковые семена помидоров. Когда появились ростки, то рядом с одним ростком вставила батарейку. Ростки развивались неодинаково.

На 4 день, росток, с которым рядом была батарейка завял, а второй до сих пор растет.

(см. Приложение 1)

Опыт №2

Я разрезала батарейку. Содержимое разделила по частям. Изучила, что за что отвечает.

(см. Приложение 2)

Опыт №3

Я взяла три одинаковых емкости. В одну из них налила воду, в другую – щелочной раствор (NaCl и вода), а в третью – кислоту (уксус). В каждую жидкость я опустила по одной кислотной и одной щелочнойбатарейке. На 2 день в воде щелочная батарейка начала ржаветь. На 3 день кислотная батарейка в воде тоже начала ржаветь. В щелочи изменений не наблюдалось. В кислоте на второй день кислотная батарейка выделяла черное вещество. На 3 день батарейки окрасили кислоту в коричневый цвет.

(см. Приложение 3)

Математические расчеты (Доставка использованных батареек на автомобиле)

Я нашла размеры кузова грузовой газели – 3м 1,9м 1,5м.
Вычислила его объем
Нашла размеры батарейки (аа) – 0,0505м 0,00005256м
Вычислила ее объем
Вычислила (не смотря на максимально допустимый вес груза) сколько батареек может поместиться в этот кузов
Вычислила сколько батареек весит 1500кг (1 батарейка 24г)
Нашла в Интернете расстояние от Старой Руссы до Челябинска (где находится завод по переработке батареек) 1857км
Расход у данной газели 13л=100км
бензина уйдет на дорогу в Челябинск
1л бензина стоит 36 рублей
– денег на бензин уйдет на дорогу в Челябинск
– денег на бензин уйдет на дорогу туда и обратно.

Вывод: 62 500 батареек может свезти грузовая газель в Челябинск на завод. Поездка будет стоить 17 381 рублей.

Математические расчеты

Доставка использованных батареек по железной дороге

Я нашла размеры крытого вагона – 12,2м 2,5м 2,6м.
Вычислила его объем
Нашла размеры батарейки (аа) – 0,0505м 0,00005256м
Вычислила ее объем
Вычислила (не смотря на максимально допустимый вес груза) сколько батареек может поместиться в этот кузов
Вычислила сколько батареек весит24 400кг (1 батарейка 24г)
Нашла в Интернете расстояние от Старой Руссы до Челябинска (где находится завод по переработке батареек) 2279км
Стоимость перевозки груза в контейнере 35 000 рублей

Вывод: 1 016 666 батареек можно свезти в контейнере (40 футов) в Челябинск на завод. Поездка будет стоить 35 000 рублей.

V. 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 литературы

Брюханов А.В., Пустовалов Г.Е., Рыдник В. И.Толковый физический словарь. Основные термины: около 3600 терминов. -М.: Рус. яз., 1987.
Вилли К.Биология.-М.: Мир, 1968.
Дубровский И. М., Егоров Б. В., Рябошапка К.П.Справочник по физике. – Киев: Наукова думка, 1986.
Кикоин И.К., КикоинА.К.Физика: Учеб.для 9 кл. сред. шк. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 1994.
Кошкин Н. И., ШиркевичМ.Г.Справочник по элементарной физике10-е изд., М.: Наука, 1988.
ЛьоццыМ.История физики. – М.: Мир, 1970.
Мясников Л.Л.Неслышимый звук.
Пирс Дж.Почти всё о волнах.-М.: Мир, 1976.
Разговор муравьёв.”Наука и жизнь”, 1978, No.1, стр. 141
Храмов Ю. А.Физики: Биографический справочник. -2-е изд. – М.: Наука, 1983.
Энциклопедический словарь юного техника/ Cост. Б. В. Зубков С. В. Чумаков. -2-е изд., М.: Педагогика, 1987.

Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3 Вода

День 1

День 2

День 3

День 4

День 5

День 4

День 5

Щелочь

День 3

День 1

День 2

День 4

День 5

Кислота

День 1

День 2

День 3

День 4

Просмотров работы: 4511

Источник