«Экологическая проблема использованных батареек»

Социально-экологический проект

Таганрог

2016

Содержание

I. Введение

стр. 2

II. Экологическая проблема использованных батареек

стр. 5

1. Что такое пальчиковая батарейка?

2. Металлы, используемые в гальванике и их влиянии на организм человека.

3. Как находящиеся в батарейках тяжёлые металлы могут попасть в наш организм?

4. Утилизация пальчиковых батареек.

5. Процесс утилизации батареек.

II. Что мы можем сделать для сохранения здоровья планеты и населения? Экологическая акция «Спаси природу и себя».

стр. 8

IV. Экспериментальная часть.

Опыт, демонстрирующий негативное влияние пальчиковых батареек на жизнедеятельность организма.

стр.10

V. Заключение.

стр. 11

VI. Используемые источники информации

стр. 12

I. Введение.

Вопросы сбора, утилизации и переработки использованных батареек и аккумуляторов чрезвычайно актуальны в настоящее время. Утилизация этих отходов является одной из самых сложных проблем переработки вторичного сырья. Практически во всех батарейках содержатся токсичные вещества в виде различных металлов и химикатов, которые при разрушении корпусов батареек попадают в природную среду. При производстве элементов питания используются свинец, никель, кадмий, цинк, ртуть, оксид серебра, кобальт, литий. Никелево-кадмиевые батарейки, которые применяются в сотовых телефонах, - наиболее значимые потенциальные источники кадмия; большую опасность представляют ртутные и литиевые батарейки как поставщики ртути и лития в природную среду; кроме того, литий может самопроизвольно вступать в реакции с кислородом воздуха и воспламеняться. Переработка батареек является процессом по восстановлению и эксплуатации тех материалов, из которых изготовлены батарейки. Во время этого процесса из батареек извлекаются металлы, которые затем вторично включаются в состав новых изделий. Целью такого процесса становится сохранение электроэнергии и сырья. Переработка подобных изделий способствует сохранению окружающей среды для здоровой жизнедеятельности человека.

На сегодняшний день экологически чистой и рентабельной технологии, которая позволила бы переработать исчерпавшие свой срок аккумуляторные батареи, с получением продуктов надлежащего качества, не существует.

Цель проекта: привлечь внимание гимназического сообщества к экологической проблеме использованных батареек и необходимости их правильной утилизации.

Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Оценить степень экологической опасности использованных батареек для человека и окружающей среды;

2. Установить контейнеры для сбора использованных пальчиковых батареек;

3. Организовать в гимназии «Мариинская» экологическую акцию по сбору отработанных батареек;

4. Провести агитационную и пропагандистскую работу с учащимися гимназии об экологической значимости проводимого мероприятия.

Сроки реализации проекта - сентябрь-декабрь 2015 г.

План реализации проекта предусматривал следующие мероприятия:

1. Изучение информации о вредном воздействии использованных гальванических элементов питания и необходимости их утилизации;

2. Изучение вопроса утилизации использованных батареек в регионе и в стране;

3. Разработка рекомендаций по утилизации использованных батареек;

4. Проведение экспресс-опроса среди учащихся гимназии;

5. Выступления перед гимназистами с информацией о необходимости экологически безопасной утилизации отработанных батареек;

6. Организация и проведение в гимназии экологической акции по сбору отработанных пальчиковых батареек с целью их дальнейшей утилизации;

7. Проведение экперимента по выявлению влияния на рост и развитие растений содержимого батареек;

8. Создание наглядной агитации (плакаты, листовки, экологические памятки «Советы по использованию батареек»);

II. Экологическая проблема использованных батареек.

1. Что такое пальчиковая батарейка?

Пальчиковая батарейка, элемент АА, - химическое устройство, компоненты которого вступают в реакцию и выдают электричество. АА - это стандартный типоразмер батареек, которые зовут «пальчиковыми» и используют в большинстве электро- и радиоприборов. Кроме того, такие батарейки могут иметь маркировку:

• Mingon;

• А316;

• просто 316;

• R6.

Если говорить в общем, это тип гальванических элементов питания (батареек) и аккумуляторов. Он представляет собой цилиндр, диаметром 13,5 - 14,5 мм. Длина элемента вместе с контактным выступом положительного полюса составляет 50,5 мм. Цилиндрическая часть покрыта изолированной оболочкой. Различают несколько видов пальчиковых батареек. К наиболее используемым классам батареек относятся: солевые, щелочные и литиевые элементы.

Солевые батарейки:

Являются наиболее дешевыми, но недолговечными, т.к. их напряжение резко падает в процессе постоянного разряда. Пальчиковые батарейки данного типа целесообразно помещать в устройства, работающие в прерывистых режимах на средних и больших токахНедостаток солевых батареек очевиден - это растекание электролита. Преимущества - это, конечно же, очень невысокая цена.

Щелочные батарейки:

Пальчиковые батарейки щелочного типа, как уже отмечалось, подписаны «Alkaline». Сроки хранения у данных источников тока выше, чем у солевых аналогов. Неплохо работают при низких температурах, стабильных напряжениях разряда. Саморазряд щелочных батареек не столь критичен, как солевых. Но они дороже ,чем слоевые аналоги.

Литиевые батарейки:

Такие пальчиковые батарейки, в общем и целом, предназначены для использования в специальном оборудовании. Цена литиевых батареек в несколько раз превосходит как щелочные, так и солевые аналоги. Но применять литиевые батарейки в бытовых электроприборах, которые для этого не предназначены, нельзя. Литиевые пальчиковые батарейки по всем характеристикам опережают своих «собратьев», показывают лучшие данные, долгое время хранят заряд, выдерживают самые большие нагрузки. Однако экспериментировать не стоит, и если прибор не работает специально от литиевых батареек, то использовать таковые крайне опасно! Литий - это и без того вредный элемент, плюс, подобные напряжения могут сжечь неподготовленные для таких токов бытовые устройства. В гальванических элементах содержится множество различных металлов - ртуть, никель, кадмий, свинец, литий, марганец и цинк, которые имеют свойство накапливаться в тканях животных и человека и наносить непоправимый вред здоровью.

2. Металлы, используемые в гальванике, и их влиянии на организм человека.

Свинец и его соединения высокотоксичны.

• При остром отравлении наблюдаются боли в животе, в суставах, судороги, обмороки.

• Свинец накапливается в костях, в печени и в почках, вызывая их постепенное разрушение.

• Особую опасность представляет для детей - он способен вызывать умственную отсталость и хронические заболевания мозга при длительном воздействии.

• Предельно допустимая концентрация (ПДК) в атмосферном воздухе соединений свинца 0.003 мг/м³, в воде 0.03 мг/л, почве 20.0 мг/кг.

• Выброс свинца в Мировой океан составляет около 430-650 тысяч тонн в год.

Пары кадмия и все его соединения токсичны, что связано с его способностью

связывать карбоксильные, аминные и сульфгидрильные группы белковых молекул, нарушая работу ферментов и аминокислот.

• Симптомы острого отравления кадмием - рвота и судороги.

• Растворимые соединения кадмия после всасывания в кровь поражают центральную нервную систему, печень и почки, нарушают фосфорно-кальциевый обмен.

• Особенно опасным является вдыхание паров его оксида - CdO. Вдыхание в течение 1 минуты воздуха с содержанием 2.5 г/м³ окиси кадмия, или 30 секунд при концентрации 5 г/м³ является смертельным.

• Кадмий - кумулятивный яд, он легко накапливается в быстроразмножающихся клетках (например в клетках кишечника или половых клетках). Он связывается с цитоплазматическим и ядерным материалом клеток и повреждает их, вызывая онкологические заболевания или генные мутации в последующих поколениях.

Ртуть и её соединения (сулема, каломель, цианид ртути) поражают нервную систему, печень, почки, желудочно-кишечный тракт, при вдыхании - дыхательные пути (а проникновение ртути в организм чаще происходит именно при вдыхании её паров, не имеющих запаха). Ртуть - чрезвычайно опасный загрязнитель окружающей среды, особенно опасны её выбросы в воду, поскольку в результате деятельности населяющих дно микроорганизмов происходит образование растворимой в воде и токсичной метилртути. Органические соединения ртути (метилртуть и др.) намного более токсичны (сравнительно с неорганическими), прежде всего из-за их липофильности и способности более эффективно взаимодействовать с элементами ферментативных систем организма.

По классу опасности ртуть относится к первому классу (чрезвычайно опасное химическое вещество). ВОЗ рассматривает ртуть в качестве одного из десяти основных химических веществ или групп химических веществ, представляющих значительную проблему для общественного здравоохранения. Наиболее ядовиты пары и растворимые соединения ртути.ПДК ртути в атмосферном воздухе 0.0003 мг/м³, в воде - 0.0001 мг/л.

Никель - канцерогенное вещество первого класса опасности. Никель мутагенен, т.е. способен вызывать изменения ДНК и РНК. Никель - сильный аллерген, при длительной интоксикации способен вызвать астму. Может накапливаться в поджелудочной железе, вызывая сахарный диабет.

Марганец накапливается в костях, мозгах, легких и костях. Наиболее чувствителен к марганцу головной мозг детей.

3. Как находящиеся в батарейках тяжёлые металлы могут попасть в наш организм?

Корпус отработанных и выброшенных батареек под воздействием окружающей среды разрушается и содержащиеся в ней химические вещества, обладающие ядовитыми свойствами, попадают в почву и грунтовые воды. Из почвы и воды эти вещества поглощаются растениями и животными, а из них (в виде пищи) оказываются в нашем организме. Губительный эффект может стать очевидным для человека через несколько лет, вызвав хроническое отравление, раковые заболевания или генетические мутации. При сжигании мусора (как это часто происходит) из использованных элементов питания выделяются диоксины, действующие в 67 000 раз сильнее цианида. Даже минимальных количеств этого ядовитого соединения достаточно для замедления развития детей и ослабления их здоровья или развития онкологических и репродукционных заболеваний у взрослых. Так что совсем не важно, живёте ли Вы в коттедже, расположенном в сосновом бору или по соседству со свалкой - для этих ядов семь вёрст совсем не крюк, да и времени на такие путешествия у них предостаточно - за счёт огромного периода распада.

4. Утилизация пальчиковых батареек.

Взглянув на обычную пальчиковую батарейку, Вы всегда увидите на ней значок в виде перечёркнутого мусорного бака, который означает, что её нельзя выбрасывать вместе с остальными бытовыми отходами в мусорное ведро, а необходимо сдать в специализированный пункт утилизации. И этот знак на батарейке стоит неспроста! Хотя батарейки составляют менее 0.25% от объёма отходов, производимых человечеством, на их долю приходится почти 50% всех токсичных металлов. Всего лишь одна выброшенная пальчиковая батарейка создаёт опасное для жизни загрязнение земли площадью 20 квадратных метров и отравляет 400 литров воды! Известно, что одна пальчиковая батарейка, выброшенная в мусорное ведро, загрязняет 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.

По результатам исследования 3800 домохозяйств в России в среднем за 2011 год на семью приходилось 18,8 батареек или 6,96 батареек на человека.

Подсчитано, что ежегодно на свалках одной Москвы оказывается более 15 миллионов батареек. Суммарно в столице за год набирается около 2-3 тысяч тонн батареек. Специалисты подсчитали, что каждая московская семья в год выбрасывает от 100 до 500 граммов и даже до килограмма использованных элементов питания.

Во всём цивилизованном мире отработанные батарейки собирают и утилизируют отдельно от бытового мусора. 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. Ввести такую практику хотят и в России. Кстати, 6 стран ЕС законодательно обязывают предприятия размещать специальные контейнеры для использованных батареек (Бельгия, Швеция, Австрия, Германия, Нидерланды, Франция). У нас большинство батареек, если не сгорает в мусорных баках, то попадает на городскую свалку, где их содержимое постепенно пропитывает почву.

Ежегодно на рынке Европейского Союза создается более 160 000 батареек для бытового использования. Более 45 % из них оказываются на городских свалках. В Европе существует всего два завода, которые способны перерабатывать батарейки. Это происходит ввиду дороговизны переработки. Именно поэтому большую часть из них отправляют на безопасное захоронение. Что же делать с отработавшими свой срок элементами питания? Лучшее, что можно сделать - собирать батарейки и безопасно хранить до появления специальных технологий. По правилам, их необходимо утилизировать на специальных предприятиях. Хотя удовольствие это не из дешевых, в развитых странах процесс сбора использованных батарей от населения и последующей грамотной утилизации хорошо налажен. Во многих странах Евросоюза, в Канаде и США пункты по приему батареек есть повсюду. В США, в Нью-Йорке, например, выбрасывать батарейки в мусор запрещено законом. А производители и крупные магазины, продающие элементы питания, обязаны обеспечивать сбор использованных батарей - иначе может последовать штраф размером до $5000 В России до недавнего времени были только компании, которые занимались сбором и хранением батареек. Переработка обходилась дорого и не приносила прибыли. Официально деятельность по приему и использованию батареек юридическим лицам была разрешена с 2012 года - до этого на сбор и хранение опасных отходов требовалась специальная лицензия. Активную политику в данном направлении ведёт магазин ИКЕА - любой магазин примет использованные батарейки и аккумуляторы, а так же лампы дневного света. Технология предприятия позволяет перерабатывать щелочные батарейки на 80%. Однако для запуска масштабного процесса утилизации батареек не хватает сырья. "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 распространяется на всю Россию. По мере накопления батарейки будут упаковываются в герметичные емкости и отправляются на завод в Челябинске. 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.

5. Процесс утилизации батареек.

Процесс утилизации и переработки батареек и аккумуляторов обычно состоит из нескольких этапов. Например, процесс переработки батареек с извлечением свинца состоит из четырех этапов.

1. Вначале батарейки и аккумуляторы загружаются в специальную емкость больших размеров, откуда они по конвейерной ленте попадают в бетонный колодец с электромагнитом, куда в специальную емкость вытекает электролит из "потекших" батареек, после чего батарейки размалываются дробилкой на мелкие куски.

2. Затем происходит процесс разделения материалов с помощью водяной пыли, подаваемой при высоком давлении - нескольких десятках атмосфер. Самые мелкие части и пластик оседают в отдельном резервуаре для последующего концентрирования, а более крупные части попадают на дно резервуара, откуда их механический ковш вытаскивает в резервуар с каустической содой, где этот металлолом превращается в свинцовую пасту. На этом же этапе туда попадает и свинцовая пыль, которая с помощью воды, под высоким давлением, отделяется от пластика.

3. Далее - процесс плавки свинца. Получившуюся свинцовую пасту по конвейерной ленте передают в бункер для плавки, где она расплавляется до жидкого состояния.

4. В процессе рафинирования образуются два компонента - рафинированный твердый и мягкий свинец и сплавы свинца, отвечающие требованиям заказчика. Непосредственно сплавы сразу же отправляются на заводы для использования, а рафинированный свинец нагревают и выливают из него слитки.

II. Что мы можем сделать для сохранения здоровья планеты и населения?Экологическая акция «Спаси природу и себя».

Наша техногенная цивилизация меняет окружающую среду и, к сожалению, совсем не в лучшую сторону. Людей много, уровень потребления огромен. Что может сделать один маленький человек? Оказывается может. «Если не можешь сделать много, лучше начать с малого, чем не делать ничего!». А когда вооруженные этим девизом люди объединяются, малое становится очень даже заметным.

Начнем на примере утилизации батареек. Как и куда утилизировать пальчиковые батарейки? В первую очередь перестать выбрасывать батарейки вместе с бытовыми отходами. Необходимо завести полиэтиленовый пакет или пластиковую коробку (она защитит в случае протечки батарейки), в которую будут складироваться отработанные батарейки. Когда батареек накопится достаточное количество, их надо будет отвезти в пункт приема батареек. О своей инициативе можно рассказать друзьям, знакомым, коллегам по работе и раз в полгода совместно собирать батарейки и отвозить их в пункт приема.

Можно организовать сбор батареек в масштабах целого подъезда или предприятия. Для этого надо поставить любую коробку в месте, где проходят все жители подъезда или работники предприятия. На коробке написать «Для севших батареек» и разместить на видном месте объявление о вреде батареек и возможности сдать их в подготовленную емкость.

Среди учащихся гимназии был проведен экспресс-опрос с целью выяснить, знают ли ученики, как правильно утилизировать использованные батарейки. В опросе приняли участие 47 человек, ученики 6-9 классов. Вопрос, который мы задавали ученикам: «Как вы утилизируете батарейки в вашей семье?»

Предлагались следующие варианты ответов:

1. Выбрасываем в мусорное ведро;

2. Ничего, оставляем дома;

3. Сдаем в специальные пункты приема использованных батареек.

Результаты опроса:

70% опрошенных выбрали вариант «А» - 33 человека

21% опрошенных выбрали вариант «B» - 10 человек

9 % опрошенных выбрали вариант «С» - 4 человека.

Анализ результатов опроса говорит о том, что большинство учеников совершенно не знают ни о правильных методах утилизации использованных батареек, ни о вреде и опасности, которые они несут.

В рамках экологической акции «Спаси природу и себя» в гимназии был организован пункт по сбору использованных батареек. Было подготовлено три 5- литровые ёмкости для утилизации отработанных пальчиковых батареек (для 1-4 кл., 5-8 кл., 9-11 кл.), что привнесло в акцию элемент соревнования (фото 1). С учащимися в начальной и средней школе проведены встречи и беседы, о нашей инициативе мы рассказали в старшей школе. Учащиеся с интересом прослушали подготовленные сообщения о вреде батареек, необходимости их специальной утилизации и активно включились в экологическое мероприятие (фото 2).Нашу инициативу активно поддержали родители, преподаватели и сотрудники гимназии.

Для освещения значимости проводимой экологической акции в гимназии были размещены плакаты, розданы листовки, чтобы и дети, и взрослые не забывали о проходящей акции (фото 3). Были разработаны экологические памятки по рациональному использованию батареек.

Результаты социально-экологической акции.

По итогам экологической акции, которая проводилась в гимназии «Мариинская», и в которой приняли участие ученики 1-11 классов, было собрано три 5-литровые емкости использованных пальчиковых батареек общим весом 16,5 кг и в количестве 662 шт.

Таким образом, благодаря активной жизненной позиции коллектива гимназии, нам удалось уберечь от загрязнения тяжелыми металлами 13240 кв. м почвы и сохранить пригодные условия для жизни 1324 деревьев, 1324 кротов, 662 ежика, 1986000 дождевых червей.

Собранный в ходе акции материал был передан для дальнейшей утилизации представителям общественного движения «ЭкоБудущее», а результаты проведённой работы представлены на городской конкурс «Нет токсичным отходам!», который проводится ежегодно в апреле в рамках городских мероприятий, посвящённых Дням защиты от экологической опасности.

III. Экспериментальная часть.

Опыт, демонстрирующий негативное влияние пальчиковых батареек на жизнедеятельность организма .

Цель опыта: доказать губительное влияния элементов, входящих в состав пальчиковых батареек, на живые организмы.

Описание опыта: В экперименте использовано растение кресс-салат, семена которого быстро прорастают. Это растение является биоиндикатором, реагирующим на негативные факторы среды. Одинаковое количество семян было посажено в два горшка. Выращивание происходило при одинаковых условиях. Полив осуществлялся в одинаковом количестве, но водой разного состава.

1. Опытный образец. Семена и проростки кресс-салата поливались «токсичной» водой, т. е. водой, в которой некоторое время находилась поврежденная пальчиковая батарейка.

2. Контрольный образец. Семена и проростки кресс-салата поливались обычной водой.

Результаты наблюдений.

1. Проростки появились на 3-й день. Количество проростков оказалось больше в опытном образце.

2. По мере роста стали стали появляться значительные отличия внешнего вида проростков опытного и контрольного образца: они отличаются высотой и цветом. Растение, которое поливали «токсичной» водой было гораздо ниже и имело бледно-зеленую окраску листьев, погнутые и слабые стебли. С каждым днём этот образец развивается всё хуже.

3. Растение, которое поливали обычной водой выглядит гораздо лучше: имеет длинные и устойчивые стебли, ярко выраженный зеленый цвет листьев.

Батарейка с поврежденным корпусом

«Токсичная» вода, используемая для полива опытного образца.

Сравнение проростков опытного и контрольного образца.

Вывод: в ходе эксперимента было установлено, что токсичные соединения, входящие в состав батарейки, оказывают пагубное влияние на рост и развитие растения кресс-салата.

Результаты проведенного эксперимента позволяют сделать вывод о том, какой вред живой природе наносят неправильно утилизированные батарейки и доказать их опасность для человека. Кресс-салат является овощной культурой и несомненно, выращенный в условиях загрязнения почвы и грунтовых вод, это растение может нести угрозу здоровью человека, если его употребить в пищу. Вот почему так важно правильно утилизировать батарейки. Ведь в природе всё взаимосвязано.

IV. Заключение.

Беспечно выброшенная в мусорное ведро батарейка попадает на свалку, где каждое лето с другим мусором возгорается и тлеет, а на мусоросжигательных заводах и вовсе горит, выпуская с клубами дыма тучи ядовитых соединений, минимальным дозам которых человечество обязано онкологическими и репродукционными заболеваниями, а еще отравлениями, замедленным развитием и слабым здоровьем детей… Ядовитые вещества из батареек, в любом случае проникают в почву, в подземные воды, попадают в наше с вами море и в наши с вами водохранилища, из которых мы пьем воду, не думая, что вредные химические соединения (из вашей же батарейки, выброшенной неделю назад в мусоропровод) с кипячением не исчезают, не уничтожаются - они ведь не микробы. Каждый год в мире выбрасываются более 15 биллионов батареек. Если построить из них колонну, её длина составит расстояние от Земли до Луны, и обратно. Обычная батарейка при утилизации фактически получает новую жизнь, так как 98 % её начинки после переплавки снова идут в дело. Пока же каждый из нас может внести свой посильный вклад в дело уменьшения вреда, наносимого старыми батарейками окружающей среде. Для этого можно перейти на аккумуляторы - ведь они служат намного дольше и поэтому выбрасывать их приходится гораздо реже. Ещё одна мера - всё-таки пытаться сдавать старые батарейки в пункты приёма (их сложно найти, но всё же они существуют). Иногда акции по сбору старых батареек проводят экологические активисты, которые потом сами сдают их на пункты приёма</</span>. В городе Таганроге этим занимаются волонтеры общественного движения «ЭкоБудущее». Как видно, проблема утилизации и переработки старых батареек не такая уж и простая. Но всё же не существует неразрешимых проблем и поэтому в будущем старые батарейки будут приносить нам пользу, а не вред.

V. Используемые источники информации

Экология. Энциклопедия для детей. Том 19. (2001, 448с.)

Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование. Под ред. Мелеховой О.П., Егоровой Е.И. (2007, 288с.)

Глобальная экология. Концептуальные основы. Бугаев А.Ф. (Киев, 2010, 496с.)

Городская экология. Тетиор А.Н. (2008, 336с.)

Общая экология. Дроздов В.В. (РГГМУ; 2011, 412с.)

Опасные промышленные отходы. Кувыкин Н.А., Бубнов А.Г., Гриневич В.И. (2004, 148

Основы медико-экологической безопасности. Викторов А.А. и др. (МИФИ; 2011, 192с.)

Промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка. Гринин А.С., Новиков В.Н. (2002, 336с.)

Экологическая экспертиза. Под ред. Питулько В.М. (2010, 528с.)

Использовании интернет - ресурса « Википедия»

Экология: рациональное природопользование и безопасность жизнедеятельности. Павлов А.Н. (2005, 343с.)

12