Садриева Эльзина Альфрисовна

МБОУ СОШ с. Кигазы Аскинский район РБ

Руководитель: Садриева Л.С., учитель биологии и химии

МБОУ СОШ с. Кигазы.

ОПАСНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ БАТАРЕЕК

Наша жизнь немыслима без приборов и техники, работающих на автономных источниках питания – батарейках и аккумуляторах. Однако любые батарейки рано или поздно приходится выбрасывать – тогда-то и начинается их вторая жизнь, связанная с потенциальной опасностью для окружающей среды и здоровья человека. Экологи предупреждают: одна выброшенная пальчиковая батарейка загрязняет 400 л воды или около 20 кв. м почвы. Для сравнения: в лесу это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ежика и нескольких тысяч дождевых червей. Кроме того, из грунтовых вод тяжелые металлы попадают в реки, озера и артезианские воды [5].

Актуальность моего исследования обусловлена тем, что в современных условиях высокого уровня развития не все знают, насколько силен эффект отработанной батарейки и какой вред она может нанести человеку и окружающей его среде.

Гипотезой является: используемые мною ионы металлов,  входящих в состав батарейки, оказывают отрицательное влияние на окружающую среду.

Целью моей работы было выявление степени влияния некоторых химических элементов обычной батарейки  на живые организмы.

Задачи:

1. Изучить теоретический материал об основных химических элементах,  входящих в состав батарейки, выявить степень их опасности и последствия воздействия на живые организмы.

2. С помощью социологического исследования изучить степень осведомленности учащихся школы о вредном воздействии обычной батарейки на живые организмы.

3. Экспериментально изучить воздействие некоторых металлов, входящих в состав батареек на физиологические процессы живых организмов.

Объект исследования: некоторые представители царств живой природы: растения, животные, грибы.

Предмет исследования: экологическое воздействие ионов металлов на организменном уровне.

Практическая значимость работы: данный материал может широко использоваться в просветительских и здоровье сберегающих целях на уроках биологии и во внеклассной работе.

По данным ученых из агентства по охране окружающей среды на долю батареек приходится более 50% токсических выбросов из всех бытовых отходов. При этом батарейки составляют всего лишь 0,25% от всех выбросов. В составе использованных батареек фигурируют три металла, входящих в список особо опасных загрязнителей, составленный Международной группой ученых, занимающихся изучением состояния окружающей среды – свинец, кадмий и ртуть [3] . Кроме них содержатся также магний, олово, никель, цинк. Основная часть этих металлов – тяжелые металлы. Все это вызывает оправданное опасение  и требует пристального наблюдения.

Материалы исследования. Работа проводилась в осенний  период 2014 года на территории с. Кигазы и в лабораторных условиях МБОУ СОШ с.Кигазы . Она велась в двух направлениях параллельно.

Первое направление – социологическое исследование. Среди учащихся 5-11х классов было проведено анкетирование по вопросам использования батареек каждой семьей.

Второе направление – лабораторный эксперимент с целью выявления влияния тяжелых металлов на физиологические процессы живых организмов. 

Методы: –поисковый; –анкетирование; –исследовательский.

Для экспериментального доказательства вредного влияния солей тяжелых металлов на живые организмы я постаралась провести опыты с организмами разных царств живой природы: растениями, грибами, животными.

Растительным материалом при исследовании  послужили семена пшеницы. Представителями царства грибов стали  почвенные плесневые грибки. Хорошей моделью для эксперимента послужили  белки куриного яйца; выделенные из организма, в определенных условиях они сохраняют свои биологические свойства. Воздействие солей металлов было рассмотрено также на почвенных беспозвоночных.

Предварительно для проведения опытов я приготовила  по 50 мл 0,5 М растворы солей тяжелых металлов цинка, никеля, свинца, соль магния (имеющихся в школьной химической лаборатории),  и  в качестве контроля использовала дистиллированную воду.

Опыты провела по методике Р.Х. Шакировой, Э.Н. Яппаровой, Л.Р. Поляковой [4]. Один из опытов провела по методике Н.И. Ковалевской [2]. Также была использована методика, изложенная в учебном пособии  «Практикум по экологии» под руководством С.В. Алексеева [1].

Исследование проводилось в течение семи дней: результат одного из опытов был виден сразу же, другой опыт проводился в течение пяти часов, а результаты еще двух опытов были видны к концу седьмого дня.

Результаты исследования.

Свою работу я начала с социологического опроса. Полученные мною результаты я оформила в виде следующей таблицы.

Дальнейшие мои исследования проходили в виде эксперимента. В лабораторных условиях были заложены опыты, позволяющие определить влияние растворов  солей некоторых тяжелых металлов, входящих в состав обычной батарейки, на живые организмы.

Опыт 1. Приготовила 5емкостей с почвой из-под йогурта (по количеству взятых солей и одна контрольная) и подписала их. Засеяла в них по 10 семян пшеницы. Поместила в теплое светлое место. В течение семи дней поливала их соответствующими надписям растворами подготовленных солей, одну из них – водой.

Наблюдала: на третий день после закладки опыта начали всходить семена в емкости, которую поливали дистиллированной водой (9 семян), на пятый день – в емкости, поливаемой  раствором соли магния (6 семян). На пятый день в емкостях, поливаемых раствором соли цинка взошло 3 семени, раствором соли ртути 2 семени,  раствором соли никеля также 3 семени. К концу седьмого дня у проростков пшеницы всех вариантов опыта я сосчитала суммарное  количество всех корней, измерила общую длину корневой системы, общую длину всех листьев и полученные результаты измерений занесла в таблицу:

Опыт №2. В подготовленные и подписанные чашки Петри положила слой слегка влажной почвы по 0,5 см. В каждую из них добавила по 10 мл. растворов подготовленных солей и воды так, чтобы смочилась почва. Поверх почвы наложила кружок фильтровальной бумаги, которая сразу же намокла. Чашки убрала в теплое темное место с постоянной температурой, при этом регулярно смачивала поверхность фильтровальных бумаг, чтобы избежать их высыхания. При благоприятных условиях в почве должны развиваться плесневые грибки, которые в ходе своей жизнедеятельности выделяют различные окрашенные вещества, поглощаемые бумагой. По размеру окрашенной поверхности фильтровальной бумаги можно судить об активности плесневых грибков.

Наблюдала: через 3 дня на бумаге с почвой смоченной дистиллированной водой стали появляться желтые пятна, площади которых с каждым днем увеличивались. Такие же пятна появились и на почве смоченной солью магния, но на 1 день позже. Через 7 дней я сравнила интенсивность окрашивания фильтровальной бумаги во всех чашках. Самая большая площадь окрашивания в почве с водой, затем в почве с солью магния, на третьем месте по интенсивности окрашивания фильтровальной бумаги занимает почва с цинком, затем идет почва с солью никеля, в почве с солью ртути окрашенные участки отсутствуют.

Опыт № 3. Первоначально приготовила неразбавленный раствор белка. Для этого белок куриного яйца отделила от желтка и тщательно перемешала до однообразной массы. Затем этот раствор сразу же разлила по 10 мл в подготовленные и подписанные пробирки. В каждую из них медленно добавила по 2 мл растворов подготовленных солей и воды.

Наблюдала: в пробирках с белком после добавления дистиллированной воды, растворов солей магния и никеля никаких признаков реакции нет, то есть свойства белка не изменились. В пробирке с белком после добавления растворов соли цинка сразу же образовался белый рыхлый осадок. В пробирке с белком после добавления к нему раствора соли ртути выпал осадок в виде белого объемистого нерастворимого вещества.

Опыт № 4. Материалом для исследования стала почва из емкостей, где выращивались проростки пшеницы, поливаемые водой и растворами солей.  Небольшие пробы почвы с каждой емкости по отдельности с живыми обитателями я насыпала на металлическую сетку и вставляла в широкую воронку. Под воронку помещала сосуд с водой. Приблизительно в 5 см. от поверхности пробы почвы устанавливала и зажигала лампу в 100 Вт. и нагревала  в течение одного часа. При замене почвы на асбестовой сетке заменяла и сосуд, находящейся под воронкой. По мере смены каждый сосуд подписывала соответствующей формулой и сверху прикрывала. После окончания нагревания сосчитала количество упавших в сосуды организмов.

Результаты оформила в виде следующей таблицы:

Выводы

После проведенной мною работы можно сделать следующие выводы:

1. В состав обычной батарейки входят ионы металлов, большинство которых вызывают глубокие нарушения во всех обменных процессах любого организма живой природы.

2. Исходя, из ответов участников опроса жителей моего села становится очевидным то, что большая часть населения не осведомлена химическим составом батарейки и дальнейшим воздействием его на все живое.

3. Растворы солей большинства металлов, входящих с состав обычной батарейки, угнетающе действуют на физиологические и жизненные процессы представителей всех царств живой природы: растения, грибы и животные.

Таким образом, предполагаемая мною гипотеза полностью подтвердилась: все из исследованных мною ионов тяжелых металлов (ртуть, цинк, никель) негативно влияют на живые организмы. Наиболее интенсивное влияние среди них оказывает ртуть.

Список литературы:

1. Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г. «Практикум по экологии: учебное пособие. [Методика] – М.: АО МДС, 1996. – 192 с.

2. Н.И. Ковалевская  «Изучение белков в связи с охраной природы» [Статья]  Журнал «Биология в школе» № 4/ 2003 год, стр.50

3. В.Н. Кузнецов «Экология России» – хрестоматия [Текст], АО «МДС», 1995г, - 320 стр.

4. Р.Х. Шакирова, Э.Н. Яппарова «Методические рекомендации к полевой практике по физиологии растений» [Методика], Бирск, 2005 г., стр.23.