CC BY
110
Секция «Экологияпромышленности»
УДК 504.06
ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПОРТАТИВНЫМИ ГАЛЬВАНИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
Н. С. Селезенев, А. Н. Бадаев, В. А. Никонов Научные руководители - М. В. Чижевская, В. А. Миронова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: ie.sibsau.@mail.ru
Целью нашей работы стало определение фактической опасности портативных гальванических элементов (батареек), попавших в почву и воду.
Ключевые слова: батарейка, почва, вода, загрязнение.
THE EFFECTS OF CONTAMINATION OF ENVIRONMENTAL OBJECTS PORTABLE
GALVANIC ELEMENTS
N. S. Selezenev, A. N. Balaev, V. A. Nikonov Scientific Supervisor - M. V. Chizhevskaya, V. A. Mironova
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: ie.sibsau@mail.ru
The aim of our work was to determine the actual danger of the battery, got into the soil and water.
Keywords: battery, soil and water pollution.
В последнее время Интернет пестрит информацией о большой опасности, которую представляют собой батарейки, выброшенные «не по правилам».
По статистике, на одну выброшенную батарейку приходится 20 квадратных метров земли, загрязненных тяжелыми металлами или около 400 литров воды. В лесной зоне - это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей!
Тяжелые металлы, образующиеся при разрушении металлического корпуса батарейки попадают в грунтовые воды, после этого они могут попасть в артезианские воды, используемые для питьевого водоснабжения.
В среднем в месяц человек выбрасывает около 4-6 батареек. Это 120 м.кв. загрязненной почвы. В Красноярске 2,866,490 человек, которые в месяц загрязняют около 346.4 км. кв. почвы.
В нашей работе мы использовали марганцево-цинковые (щелочные батарейки).
В марганцево-цинковых батарейках используется пассивный уголь и двуокись марганца, электролит из хлорида аммония и катод из цинка. В перерывах между эксплуатацией элементы питания могут «восстанавливаться» - это обусловлено выравниванием локальных неоднородностей в композите электролита, вызванных разрядом. Это немного продлевает срок службы батарейки.
Щелочные батарейки содержат растворенные тяжелые металлы, круг металлов узкий, батарейки различаются по составу металлов, в состав может входить от 10 до 20 элементов таблицы Менделеева, многие из этих элементов являются сильно токсичными веществами.
Ниже приведем протекание химических процессов
На аноде проходят реакции окисления цинка. Вначале образуется гидроксид цинка:
Zn + 2OH-^ Zn(OH)2+ 2e-который затем разлагается на оксид цинка и воду.
Zn(OH)2^ ZnO + H2O
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1
На катоде, в свою очередь, происходят реакции восстановления оксида марганца (IV) в (III):
2MnO2 + H2O + 2e- ^ Mn2O3 + 2OH-
В целом, химические процессы внутри элемента при использовании KOH в качестве электролита можно описать следующим уравнением:
Zn + 2KOH + 2MnO2 + 2e- ^ 2e- + ZnO + 2KOH + Mn2O3
В отличие от солевого элемента, в щелочном электролит в процессе разрядки батареи практически не расходуется, а значит достаточно малого его количества. Поэтому, в щелочном элементе в среднем в 1,5 раза больше диоксида марганца
Измерение кислотности воды по окончанию опыта:
В одной из емкости с батарейкой уровень кислотности pH дистилированной воды увеличился до 12, в другой до 9.
Количество проросших семян по окончанию опыта:
Изначально было посажено по 50 семян кресс-салата в каждый из образцов почвы. Опыт показал, что влияние «батареек» очень велико и выкидывать их опасно для окружающей среды. Там, где были задействованы «батарейки» проросло менее 40 % от общего количества семян.
На основании проведенных опытов можно сделать вывод, что портативные гальванические элементы негативно влияют на окружающую среду. Но не настолько как об этом говорят в Интернете и средствах массовой информации.
Библиографические ссылки
1. Сайт экологической грамотности [Электронный ресурс]. URL: http://nature-time.ru/ 2014/07/vred-akkumulyatorov-i-batareek-dlya-zdorovya/ (дата обращения: 30.03.2016).
2. Как утилизируют батарейка [Электронный ресурс]. URL: http://echo.msk.ru/blog/yopolisnews/ 1201686-echo/ (дата обращения: 30.03.2016).
3. Деньги из мусора: сколько можно заработать на старых батарейках [Электронный ресурс]. URL: http://www.rbc.ru/ins/own_business/26/05/2015/5561ab799a794756f6aea13d (дата обращения: 30.03.2016).
4. Утилизация батареек [Электронный ресурс]. URL: http://www.m24.ru/articles/70430 (дата обращения: 30.03.2016).
© Селезенев Н. С., Бадаев А. Н., Никонов В. А., 2016
