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一、研究性学习课题的提出
环境问题的产生主要是由于人类对自然环境和生态环境的不合理利用和破坏,这种损坏环境的行为又是同人类对环境缺乏正确认识联系在一起的。随着科学技术的飞速发展和人民生活水平的不断提高,电池的应用范围也越来越广泛,用量也猛增不停,但随之而来的问题是大量废旧电池被随意丢弃,造成环境的严重污染,成为巨大的隐形公害。所以废旧电池的回收处理已成为当今环境问题的燃眉之急。因此,在化学教学中,结合相关教学内容对学生进行环境教育,提高学生环境保护意识,使他们正确认识环境和环境问题,培养学生改造和优化环境的能力具有重要的现实意义。
二、研究性学习的实施方法和途径
1、准备阶段
①组织研究小组。从高二级6个班中各抽选6人,分成6组,各组推选一人为组长,负责执笔书写小结及报告。
②确定研究的内容及目的:a、调查常用电池的种类,使用范围,性能,以及电池中氧化剂和还原剂。b、调查废旧电池是如何处理的。c、认识回收废旧电池的意义和价值。
2、实施阶段
①在教师的指导下,确定调查的途径和方法。a、查阅书报、杂志、资料、文献、上网等,获取相关知识。b、访问家庭、工厂、机关、学校、电池销售商、垃圾回收站等。c、设计调查表,应包含目的时间、地点、调查对象、调查人、建议等。d、完成调查记录,应包括常用电池的种类,使用范围,其中的氧化剂和还原剂、危害,对本地生态的影响,回收价值及回收情况等调查项目。
3、完成调查报告:活动结束,共收集到调查表12份,在教师指导下,各组对调查表的资料数据进行汇总,分类,完成调查报告6份。
4、交流与评价
评价是研究性学习活动中的重要环节,学生通过亲身实践,亲身体验了科学研究的全过程,教师应对学生在整个活动中的表现进行评价,评价可以从以下几方面实施。
①各组研究性学习活动过程中的积极性和主动性。②各组获取相关知识的途径和方法。③访问调查对象是否具有普遍性和代表性。④调查数据是否真实等。
三、结论及建议
(一)电池的种类。常用电池可分为干电池,蓄电池,锂电池以及燃料电池等。
(二)实用电池的特点:1、能产生稳定而具有较高电压的电流;2、完全,耐用且便于携带;3、能实用于特殊用途;4、使于回收处理,不污染环境或对环境产生的影响较小。
(三)废电池的危害
目前,无论是在马路上还是在居民生活区内,几乎经常可以看到被人们随手丢弃的废旧电池。今后,随着各种用电池做能源的电器设备的增加,这种现象恐怕会更多。废旧电池是一种很厉害的污染物,是破坏生态环境的杀手。由于使用分散,回收难以管理,废弃电池再生成本较大,加上目前还缺少科学、经济的处理方法和相应的法律保障强制废旧电池的回收,废弃电池一般均作为生活垃圾处理。据了解,一粒钮扣电池所含的汞能污染60万升水,相当于一个人一生的用水量;一节1号电池腐烂后渗出的汞会污染一立方米土壤,并使其永远不能生长植物。废电池的危害是持久的,无论是裸露在大气中,还是深埋在地下,危害主要集中在其中含有的汞、镉、镍、铅等重金属上,造成对地下水、土壤的再污染;这些重金属通过各种途径进入体内很难排除。随着生物积累浓度越来越高,于是造成对肾脏、肝脏、神经系统、造血机制的损害,严重时会使人罹患"骨痛病"、精神失常甚至癌症,这就是所谓的重金属公害病。具体情况如下:
铅能使人体神经系统和消化系统出现不正常运作。如神经衰弱、手足麻木、消化不良、腹部绞痛、肾炎等以及能引起血液中毒和其它病变。
汞及其化合物毒性都很大,特别是汞的有机化合物毒性更大。人若食用0.1克汞就会中毒致死。当汞进入人体后,即集聚于肝、肾、大脑、心脏儿先天性汞中毒,或畸形,或痴呆。汞的毒性是积累性的,往往要几年或十几年才能反应出来。和骨髓等部位,造成神经性中毒和深部组织病变,有机汞还能进入胎盘,使胎
镉:镉是一种毒性很大的重金属,其化合物也大都属毒性物质。震惊世界的日本"痛痛痛"就是因镉污染而致。镉对人体组织和器官的毒害是多方面的,且治疗极为困难。因此,由于镉化合物具有程度不同的毒性,用任何方法从废水中除镉,只能改变其存在方式和转移其存在的位置,并不能消除其毒性。因此,镉废水的处理应尽量与回收利用结合。
铬酸、重铬酸及其盐类对人的粘模及皮肤有刺激和灼烧作用、并导致伤、接触性皮炎。这些化合物以蒸气或粉尘方式进入人体内,分布于肝、肾中,出现肝炎和肾炎病理。还会引中鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。
(四)废电池的处理
目前世界上生活垃圾处理主要是卫生填埋、堆肥和焚烧三种方式,混入生活垃圾的废旧电池的危害作用还表现在以下四个过程中:
1.填埋。在填埋过程中,废旧电池内的重金属会通过渗滤作用逐渐扩散开去,将周围的水体和土壤污染。如果人类饮用了被污染的水或吃了出产于这些被污染的土壤的蔬果,那么重金属就会慢慢渗入到人的身体,严重的会诱发起多种病变,危害极大。
2.焚烧。废旧电池在高温下会腐蚀设备,其中某些重金属在燃烧炉中挥发到飞灰中,造成大气污染。焚烧炉底重金属的堆积,也会给产生的灰渣造成污染。
3.堆肥:废旧电池的重金属含量较高,会造成堆肥的质量下降。
4.再利用:将废旧电池回收再利用,一般采用反射炉火冶金法,工艺虽然容易掌握,但是回收率只有80%,其余的铅以气体和粉尘的形态出现,造成二次污染,直接危害操作人员的健康。
四、开展本次研究性活动的体会
通过本次研究性学习的活动,培养了学生一切从实际出发,实事求是的科学态度和科学精神。通过调查学习,培养了他们善于观察问题、发现问题,用科学方法去思考问题和解决问题的能力,激发了学生的学习兴趣,开阔了视野。使学生充分认识到减少和消除污染:一是靠科技,二是需要全社会共同努力,每个人都要从点滴做起,树立环境保护意识,认识防止环境污染的重要性,增强责任感,积极主动去学好科学文化知识,掌握理论,参与防治,认识实行可持续发展的重要意义,不断提高自身素质,迎接新世纪的挑战,创建美好家园。
环境问题的产生主要是由于人类对自然环境和生态环境的不合理利用和破坏,这种损坏环境的行为又是同人类对环境缺乏正确认识联系在一起的。随着科学技术的飞速发展和人民生活水平的不断提高,电池的应用范围也越来越广泛,用量也猛增不停,但随之而来的问题是大量废旧电池被随意丢弃,造成环境的严重污染,成为巨大的隐形公害。所以废旧电池的回收处理已成为当今环境问题的燃眉之急。因此,在化学教学中,结合相关教学内容对学生进行环境教育,提高学生环境保护意识,使他们正确认识环境和环境问题,培养学生改造和优化环境的能力具有重要的现实意义。
二、研究性学习的实施方法和途径
1、准备阶段
①组织研究小组。从高二级6个班中各抽选6人,分成6组,各组推选一人为组长,负责执笔书写小结及报告。
②确定研究的内容及目的:a、调查常用电池的种类,使用范围,性能,以及电池中氧化剂和还原剂。b、调查废旧电池是如何处理的。c、认识回收废旧电池的意义和价值。
2、实施阶段
①在教师的指导下,确定调查的途径和方法。a、查阅书报、杂志、资料、文献、上网等,获取相关知识。b、访问家庭、工厂、机关、学校、电池销售商、垃圾回收站等。c、设计调查表,应包含目的时间、地点、调查对象、调查人、建议等。d、完成调查记录,应包括常用电池的种类,使用范围,其中的氧化剂和还原剂、危害,对本地生态的影响,回收价值及回收情况等调查项目。
3、完成调查报告:活动结束,共收集到调查表12份,在教师指导下,各组对调查表的资料数据进行汇总,分类,完成调查报告6份。
4、交流与评价
评价是研究性学习活动中的重要环节,学生通过亲身实践,亲身体验了科学研究的全过程,教师应对学生在整个活动中的表现进行评价,评价可以从以下几方面实施。
①各组研究性学习活动过程中的积极性和主动性。②各组获取相关知识的途径和方法。③访问调查对象是否具有普遍性和代表性。④调查数据是否真实等。
三、结论及建议
(一)电池的种类。常用电池可分为干电池,蓄电池,锂电池以及燃料电池等。
(二)实用电池的特点:1、能产生稳定而具有较高电压的电流;2、完全,耐用且便于携带;3、能实用于特殊用途;4、使于回收处理,不污染环境或对环境产生的影响较小。
(三)废电池的危害
目前,无论是在马路上还是在居民生活区内,几乎经常可以看到被人们随手丢弃的废旧电池。今后,随着各种用电池做能源的电器设备的增加,这种现象恐怕会更多。废旧电池是一种很厉害的污染物,是破坏生态环境的杀手。由于使用分散,回收难以管理,废弃电池再生成本较大,加上目前还缺少科学、经济的处理方法和相应的法律保障强制废旧电池的回收,废弃电池一般均作为生活垃圾处理。据了解,一粒钮扣电池所含的汞能污染60万升水,相当于一个人一生的用水量;一节1号电池腐烂后渗出的汞会污染一立方米土壤,并使其永远不能生长植物。废电池的危害是持久的,无论是裸露在大气中,还是深埋在地下,危害主要集中在其中含有的汞、镉、镍、铅等重金属上,造成对地下水、土壤的再污染;这些重金属通过各种途径进入体内很难排除。随着生物积累浓度越来越高,于是造成对肾脏、肝脏、神经系统、造血机制的损害,严重时会使人罹患"骨痛病"、精神失常甚至癌症,这就是所谓的重金属公害病。具体情况如下:
铅能使人体神经系统和消化系统出现不正常运作。如神经衰弱、手足麻木、消化不良、腹部绞痛、肾炎等以及能引起血液中毒和其它病变。
汞及其化合物毒性都很大,特别是汞的有机化合物毒性更大。人若食用0.1克汞就会中毒致死。当汞进入人体后,即集聚于肝、肾、大脑、心脏儿先天性汞中毒,或畸形,或痴呆。汞的毒性是积累性的,往往要几年或十几年才能反应出来。和骨髓等部位,造成神经性中毒和深部组织病变,有机汞还能进入胎盘,使胎
镉:镉是一种毒性很大的重金属,其化合物也大都属毒性物质。震惊世界的日本"痛痛痛"就是因镉污染而致。镉对人体组织和器官的毒害是多方面的,且治疗极为困难。因此,由于镉化合物具有程度不同的毒性,用任何方法从废水中除镉,只能改变其存在方式和转移其存在的位置,并不能消除其毒性。因此,镉废水的处理应尽量与回收利用结合。
铬酸、重铬酸及其盐类对人的粘模及皮肤有刺激和灼烧作用、并导致伤、接触性皮炎。这些化合物以蒸气或粉尘方式进入人体内,分布于肝、肾中,出现肝炎和肾炎病理。还会引中鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。
(四)废电池的处理
目前世界上生活垃圾处理主要是卫生填埋、堆肥和焚烧三种方式,混入生活垃圾的废旧电池的危害作用还表现在以下四个过程中:
1.填埋。在填埋过程中,废旧电池内的重金属会通过渗滤作用逐渐扩散开去,将周围的水体和土壤污染。如果人类饮用了被污染的水或吃了出产于这些被污染的土壤的蔬果,那么重金属就会慢慢渗入到人的身体,严重的会诱发起多种病变,危害极大。
2.焚烧。废旧电池在高温下会腐蚀设备,其中某些重金属在燃烧炉中挥发到飞灰中,造成大气污染。焚烧炉底重金属的堆积,也会给产生的灰渣造成污染。
3.堆肥:废旧电池的重金属含量较高,会造成堆肥的质量下降。
4.再利用:将废旧电池回收再利用,一般采用反射炉火冶金法,工艺虽然容易掌握,但是回收率只有80%,其余的铅以气体和粉尘的形态出现,造成二次污染,直接危害操作人员的健康。
四、开展本次研究性活动的体会
通过本次研究性学习的活动,培养了学生一切从实际出发,实事求是的科学态度和科学精神。通过调查学习,培养了他们善于观察问题、发现问题,用科学方法去思考问题和解决问题的能力,激发了学生的学习兴趣,开阔了视野。使学生充分认识到减少和消除污染:一是靠科技,二是需要全社会共同努力,每个人都要从点滴做起,树立环境保护意识,认识防止环境污染的重要性,增强责任感,积极主动去学好科学文化知识,掌握理论,参与防治,认识实行可持续发展的重要意义,不断提高自身素质,迎接新世纪的挑战,创建美好家园。