關(guān)于電池對水仙生長及開花影響的研究報告

陳小明 陳 剛

（杭州外國語學(xué)校浙江杭州310023）

關(guān)于電池對水仙生長及開花影響的研究報告

陳小明 陳 剛

（杭州外國語學(xué)校浙江杭州310023）

一、研究背景

1.環(huán)境污染已成為人類的最大公敵,其中重金屬污染是最嚴重的污染之一。

2.隨手拋棄的電池會慢慢地溢出鎘、汞、鉛等重金屬離子,這些重金屬離子進入土壤或水源,再通過農(nóng)作物進入人體,嚴重影響人類的身體健康。

3.目前重金屬對環(huán)境污染的研究大多源于大樣本的流行病學(xué)的調(diào)查,只限于相關(guān)性的分析。在短期內(nèi)直觀觀測廢舊電池對生物體影響的研究比較少見。

二、研究目的

觀測不同數(shù)目的干電池在短期內(nèi)對水生植物生長及發(fā)育的影響。

三、實驗器材

1.廢舊干電池4節(jié)

2.長勢相近且未出現(xiàn)花苞的水仙花3盆(水仙花生長期短,對水體污染敏感,易于觀察。)

3.自來水

4.直尺(用于測量水仙花葉長)

5.pH計(用于檢測水體pH)

四、實驗步驟

在一盆水仙花中放入一節(jié)干電池,為A組;在另一盆中放入三節(jié)干電池,為B組;在最后一盆中不放干電池,為C組(空白對照組)。將三盆水仙花置于相同的環(huán)境下,每兩天換一次水,每天觀測其最長葉的長度變化、水的顏色、pH、花苞出現(xiàn)時間和開花時間及花朵數(shù)目。其中最長葉的長度變化反映生長情況,花的情況反映發(fā)育情況。

五、實驗結(jié)果

部分觀測結(jié)果記錄如下：

第一天

（對照)最長葉的長度（cm）13.8生長速度(△H，cm)_ __________________ ___________ ___0實驗組觀察指標_____ _ A組B組C組（1節(jié)電池）_ _（3節(jié)電池）_ _________ 12.7____ ____10.4 0_________________________ _________0

葉子顏色葉子翠綠花苞數(shù)目(個) 0水的顏色清水體pH值6.5葉子翠綠__ _葉子翠綠0______ ____0清_____ ____清6.5____ ____6.5

第二天

實驗組觀察指標C組（對照) A組B組（1節(jié)電池）_ _最長葉的長度（cm）15.7生長速度(△H，cm) +1.9葉子顏色葉子蒼翠欲滴__花苞數(shù)目(個) 0水的顏色較清水體pH值7.3（3節(jié)電池）__________ 14.3 10.6 +1.6 +0.2葉子碧綠葉子翠綠0 0稍黃很黃7.3 7.5

第三天

實驗組觀察指標C組（對照)最長葉的長度（cm）16.4生長速度(△H，cm) +0.7葉子顏色葉子蒼翠欲滴__ A組（1節(jié)電池）_ _花苞數(shù)目(個) 7水的顏色清水體pH值7.3 B組（3節(jié)電池）__________ 15.2 11.5 +0.9 +0.9葉子綠葉子微黃5 2稍黃稍黃7.3 7.3

第六天

實驗組觀察指標C組（對照)最長葉的長度（cm）17.0 A組（1節(jié)電池）_ _ B組（3節(jié)電池）__________ 17.7 12.3

生長速度(△H，cm) +0.2葉子顏色葉子蒼翠欲滴花苞數(shù)目(個)______ _____________ ___________開了兩朵花6個花苞，均飽滿+0.5 +0.3葉子綠葉子微黃6個不飽滿，枯萎水的顏色清水體pH值7.3 6個較飽滿，有枯萎稍黃稍黃7.3 7.3

第九天

實驗組觀察指標C組（對照)最長葉的長度（cm）18.5生長速度(△H，cm) +0葉子顏色葉子蒼翠欲滴花苞數(shù)目(個) 17朵花，有新花苞水的顏色較清水體pH值7.3 B組（3節(jié)電池）22.0 14.1 +0 -0.2葉子綠葉子微黃全部枯萎，無花_____ ____ A組（1節(jié)電池）______________________ 2朵花，余枯萎______________稍黃黃7.5 7.7

之后三盆水仙花的生長發(fā)育情況無太大變化。在第20天,B組的水仙花死亡。將三組水仙花最長葉子的長度隨時間變化關(guān)系繪制圖表如下：

三組水仙花最長葉子的長度隨時間變化關(guān)系圖

六、實驗結(jié)論

從觀測結(jié)果來看,電池對水仙的影響是劑量依賴性的,低劑量的電池污染(一節(jié)電池)主要影響水仙的發(fā)育(花苞的成熟,開花),但對莖葉的生長有促進作用。高劑量的電池污染,則對水仙的莖葉生長和發(fā)育(花苞的成熟和開花)均有影響。

根據(jù)觀測結(jié)果,可以得出結(jié)論：隨意丟棄廢電池會對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。

七、結(jié)論分析

根據(jù)觀測結(jié)果,我們推測電池內(nèi)的某些成分可能會抑制水生植物的生殖系統(tǒng),從而使莖葉的長勢更盛。這需要實驗的進一步證明。若真如此,此結(jié)論可用于某些觀葉景觀植物的栽培。

通過查閱資料,我們得知電池之所以能供電,源于這樣一個反應(yīng)：

Xn+2MnO2+2nH4+=Xn2++Mn2O3+2nH3+H2O

從此反應(yīng)中可以得知在電池內(nèi)主要存在的離子有：nH4+、Xn2+,電池內(nèi)的鋅離子多以氯化鋅存在,則電池內(nèi)還存在著Cl-。我們認為這些離子在我們實驗中的水仙花培養(yǎng)液中均有存在。其中銨根離子中的氮元素對于植物莖葉的生長有著促進作用,我們分析正是因為這種情況的存在,導(dǎo)致了莖葉的過度生長而抑制了生殖系統(tǒng)的發(fā)育。但是B組的異常開花現(xiàn)象同樣引起了我們的注意。我們認為這樣的現(xiàn)象同樣與培養(yǎng)液的成分有關(guān)。培養(yǎng)液中還存在汞、鎘等重金屬離子,這些成分的存在使得A組和B組都出現(xiàn)不同程度的生長發(fā)育異常的情況,其中以B組的莖葉幾乎不發(fā)育和最后爛根死亡的情況最為典型,但在這樣惡劣的情況下,B組仍能開出兩朵花,與A組比較分析,我們認為可能是B組中不同離子作用競爭的綜合結(jié)果。

基于上述分析,我們給出以下幾個猜想：

1.過量的銨根離子對于植物的莖葉生長有抑制作用。

2.氮肥在促進植物莖葉生長的同時會抑制植物生殖系統(tǒng)的發(fā)育。

3.電池對于植物的負面影響完全來自于電池中的重金屬離子。

這些猜想是否正確還需要進行大量的實驗。但我們認為,這些猜想具有一定的應(yīng)用價值。希望我們的實驗?zāi)軌驅(qū)τ诂F(xiàn)實當(dāng)中廢電池的回收再利用及消除其影響方面產(chǎn)生積極的作用,為能夠真正消除電池污染對于人類的威脅而獻上一份微薄之力。

猜想1的應(yīng)用是不可過量施肥這個已經(jīng)得到廣泛認可的道理。在課本中所提到的是因為細胞液濃度小于外溶液濃度的說法,在本次實驗中并沒得到體現(xiàn)(事實證明培養(yǎng)液濃度不同的情況下,水仙花的葉都依舊飽滿,即使是在水中有三粒電池的情況下)。我們猜想這與氮元素本身的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。

對于猜想2,我們認為這個猜想一旦成立,便可應(yīng)用于對于某些植物的栽培。例如：對于竹子,我們可以對其適當(dāng)施加氮肥使得其延緩開花且枝葉更為茂盛。同樣也可猜想對于磷肥而言,磷肥對于植物生殖系統(tǒng)發(fā)育的促進會抑制莖葉的生長。該猜想一旦成立,便可用于一些果樹的栽培。

猜想3是基于一種基于常識的猜想。對于電池,我們在論及其危害的時候常常會直接想到重金屬的危害。但在對電池的構(gòu)造進行了解后,我們意識到電池中反應(yīng)后的廢液依然可能是電池污染的重要原因。在進行一定的研究之后,我們認為電池中除重金屬外的其他成分并不能對生物體產(chǎn)生特別巨大的影響。這是對于處理廢電池問題的一個參考。在對廢電池進行回收之后應(yīng)將重點放在重金屬的回收利用上,這既是對環(huán)境的保護也是對資源的節(jié)約。

1008-0546（2011）03-0066-02

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2011.03.032