關于電池對水仙生長及開花影響的研究報告

陳小明 陳 剛

（杭州外國語學校浙江杭州310023）

關于電池對水仙生長及開花影響的研究報告

陳小明 陳 剛

（杭州外國語學校浙江杭州310023）

一、研究背景

1.環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.目前重金屬對環境污染的研究大多源于大樣本的流行病學的調查,只限于相關性的分析。在短期內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

觀測不同數目的干電池在短期內對水生植物生長及發育的影響。

三、實驗器材

1.廢舊干電池4節

2.長勢相近且未出現花苞的水仙花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干電池,為A組;在另一盆中放入三節干電池,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、花苞出現時間和開花時間及花朵數目。其中最長葉的長度變化反映生長情況,花的情況反映發育情況。

五、實驗結果

部分觀測結果記錄如下：

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節電池）_ _（3節電池）_ _________ 12.7____ ____10.4 0_________________________ _________0

葉子顏色葉子翠綠花苞數目(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__花苞數目(個) 0水的顏色較清水體pH值7.3（3節電池）__________ 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節電池）_ _花苞數目(個) 7水的顏色清水體pH值7.3 B組（3節電池）__________ 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節電池）_ _ B組（3節電池）__________ 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系圖

六、實驗結論

從觀測結果來看,電池對水仙的影響是劑量依賴性的,低劑量的電池污染(一節電池)主要影響水仙的發育(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育(花苞的成熟和開花)均有影響。

根據觀測結果,可以得出結論：隨意丟棄廢電池會對生態系統造成破壞。

七、結論分析

根據觀測結果,我們推測電池內的某些成分可能會抑制水生植物的生殖系統,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：

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

從此反應中可以得知在電池內主要存在的離子有：nH4+、Xn2+,電池內的鋅離子多以氯化鋅存在,則電池內還存在著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,導致了莖葉的過度生長而抑制了生殖系統的發育。但是B組的異常開花現象同樣引起了我們的注意。我們認為這樣的現象同樣與培養液的成分有關。培養液中還存在汞、鎘等重金屬離子,這些成分的存在使得A組和B組都出現不同程度的生長發育異常的情況,其中以B組的莖葉幾乎不發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的發育。

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用價值。希望我們的實驗能夠對于現實當中廢電池的回收再利用及消除其影響方面產生積極的作用,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的應用是不可過量施肥這個已經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(事實證明培養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性質有關。

對于猜想2,我們認為這個猜想一旦成立,便可應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發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。但在對電池的構造進行了解后,我們意識到電池中反應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將重點放在重金屬的回收利用上,這既是對環境的保護也是對資源的節約。

1008-0546（2011）03-0066-02

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2011.03.032