关于电池对水仙生长及开花影响的研究报告

陈小明 陈 刚

（杭州外国语学校浙江杭州310023）

关于电池对水仙生长及开花影响的研究报告

陈小明 陈 刚

（杭州外国语学校浙江杭州310023）

一、研究背景

1.环境污染已成为人类的最大公敌,其中重金属污染是最严重的污染之一。

2.随手抛弃的电池会慢慢地溢出镉、汞、铅等重金属离子,这些重金属离子进入土壤或水源,再通过农作物进入人体,严重影响人类的身体健康。

3.目前重金属对环境污染的研究大多源于大样本的流行病学的调查,只限于相关性的分析。在短期内直观观测废旧电池对生物体影响的研究比较少见。

二、研究目的

观测不同数目的干电池在短期内对水生植物生长及发育的影响。

三、实验器材

1.废旧干电池4节

2.长势相近且未出现花苞的水仙花3盆(水仙花生长期短,对水体污染敏感,易于观察。)

3.自来水

4.直尺(用于测量水仙花叶长)

5.pH计(用于检测水体pH)

四、实验步骤

在一盆水仙花中放入一节干电池,为A组;在另一盆中放入三节干电池,为B组;在最后一盆中不放干电池,为C组(空白对照组)。将三盆水仙花置于相同的环境下,每两天换一次水,每天观测其最长叶的长度变化、水的颜色、pH、花苞出现时间和开花时间及花朵数目。其中最长叶的长度变化反映生长情况,花的情况反映发育情况。

五、实验结果

部分观测结果记录如下：

第一天

（对照)最长叶的长度（cm）13.8生长速度(△H，cm)_ __________________ ___________ ___0实验组观察指标_____ _ A组B组C组（1节电池）_ _（3节电池）_ _________ 12.7____ ____10.4 0_________________________ _________0

叶子颜色叶子翠绿花苞数目(个) 0水的颜色清水体pH值6.5叶子翠绿__ _叶子翠绿0______ ____0清_____ ____清6.5____ ____6.5

第二天

实验组观察指标C组（对照) A组B组（1节电池）_ _最长叶的长度（cm）15.7生长速度(△H，cm) +1.9叶子颜色叶子苍翠欲滴__花苞数目(个) 0水的颜色较清水体pH值7.3（3节电池）__________ 14.3 10.6 +1.6 +0.2叶子碧绿叶子翠绿0 0稍黄很黄7.3 7.5

第三天

实验组观察指标C组（对照)最长叶的长度（cm）16.4生长速度(△H，cm) +0.7叶子颜色叶子苍翠欲滴__ A组（1节电池）_ _花苞数目(个) 7水的颜色清水体pH值7.3 B组（3节电池）__________ 15.2 11.5 +0.9 +0.9叶子绿叶子微黄5 2稍黄稍黄7.3 7.3

第六天

实验组观察指标C组（对照)最长叶的长度（cm）17.0 A组（1节电池）_ _ B组（3节电池）__________ 17.7 12.3

生长速度(△H，cm) +0.2叶子颜色叶子苍翠欲滴花苞数目(个)______ _____________ ___________开了两朵花6个花苞，均饱满+0.5 +0.3叶子绿叶子微黄6个不饱满，枯萎水的颜色清水体pH值7.3 6个较饱满，有枯萎稍黄稍黄7.3 7.3

第九天

实验组观察指标C组（对照)最长叶的长度（cm）18.5生长速度(△H，cm) +0叶子颜色叶子苍翠欲滴花苞数目(个) 17朵花，有新花苞水的颜色较清水体pH值7.3 B组（3节电池）22.0 14.1 +0 -0.2叶子绿叶子微黄全部枯萎，无花_____ ____ A组（1节电池）______________________ 2朵花，余枯萎______________稍黄黄7.5 7.7

之后三盆水仙花的生长发育情况无太大变化。在第20天,B组的水仙花死亡。将三组水仙花最长叶子的长度随时间变化关系绘制图表如下：

三组水仙花最长叶子的长度随时间变化关系图

六、实验结论

从观测结果来看,电池对水仙的影响是剂量依赖性的,低剂量的电池污染(一节电池)主要影响水仙的发育(花苞的成熟,开花),但对茎叶的生长有促进作用。高剂量的电池污染,则对水仙的茎叶生长和发育(花苞的成熟和开花)均有影响。

根据观测结果,可以得出结论：随意丢弃废电池会对生态系统造成破坏。

七、结论分析

根据观测结果,我们推测电池内的某些成分可能会抑制水生植物的生殖系统,从而使茎叶的长势更盛。这需要实验的进一步证明。若真如此,此结论可用于某些观叶景观植物的栽培。

通过查阅资料,我们得知电池之所以能供电,源于这样一个反应：

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

从此反应中可以得知在电池内主要存在的离子有：nH4+、Xn2+,电池内的锌离子多以氯化锌存在,则电池内还存在着Cl-。我们认为这些离子在我们实验中的水仙花培养液中均有存在。其中铵根离子中的氮元素对于植物茎叶的生长有着促进作用,我们分析正是因为这种情况的存在,导致了茎叶的过度生长而抑制了生殖系统的发育。但是B组的异常开花现象同样引起了我们的注意。我们认为这样的现象同样与培养液的成分有关。培养液中还存在汞、镉等重金属离子,这些成分的存在使得A组和B组都出现不同程度的生长发育异常的情况,其中以B组的茎叶几乎不发育和最后烂根死亡的情况最为典型,但在这样恶劣的情况下,B组仍能开出两朵花,与A组比较分析,我们认为可能是B组中不同离子作用竞争的综合结果。

基于上述分析,我们给出以下几个猜想：

1.过量的铵根离子对于植物的茎叶生长有抑制作用。

2.氮肥在促进植物茎叶生长的同时会抑制植物生殖系统的发育。

3.电池对于植物的负面影响完全来自于电池中的重金属离子。

这些猜想是否正确还需要进行大量的实验。但我们认为,这些猜想具有一定的应用价值。希望我们的实验能够对于现实当中废电池的回收再利用及消除其影响方面产生积极的作用,为能够真正消除电池污染对于人类的威胁而献上一份微薄之力。

猜想1的应用是不可过量施肥这个已经得到广泛认可的道理。在课本中所提到的是因为细胞液浓度小于外溶液浓度的说法,在本次实验中并没得到体现(事实证明培养液浓度不同的情况下,水仙花的叶都依旧饱满,即使是在水中有三粒电池的情况下)。我们猜想这与氮元素本身的化学性质有关。

对于猜想2,我们认为这个猜想一旦成立,便可应用于对于某些植物的栽培。例如：对于竹子,我们可以对其适当施加氮肥使得其延缓开花且枝叶更为茂盛。同样也可猜想对于磷肥而言,磷肥对于植物生殖系统发育的促进会抑制茎叶的生长。该猜想一旦成立,便可用于一些果树的栽培。

猜想3是基于一种基于常识的猜想。对于电池,我们在论及其危害的时候常常会直接想到重金属的危害。但在对电池的构造进行了解后,我们意识到电池中反应后的废液依然可能是电池污染的重要原因。在进行一定的研究之后,我们认为电池中除重金属外的其他成分并不能对生物体产生特别巨大的影响。这是对于处理废电池问题的一个参考。在对废电池进行回收之后应将重点放在重金属的回收利用上,这既是对环境的保护也是对资源的节约。

1008-0546（2011）03-0066-02

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2011.03.032