谈废电池与环境污染
夏飞
2006.1.11
摘要:废弃的电池对环境的污染问题越来越为人们所关注,而且还引发了不小的争议。一方认为废电池对环境的污染已经“病入肌骨”,必须竭尽全力、尽早处理;另一方则认为前者的说法“危言耸听”,夸大事实,所以根本不必理会。本文并不评判以上两种观点的对错,只客观的介绍一下废电池与环境污染的现状;再叙述一下国内外回收、处理废电池的情况;并提出自己的一点看法。
关键词:废电池;环境污染;水污染
正文:
一、电池的种类
我们现有的电池主要分为一次电池和二次电池。一次电池包括民用干电池(主要有锌锰、碱性锌锰和碳锌等系列,还有少量的锌银、锂电池等品种)、纽扣电池、以及燃料电池等等;二次电池,主要指能充放电两次以上的电池,包括铅蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池、锂离子聚合物电池以及太阳能电池等等。
针对我们所关心的环境污染问题,一一跟大家分析、解释。目前国内使用最多的工业电池为铅蓄电池(亦有少量民用,如摩托车、电动车电池等),污染物主要为铅和硫酸,这类电池由于原材料单一,且多为大型电池,处理较方便,占电池总成本50%以上的铅(铅化合物)可以重新回炉提炼,该系列电池的回收已成为商(厂)家的自觉行动,即使在生活垃圾中偶尔见到,也会被捡垃圾的送往废品收购部门。废电池的再生基本不存在技术问题,对环境的污染主要是管理问题。 小型二次电池目前使用较多的有镍镉、镍氢、锂离子电池、锂离子聚合物电池,镍镉电池中的镉是环保部门严格控制的重金属元素之一,锂离子电池中的有机电解质,镍镉、镍氢电池中的碱和制造电池的辅助材料铜等重金属,都构成对环境的污染,这类电池目前国内的使用总量只有几亿只,且大多数体积较小,废弃电池再利用价值较低,加上使用分散,废弃电池绝大部分作生活垃圾处理,其回收存在着成本和管理方面的问题,处理利用也存在一定的技术问题[3]。
 
民用干电池是目前使用量最大、也是最分散的电池产品,国内年消费量近80亿只。锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池和锌空气电池等使用锌电极的电池一般都使用汞或汞的化合物作缓蚀剂,按照国家九部委“关于限制电池产品汞含量的规定” [9],锌锰电池目前均已达到低汞化的要求,但多数厂家生产的碱性锌锰等电池,其汞含量与低汞化的要求距离还较大,几种常用电池的汞含量(计算值)见附表[3]。
电池种类 |
含汞载体及Hg含量 |
R20 |
R14 |
R6 |
R03 |
糊式锌锰电池 |
浆糊,HgCl2,0.05% |
4.5×10-5 |
6×10-5 |
|
|
纸板锌锰电池 |
浆层纸,HgCl2,1.2g/m2 |
5×10-5 |
7×10-5 |
1×10-5 |
1.3×10-5 |
碱性锌锰电池 |
锌粉,Hg,3%~6% |
|
|
0.5%~1% |
0.4%~0.9% |
二、废电池中的重金属等污染物对水、土壤等的污染[4]~ [10]
要正确的认识废电池中的污染物对环境的污染,必须持科学的态度,不能一味相信有些媒体的报道和数据。
曾有媒体报道说“一颗纽扣电池能污染将近60万升水,相当于一个人一生的饮水量”等等。对于这种说法,笔者认为是缺乏根据的。美国威斯康辛麦德逊大学的一个研究组的调查结果表明:每个人的需水量差异很大,在未脱水的情况下,一个人每天的摄取量可以从最低1.2升到最高7.7升之间,而且与年龄差异关系不大。?我们可以自己计算,假设一个人平均每天饮水2.3升,一年按365天计算,并假设该自然人活到75岁,则一个人一生饮水量为:2.3×365×75=62962.5升=62.9625立方米=62.9625吨,媒体的报道数据比这高了一个数量级,也就是说要一个正常人一辈子如一日的每天多喝十倍的水,这显然是不可能的,造成了数据失真。更何况汞难溶于水,汞的化合物大多为难溶物质,另外还有个迁移速度问题,因此其污染的范围和程度是有限的。15年前,日本电池工业会曾委托福冈大学做电池(含汞和镉)掩埋试验,试验结果目前仍未发现汞、镉等重金属的扩散和污染[3]。
通过以上分析,我们得知要理解汞等重金属对环境的污染,还要参考相关的环境标准,如我们国家的国标《地表水环境质量标准》(标准号:GB3838-2002),现摘录部分如下:(单位:毫克/升)[1]
序
号 |
分类
标准值
项目 |
Ⅰ类 |
Ⅱ类 |
Ⅲ类 |
Ⅳ类 |
Ⅴ类 |
10 |
铜≤ |
0.01 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
14 |
砷≤ |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.1 |
0.1 |
15 |
汞≤ |
0.00005 |
0.00005 |
0.0001 |
0.001 |
0.001 |
18 |
铅≤ |
0.01 |
0.01 |
0.05 |
0.05 |
0.1 |
通过这个一类标准,每升水中若含有超过0.00005毫克的汞则可以认为突破了国标的限制,造成了环境污染。因此可以推算5毫克汞全部溶解于水中可以污染100000升水,也就是10万升水。而我们的纽扣电池一般也就含3-4mg的汞,所以即使这些汞全部溶解于水,也只能造成6万升水的污染,相当于一个人一生的饮水量,我们至此找到了媒体的“一颗纽扣电池可以污染一个人一生的饮水”的说法的根源。但是我们前面也讲过,扩散和溶解要一个漫长的过程,所以这只是为了引起人们高度主意的一个形象的说法,大家要客观对待。
同样我们也给出土壤环境的国标供大家参考:(《土壤环境质量标准》,标准号:GB 15618-1995,单位为mg/公斤)[2]
级别?
土壤?
pH值 |
一级 |
二级 |
三级 |
项目 |
自然背景 |
<6.5 |
6.5~7.5 |
>7.5 |
>6.5 |
镉 ≤ |
0.20 |
0.30 |
0.60 |
1.0 |
|
汞 ≤ |
0.15 |
0.30 |
0.50 |
1.0 |
1.5 |
砷 水田 ≤ |
15 |
30 |
25 |
20 |
30 |
旱地 ≤ |
15 |
40 |
30 |
25 |
40 |
铜 农田等≤ |
35 |
50 |
100 |
100 |
400 |
果园 ≤ |
— |
150 |
200 |
200 |
400 |
铅 ≤ |
35 |
250 |
300 |
350 |
500 |
铬 水田 ≤ |
90 |
250 |
300 |
350 |
400 |
旱地 ≤ |
90 |
150 |
200 |
250 |
300 |
锌 ≤ |
100 |
200 |
250 |
300 |
500 |
镍 ≤ |
40 |
40 |
50 |
60 |
200 |
所以我们在看待废电池对环境的污染问题时,要客观的分析到底废电池中含有多少重金属污染物,再参考最新的国家标准,从而自己分析出这些污染物对环境的潜在危害。
三、废电池的国内外回收方法
西方国家早对废电池的回收处理,提出并实行了很多值得我们借鉴的方案,我们可以了解一下。
丹麦:是欧洲最早对电池进行循环利用的国家。丹麦从1996年开始回收镉镍电池,其具体做法是:电池按销售单价+0.9美元/只电池的回收费用售出,从回收费中按17.6美元/千克支付给电池回收者。该政策的制定,使镉镍电池的售价相对较高,从而改变了消费者的消费行为,小型二次电池的消费重点转向环保型电池。1997年镉镍电池的回收率就已达到了95%[3]。
英国:从1998年开始对电池回收,回收的主要品种为镉镍、氢镍和锂电池。电池的回收、运输、处理等费用由最终用户承担,1999年约回收450吨,2000年的目标为600吨[3]。
法国:回收废弃电池从1999年开始实施,电池回收由企业负责,未成立专门的回收公司,原则上回收采用独立核算,如产生亏损,由生产商和销售商共同负担,目前,法国已有几家大的电池回收企业。计划2001年对所有的电池进行回收[3]。
日本:回收处理废弃电池一直走在世界前列。早在1993年就开始回收,二次电池的回收率较高,但一次电池回收率仍较低。据日本电池工业会介绍,2000年是日本政府实施“3R”计划的第一年,即改过去“大量生产、大量消费、大量废弃”为现在的“循环、降低、再利用”,政府颁布的废物利用法将于2001年4月1日起执行。汽车用铅蓄电池目前已全部回收,并有成熟的处理方法;其他二次电池的回收率也已达84%,采用的方法是在各大商场和公共场所放置回收箱,依靠电池生产企业的赞助实施回收,废弃二次电池一般采用先解剖焙烧,再进行分离的方法,回收有用金属或其化合物;一次电池的回收率仅有20%左右,主要是一次电池已实现无汞化,对环境的污染程度相对较轻,回收的一次电池大部分采用掩埋方式处理。其回收一般不由电池生产厂负责,而是选择具有冶炼能力的工厂(如汞冶炼厂等)负责,目前回收的废电池93%由社团募集,7%由电池生产厂收集(含工厂废次电池)。原来处理废电池的主要目的是回收汞,电池实现无汞化后,主要是为了节约资源,变废为利,金属由冶炼厂重新回炉精炼,正极粉用作显像管的偏磁体材料[3]。
四、个人的一点建议
我个人对废电池的回收,提出的建议如下,仅供大家参考:
(一)、国家制定更加严格的电池尤其是一次性干电池的生产标准,达到国际上通行的低汞(甚至无汞)、低铅(甚至无铅)等要求,从根源上控制废电池对环境的污染问题;
(二)、国家根据各地情况,制定相应的二次电池回收处理机制,包括建设专业的回收处理工厂等,科学、谨慎、有效的回收处理二次可回收电池;
(三)、应通过宣传使群众获得正确的废电池处理理念和科学的回收方法;
(四)、由于一次性干电池使用量大,存在着潜在的污染危险,所以应通过媒体、政府以及个人大力宣传一次性干电池的危害,应以社区为单位各自通过饮水瓶等装置先自行保管,再由国家制定相应的掩埋计划,集中处理。
五、总结
废电池的回收、利用是一项系统工程,应根据我国的国情进行处理。不能偏激的认为废电池对环境的污染不甚严重,可以置之不理;也不能杞人忧天,觉得必须马上全民动员、集中处理,若没有科学的方法指导,反而有可能“越帮越忙”。
参考文献:
1、国标《地表水环境质量标准》,标准号:GB3838-2002。
2、国标《土壤环境质量标准》,标准号:GB 15618-1995。
3、王金良、马扣祥,《也谈废电池的回收利用》。
4、余亚仕.废旧电池回收不可忽视[N],光明日报,1999-10-14.
5、宗建材.废旧干电池如何“充电”[N].中国环境报,2000-09-05.
6、张俊喜,陈健,乔亦男等.废电池的危害及回收利用[J].电池世界,1999,(4):3-7.
7、张东操.回收电池陷入尴尬[N].中国青年报,2000-08-29.
8、张可佳.个人如何处理废旧电池[N].青年参考,2000-03-16.
9、《关于限制电池汞含量的规定》的通知[Z].中国轻工总会等.轻总行管[1997]4号文件,1997-12-31.
10、中国电池工业协会.访日考察报告[J].电池工业,2000,(6):243. |