廢電池的危害:廢棄在自然界電池中的汞會慢慢從電池中溢出來,進入土壤或水源,再通過農作物進入人體,損傷人的腎臟。在微生物的作用下,無機汞可以轉化成甲基汞,聚集在魚類的身體里,人食用了這種魚后,甲基汞會進入人的大腦細胞,使人的神經系統受到嚴重破壞,重者會發瘋致死。著名的日本水俁病就是甲基汞所致。鎘滲出污染土地和水體,最終進入人體使人的肝和腎受損,也會引起骨質松軟,重者造成骨骼變形。汽車廢電池中含有酸和重金屬鉛泄漏到自然界可引起土壤和水源污染,最終對人造成危害。
國外電池回收處理概況
丹麥:是歐洲最早對電池進行循環利用的國家。丹麥從1996年開始回收鎘鎳電池,其具體做法是:電池按銷售單價+0.9美元/只電池的回收費用售出,從回收費中按17.6美元/千克支付給電池回收者。該政策的制定,使鎘鎳電池的售價相對較高,從而改變了消費者的消費行為,小型二次電池的消費重點轉向環保型電池。1997年鎘鎳電池的回收率就已達到了95%。
英國:從1998年開始對電池回收,回收的主要品種為鎘鎳、氫鎳和鋰電池。電池的回收、運輸、處理等費用由最終用戶承擔,1999年約回收450噸,2000年的目標為600噸。
法國:回收廢棄電池從1999年開始實施,電池回收由企業負責,未成立專門的回收公司,原則上回收采用獨立核算,如產生虧損,由生產商和銷售商共同負擔,目前,法國已有幾家大的電池回收企業。計劃2001年對所有的電池進行回收。
電池的回收率也已達84%,采用的方法是在各大商場和公共場所放置回收箱,依靠電池生產企業的贊助實施回收,廢棄二次電池一般采用先解剖焙燒,再進行分離的方法,回收有用金屬或其化合物;一次電池的回收率僅有20%左右,主要是一次電池已實現無汞化,對環境的污染程度相對較輕,回收的一次電池大部分采用掩埋方式處理。
日本:回收處理廢棄電池一直走在世界前列。早在1993年就開始回收,二次電池的回收率較高,但一次電池回收率仍較低。汽車用鉛蓄電池目前已全部回收,并有成熟的處理方法;其他二次工廠(如汞冶煉廠等)負責,目前回收的廢電池93%由社團募集,7%由電池生產廠收集(含工廠廢次電池)。原來處理廢電池的主要目的是回收汞,電池實現無汞化后,主要是為了節約資源,變廢為利,金屬由冶煉廠重新回爐精煉,正極粉用作顯像管的偏磁體材料。
電池的收集及運輸一般由社會贊助或低價方式,由于一次電池回收處理成本較高,是一種“虧本買賣”,日本政府為促進廢棄電池的回收利用,為處理工廠按80日元/㎏廢電池提供補貼。
關于建設廢電池處理工廠的投資,據日方估計,建1家年處理量為16萬噸的廢電池處理工廠,約需投資1600萬美元,如果加上回收3廢、防止二次污染的設施,投資額更大。
美國:目前主要回收可充電電池,由1家可充電池再利用公司具體操作,與銷售商簽訂銷售許可合同(含廢電池回收條款),這種方式銷售的可充電池約占全美可充電池總量的75%,美國鎘鎳電池的回收率近50%,2005年要求達到90%以上。其回收成本為1~1.5美分/只。
德國:從1998年10月開始以法律形式規定對電池進行回收,但據了解,一次電池的處理方法仍然是深埋。
科學調查表明,一顆鈕扣電池棄入大自然后,可以污染60萬升水,相當于一個人一生的用水量。而中國每年要消耗這樣的電池70億只……
目前我國電池生產企業有1400多家,1999年已達到150億節。我國約有3.66億個家庭每年大約需要電池近44億節。,而且多數在國內消耗。與世界不少國家相比,我國廢電池回收率極低。據了解,我國生產的電池有96%為鋅錳電池和堿錳電池,其主要成分為錳、汞、鋅、鉻等重金屬。廢電池無論埋在大氣中還是深埋在地下,其重金屬成分都會隨滲液溢出,造成地下水和土壤的污染,日積月累,會嚴重危害人類健康。
1998年《國家危險廢物名錄》上定出汞、鎘、鋅、鉛、鉻為危險廢棄物:
汞:汞即水銀,是一種液體金屬。比重13.6,熔點-39.3℃、沸點357℃。汞在常溫下即可蒸發,其蒸氣無色無味,比空氣重七倍。汞及其化合物毒性都很大,特別是汞的有機化合物毒性更大。魚在含汞量0.01-0.02毫克/升的水中生活就會中毒;人若食用0.1克汞就會中毒致死。汞及其化合物可通過呼吸道、皮膚或消化道等不同途徑侵入人體。當汞進入人體后,即集聚于肝、腎、大腦、心臟和骨髓等部位,造成神經性中毒和深部組織病變,引起疲倦,頭暈、顫抖、牙齦出血、禿發、手腳麻痹、神經衰弱等癥狀,甚至會出現精神混亂,進而瘋狂痙攣致死。有機汞還能進入胎盤,使胎兒先天性汞中毒,或畸形,或癡呆。汞的毒性是積累性的,往往要幾年或十幾年才能反應出來。食物鏈對汞有相當大的富集能力。如淡水魚和浮游植物對汞的富集倍數為一千,淡水無脊椎動物為十萬,海洋植物為一百,海洋動物為二十萬。食用被汞污染的水產品,產生甲基汞中毒,關.頭暈,四肢末梢麻木,記憶力減退,神經錯亂,甚至死亡,還影響孕婦胎兒畸形。
鉛:鉛的分子量是278,是一個重金屬元素,重金屬元素進入人體內會使體內的蛋白質發生變性,也就是使蛋白質正常功能受到損壞,從而使人體不能發揮正常的功能。食用含鉛食物,會影響酶及正常血紅素合成,影響神系統,鉛在骨骼及腎臟中積累,有潛在的長期影響。
鎘:鎘是一種毒性很大的重金屬,其化合物也大都屬毒性物質。震驚世界的日本“痛痛痛”就是因鎘污染而致。含鎘的礦山廢水污染了河水及河兩岸的土壤、糧食、牧草、通過食物鏈進入人體而慢慢積累,在腎臟和骨骼中。會取代骨中鈣,使骨骼嚴重軟化,骨頭寸斷;鎘會引起胃臟功能失調,干擾人體和生物體內鋅的酶系統,使鋅鎘比降低,而導致高血壓癥上升。鎘毒性是潛在性的。即使飲用水中鎘濃度低至0.1毫克/升,也能在人體(特別是婦女)組織中積聚,潛伏期可長達十至三十年,且早期不易覺察。資料表明,人體內鎘的生物學半衰期為20~40年。鎘對人體組織和器官的毒害是多方面的,且治療極為困難。因此,各國對工業排放“三廢”中的鎘都作了極嚴格的規定。日本還規定,大米含鎘超過1毫克/公斤即為“鎘米”,禁止食用。日本環境廳規定0.3ppm為大米中鎘濃度的最高正常含量。由于鎘化合物具有程度不同的毒性,用任何方法從廢水中除鎘,只能改變其存在任何方法從廢水中除隔,只能改變其存在方式和轉移其存在的位置,并不能消除其毒性。因此,鎘廢水的處理應盡量與回收利用結合。
鉻:鉻是一種具有銀白色光澤的金屬,無毒,化學性質很穩定,不銹鋼中便含有12%以上的鉻。常見的鉻化合物有六價的鉻酐、重鉻酸鉀、重鉻酸鈉、鉻酸鉀、鉻酸鈉等;三價的三氧化二鉻(鉻綠、Cr2O3);二價的氧化亞鉻。鉻的化合物中以六價鉻毒性最強,三價鉻次之。據研究表明,鉻是哺乳動物生命與健康所需的微量元素。缺乏鉻可引起動脈粥樣硬化。成人每天需500-700微克鉻,而在一般伙食中每天僅能提供50-100微克。紅糖全谷類糙米、未精制的油、小米、胡蘿卜、豌豆含鉻較高。鉻對植物生長有刺激作用,微量鉻可提高植物收獲量;但濃度稍高,又可抑制土壤內有機物質的硝化作用。鉻酸、重鉻酸及其鹽類對人的粘模及皮膚有刺激和灼燒作用、并導致傷、接觸性皮炎。這些化合物以蒸氣或粉塵方式進入人體,均會引中鼻中隔穿孔、腸胃疾患、白血球下降、類似哮喘的肺部病變。皮膚接觸鉻化物,可引起愈合極慢的“鉻瘡”,當空氣中鉻酸酐的濃度達0.15~0.31毫克/立方米時就可使鼻中隔穿孔。三價鉻還是一種蛋白凝聚劑。有人認為,六價鉻可誘發肺癌。此外,六價鉻,特別是鉻酸對下水系統金屬管道有強文化館作用,濃度2為0.31mg/l的重鉻酸鈉即可腐蝕管道。含3.4-17.3mg/l的三價鉻廢水灌田,就能使所有植物中毒。鉻的污染主要由工業引起。鉻的開采、冶煉、鉻鹽的制造、電鍍、金屬加工、制革、油漆、顏料、印染工業,都會有鉻化合物排出。如制革工業通常處理一噸原皮,要排郵含鉻410mg/l的廢水50-60噸;若每天處理原皮十噸,則年排鉻72-86噸。鉻進入人體內,分布于肝、腎中,出現肝炎和腎炎病理。 這些電池的組成物質在電池使用過程中,被封存在電池殼內部,并不會對環境造成影響。但經過長期機械磨損和腐蝕,使得內部的重金屬和酸堿等泄露出來,進入土壤或水源,就會通過各種途徑進入人的食物鏈.生物從環境中攝取的重金屬可以經過食物鏈的生物放大作用,逐級在較高級的生物中成千上萬地富積,然后經過食物進入人的身體,在某些器官中積蓄造成慢性中毒。日本的水俁病就是汞中毒的典型案例。
二、廢電池的回收
據環保專家介紹,在廢電池中每回收1000克金屬,其中就有82克汞、88克鎘,可以說,回收處置廢電池不僅處理了污染源,而且也實現了資源的回收再利用。國外發達國家對廢電池的回收與利用極為重視。西歐許多國家不僅在商店,而且直接在大街上都設有專門的廢電池回收箱,廢電池中95%的物質均可以回收,尤其是重金屬回收價值很高。如國外再生鉛業發展迅速,現有鉛生產量的55%均來自于再生鉛。而再生鉛業中,廢鉛蓄電池的再生處理占據了很大比例。100千克廢鉛蓄電池可以回收50-60千克鉛。對于含鎘廢電池的再生處理,國外已有較為成熟的技術,處理100千克含鎘廢電池可回收20千克左右的金屬鎘對于含汞電池則主要采用環境無害化處理手段防止其污染環境。據悉,聯合國環境署正在全世界推廣“生活周期經濟”的新概念。它是將一個商品“從搖籃到墳墓”分為多個階段,即:原料獲得、制造工藝、運輸、銷售、使用、維修、回收利用、最后處置等,在每個階段,都必須加強環境管理。生產廠家和消費者都應對自己的行為負責,生產廠家在制定生產計劃、開發新產品和回收廢棄產品時必須考慮環境保護的要求,消費者在購買、使用和丟棄商品時也不能對環境造成危害。我國目前在廢電池的環境管理方面相當薄弱。按照巴塞爾公約中關于危險廢物的控制規定,許多種類的廢電池如鉛酸電池、含汞電池、鎘鎳電池等屬于危險廢物,應該按照危險廢物來管理,但是目前在我國,對于任何種類的廢電池都沒有按照危險廢物來管理,而是當作普通垃圾來對待。此外,對于廢電池的回收、處理和處置,國家也沒有制定具體的政策和法規。1995年頒布的《固體廢棄物污染環境防治法》對于廢電池的回收處理未作任何規定。
最近有人提出廢電池回收程序 :
1.放置(BCB)費電池回收桶
2.定期專人上門收集
3.電池分類(普通電池、紐扣電池)
4.市內庫房分類儲存
5.集中到一定數量后運至郊區放置地點依電池種類裝入集裝箱內封存,直至國內成熟廢電池回收技術出臺
三、廢電池的利用
廢電池說廢其實也不“廢”,其中含有大量的有色金屬,而有色金屬是地球上不可再生的寶貴資源。對于廢電池的最佳處理辦法是再生利用,提取其中的有用成分,將廢物變為資源。但由于廢電池造成的環境問題在我國一直沒有引起高度重視,因此,廢電池的再生利用、處理處置技術的研究開發幾乎等于零,只有少數幾個單位在這方面剛剛起步,國內目前非常缺乏先進成熟的廢電池處理技術。除了汽車用的鉛酸蓄電池被回收利用了之外,其它種類的廢電池都是“一扔了之”。
國際上通行的廢舊電池處理方式大致有三種:固化深埋、存放于廢礦井、回收利用。
1.固化深埋、存放于廢礦井
如法國一家工廠就從中提取鎳和鎘,再將鎳用于煉鋼,鎘則重新用于生產電池。 其余的各類廢電池一般都運往專門的有毒、有害垃圾填埋場,但這種做法不僅花費太大而且還造成浪費,
因為其中尚有不少可作原料的有用物質。
2.回收利用
(1)熱處理
瑞士有兩家專門加工利用舊電池的工廠,巴特列克公司采取的方法是將舊電池磨碎后送往爐內加熱,這時可提取揮發出的汞,溫度更高時鋅也蒸發,它同樣是貴重金屬。鐵和錳熔合后成為煉鋼所需的錳鐵合金。該工廠一年可加工2000噸廢電池,可獲得780噸錳鐵合金,400噸鋅合金及3噸汞。另一家工廠則是直接從電池中提取鐵元素,并將氧化錳、氧化鋅、氧化銅和氧化鎳等金屬混合物作為金屬廢料直接出售。不過,熱處理的方法花費較高,瑞士還規定向每位電池購買者收取少量廢電池加工專用費。
(2)“濕處理”
馬格德堡近郊區正在興建一個“濕處理”裝置,在這里除鉛蓄電池外,各類電池均溶解于硫酸,然后借助離子樹脂從溶液中提取各種金屬,用這種方式獲得的原料比熱處理方法純凈,因此在市場上售價更高,而且電池中包含的各種物質有95%都能提取出來。濕處理可省去分揀環節(因為分揀是手工操作,會增加成本)。馬格德堡這套裝置年加工能力可達7500噸,其成本雖然比填埋方法略高,但貴重原料不致丟棄,也不會污染環境。
(3)真空熱處理法
德國阿爾特公司研制的真空熱處理法還要便宜,不過這首先需要在廢電池中分揀出鎳鎘電池,廢電池在真空中加熱,其中汞迅速蒸發,即可將其回收,然后將剩余原料磨碎,用磁體提取金屬鐵,再從余下粉末中提取鎳和錳。這種加工一噸廢電池的成本不到1500馬克。
四 我國廢電池回收利用的狀況
為加強電池產品汞污染的防治工作,保護和改善我國生態環境,原中國輕工總會等9部門于1997年12月31日曾聯合下發了《關于限制電池產品汞含量的規定》,要求從2001年1月1日起,進口電池將由國家出入境檢驗檢疫部門實施強制性檢驗。根據《規定》要求,我國電池行業將分期實現對電池產品汞含量的限制,首先實現低汞,最終達到無汞。低汞的含義為電池中的汞含量小于電池重量的0.025%;無汞的含義為電池中的汞含量小于電池重量的0.001%。《規定》明確提出,
自2001年1月1日起,禁止在國內生產各類汞含量大于電池重量0.025%的電池;
從2001年1月1日起,凡進入國內市場銷售的國內、外電池產品(含與用電器具配套的電池), 在單體電池上需標注汞含量(如:注明"低汞"或"無汞"),未標注汞含量的電池不準進入市場銷售;
自2002年1月1日起,禁止在國內市場經銷汞含量大于電池重量0.025%的電池;
自2005年1月1日起,禁止在國內生產汞含量大于電池重量0.001%的堿性鋅錳電池;
自2006年1月1日起,禁止在國內經銷汞含量大于電池重量0.001%的堿性鋅錳電池。為 保證對進口電池檢驗工作的如期開展,國家出入境檢驗檢疫部門正抓緊做好開檢前的準備工作。
五 國外在廢電池回收利用方面的狀況
目前發達國家在廢電池的環境管理方面已經取得很大的進展。
在德國,目前已做到廢電池全部收集,分類處理和處置。政府已經立法,明確規定:對于毒性大的鉛酸蓄電池、含汞電池、鎘鎳電池等必須標有再生利用標識;電池生產廠家和經銷商必須收集所有廢電池;經銷商必須將有標識和無標識的電池加以分類;電池生產企業必須建立電池再生利用和處理設施;對于所有的廢電池必須優先考慮再生利用,對于不可再生利用的電池要根據廢物管理法進行妥善處置;在電池的生產方面,要進一步降低電池的重金屬含量,尤其要降低堿錳電池的汞含量,積極開發對環境危害小的新產品。美國是在廢電池環境管理方面立法最多最細的一個國家,不僅建立了完善的廢電池回收體系,而且建立了多家廢電池處理廠,同時堅持不懈地向公眾進行宣傳教育,讓公眾自覺地支持和配合廢電池的回收工作。據悉,聯合國環境署正在全世界推廣“生活周期經濟”的新概念。它是將一個商品“從搖籃到墳墓”分為多個階段,即:原料獲得、制造工藝、運輸、銷售、使用、維修、回收利用、最后處置等,在每個階段,都必須加強環境管理。生產廠家和消費者都應對自己的行為負責,生產廠家在制定生產計劃、開發新產品和回收廢棄產品時必須考慮環境保護的要求,消費者在購買、使用和丟棄商品時也不能對環境造成危害。
六、前景展望
現在,人們的環保意識有了很大提高,比如北京、上海等城市已經安置了廢電池投放專用桶。相信不久的將來,廢電池回收利用的問題必定會得到很好的解決。面對這些我們大學生應該做些什么又能做些什么?我們大家應該主動向鄰居、同學、朋友、爸爸、媽媽宣傳費電池的危害,并把他們用過的費電池收集起來,現在許多商場、超市等公共場所都有費電池回收箱,我們可以把收集的費電池送到那里。
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