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    电池污染的是是非非  

      电池自诞生以来已经风靡全球百余年,最开始时,人们并没有意识到大量普通干电池的使用会存在污染,但在意识到之后,又迅速将其危害妖魔化,其阴影长时间在影响着我们。尽管如今大部分一次性干电池已经没有什么污染了,但很多人并不知晓。

      小小电池,风靡全球上百年

      1786年,意大利生物物理学家伽伐尼在做青蛙解剖时,两手拿着的不同金属器械无意中同时碰到青蛙的大腿,青蛙大腿的肌肉立刻抽搐了一下,仿佛受到电流的刺激,而只用一种金属器械去触碰青蛙,却无此反应。伽伐尼认为,这种现象的出现是因为动物体内存在着一种“生物电”。1791年,伽伐尼将实验结果写成论文,发表后震惊科学界。

      伽伐尼的好朋友、大名鼎鼎的意大利物理学家伏特却认为,引起青蛙腿部肌肉抽搐是因金属与蛙腿组织液之间产生了闭合回路电流的刺激造成的,关键在于蛙肌中含有导电液体。

      对于伏特的异议,伽伐尼重新做了多次严密的实验,认定青蛙体内确实存在着生物电,是生物电造成青蛙大腿肌肉的抽搐。

      伏特在随后的实验中,则发现如果不用蛙腿,只用两种不同的金属和湿的溶液接触,也能产生电。1799年,伏特用不同的金属圆片和浸过盐水的湿纸片交替叠加成一个高高的圆柱,并从圆柱两端引出了持久的电流,这就是有名的“伏特电堆”(也被称作“伏打电池”),是人类最早发明的化学电池。实际上,“伏特电堆”就是串联的电池组,它成为了早期电学实验以及电报机的电力来源。

      伽伐尼的一个偶然发现,引出了生物电学理论的建立和化学电池的诞生,成为科学史上一段佳话。

      1836年,英国人丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良。他使用稀硫酸作电解液,制造出世界上第一个能保持电流平衡输出的锌-铜电池。因为这种电池能反复充电,又称“蓄电池”。随后,又有人陆续发明了效果更好的“本生电池”和“格罗夫电池”。然而,当时无论哪种蓄电池都需要在两个金属板之间灌装液体,所用液体又是硫酸,挪动时很危险且不方便。

      1860年,法国人雷克兰士发明了一种在世界上被广泛应用的“湿电池”(碳锌电池的前身),这种电池由于正极和负极都浸在作为电解液的氯化铵溶液中,所以称为“湿电池”。这种电池简陋且易溢漏,但胜在价格便宜。

      1887年,英国人赫勒森发明了世界上最早的“干电池”。相对于“湿电池”,干电池的电解质为糊状,糊状物由淀粉、氯化铵和防腐剂组成。在随后的发展中,不同结构的干电池里的糊状物的物质构成并不一样,但“干电池”不会溢漏,便于携带,随着价格的下降,最终取代了“湿电池”。

      电池作为能源,电压稳定,供电时间长,且结构简单,携带操作简便,不受外界气候和温度的影响,因此在人类生活的各个方面都得到了广泛的应用。但在相当长的时间里,很少有人关注到电池对环境的污染问题。

      一次性电池的污染曾是人们绕不开的话题

      随着各类电池在世界范围内的广泛应用,其对环境的污染问题慢慢受到人们的重视。废旧电池内,除了含有大量的重金属镉、铅、汞、镍、锌、锰等以外,还有废酸、废碱等电解质溶液。如果随意丢弃,腐败的电池会污染水源,侵蚀人类赖以生存的庄稼和土地,影响种子发芽,使土地酸化和盐碱化,对人类的健康构成巨大的威胁。

      例如,在很长的时期内,一次性干电池生产要加入一种有毒物质——汞(俗称“水银”)或汞的化合物,以阻止电池中阴极金属锌的氧化而延长电池寿命。中国碱性干电池的汞含量达1%-5%,中性干电池汞含量超过0.025%,全国每年用于生产干电池的汞就达几十吨之多。但是汞和汞的化合物都具有很强的毒性,对人体的内分泌系统、免疫系统、神经系统均有严重影响,吸收过多会引发口齿不清、步态不稳、四肢麻痹,最后导致全身痉挛、精神失常而死。

      而那些随意丢弃的电池,汞会慢慢从电池中溢出,进入土壤或水源,通过食物和饮水被人体吸收,一些汞在微生物的作用下,无机汞可以转化成甲基汞,被鱼类所吸收,人吃用了这种鱼后,同样对健康产生危害。

      另外,不少电池为了提高使用寿命,都加有重金属镉。镉对人体的肾、骨质等都有严重损害;1993年,国际抗癌联盟还将镉定为IA级致癌物。

      虽然铅并不是制作干电池所必需的重金属,但是2010年以前,由于我国制造干电池的原材料中往往含有一定含量的铅,因此铅毒常常就无法避免。

      废弃电池的危害对于中国来说,比起世界上许多国家更为严重。早在1980年,我国干电池的产量已超过美国跃居世界第一,同时也成为世界上最大的电池消费国。1998年中国干电池的生产量达到140亿只,而同年世界干电池的总产量约为300亿只,我国的干电池产量占了世界产量近半。2012年,中国拥有的电池生产企业达1400多家。电池对环境的污染和对人体的危害在我国便成为绕不开的话题。

      一次性干电池已大部分没有污染了

      中国电池工业协会副秘书长曹国庆表示,电池按使用方式看,分为一次性电池(干电池)和二次性电池(充电池)。干电池包括碳性电池、碱性电池等;充电池常见的有铅酸电池、镍镉电池、镍铁电池、镍氢电池、锂离子电池等。

      曹国庆说,一次性干电池中的碳性电池的全称是碳锌电池,也称为“锌锰电池”,价格低廉,但电容量低,不适合需要大电流量和较长期连续工作的场合。一次性干电池中的碱性电池又称“碱性锌锰干电池”,是一种寿命较长的一次性电池,它以氢氧化钾为电解液,外壳是钢壳,安全性比碳性电池大大提高。虽然碱性电池价格是碳性电池的1.5-2倍,但是其产生的电量是碳性电池的4-5倍,很受消费者的欢迎。目前,在一次性干电池市场上,碳性电池已较少见了。

      那么,一次性干电池的污染问题在今天的情况又是如何的呢?

      曹国庆告诉记者,早在2003年,我国环保部发布的《废电池污染防治技术政策》就已经认定“废弃的普通锌锰电池和碱性锌锰电池不属于危险废物”,并指出“在缺乏有效回收的技术经济条件下,不鼓励集中收集已达到国家低汞或无汞要求的废一次性电池。”从2008年起,普通干电池就不再被列入《国家危险废物名录》了。

      这种情况是怎样实现的呢?原来,为了解决电池的污染问题,1997年12月31日,中国轻工总会、原国家环保总局等9个部委,联合发布了《关于限制电池产品汞含量的规定》,要求我国电池行业限制电池产品的汞含量,首先实现低汞,最终达到无汞。所谓低汞,就是电池中的汞含量小于电池重量的0.025%;所谓无汞,就是电池中的汞含量小于电池重量的0.0001%。

      根据规定要求,自2001年1月1日起,禁止在国内生产各类低汞电池;自2002年1月1日起,禁止在国内市场经销低汞电池。自2005年1月1日起,禁止在国内生产汞含量大于电池重量0.0001%的电池;自2006年1月1日起,禁止在国内经销汞含量大于电池重量0.0001%的电池。

      为了消除普通干电池中镉、铅的污染,在2009年9月,我国发布了强制性国家标准《碱性及非碱性锌-二氧化锰电池中汞、镉、铅含量的限制要求》,规定从2010年7月1日正式实施该要求。要求规定,碱性干电池中每克镉含量不得超过20微克,铅含量每克不得超过40微克,这个标准对人体已基本无害,也达到了以欧盟为代表的发达国家对电池的环保要求。

      可以说,目前在国内市场上销售的绝大多数一次性干电池已基本无汞、无镉、无铅,就算含有,其含量已符合国家的标准要求,不会对环境和人体健康产生显著影响。

      遗憾的是,由于科普不到位,很多人并没有认识到普通干电池已没有什么污染了,但以前环保宣传中有关电池污染的威胁还留在记忆中,比如“一节一号电池在地里腐烂,它的有毒物质能使一平方米的土地失去使用价值;扔一粒纽扣电池到水中,其所含的有毒物质会造成60万升水体的污染,相当于一个人一生的用水量”等等。因此,不少消费者尽管没有找到很好的回收利用废旧电池的办法,但他们还是将这些电池都留了下来。

      可充电电池和纽扣电池仍存在较大污染,仍需回收处理

      不过,曹国庆告诉记者:尽管普通干电池完全可以和其他生活垃圾一起扔掉及处理,但是镉镍手机电池、纽扣电池和其他各种充电电池仍需回收处理。截至目前,这些电池在发生作用时依旧需要镉或者铅、汞等重金属元素参与,在技术上还没有找到理想的替代方案。由于他们含有较多对环境有害的重金属元素,废弃后应投放至专用的废旧电池回收箱中,或投放至有害垃圾筒(箱)内,才能够避免对环境造成的污染。

      目前,北京市唯一的电池回收机构——安定卫生填埋场的电池库已经堆积了1300多吨废旧电池且未经处理。因为从1998年起,从全市各处回收的废旧电池源源不断地运往这里,大量的普通干电池和镉镍手机电池、纽扣电池等仍有污染的电池混合在一起,如何处理它们已经成为一个十分头痛的问题。

      从2011年开始,苏州在全市推广生活垃圾分类,并在居民小区收集废旧电池。据悉,2012年苏州共有24个居民小区进行了垃圾分类试点工作,2013年则增加至197个,包括机关、学校、居民小区等。截至2013年年底,收集废旧电池超过5吨。这些废旧电池中有80%以上为已基本实现了低汞和无汞化的普通干电池,采用卫生填埋等就可以避免对环境造成污染。但是,收集到的这些电池中,混入了不少仍有害的电池,要分拣的话,要耗费大量的人力物力,不得不全部作为有害垃圾处置。

      电池回收不仅仅是污染问题

      曹国庆表示,从另一个角度说,电池回收并不仅仅是环境污染问题,从资源循环利用而言,对所有废弃电池都应该进行回收利用。

      我国今年电池产量将达150亿只,其中70%是锌锰干电池,居世界第一位。以每年生产100亿只干电池计算,将要消耗15.6万吨锌,22.6万吨氧化锰,2080吨铜,2.7万吨氯化锌,7.9万吨氯化铵,4.3万吨碳棒。如果将废弃的电池进行回收加以利用,不论是从经济效益还是从对环保的贡献来说都有巨大价值。

      但目前的情况是,镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、铅酸蓄电池等可充电电池由于含贵重金属多,有一定的市场价格,回收率比较高。而一次性干电池由于所含金属价值较低,回收成本高,利润很低甚至会亏损,所以社会上鲜有资本投入。

      这些年来,国内废旧电池一直没有较好的处理方法,全国范围内也缺乏专门的处理工厂,仅有的几家试水厂家也处于观望状态,这让各地回收到的大量废旧电池处于堆放状态而无法得到专业处理和利用。

      曹国庆认为,既然合格的一次性干电池对环境并没有什么污染,回收利用的问题也没有得到很好的解决,在这样的情况下,居民在使用后直接和其他生活垃圾一起扔掉就可以了。等到将来有了完善的回收利用途径,再鼓励居民分类回收也不迟。

      发达国家如何对待电池回收

      欧盟、美国、日本等发达国家对废旧电池的处理有很好的经验,值得我们借鉴。

      欧盟在电池管理方面近几十年来一直走在了世界前列,目前在欧盟,有12个国家要求零售商将已经销售的电池在用完后全部召回。而德国、奥地利、荷兰和瑞典提出了比欧盟标准更加严厉的电池立法。

      自1998年4月起,德国开始强制性执行新的废旧电池回收处理法规,法规要求所有的电池生产厂家必须对他们的产品承担全部回收责任。对消费者则要求将使用完的干电池、纽扣电池等各种类型的电池送交商店或废品回收站回收,商店和废品回收站必须无条件地接受废旧电池,并转送处理厂家进行回收处理。

      同时,他们还对有毒性的镍镉电池和含汞电池实行押金制度,即消费者购买每节电池中含有一定的押金,当消费者拿着废旧电池来换购新电池时,价格中可以自动扣除押金。

      在废旧电池处理技术方面,德国也十分领先。在德国的马格德堡近郊区,兴建了一个电池“湿处理”装置,在这里除铅酸蓄电池外,各类电池均以硫酸溶解,然后借助离子树脂从溶液中提炼各种金属物,电池中95%的有用物质都能被提炼出来,这套装置年加工能力可达7500吨。

      在日本,强制回收废旧的可充电电池,对于一次性干电池,虽然没有全国性强制回收规定,但许多地方政府依旧强制回收,这类电池的回收率达30%左右。

      建于日本北海道的野村兴产株式会社主要业务是废弃电池和废弃荧光灯处理。对于旧电池,主要回收其中的铁壳和其他金属原料,并进行二次产品的开发制造。每年该株式会社从全国收购的废旧电池达13000吨,93%是通过民间环保组织收集,7%是通过各厂家收集。

      在美国,电池管理则按电池有害成分予以划分,主要通过零售商店、社区回收站等回收体系进行回收。

      美国和日本在废旧电池回收后,均交由企业处理,每处理一吨政府给予一定补贴。韩国则规定,生产电池的厂家,每生产一吨要向政府交一定数量的保证金,作为回收和处理的费用,同时要征收环境治理税。对于政府指定的废旧电池处理企业,则减免税收。

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