关于废电池调查与安全处理
前言：
自从第一只化学电源伏打电池问世以来,已经历了两个世纪了,在这期间,电池为我们人类做出了巨大的贡献,特别是本世纪80年代以来,越来越多的移动电话,BP机,手提电脑等电子产品走进消费者的日常生活,使电池这一家族获得了巨大的发展,但凡事有利必有弊,大量电池废弃后给人类环境带来了巨大的污染,据测试一粒钮扣电池能污染60万升水,一个人一生也喝不完,一节1号电池烂在地里,能使一平方米土地失去使用价值,多么触目惊心的数字呀,于是我们课题组选择了这个课题, 让大家能切实感受到电池对生物的危害,从而为废电池回收做些力所能及的事,为环保事业贡献一份自己的力量
探究一：
废电池里面到底有哪些污染物
近年来关于废旧电池给环境带来危害的报道的确很多，但是遗憾的是，这些报道未向读者或观众说明支持其结论的科研内容，没有向读者介绍其分析推理过程，也没有列举因干电池造成污染的实际案例，只有“污染严重”的结论。
废电池中含有哪些有害物质？这些物质通过什么样的机理释放到环境中？会对环境造成多大程度的损害？国内外有无废干电池引起严重污染的案例？发达国家是怎样解决这个问题的?源自这些疑问，课题组作了全面深入的调查，得出的结论与一些新闻报道相去甚远，这些报道确有不切合实际和偏激之处。
电池产品可分一次干电池(普通干电池)、二次干电池(可充电电池，主要用于移动电话、计算机)、铅酸蓄电池(主要用于汽车)三大类。用量最大、群众最关心，报道最多的是普通干电池。下面所说的电池均指普通干电池。
电池主要含铁、锌、锰等，此外还含有微量的汞，汞是有毒的。有报道笼统地说，电池含有汞、镉、铅、砷等物质，这是不准确的。事实上，群众日常使用的普通干电池生产过程中不需添加镉、铅、砷等物质。
探究二：
废电池中的汞没有对环境构成威胁
汞的挥发温度低，是一种毒性较大的重金属。很多地方的土壤中也含有微量的汞，在汞矿开采、提炼、含汞产品加工过程中，如密闭措施不够完备，释放到空气中的汞(蒸气)对操作人员的健康影响很大。
电池中虽然含有汞，但由于是添加剂，其含量很少。即便是高汞电池，含汞量一般也在电池重量的千分之一以内。我国电池行业全年的用汞量，大体上与一个汞法聚氯乙烯，或汞法炼金，或高汞铅锌矿采选的企业年排放废水中的含汞量相当。由于电池消费区域大，含汞废电池进入生活垃圾处理系统以后，对环境的影响比前述一个化工企业排放含汞废水所造成的影响要小得多，况且电池使用了不锈钢或碳钢做外包皮，有效地防止了汞的外漏。因而废电池分散丢弃在生活垃圾中，其危害微乎其微，在客观上不可能造成水俣病之类的危害。日本的水俣病是化工企业几十年向一条河流排放大量含汞废水，下游水系中汞逐渐累积造成的。
探究三：
废电池具体是怎样影响生物的
废电池对生物的影响探究实验报告
废电池对生物的影响探究实验报告探究课题：废电池对生物的影响
提出问题：废电池是否对种子萌发或者生长产生影响？
作出假设：废电池会使种子萌发率降低，并对生长产生负面影响。
假设依据：废电池内含汞、银、镉等重金属，而重金属会对环境造成危害。
设计实验（实验方案）：
（一）实验材料及用具：绿豆（完整饱满而没有破损、霉变、虫蛀）共300粒；6个杯子；
6块碎布；废电池浸出液1000毫升；适量清水；一个小勺子
（二）实验组：1，2，3号 对照组：4，5，6号
（三）实验的方法步骤：
1、将一节5号电池破碎，浸泡在1000毫升的清水中2～3天备用，也准备好适量的清水。
2、将300粒绿豆平均放入6个杯子中，每杯各放50粒绿豆，每个杯子里垫着一层碎布。
3、将装有绿豆的6个杯子分别标上数字，1、2、3号是实验组，4、5、6号是对照组。
4、1、2、3号杯子各倒入废电池浸出液一勺，4、5、6号杯子各倒入清水一勺。
5、4天后观察结果并计算种子的发芽率。
注意：实验组和对照组用的种子的种类、大小、数量、新鲜程度及其他影响种子萌发的外界条件均应相同。
实验结果：
分组
实验组（废电池浸出液）
对照组（清水）
杯子号数 种子总数 种子发芽个数 种子发芽率％
1号 50 50 100
2号 50 50 100
3号 50 50 100
4号 50 50 100
5号 50 50 100
6号 50 50 100
实验数据分析：实验组的平均值为100％，而对照组的平均值也为100％，两者数值相等。
得出结论：
废电池浸出液没有影响到种子的正常萌发，没有降低种子的发芽率；而从种子的生长状况来看，实验组的种子比对照组的种子矮小了一点，但无明显差别，与假设不相符。但由此我产生了疑问：既然废电池对种子萌发与生长没有负面影响，那为什么说废电池对生物有害？还是我的实验出了差错？
所以，我们就检查了实验的每一步和查找了有关资料。原来，废电池对种子产生危害需要一定的时间，其变化一般先是土壤变质。植物在这样的土壤中，重金属被植物的根系吸入植物的体内，直接扼杀了植物的生命。并且，不同的植物对废电池的抵抗力是不同的。
废电池里面含有多种化学物质，如汞、银、镉等重金属。这些重金属不仅可以对种子萌发和生长产生危害，对任何生物的生活都有不少的影响。废电池中的重金属对土壤、水体的污染，只是一种短期内的危害，对生态环境的潜在危害则是长期的。
通过这个实验和之后的资料查阅，我们了解到废电池内的污染物对生物产生严重的危害，而我国是电池生产和消费大国，目前产量达140亿枚，占世界产量的1/3，而且我国目前废电池的回收率很低，大量废电池随着垃圾扔掉了，有些甚至随地乱丢。废电池这个“放错了地方的资源”需要的是分类回收，物尽其用，变废为宝。因此，为了保护生态环境，要控制废电池危害，大力开发无公害的环保型电池和禁止生产和销售危害性大的电池，特别是含汞或镉的电池；对其他重金属污染源，也应严加防范和治理。
另外，由于废电池的危害主要集中在其中所含的少量的重金属上，于是我们通过网络，查阅了关于金属种类危害的表现：
锰 过量的锰蓄积于体内引起神经性功能障碍，早期表现为综合性功能紊乱。较重者出现两腿发沉，语言单调，表情呆板，感情冷漠，常伴有精神症状。
锌 锌的盐类能使蛋白质沉淀,对皮膜粘膜有刺激作用。当在水中浓度超过10-50毫史/升时有致癌危险，可能引起化学性肺炎。铅：铅主要作用于神经系统、活血系统、消化系统和肝、肾等器官能抑制血红蛋白的合成代谢过程，还能直接作用于成熟红细胞，对婴幼儿影响甚大，它将导致儿童体格发育迟缓，慢性铅中毒可导致儿童的智力低下。
镍 镍粉溶解于血液，参加体内循环，有较强的毒性，能损害中枢神经，引起血管变异，严重者导致癌症。
汞 它在这些重金属污染物中是最值得一提的，这种重金属，对人类的危害，确实不浅，长期以来，我国在生产干电池时，要加入一种有毒的物质——汞或汞的化合物，我国的碱性干电池中的汞的含量达到1-5%,中性干电池为0.025%,全国每年用于生产干电池的汞具有明显的神经毒性,此外对内分泌系统、免疫系统等也有不良影响，1953年，发生在日本九州岛的震惊世界的水俣病事件，给人类敲响了汞污染的警钟。
探究四：
看看发达国家是如何处理废电池的
在电池管理政策上，发达国家的政策可以概括为两类。
第一类是针对普通干电池的。政府要求制造商逐步降低电池中的汞含量，最终禁止向电池中添加汞。这项要求是淘汰所有含汞产品、工艺的一部分，而不仅仅针对电池行业。现在，几乎所有的发达国家都禁止向电池中添加汞。
第二类政策是针对可充电电池的。通过立法要求制造商逐步淘汰含镉电池。目前，镍氢电池、锂电池正逐步取代镍镉电池。一些国家的电子制造商协会开展了可充电电池回收利用工作，效果也比较显著。这主要是因为可充电电池总消耗量相对较少（与普通干电池相比），应用范围较小，容易通过以旧换新的方式收集，而且回收价值较高，所以这类废电池收集较容易。
对于报废的普通干电池，没有一个发达国家强制要求集中收集处理。美国、日本和欧盟等地区未把群众日常生活使用的普通干电池作为危险废物对待，也没有强制单独收集处理普通干电池的法律。有一个阶段，一些发达国家的电池（子）工业协会、个别城市曾经组织过普通干电池的收集活动，他们的国家既不鼓励也不限制。目前发达国家单独开展回收普通干电池的活动已经很少了，而是在进行生活垃圾分类收集处理时，把废电池单独收集起来处理。
一位来我国参加环保学术活动的日本专家曾经向国家环保总局的同行介绍说，日本福冈大学作了连续15年的研究，表明含汞电池随生活垃圾填埋是可以的。废电池可造成水俣病的推论是没有根据的，日本在1959年发生的水俣病事件，是上游开采了近百年的含汞铅锌矿几十年向一条河流排放大量含汞废水，下游水系中的汞逐渐累积造成的。这位专家也强调说，废电池客观上不可能造成水俣病之类的危害。
关于废电池再利用工厂，据了解，目前日本、瑞士两国各建有处理废电池的工厂，原来主要处理含汞普通废电池，现在则主要处理可充电电池。由于废电池数量较小，设施的生产能力有一部分闲置。
德国的作法是把收集到的废电池放置在废弃的矿坑中存放，采用此种方法存放前，必须要对所选择的矿坑进行环境影响评价，并进行防渗漏、封存等特殊处理。接受采访的专家们建议，可以借鉴这种方法处理目前我国已收集起来的废电池。
德国：广泛设立收集点 撒网回收废电池
德国具有一套行之有效的“回收废旧电池系统”。专门协调电池生产商、经销商与立法者之间的官方机构――德国电池回收协会的负责人舒维茨博士告诉记者，为了提高废旧电池的回收率，德国政府早在1998年就立下法规：按照“谁污染，谁治理”的原则，对电池生产商征收环境税。
法律规定，消费者要将用完的干电池、钮扣电池等送交商店或废品回收站，这两个场所也必须无条件接收废旧电池，并转送处理厂家。对于具有毒性的镍镉电池和含汞电池，上面需要有特殊标记，消费者购买这类电池时，押金是包含在价格里面的，把废旧电池送到废品站时，押金就能得到返还。
正是有了严格的立法，德国在第一年就回收了1万吨废电池。2005年，回收率也从2000年的25%提高到了70%以上。
那么，德国又是怎样回收废旧电池的呢？舒维茨博士表示，德国实行的是“撒网式”收集系统，即充分利用居民小区的生活垃圾收集系统、废旧家电收集系统、包装收集系统，以及学校、综合办公楼等人口集中地区进行收集。各个场所均设置了指定收集箱，每个星期，收集垃圾的卡车会一次性将垃圾和废旧电池清理干净。这不仅避免了额外的交通运输和人工投入，也提高了收集效率。
为提高对不同种类电池资源的再利用，收集来的废旧电池会被送到专门的公司进行分类。德国采用的是一种自动分类技术：在电池上印有带荧光墨水的标签，就能分离碱性电池和碳锌电池。
在“循环利用”上，德国各家企业更是高招连连。比如，一家企业将旧电池磨碎，送往炉内加热，可提取挥发出的汞、锌等，锰和铁可熔合为炼钢所需的锰铁合金；有的企业从电池中提取铁元素，并将氧化锰、氧化锌、氧化铜等金属混合物作为金属废料直接出售；还有企业兴建了“湿处理”装置：先将电池溶解于硫酸，再从溶液中提取各种金属物。
瑞士：废旧电池高热处理最环保
“不得随意丢弃旧电池，更不能遗弃蓄电瓶”，“旧电池不能与其他垃圾混合处理，必须投入指定回收箱，并交由物业集中处理。”在瑞士，每个社区都有这样的明文规定，这也成为了瑞士家喻户晓的常识。
据瑞士联邦政府统计，目前整个瑞士设有1.43万个废弃电池回收箱，其中30％以上设在商店中。瑞士国民年人均送往回收箱的废弃电池达20余个。与欧洲其他国家25％―40％的电池回收处理率相比，瑞士政府并不满足于自己创造的66.4％以上的成绩，而是将目标定在了80％以上。
记者在联邦政府能源局采访中获悉，瑞士之所以能实现如此高的回收率，最重要的原因之一是政府立法鼓励全民回收、利用再生资源，并先后制订了诸如《提前收取废旧电池处理费的规定》等一系列法律法规。此外，瑞士全国还有各类民间“回收协会”，负责官方机构、零售商，乃至普通居民间的密切联络。
在瑞士，相对于其他类型电池的处理，废旧手机电池的回收是个新工程。瑞士每年约有150多万部手机被淘汰，为此，联邦政府于2003年成立了专门机构，并在全国8000多个邮局开设了回收业务，对每个旧手机支付5―10个瑞士法郎的回收费（1瑞士法郎约合6元人民币）。然后由他们将旧手机电池送往专门的电池处理中心进行处理。
在瑞士，不同类型的电池采取不同的处理方法，其中包括深层填埋、热处理（包括真空热处理和高温热处理）、溶液“湿处理”等。高温热处理需要先将废弃电池碾碎，然后送往炉内加热，电池中所含的汞、锌等可以通过挥发回收；其他诸如铁、锰等金属元素会被熔炼成锰铁合金。采取温度不同的热处理，还可以获取诸如氧化铜、氧化锰、氧化镍等混合金属。尽管热处理过程需要消耗大量能源，处理成本相对较高，但对环境影响最小，所以目前瑞士主要依靠此方法处理废旧电池。
美国：重视回收汽车蓄电池
美国各州涉及电池回收的法律有所不同。但总的来说，在美国，汽车蓄电池的回收工作做得最好。
据了解，美国蓄电池的回收率几乎达到100%。以纽约州为例，法律规定，废弃不用的汽车蓄电池或拿回给零售商，或送到专门回收站，或放到清洁局专属的垃圾清理场中，但绝不能和普通垃圾混在一起随便丢弃。法律还规定，汽车电池零售商每月有免费回收每人两个蓄电池的义务；消费者购买汽车电池时，要多交5美元手续费，作为未来的回收费用。
除汽车电池外，铅酸电池、镍镉电池也有定点回收处，消费者可以将用完的电池交给制造商、零售商或批发商。
值得一提的是，一些商家会提供免费回收电池的服务。如沃尔玛超市，就有废旧电池回收箱，顾客可以将家用电子产品，如手机、电话机、电脑中的电池丢弃在那里。钟表部的柜台还负责回收手表中的电池等。
不过，对于国内常用的7号到1号等一次性电池，美国的回收渠道并不多。笔者曾询问过很多人，都不知道有回收这类电池的场所，大家一般将之与普通垃圾放在一起丢弃。
法国：电池广告注明回收点
法国政府1999年就曾颁布废旧电池回收的法令，后来，条款经修改更加完善：自2001年1月1日起，强制生产、销售电池的商户对电池进行收集、分类和回收工作；销售商必须免费收回消费者送来的废旧电池；禁止将电池与其他垃圾一起丢弃，而应放到专用收集容器内；电池回收点应有明显标志，并定期有人清理运走；销售难以拆卸电池的电器时，商店必须回收相关电器；电池广告中必须同时注明废旧电池的回收点和回收方法等。
其实，关于废旧电池的处理，关键在收集分类这一环节，消费者不但要将废电池送到回收点，还得知道如何区分不同电池的成分及分类标志。
目前，法国有一些企业专门研究如何处理回收旧电池，欧盟及法国政府也给予他们财政补贴和税收优惠政策。
日本：封住正负极 电池才能扔
1991年，日本制定了《促进再生资源利用相关法律》，后经修改规定：在小型充电电池中，除镍镉电池外，镍氢和锂电池的回收和再利用都应由制造商负责。
据统计，2005年，日本全国的废弃电池约有5.7万吨，其中超过半数由“野村兴产”和“东邦亚铅”等专门公司负责处理和再利用。目前，日本各地的商场、24小时便利店，还设置了60多万个钮扣电池专用回收箱。
在日本，普通干电池一般是作为不可燃垃圾处理的，但抛弃前，要求把电池的正负极用绝缘胶带封住，尤其是一次性锂电池，如果仍有剩余电量，在接触到金属后很可能出现发热、破裂，甚至引起火灾。
镍镉、镍氢等充电电池回收后，会运送到专门的电池处理厂进行“再生”。首先要经过600℃―800℃的高温加热，使其中的水银化为蒸汽以便分离。回收的大部分水银被利用于荧光灯等的原材料；铁、亚铅、锰、
镍等被分离后，会用作新电池原料或磁力材料。
钮扣电池多用于计算器、游戏机等小型电子产品，“碱性钮扣电池”在日本相当普及，回收这类电池主要是为提取铁、亚铅、镍和锰等金属。另一种是“酸化银钮扣电池”，由于其中含有珍贵的银金属，回收的主要目的是把银提取出来。
探究五：
人们是否有处理废电池意识
现在让我们来看看我们周围的情况,到底人们对废电池认识多少呢 我们决定从身边的人开始调查,于是,我们在本校范围内作了一次关于同学们对废电池回收意识的调查,本次调查的对象为高一部分同学,共收到调查问卷17张,其中有效问卷15张,统计得到的数据见表2:
表2 废电池回收调查卷统计
1.是否使用小型电器,如手电筒,随身听,CD机,复读机等.
选择项 人数 百分比
A 是 191 89.7%
B 否 22 10.3%
2.你使用普通电池还是充电电池.
选择项 人数 百分比
A 普通电池 172 80.8%
B 充电电池 41 19.2%
3.每星期大约有几节电池为你牺牲
选择项 人数 百分比
A 1-2节 153 71.8%
B 3-4节 38 17.8%
C 5-6节 4 1.9%
D 6节以上 18 8.5%
4.你如何处理废电池
选择项 人数 百分比
A 扔垃圾箱 117 55.0%
B 交给生活委员 48 22.5%
C 随便一扔 48 22.5%
5.你对废电池危害的认识情况
选择项 人数 百分比
A 不清楚 24 11.3%
B 不太清楚 63 29.5%
C 能列出几条 99 46.5%
D 很清楚 27 12.7%
6.你对学校生活部收废电池活动的认识
选择项 人数 百分比
A无所谓 29 13.6%
B没事找事 26 12.2%
C该的 74 34.7%
D觉得非常好 85 39.9%
分析以上数据可得,有70%多的同学每星期用1-2节电池,甚至有同学一星期用六节以上,废电池有很广泛的来源,而同学对废电池回收的意识较弱,绝大多数同学把电池扔垃圾箱或随手一扔,对电池的危害性认识不够,再利用意识不强,对废电池危害十分清楚的同学还不到15%,所以很有必要在校园内进行废电池与环保宣传.
探究六：
我国废旧电池回收利用的经济可行性分析
废电池回收利用的成本可以归结如下:
废电池从众多消费者手中集中到废电池处置场所的费用。
废电池在处置场所进行处理时所需的生产性支出。
废电池回收所得产物的销售成本和财务管理成本。
回收利用废电池过程中的环保费用。
通过政策上的扶持，规模化和产业化的改造，电池生产的低汞化和无汞化，可充电电池的生产，有效地降低了回收利用中的成本，降低了处理的难度，容易实现规模化和产业化效益。
废电池回收利用的收益表现如下：
从回收利用过程中所得材料的销售收入。以我国每年可以生产100亿只电池计算,全年可回收15.6万吨锌,22.6万吨二氧化锰,2080吨铜,207万吨氯化锌,7.9万吨氯化铵,4.03万吨炭棒,还有各种有色贵金属的回收价值更高。有人计算,即使我们只是回收其中的一半,就可以达到两万/天的利润,全国电池回收的年利润可达7亿多元。由于行政上的罚款，提高了普通电池的生产成本，从而不得不提高普通电池的销售价格，再而人们会选择性价比高的新型电池，这有利于电池的更新换代，从而促进电池产业的升级。从另一侧面也是提高了新型电池的利润空间。
我国经济实力的不断增强，不仅吸引了外资企业的进驻，而且带动了我国本地企业的蓬勃发展，我国经济活动活跃有生气，面对我国庞大的市场需求，废旧电池回收利用企业具有强大的生命力，如：广州某一电池回收企业可以回收处理旧电池20T/天，但是仅仅回收到了15T/年的量，而且大部分电池是从海关缴获得来的.如：北京一外资回收利用电池企业，可以达到150T/天的处理能力，而且开发的产品具有市场前景，却苦于没有足够的废旧电池而不得不向国外进口旧电池，但另一方面，数以百万吨的旧电池被填埋在垃圾填埋场。以我国年产销电池超过150多亿只的巨大数量，现在的企业还不能完全消化，可喜的是，现在越来越多的处理企业上马建设，相信随着技术的不断改进，处理能力的不断提高，我国的废旧电池处理企业完全有有足够的处理能力。
目前国外发达国家的回收技术普遍较我国先进，这是由具体的历史条件下决定的，我国在短短的时间里发展迅猛，许多技术和设备达到了或接近国外的先进水平。如陕西省西安市废电池的回收工艺为物理—化学常温无害处理，技术先进、可靠，基本达到了产业化要求，为我国废电池无害化处理及综合利用提供了技术支持。我国具有我国的特有的优势，一是我国的废电池总量巨大，这为市场提供了基础，二是我国的人力资源丰富，庞大的人力市场为我国提供了低的生产成本；三是我国具有深厚的科研力量，科研人才不断涌现，为我国的科研事业不断地提供后备军；四是我国是一个中央集权的社会主义国家，国家的方针政策得到了更好的实施和管理，极大地调动了生产积极性。
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