電池自誕生以來(lái)已經(jīng)風(fēng)靡全球百余年，最開(kāi)始時(shí)，人們并沒(méi)有意識(shí)到大量普通干電池的使用會(huì)存在污染，但在意識(shí)到之后，又迅速將其危害妖魔化，其陰影長(zhǎng)時(shí)間在影響著我們。盡管如今大部分一次性干電池已經(jīng)沒(méi)有什么污染了，但很多人并不知曉。
小小電池，風(fēng)靡全球上百年
1786年，意大利生物物理學(xué)家伽伐尼在做青蛙解剖時(shí)，兩手拿著的不同金屬器械無(wú)意中同時(shí)碰到青蛙的大腿，青蛙大腿的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到電流的刺激，而只用一種金屬器械去觸碰青蛙，卻無(wú)此反應(yīng)。伽伐尼認(rèn)為，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是因?yàn)閯?dòng)物體內(nèi)存在著一種“生物電”。1791年，伽伐尼將實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫成論文，發(fā)表后震驚科學(xué)界。
伽伐尼的好朋友、大名鼎鼎的意大利物理學(xué)家伏特卻認(rèn)為，引起青蛙腿部肌肉抽搐是因金屬與蛙腿組織液之間產(chǎn)生了閉合回路電流的刺激造成的，關(guān)鍵在于蛙肌中含有導(dǎo)電液體。
對(duì)于伏特的異議，伽伐尼重新做了多次嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)定青蛙體內(nèi)確實(shí)存在著生物電，是生物電造成青蛙大腿肌肉的抽搐。
伏特在隨后的實(shí)驗(yàn)中，則發(fā)現(xiàn)如果不用蛙腿，只用兩種不同的金屬和濕的溶液接觸，也能產(chǎn)生電。1799年，伏特用不同的金屬圓片和浸過(guò)鹽水的濕紙片交替疊加成一個(gè)高高的圓柱，并從圓柱兩端引出了持久的電流，這就是有名的“伏特電堆”(也被稱作“伏打電池”)，是人類最早發(fā)明的化學(xué)電池。實(shí)際上，“伏特電堆”就是串聯(lián)的電池組，它成為了早期電學(xué)實(shí)驗(yàn)以及電報(bào)機(jī)的電力來(lái)源。
伽伐尼的一個(gè)偶然發(fā)現(xiàn)，引出了生物電學(xué)理論的建立和化學(xué)電池的誕生，成為科學(xué)史上一段佳話。
1836年，英國(guó)人丹尼爾對(duì)“伏特電堆”進(jìn)行了改良。他使用稀硫酸作電解液，制造出世界上第一個(gè)能保持電流平衡輸出的鋅-銅電池。因?yàn)檫@種電池能反復(fù)充電，又稱“蓄電池”。隨后，又有人陸續(xù)發(fā)明了效果更好的“本生電池”和“格羅夫電池”。然而，當(dāng)時(shí)無(wú)論哪種蓄電池都需要在兩個(gè)金屬板之間灌裝液體，所用液體又是硫酸，挪動(dòng)時(shí)很危險(xiǎn)且不方便。
1860年，法國(guó)人雷克蘭士發(fā)明了一種在世界上被廣泛應(yīng)用的“濕電池”(碳鋅電池的前身)，這種電池由于正極和負(fù)極都浸在作為電解液的氯化銨溶液中，所以稱為“濕電池”。這種電池簡(jiǎn)陋且易溢漏，但勝在價(jià)格便宜。
1887年，英國(guó)人赫勒森發(fā)明了世界上最早的“干電池”。相對(duì)于“濕電池”，干電池的電解質(zhì)為糊狀，糊狀物由淀粉、氯化銨和防腐劑組成。在隨后的發(fā)展中，不同結(jié)構(gòu)的干電池里的糊狀物的物質(zhì)構(gòu)成并不一樣，但“干電池”不會(huì)溢漏，便于攜帶，隨著價(jià)格的下降，最終取代了“濕電池”。
電池作為能源，電壓穩(wěn)定，供電時(shí)間長(zhǎng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶操作簡(jiǎn)便，不受外界氣候和溫度的影響，因此在人類生活的各個(gè)方面都得到了廣泛的應(yīng)用。但在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，很少有人關(guān)注到電池對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題。
一次性電池的污染曾是人們繞不開(kāi)的話題
隨著各類電池在世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，其對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題慢慢受到人們的重視。廢舊電池內(nèi)，除了含有大量的重金屬鎘、鉛、汞、鎳、鋅、錳等以外，還有廢酸、廢堿等電解質(zhì)溶液。如果隨意丟棄，腐敗的電池會(huì)污染水源，侵蝕人類賴以生存的莊稼和土地，影響種子發(fā)芽，使土地酸化和鹽堿化，對(duì)人類的健康構(gòu)成巨大的威脅。
例如，在很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，一次性干電池生產(chǎn)要加入一種有毒物質(zhì)——汞(俗稱“水銀”)或汞的化合物，以阻止電池中陰極金屬鋅的氧化而延長(zhǎng)電池壽命。中國(guó)堿性干電池的汞含量達(dá)1%-5%，中性干電池汞含量超過(guò)0.025%，全國(guó)每年用于生產(chǎn)干電池的汞就達(dá)幾十噸之多。但是汞和汞的化合物都具有很強(qiáng)的毒性，對(duì)人體的內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)均有嚴(yán)重影響，吸收過(guò)多會(huì)引發(fā)口齒不清、步態(tài)不穩(wěn)、四肢麻痹，最后導(dǎo)致全身痙攣、精神失常而死。
而那些隨意丟棄的電池，汞會(huì)慢慢從電池中溢出，進(jìn)入土壤或水源，通過(guò)食物和飲水被人體吸收，一些汞在微生物的作用下，無(wú)機(jī)汞可以轉(zhuǎn)化成甲基汞，被魚類所吸收，人吃用了這種魚后，同樣對(duì)健康產(chǎn)生危害。
另外，不少電池為了提高使用壽命，都加有重金屬鎘。鎘對(duì)人體的腎、骨質(zhì)等都有嚴(yán)重?fù)p害;1993年，國(guó)際抗癌聯(lián)盟還將鎘定為IA級(jí)致癌物。
雖然鉛并不是制作干電池所必需的重金屬，但是2010年以前，由于我國(guó)制造干電池的原材料中往往含有一定含量的鉛，因此鉛毒常常就無(wú)法避免。
廢棄電池的危害對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，比起世界上許多國(guó)家更為嚴(yán)重。早在1980年，我國(guó)干電池的產(chǎn)量已超過(guò)美國(guó)躍居世界第一，同時(shí)也成為世界上最大的電池消費(fèi)國(guó)。1998年中國(guó)干電池的生產(chǎn)量達(dá)到140億只，而同年世界干電池的總產(chǎn)量約為300億只，我國(guó)的干電池產(chǎn)量占了世界產(chǎn)量近半。2012年，中國(guó)擁有的電池生產(chǎn)企業(yè)達(dá)1400多家。電池對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體的危害在我國(guó)便成為繞不開(kāi)的話題。
一次性干電池已大部分沒(méi)有污染了
中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)曹國(guó)慶表示，電池按使用方式看，分為一次性電池(干電池)和二次性電池(充電池)。干電池包括碳性電池、堿性電池等;充電池常見(jiàn)的有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳鐵電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。
曹國(guó)慶說(shuō)，一次性干電池中的碳性電池的全稱是碳鋅電池，也稱為“鋅錳電池”，價(jià)格低廉，但電容量低，不適合需要大電流量和較長(zhǎng)期連續(xù)工作的場(chǎng)合。一次性干電池中的堿性電池又稱“堿性鋅錳干電池”，是一種壽命較長(zhǎng)的一次性電池，它以氫氧化鉀為電解液，外殼是鋼殼，安全性比碳性電池大大提高。雖然堿性電池價(jià)格是碳性電池的1.5-2倍，但是其產(chǎn)生的電量是碳性電池的4-5倍，很受消費(fèi)者的歡迎。目前，在一次性干電池市場(chǎng)上，碳性電池已較少見(jiàn)了。
那么，一次性干電池的污染問(wèn)題在今天的情況又是如何的呢?
曹國(guó)慶告訴記者，早在2003年，我國(guó)環(huán)保部發(fā)布的《廢電池污染防治技術(shù)政策》就已經(jīng)認(rèn)定“廢棄的普通鋅錳電池和堿性鋅錳電池不屬于危險(xiǎn)廢物”，并指出“在缺乏有效回收的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，不鼓勵(lì)集中收集已達(dá)到國(guó)家低汞或無(wú)汞要求的廢一次性電池。”從2008年起，普通干電池就不再被列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》了。
這種情況是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?原來(lái)，為了解決電池的污染問(wèn)題，1997年12月31日，中國(guó)輕工總會(huì)、原國(guó)家環(huán)保總局等9個(gè)部委，聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于限制電池產(chǎn)品汞含量的規(guī)定》，要求我國(guó)電池行業(yè)限制電池產(chǎn)品的汞含量，首先實(shí)現(xiàn)低汞，最終達(dá)到無(wú)汞。所謂低汞，就是電池中的汞含量小于電池重量的0.025%;所謂無(wú)汞，就是電池中的汞含量小于電池重量的0.0001%。
根據(jù)規(guī)定要求，自2001年1月1日起，禁止在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)各類低汞電池;自2002年1月1日起，禁止在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)經(jīng)銷低汞電池。自2005年1月1日起，禁止在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)汞含量大于電池重量0.0001%的電池;自2006年1月1日起，禁止在國(guó)內(nèi)經(jīng)銷汞含量大于電池重量0.0001%的電池。
為了消除普通干電池中鎘、鉛的污染，在2009年9月，我國(guó)發(fā)布了強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《堿性及非堿性鋅-二氧化錳電池中汞、鎘、鉛含量的限制要求》，規(guī)定從2010年7月1日正式實(shí)施該要求。要求規(guī)定，堿性干電池中每克鎘含量不得超過(guò)20微克，鉛含量每克不得超過(guò)40微克，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)人體已基本無(wú)害，也達(dá)到了以歐盟為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)電池的環(huán)保要求。
可以說(shuō)，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷售的絕大多數(shù)一次性干電池已基本無(wú)汞、無(wú)鎘、無(wú)鉛，就算含有，其含量已符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)要求，不會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生顯著影響。
遺憾的是，由于科普不到位，很多人并沒(méi)有認(rèn)識(shí)到普通干電池已沒(méi)有什么污染了，但以前環(huán)保宣傳中有關(guān)電池污染的威脅還留在記憶中，比如“一節(jié)一號(hào)電池在地里腐爛，它的有毒物質(zhì)能使一平方米的土地失去使用價(jià)值;扔一粒紐扣電池到水中，其所含的有毒物質(zhì)會(huì)造成60萬(wàn)升水體的污染，相當(dāng)于一個(gè)人一生的用水量”等等。因此，不少消費(fèi)者盡管沒(méi)有找到很好的回收利用廢舊電池的辦法，但他們還是將這些電池都留了下來(lái)。
可充電電池和紐扣電池仍存在較大污染，仍需回收處理
不過(guò)，曹國(guó)慶告訴記者：盡管普通干電池完全可以和其他生活垃圾一起扔掉及處理，但是鎘鎳手機(jī)電池、紐扣電池和其他各種充電電池仍需回收處理。截至目前，這些電池在發(fā)生作用時(shí)依舊需要鎘或者鉛、汞等重金屬元素參與，在技術(shù)上還沒(méi)有找到理想的替代方案。由于他們含有較多對(duì)環(huán)境有害的重金屬元素，廢棄后應(yīng)投放至專用的廢舊電池回收箱中，或投放至有害垃圾筒(箱)內(nèi)，才能夠避免對(duì)環(huán)境造成的污染。
目前，北京市唯一的電池回收機(jī)構(gòu)——安定衛(wèi)生填埋場(chǎng)的電池庫(kù)已經(jīng)堆積了1300多噸廢舊電池且未經(jīng)處理。因?yàn)閺?998年起，從全市各處回收的廢舊電池源源不斷地運(yùn)往這里，大量的普通干電池和鎘鎳手機(jī)電池、紐扣電池等仍有污染的電池混合在一起，如何處理它們已經(jīng)成為一個(gè)十分頭痛的問(wèn)題。
從2011年開(kāi)始，蘇州在全市推廣生活垃圾分類，并在居民小區(qū)收集廢舊電池。據(jù)悉，2012年蘇州共有24個(gè)居民小區(qū)進(jìn)行了垃圾分類試點(diǎn)工作，2013年則增加至197個(gè)，包括機(jī)關(guān)、學(xué)校、居民小區(qū)等。截至2013年年底，收集廢舊電池超過(guò)5噸。這些廢舊電池中有80%以上為已基本實(shí)現(xiàn)了低汞和無(wú)汞化的普通干電池，采用衛(wèi)生填埋等就可以避免對(duì)環(huán)境造成污染。但是，收集到的這些電池中，混入了不少仍有害的電池，要分揀的話，要耗費(fèi)大量的人力物力，不得不全部作為有害垃圾處置。
電池回收不僅僅是污染問(wèn)題
曹國(guó)慶表示，從另一個(gè)角度說(shuō)，電池回收并不僅僅是環(huán)境污染問(wèn)題，從資源循環(huán)利用而言，對(duì)所有廢棄電池都應(yīng)該進(jìn)行回收利用。
我國(guó)今年電池產(chǎn)量將達(dá)150億只，其中70%是鋅錳干電池，居世界第一位。以每年生產(chǎn)100億只干電池計(jì)算，將要消耗15.6萬(wàn)噸鋅，22.6萬(wàn)噸氧化錳，2080噸銅，2.7萬(wàn)噸氯化鋅，7.9萬(wàn)噸氯化銨，4.3萬(wàn)噸碳棒。如果將廢棄的電池進(jìn)行回收加以利用，不論是從經(jīng)濟(jì)效益還是從對(duì)環(huán)保的貢獻(xiàn)來(lái)說(shuō)都有巨大價(jià)值。
但目前的情況是，鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、鉛酸蓄電池等可充電電池由于含貴重金屬多，有一定的市場(chǎng)價(jià)格，回收率比較高。而一次性干電池由于所含金屬價(jià)值較低，回收成本高，利潤(rùn)很低甚至?xí)潛p，所以社會(huì)上鮮有資本投入。
這些年來(lái)，國(guó)內(nèi)廢舊電池一直沒(méi)有較好的處理方法，全國(guó)范圍內(nèi)也缺乏專門的處理工廠，僅有的幾家試水廠家也處于觀望狀態(tài)，這讓各地回收到的大量廢舊電池處于堆放狀態(tài)而無(wú)法得到專業(yè)處理和利用。
曹國(guó)慶認(rèn)為，既然合格的一次性干電池對(duì)環(huán)境并沒(méi)有什么污染，回收利用的問(wèn)題也沒(méi)有得到很好的解決，在這樣的情況下，居民在使用后直接和其他生活垃圾一起扔掉就可以了。等到將來(lái)有了完善的回收利用途徑，再鼓勵(lì)居民分類回收也不遲。
發(fā)達(dá)國(guó)家如何對(duì)待電池回收
歐盟、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)廢舊電池的處理有很好的經(jīng)驗(yàn)，值得我們借鑒。
歐盟在電池管理方面近幾十年來(lái)一直走在了世界前列，目前在歐盟，有12個(gè)國(guó)家要求零售商將已經(jīng)銷售的電池在用完后全部召回。而德國(guó)、奧地利、荷蘭和瑞典提出了比歐盟標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)厲的電池立法。
自1998年4月起，德國(guó)開(kāi)始強(qiáng)制性執(zhí)行新的廢舊電池回收處理法規(guī)，法規(guī)要求所有的電池生產(chǎn)廠家必須對(duì)他們的產(chǎn)品承擔(dān)全部回收責(zé)任。對(duì)消費(fèi)者則要求將使用完的干電池、紐扣電池等各種類型的電池送交商店或廢品回收站回收，商店和廢品回收站必須無(wú)條件地接受廢舊電池，并轉(zhuǎn)送處理廠家進(jìn)行回收處理。
同時(shí)，他們還對(duì)有毒性的鎳鎘電池和含汞電池實(shí)行押金制度，即消費(fèi)者購(gòu)買每節(jié)電池中含有一定的押金，當(dāng)消費(fèi)者拿著廢舊電池來(lái)?yè)Q購(gòu)新電池時(shí)，價(jià)格中可以自動(dòng)扣除押金。
在廢舊電池處理技術(shù)方面，德國(guó)也十分領(lǐng)先。在德國(guó)的馬格德堡近郊區(qū)，興建了一個(gè)電池“濕處理”裝置，在這里除鉛酸蓄電池外，各類電池均以硫酸溶解，然后借助離子樹脂從溶液中提煉各種金屬物，電池中95%的有用物質(zhì)都能被提煉出來(lái)，這套裝置年加工能力可達(dá)7500噸。
在日本，強(qiáng)制回收廢舊的可充電電池，對(duì)于一次性干電池，雖然沒(méi)有全國(guó)性強(qiáng)制回收規(guī)定，但許多地方政府依舊強(qiáng)制回收，這類電池的回收率達(dá)30%左右。
建于日本北海道的野村興產(chǎn)株式會(huì)社主要業(yè)務(wù)是廢棄電池和廢棄熒光燈處理。對(duì)于舊電池，主要回收其中的鐵殼和其他金屬原料，并進(jìn)行二次產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)制造。每年該株式會(huì)社從全國(guó)收購(gòu)的廢舊電池達(dá)13000噸，93%是通過(guò)民間環(huán)保組織收集，7%是通過(guò)各廠家收集。
在美國(guó)，電池管理則按電池有害成分予以劃分，主要通過(guò)零售商店、社區(qū)回收站等回收體系進(jìn)行回收。
美國(guó)和日本在廢舊電池回收后，均交由企業(yè)處理，每處理一噸政府給予一定補(bǔ)貼。韓國(guó)則規(guī)定，生產(chǎn)電池的廠家，每生產(chǎn)一噸要向政府交一定數(shù)量的保證金，作為回收和處理的費(fèi)用，同時(shí)要征收環(huán)境治理稅。對(duì)于政府指定的廢舊電池處理企業(yè)，則減免稅收。 |
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