無汞干電池的污染性研究及回收新模式

1、目錄摘要1關(guān)鍵詞1一、小課題研究的緣起1二、小課題研究主要內(nèi)容1三、小課題研究活動過程21 通過調(diào)查電池銷售市場，網(wǎng)絡(luò)搜索、問卷調(diào)查等方式了解我國干電池的種類、數(shù)量和回收狀況。21.1 電池銷售市場走訪調(diào)查21.2 上網(wǎng)資料收集21.3問卷調(diào)查22 實驗研究32.1 實驗材料準(zhǔn)備32.1.1廢舊電池的準(zhǔn)備32.1.2 其他實驗材料32.2 實驗方案：32.2.1 碳性和堿性干電池對魚的影響32.2.2 碳性和堿性干電池對植物的影響42.3 實驗結(jié)果42.4汞含量的檢測62.5電池的拆解62.6 結(jié)果分析與討論73 通過走訪環(huán)保局，了解廢舊電池國家政策，干電池的回收技術(shù)、回收成本和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，探索

2、廢舊電池回收新模式。73.1 現(xiàn)有政策73.2 回收技術(shù)、回收效益和存在的問題73.3回收新模式的探索8四、感受和體會8附件：9五、參考文獻(xiàn)9無汞干電池的污染性研究及回收新模式 林晨，陳天成，陳杰（指導(dǎo)老師）（平陽新世紀(jì)學(xué)校，浙江平陽 325401） 摘要：無汞干電池在我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常使用，不可或缺。但是無汞干電池真的對環(huán)境沒有污染嗎？回收現(xiàn)狀如何，有無更好的解決辦法？因此，我和同學(xué)對此展開了研究，通過調(diào)查銷售電池場所、上網(wǎng)、問卷等方式了解了干電池種類、回收情況；通過實驗研究，發(fā)現(xiàn)目前使用最多的無汞鋅錳干電池會引起小魚死亡和植物枯萎，說明無汞干電池并不環(huán)保。通過到當(dāng)?shù)丨h(huán)保局了解干電池的組成，

3、回收技術(shù)和效益情況。我們認(rèn)為，國家應(yīng)該積極開展廢舊電池的回收利用，引導(dǎo)建立廢舊電池回收企業(yè)。在日?；厥丈?，我們建議應(yīng)該在現(xiàn)有垃圾桶上增加專門用于存放廢舊電池鐵盒，以形成“廢礦泉水瓶”式的回收新模式。 關(guān)鍵詞：無汞干電池；環(huán)境污染；回收新模式一、小課題研究的緣起隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，電池在我們的生活中扮演著越來越重要的角色，使用量日益增長，幾乎滲透到我們生活的每一個角落。伴隨著電池的誕生，許多用電工具擺脫了電網(wǎng)的束縛，人們可以隨時隨地聽MP3、接聽手機、電子詞典、學(xué)習(xí)機等，我們的生活離不開電池，我們的學(xué)習(xí)也離不開電池，電池給我們的生活帶來了極大的方便與快樂。然而我們在享受電池便利的同時，不能忽視

4、了廢舊電池的存在。很多媒介都表示現(xiàn)在使用的都是無汞干電池，環(huán)境污染小，不需要回收？但是無汞干電池真的沒有污染嗎？如果有污染，我們應(yīng)該如何回收呢？對此，我和同學(xué)開展了相關(guān)研究。二、小課題研究主要內(nèi)容1通過調(diào)查銷售電池場所，網(wǎng)絡(luò)搜索、問卷調(diào)查等方式了解我國干電池的種類、數(shù)量和回收狀況，獲知公眾對干電池成分和污染性的了解程度及回收意識。2通過檢測常見干電池中汞含量，觀察干電池及其內(nèi)含物對小魚和植物存活的影響了解干電池對環(huán)境的危害性。3通過走訪環(huán)保局，了解廢舊電池國家政策，干電池的回收技術(shù)、回收成本和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，探索廢舊電池回收新模式。三、小課題研究活動過程1 通過調(diào)查電池銷售市場，網(wǎng)絡(luò)搜索、問卷調(diào)查等

5、方式了解我國干電池的種類、數(shù)量和回收狀況。1.1 電池銷售市場走訪調(diào)查 我和同學(xué)利用課余時間對平陽各大超市、小賣鋪、路邊攤等電池市場進(jìn)行走訪調(diào)查。銷售的電池有“雙鹿”“南孚”“555”“白象”“三圈”“小霸王”“松下”等品牌，但我們發(fā)現(xiàn)所有賣電池的場所都沒有采取廢舊電池回收措施。我們很好奇，廢舊電池不需要回收嗎？我們問了很多電池銷售人員，他們大多不了解廢舊電池如何處理，經(jīng)過多方尋找終于找到有多年銷售電池經(jīng)驗的專業(yè)人士。他介紹干電池主要分為碳性電池和堿性電池，十年前的干電池都以含汞電池為主，對環(huán)境污染嚴(yán)重。后來國家出了“限汞令”，現(xiàn)在的干電池已經(jīng)低汞、無汞化，現(xiàn)在市場賣的都是“環(huán)保電池”汞含量均

6、在0.0001%以下，他肯定的說現(xiàn)在的電池汞含量與未被污染的土壤中的汞含量接近，電池的廢棄對環(huán)境基本沒有影響，可以與生活垃圾混合收集和填埋。1.2 上網(wǎng)資料收集現(xiàn)在的無汞電池的廢棄對環(huán)境真的沒有影響嗎？真的可以與生活垃圾混合收集和填埋嗎？帶著疑問我們進(jìn)行網(wǎng)上搜索。網(wǎng)上關(guān)于對廢舊干電池危害性和回收態(tài)度方面的報道差異很大，眾說紛紜。有些人認(rèn)為早期干電池污染是因為含汞，現(xiàn)在不含汞就沒有污染。也有很多人認(rèn)為，干電池成分復(fù)雜，滲透到土壤和水中后，對生物危害大。我們還從中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會網(wǎng)站上有一篇2013年電池行業(yè)主要產(chǎn)品概括，其中寫道“2013年，我國總共生產(chǎn)電池385.25億只，其中一次電池

7、345億只，占總量的90%，鋅錳電池318億只（其中碳性電池有190億只，堿性電池有128億只）。”一年生產(chǎn)這么多電池，如果有害的話將對我們的環(huán)境產(chǎn)生很大的危害。1.3問卷調(diào)查設(shè)計廢舊電池的問卷調(diào)查表，向我校師生家庭使用電池的情況和回收利用做問卷調(diào)查，隨機發(fā)放60份調(diào)查表，收回60份。問卷調(diào)查和統(tǒng)計結(jié)果匯總見附件1。 通過問卷調(diào)查我們知道了家庭生活已離不開電池，大部分使用的是一次性干電池，購買時主要考慮電池的耐用性，使用后的廢舊電池一般都是隨垃圾一起扔掉。大家也普遍覺得政府在廢舊電池處置方面應(yīng)該發(fā)揮更大的作用。但是在廢舊電池危害性和化學(xué)組成認(rèn)識方面，大家意見分歧很大，只有47.19%的受訪者認(rèn)

8、為危害大，其余則認(rèn)為廢舊電池危害性一般甚至無危害；僅1/3的受訪者認(rèn)為廢電池有可回收循環(huán)利用部分。因此，我們決定采用實驗的方法研究廢舊無汞干電池對生物生長的的危害。2 實驗研究：廢舊無汞電池到底能不能隨便扔？無汞電池到底有沒有毒？于是我們收集身邊的廢舊電池開展毒性實驗。2.1 實驗材料準(zhǔn)備2.1.1廢舊電池的準(zhǔn)備：因為研究的是廢舊電池的實驗不能用新電池，于是我們發(fā)動全班同學(xué)收集廢舊電池，收尋家庭使用的廢舊電池和周邊亂丟棄的電池，經(jīng)過大家?guī)滋斓呐?，我們共收?0只電池（堿性電池35只、碳性電池23只、其他電池2只），挑選上面標(biāo)有“無汞”字樣的碳性電池和堿性電池各4只，將碳性電池和堿性電池各取2

9、只進(jìn)行破殼處理。2.1.2 其他實驗材料 5個大小相同的魚缸、紅田魚20條、孔雀魚20條（大小、品種、顏色相同）、5盆心形草植栽。2.2 實驗方案：2.2.1 碳性和堿性干電池對魚的影響在5個大小相同的魚缸中裝進(jìn)相同的清水，對魚缸進(jìn)行編號。再把20條紅田魚和孔雀魚分成5組每組各4條，分別投放到5個魚缸中。然后將碳性電池和堿性電池投入到各魚缸中（見表1），觀察魚的狀況并記錄。表1廢電池對魚生長的影響實驗編號魚缸內(nèi)投放情況1號魚缸（空白對照）2升水、4條紅田魚、4條孔雀魚2號魚缸（完整碳性電池）2升水、4條紅田魚、4條孔雀魚、完整的碳性電池3號魚缸（破殼碳性電池）2升水、4條紅田魚、4條孔雀魚、經(jīng)

10、破殼處理的碳性電池4號魚缸（完整堿性電池）2升水、4條紅田魚、4條孔雀魚、完整的堿性電池5號魚缸（破殼堿性電池）2升水、4條紅田魚、4條孔雀魚、經(jīng)破殼處理的堿性電池2.2.2 碳性和堿性干電池對植物的影響對5盆心形草盆栽進(jìn)行編號。然后將碳性電池和堿性電池投入到各盆栽中（見表2），觀察魚的狀況并記錄。表2廢電池對植物生長的影響實驗編號盆栽內(nèi)情況1號盆栽（空白對照）心形草2號盆栽（完整碳性電池）心形草、完整的碳性電池3號盆栽（破殼碳性電池）心形草、經(jīng)破殼處理的碳性電池4號盆栽（完整堿性電池）心形草、完整的堿性電池5號盆栽（破殼堿性電池）心形草、經(jīng)破殼處理的堿性電池2.3 實驗結(jié)果2小時、4小時、1

11、2小時、24小時、48小時、72小時對魚缸內(nèi)的生長狀況進(jìn)行記錄，1天、2天、4天、6天、8天、10天對盆栽內(nèi)的心形草生長狀況進(jìn)行記錄，結(jié)果見表3、4。表3廢電池對魚生長狀況的實驗結(jié)果試驗魚缸號魚種類2小時4小時12小時24小時48小時72小時1號魚缸（空白對照）紅田魚正常正常正常正常正常正常孔雀魚正常正常正常正常正常正常2號魚缸（完整碳性電池）紅田魚正常正常正常正常正常死亡孔雀魚正常正常正常正常死亡-3號魚缸（破殼碳性電池）紅田魚正常正常死亡-孔雀魚正常正常死亡-4號魚缸（完整堿性電池）紅田魚正常正常正常正常死亡-孔雀魚正常正常正常死亡-5號魚缸（破殼堿性電池）紅田魚死亡-孔雀魚死亡-表4 廢

12、電池對心形草生長狀況的實驗結(jié)果1天2天4天6天8天10天1號盆栽（空白對照）正常正常正常正常正常正常2號盆栽（完整碳性電池）正常正常正常正常正常枯萎3號盆栽（破殼碳性電池）正常正?？菸?4號盆栽（完整堿性電池）正常正常正常正?？菸?5號盆栽（破殼堿性電池）正?？菸?2.4汞含量的檢測實驗結(jié)果是所有生物都死亡，我們的心情壓抑極了。難道是我們收集的廢舊電池里面含汞嗎？我們四處走訪平陽縣的各部門。在我們的努力下，縣食品檢測中心的叔叔答應(yīng)幫助我們對實驗魚缸中的水進(jìn)行檢測，可以根據(jù)水中的汞含量確認(rèn)生物死亡是否由于汞引起的。我們帶著實驗后的水進(jìn)了實驗室，由于整個過程專業(yè)性很強，我們只是在旁邊看，由技術(shù)人員

13、進(jìn)行操作并講解。大致的過程是先將水進(jìn)行處理，然后用原子熒光光度儀進(jìn)行檢測水中的汞原子。經(jīng)過一天的時間，我們得到了實驗數(shù)據(jù)（見表5）。表5魚缸水樣檢測結(jié)果樣 品總汞（以Hg計）毫克/升（mg/L）鋅（以Zn計）毫克/升(mg/L)錳（以Mn計）毫克/升(mg/L)1號魚缸水樣0.0001170.0010.0122號魚缸水樣0.0001815.0808.1403號魚缸水樣0.00020214.02020.1004號魚缸水樣0.0001944.0106.0505號魚缸水樣0.00022716.01024.120注：實驗數(shù)據(jù)都是儀器檢測完后自動打印出來的，具體見附件2。技術(shù)人員告訴我們水含汞量很低，我

14、國的飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)汞的限值是0.001毫克/升，檢測的水樣中汞都比這個限值低很多，應(yīng)該不是汞引起的生物死亡。他還告訴我們，這次除了汞還檢測了鋅和錳，除了1號魚缸水樣，其他的鋅、錳金屬嚴(yán)重超標(biāo)（鋅的限值是1.0毫克/升，錳的限值是0.1毫克/升）。2.5電池的拆解我們知道了電池中除了汞，鋅、錳金屬也是有害的。是否還有其他有害物質(zhì)？我們對此非常好奇，我們查詢了一些資料，并在專業(yè)人員的指導(dǎo)下我們將電池進(jìn)行拆解加以確認(rèn)。通過查詢資料和拆解，我們了解到除了汞以外，碳性電池還含有二氧化錳、氯化鋅有害物質(zhì)，堿性電池還含有氫氧化鉀、二氧化錳、氯化鋅有害物質(zhì)。 注：電池主要成分和毒性見附件3。2.6 結(jié)果分析與

15、討論從實驗結(jié)果中可以看出，除了空白對照的魚和心形草其他的都死了。查找原因，實驗后的水樣通過正規(guī)部門檢測魚缸里的水汞含量都低很多，不是汞的問題。水樣中檢測出含有大量的鋅和錳，可能就是鋅和錳造成了魚和心形草的死亡。實驗說明即使電池中無汞還是對生物有危害，會污染環(huán)境，那么回收廢舊電池是非常有必要的。3 通過走訪環(huán)保局，了解廢舊電池國家政策，干電池的回收技術(shù)、回收成本和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，探索廢舊電池回收新模式。3.1 現(xiàn)有政策 為什么無汞干電池對環(huán)境有污染，而沒有進(jìn)行回收？帶著這個疑問我們向平陽縣環(huán)境保護(hù)局進(jìn)行走訪學(xué)習(xí)。環(huán)保局的一位的叔叔給我們介紹了2003年頒布的現(xiàn)行版廢電池污染防治技術(shù)政策，指出：“廢舊一

16、次性干電池的回收，應(yīng)由回收責(zé)任單位審慎地開展。在缺乏有效回收技術(shù)的條件下，不鼓勵集中收集已達(dá)到國家低汞或無汞要求的廢一次電池。”工作人員告訴我們，目前我國還沒有鋅錳干電池的回收利用處理廠。3.2 回收技術(shù)、回收效益和存在的問題目前的現(xiàn)狀讓我和同學(xué)都很憂慮?；貋砗笪覀兙驼归_了討論，政策頒布已經(jīng)過去十年了，難道目前還沒有有效的回收技術(shù)嗎？于是我們再次跑到環(huán)保局，工作人員告訴我們：（1）廢舊電池中所含的金屬和重金屬都是從地球中挖出來的一次性資源，同樣具有經(jīng)濟(jì)價值。1噸干電池=350公斤氧化鋅+錳鐵合金300公斤+鎳合金5公斤。3000噸廢舊電池回收相當(dāng)于兩個中型礦山的價值。（2）國際上已經(jīng)有比較成熟

17、的干電池回收技術(shù)，如荷蘭、德國、奧地利等國采用的濕法回收法，瑞士、日本、瑞典、美國等國主要采用的火法冶金工藝。這些國家都已經(jīng)建有且投入使用的廢舊電池回收再加工企業(yè)。但是，這位工作人員又跟我解釋到，目前主要有兩點制約廢舊電池回收再利用：一是政府對這方面重視不夠，缺少環(huán)保宣傳，特別是對回收企業(yè)沒有政策支持。二是目前缺乏一種行之有效的回收模式，據(jù)報道每年至少回收300多噸廢舊電池，企業(yè)才能有盈利性，但北京3年才回收了200多噸，這與處理廠的需求相差巨大。3.3回收新模式的探索“有效的回收模式”，這讓我們陷入了深深的思考，如果有了一個可觀的回收量，也許后續(xù)問題就可以很快得到解決。我們突然想到了“廢礦泉

18、水瓶的回收”，礦泉水瓶可以得到這么好的回收，廢舊電池能否也可以以類似的方式實現(xiàn)呢？經(jīng)過幾天的實地考察和現(xiàn)場詢問，我們認(rèn)為一個理想的廢舊電池回收系統(tǒng)應(yīng)該是這樣的：電池生產(chǎn)廠商把電池銷售到民眾手中，民眾使用完后自覺將廢舊電池放入回收箱中，回收箱中的電池進(jìn)一步集中，最后轉(zhuǎn)移到電池回收企業(yè)，回收企業(yè)提取廢舊電池中的有用材料，以原材料的形式出售給電池生產(chǎn)廠商。這樣就構(gòu)成了一個完整的物質(zhì)循環(huán)，既沒有廢棄物造成環(huán)境的潛在污染，又可以增加拾荒人員收入。為了能實現(xiàn)上述循環(huán)，我們認(rèn)為：首先國家應(yīng)該向電池生產(chǎn)廠家收取一定的治理費用，費用分成兩份，一部分補貼給電池集中商，一部分補貼給電池回收企業(yè)。其次，在現(xiàn)有垃圾桶進(jìn)

19、行改造（改造圖見附件4），以便拾荒隊伍收集。最后，國家應(yīng)該幫助企業(yè)提升回收技術(shù)，降低成本，提高效率，同時避免二次污染。四、感受和體會在研究過程中，我們從中學(xué)習(xí)到很多書本上學(xué)不到的東西。我們學(xué)到了吃苦耐勞與堅持不懈的精神，在電池銷售市場走訪調(diào)查中，我們要走很長的路，也遭遇了很多次的白眼與誤解，在走訪各部門中也多次被拒絕。我們有時會感到心慌、緊張、害怕，甚至想到了放棄，但我們最終堅持了下來，完成了整個研究。在這次研究中，遇到的許多問題，和考試時碰到的完全不一樣。有時候，我們需要一件事情重復(fù)做，事情單調(diào)，瑣碎。而收集來的資料五花八門，沒有邏輯，秩序，我們自己需要進(jìn)行分析、整理，甚至還需要動手去驗證。在整個研究過程中，會有很多的討論，每次討論或平緩或激烈，而靈感的火花就是在爭吵中產(chǎn)生了，當(dāng)思想碰撞的火花成為真實的成果時，那份喜悅至今都令我們回味。這次研究讓我們成長了，懂事了， 對自己社會責(zé)任感的認(rèn)知增強了，這些遠(yuǎn)比這項研究的成果更加讓我們珍惜。附件：附件1問卷調(diào)查和統(tǒng)計結(jié)果匯總附件2 魚缸中水樣檢測報告附件3 電池主要成分和毒性附件4 垃圾桶改造圖五、參考文獻(xiàn) 1 姚建華.引