對廢舊電池的危害探究及回收問題的探討

1、研 究 性 學(xué) 習(xí) 結(jié) 題 報 告課題名稱：對廢舊電池的危害探究及回收問題的探討指導(dǎo)老師：XXXXXXXXXX課題組長：XXXXXXXXXXX課題成員：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX學(xué)校：山東省臨沂一中認(rèn)識電池真面目 找到回收新方法對廢舊電池的危害探究及回收問題的探討指導(dǎo)老師：XXXXXXXXXXXX課題組長：XXXXXXXXXXX課題成員：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 一. 研究的背景電池在我們生活中的使用量正在迅速增加，已深入到我們生活和工作的每一個角落：隨身聽、電子計算機(jī)、移動電話、照相機(jī)、計算器。目前，我國的電池消費量在0億只左右。中國電池多

2、億只的年產(chǎn)量占世界電池總產(chǎn)量的以上，年消費量達(dá)億億只，但回收率卻不足。這些電池若未得到妥善處理，將直接或間接地危害人們的身體健康。實施并倡導(dǎo)廢舊電池分類收集活動為越來越多的人們所認(rèn)識，并得到越來越多的重視、支持和參與與其分散污染，不如集中治理。 據(jù)了解，上海、北京回收的電池盡管已經(jīng)有幾百噸，但現(xiàn)在都還躺在倉庫里，因為電池回收處理廠一旦正式開工，目前的廢舊電池回收量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了處理廠正常運轉(zhuǎn)的需要，因為一個廢電池處理廠每年需要處理多噸廢舊電池，才能維持正常的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)，而國內(nèi)即使是回收工作做得比較好的北京，全市目前每年的電池回收率卻不到。二、研究的目標(biāo) 清楚地認(rèn)識電池帶給我們的利與弊，提出解決廢

3、舊電池回收的新方案、金點子。三、概念的界定與研究的意義廢電池里面含有多種化學(xué)物質(zhì)，如汞、銀、鎘等重金屬。這些重金屬對任何生物的生活都有不少的影響。廢電池中的重金屬對土壤、水體的污染，只是一種短期內(nèi)的危害，對生態(tài)環(huán)境的潛在危害則是長期的。一顆“鈕扣”電池中的污染物全部釋放后可污染萬升水，相當(dāng)于一個人一生的飲水量。一節(jié)一號電池棄置于土壤中，可使一平方米的土地失去農(nóng)用價值。而通過回收就可避免如此深重的污染。廢舊電池中的很多原料均可回收：重金屬可用作化工原料、催化劑等；鐵、鋅、銅等金屬可回收作建材；碳棒、二氧化錳均可重新生產(chǎn)新電池。廢舊電池的回收不僅不會造成人力、財力、物力的浪費，反而會利于綠色經(jīng)濟(jì)的

4、又好又快發(fā)展，比如，在德國，填埋一噸廢舊電池需花費1700多馬克，并且極易造成二次污染。回收并加工一噸廢舊電池卻只花費不到1500馬克，回收、加工所得原料又可投入新一輪的使用。四.研究的計劃與分工 在此次調(diào)查研究中，為了發(fā)揮各成員的積極性，保證課題順利圓滿的實施，我們根據(jù)各成員的特點，做了周密的計劃和詳細(xì)的分工，具體內(nèi)容如下：1.指導(dǎo)組張永劍老師、張凌老師負(fù)責(zé)指導(dǎo)小組成員討論所選的課題，意見匯總，確立研究方向，確定研究課題，理清研究思路。2.課題組（1）組長：XXXXXXXX負(fù)責(zé)指導(dǎo)師和課題成員的溝通和協(xié)調(diào)，承擔(dān)課題研究的總報告、制作幻燈片并陳述等。（2）記錄員：XXXXXXXXXX負(fù)責(zé)及時詳

5、細(xì)記錄研究過程（3）信息員：XXXXXXXXXXXXX XXXX負(fù)責(zé)查找相關(guān)資料，進(jìn)行問卷分發(fā)和調(diào)查及問卷數(shù)據(jù)的整理等。（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析員：XXXXXXXXXX（總監(jiān)） 負(fù)責(zé)對收集而來的統(tǒng)計分析。（5）文筆員：XXXXXXXXXX 負(fù)責(zé)問卷的制定和結(jié)題報告的撰寫。（6）打印員：XXXXXXXXX五、研究與探討的過程 自高二上學(xué)期末學(xué)校下發(fā)研究性學(xué)習(xí)課題申報表以來，我們自愿報名組建調(diào)查與研究小組，具體步驟如下：1.準(zhǔn)備階段（2009年1月14日2009年1月26日）召開會議討論，確定研究對象，制定可行的課題計劃，組織查閱相關(guān)資料。2.研究階段（2009年1月27日2009年2月4日）對收集而來

6、的資料進(jìn)行整理，制定問卷進(jìn)行調(diào)查，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并進(jìn)行階段總結(jié)，通過實驗驗證危害等。3.總結(jié)階段（2009年2月5日2009年2月14日）全面總結(jié)成果、撰寫研究報告和經(jīng)驗總結(jié)，制作幻燈片并撰寫結(jié)題報告。Ø 課題研究的方法：實驗 問卷調(diào)查 資料分析 在這次調(diào)查研究中，需要說明的是：由于我國的廢舊電池回收制度極不完善，我們課題小組考察廢舊電池回收廠的要求在本地不能實現(xiàn)，相關(guān)資料的搜索只能依賴于互聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)書籍。我組成員在做問卷調(diào)查時共發(fā)放100份問卷調(diào)查表，實際回收問卷100份，回收率100%，非常感謝廣大人民群眾對我們“學(xué)生調(diào)查小組”的支持。六問卷調(diào)查的結(jié)果1. 您對廢舊電池的危害了解

7、多少？ A.很了解 B.不太清楚 C.根本不知道 我們調(diào)查結(jié)果顯示：我們?nèi)嗣袢罕娭心軐U舊電池的危害有精確認(rèn)識的并不多，其中有49%的人對其危害的了解含糊不清，有將近十分之一的人根本不了解廢舊電池的巨大危害。在我國這樣大的發(fā)展中國家，若不能提高人們對廢舊電池危害的認(rèn)識，整篇中國的乃至世界的土地和水域都將受到嚴(yán)重的污染，人們也將受到污染的威脅。2. 廢舊電池中含有那些有害物質(zhì)？ A.Pb Zn Hg B.Cu Fe Brþ C.Hg Cd Pb結(jié)果顯示：有相當(dāng)一部分人并不知道廢舊電池中哪些是有害的，哪些是可回收的。從問題一的數(shù)據(jù)來看，其中有43%的人稱對廢舊電池的危害很了解，按此說法，

8、問題二中應(yīng)至少有43人選擇C項，可答對的人只有40人，由此可見，人們對廢舊電池的危害的認(rèn)識是膚淺的或僅是口上說說而已，加強(qiáng)宣傳教育的工作很有必要。3.日常生活中您如何處理廢舊電池？ A.分類回收 B.隨手扔掉 C.兩種情況都有從廢舊電池的回收處理上看，能真正做到分類回收人并不多，僅有13%，而將廢舊電池隨手拋棄的卻高達(dá)54%，超過一半，更有33%的人是兼而有之，雖然有回收之心，卻做不到回收之舉。究其原因，并非人們不肯回收廢舊電池。而是其回收根本不成體系，想回收都難啊！建立完善的廢舊電池回收體系迫在眉睫。4.您認(rèn)為有必要建立完善的廢舊電池回收體系嗎？ A.很有必要 B.無所謂 C.沒必要 雖然大

9、部分人并不知道廢舊電池的巨大危害和回收它的利處，但絕大多數(shù)人卻都希望建立健全的廢舊電池回收制度。費電池回收體系的建立順應(yīng)民心，順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)律，順應(yīng)改善環(huán)境的必然要求，真希望能盡快建立起來。七、研究性學(xué)習(xí)的結(jié)果1.國內(nèi)現(xiàn)狀 中國國土幅員遼闊，可既沒有幾個電池回收廠家，也沒有多少廢舊電池回收中心，其原因往往是：有的地方居民太少，回收事業(yè)做不成什么規(guī)模；有的地方科技力量欠缺，實在無法完成此重任；有的地方嫌本城區(qū)地方太小覺得根本沒那必要······我國只把廢舊電池當(dāng)做普通垃圾處理，走衛(wèi)生填埋堆肥焚燒的程序化道路。填埋使廢舊電池的重金屬通過

10、滲濾作用污染水體和土壤；廢舊電池在高溫下焚燒，腐蝕設(shè)備，某些重金屬在焚燒爐中揮發(fā)在飛灰中，造成大氣污染，焚燒爐底重金屬堆積，給產(chǎn)生的灰渣造成污染；堆肥使重金屬含量升高，造成堆肥的質(zhì)量下降。我國廢舊電池的回收量不足2%。2. 廢舊電池的危害案例鏈接 水俁病（廢舊電池、工業(yè)廢水中的汞引起） 為有機(jī)汞的中毒?；颊呤肿銋f(xié)調(diào)失常，甚至步行困難、運動障礙、弱智、聽力及言語障礙、肢端麻木、感覺障礙、視野縮??；重者例如神經(jīng)錯亂、思覺失調(diào)、痙攣，最后死亡。 發(fā)病起三個月內(nèi)約有半數(shù)重癥者死亡，懷孕婦女亦會將這種汞中毒帶給胎中幼兒，令幼兒天生弱智。痛痛?。ㄒ喾Q骨痛病，由電池或工業(yè)廢水中的鎘所致）痛痛病是首先發(fā)生在日

11、本富山縣神通川流域的一種奇病，因為病人患病后全身非常疼痛，終日喊痛不止，因而取名“痛痛病”（亦稱骨痛病）?？茖W(xué)界于1968年證實并指出“痛痛病”是由鎘引起的慢性中毒。它的化學(xué)性質(zhì)使它取代鈣離子與體內(nèi)的負(fù)離子結(jié)合，導(dǎo)致骨骼中因鎘的含量增加而脫鈣，造成嚴(yán)重的骨骼疏松。它首先使腎臟受損，繼而引起骨軟化癥，是在妊娠授乳，內(nèi)分泌失調(diào)，老年化和鈣不足等誘因作用下形成的疾病。鎘中毒后沒有解毒劑，沒有任何有效的根除方法。3. 廢舊電池的危害理論分析N 廢舊電池的危害主要集中在其中所含的少量的重金屬上,這些重金屬在自然界根本無法降解，只能通過凈化來消除污染。N 污染物主要有MnO2粉、Hg2O、瀝青煙、煙霧、石

12、蠟煙氣等。其中汞是最受關(guān)注的、有劇毒的重金屬，極微量的汞對人體有很大毒性。目前發(fā)達(dá)國家已宣布自1994年起禁止有汞電池的生產(chǎn)和進(jìn)口。目前我國多數(shù)廠家仍然生產(chǎn)有汞電池。鉛酸電池行業(yè)的主要污染物有Pb、Pbo粉塵、酸霧及廢酸等。Cd-Ni電池所用原料多為粉狀，也存在粉塵污染問題；此外，堿霧、廢酸也是重要的污染物。鋅錳干電池經(jīng)常會出現(xiàn)銅綠、冒漿現(xiàn)象，總有一些MH-Ni電池在使用中會出現(xiàn)噴堿或爆裂現(xiàn)象。鉛酸蓄電池仍有較大比例為老式開口電池，使用中有冒氣冒酸現(xiàn)象。N 一節(jié)一號電池爛在土壤里，可以使 一平方米 土地失去利用價值；一個扣鈕電池可以污染 60 萬升水，相當(dāng)于一個人一生的飲水量。就近全球 50

13、億人來計每個月每人丟一顆電池，一年累積下來 600 億顆電池，對地球的破壞力可說是很大的了，其對人類健康危害造成的后果更難以想象，所以把一節(jié)節(jié)的廢舊電池說成是“污染小炸彈”一點也不過分。M 不同金屬種類危害的表現(xiàn) N Mn -過量的錳蓄積于體內(nèi)引起神經(jīng)性功能障礙，早期表現(xiàn)為綜合性功能紊亂。較重者出現(xiàn)兩腿發(fā)沉，語言單調(diào)，表情呆板，感情冷漠，常伴有精神癥狀。N Pb -作用于神經(jīng)系統(tǒng)、活血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和肝、腎等器官能抑制血紅蛋白的合成代謝過程，還能直接作用于成熟紅細(xì)胞，對嬰幼兒影響甚大，它將導(dǎo)致兒童體格發(fā)育遲緩，慢性鉛中毒可導(dǎo)致兒童的智力低下。N Cd-毒性較大，可以積累在腎臟和骨骼中，引起腎功

14、能失調(diào)。另外，骨骼中鈣被鎘取代，使骨骼軟化，疼痛難忍（痛痛?。?。N Zn-鋅鹽能使蛋白質(zhì)沉淀,對皮膜粘膜有刺激作用。當(dāng)在水中濃度超過10-50毫克/升時有致癌危險，可能引起化學(xué)性肺炎。N Ni-鎳粉溶解于血液，參加體內(nèi)循環(huán)，有較強(qiáng)的毒性，能損害中樞神經(jīng)，引起血管變異，嚴(yán)重者導(dǎo)致癌癥。4. 廢舊電池的危害實驗論證廢舊電池浸出液對種子萌發(fā)的影響 實驗準(zhǔn)備：1.將一節(jié)5號電池破碎，浸以清水23天。2.挑選100粒飽滿、度過休眠期的黃豆。3.適量清水（5060mL），兩個盤子作培養(yǎng)皿。 實驗過程：1.將100粒黃豆平均分成兩份，放入兩個盤子中，編號甲、乙，甲作實驗組，乙作對照組。2.將電池浸出液加入甲

15、盤，沒過黃豆即可；乙盤加入清水，沒過黃豆。3.將兩盤置于溫暖的環(huán)境中一晝夜后，濾出甲乙盤中的浸出液和清水，等待發(fā)芽。4.填寫實驗觀察表格。5.再過48小時后取出兩盤，計算發(fā)芽率。 實驗觀察記錄：時間 分組起初24小時后（浸泡）48小時后60小時后72小時后發(fā)芽率甲盤質(zhì)地堅硬、圓滑吸水膨脹，脆嫩瑩潤芽尖頂出種皮芽繼續(xù)伸長全部發(fā)芽，白嫩瘦長。100%乙盤質(zhì)地堅硬、圓滑吸水膨脹，脆嫩瑩潤仍處于吸水膨脹狀態(tài)種皮開始發(fā)白，失去瑩潤光澤少量種子發(fā)芽，芽尖短小且呈土黃色。22% 實驗結(jié)論：Ø 沒有被電池水浸泡過的黃豆全部發(fā)芽，并且生長狀況良好，芽嫩而長，種皮可輕易剝下，豆瓣水分充盈，質(zhì)地脆嫩；被電

16、池水浸泡過的黃豆種子吸水膨脹時與對照組完全相同，但對照組發(fā)芽時，這些種子的種皮卻開始發(fā)白，失去了光澤，僅有的11粒黃豆發(fā)芽了卻也只是細(xì)小而土黃。實驗證明，廢舊電池浸出液中含有許多種毒素嚴(yán)重影響著植物的生長。這些毒素即重金屬，它們在自然界根本無法降解，對動植物和人類的潛在威脅難以消除。Ø 廢電池中的重金屬對土壤、水體的污染，只是一種短期內(nèi)的危害，對生態(tài)環(huán)境的潛在危害則是長期的。我國是電池生產(chǎn)和消費大國，目前產(chǎn)量達(dá)140億枚，占世界產(chǎn)量的1/3，而且我國目前廢電池的回收率很低，大量廢電池隨著垃圾扔掉了，有些甚至隨地亂丟。廢電池這個“放錯了地方的資源”需要的是分類回收，物盡其用，變廢為寶。

17、因此，為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，要控制廢電池危害，大力開發(fā)無公害的環(huán)保型電池和禁止生產(chǎn)和銷售危害性大的電池，特別是含汞或鎘的電池；對其他重金屬污染源，也應(yīng)嚴(yán)加防范和治理。5. 制定回收方案Z 談?wù)劵厥罩鸻) 重利用價值 廢舊電池中的很多原料均可回收：重金屬可用作化工原料、催化劑等；鐵、鋅、銅等金屬可回收作建材；碳棒、二氧化錳均可重新生產(chǎn)新電池。廢舊電池的回收不僅不會造成人力、財力、物力的浪費，反而會利于綠色經(jīng)濟(jì)的又好又快發(fā)展，比如，在德國，填埋一噸廢舊電池需花費1700多馬克，并且極易造成二次污染?；厥詹⒓庸ひ粐崗U舊電池卻只花費不到1500馬克，回收、加工所得原料又可投入新一輪的使用。b) 避害 極

18、大程度地避免了Hg、Cd、Ag、Pb等重金屬的污染，避免了水俁病、痛痛病等一系列災(zāi)難。c) 前景 國家支持。在國家環(huán)保 “十五”計劃中,特別提到了要“建立廢舊電池回收處理體系”。2003年五部委發(fā)布了廢電池污染防治技術(shù)政策, 表明了我國對廢舊電池問題進(jìn)行治理的迫切性。目前國內(nèi)的廢舊電池回收廠寥寥無幾，前景還十分廣闊。Z 國外如何對待廢舊電池a) 西歐許多國家不僅在商店,而且直接在大街上都設(shè)有專門的廢電池回收箱,將收集起來的費電池先用專門篩子篩選出那些用語鐘表、計算器及其他小型電子儀器的紐扣電池，它們當(dāng)中一般都含有汞，可將汞提取出來加以利用，然后用人工分揀出鎳鎘電池電池，法國一家工廠就從中提取鎳

19、和鎘，再將鎳用于煉鋼，鎘則重新用于生產(chǎn)電池。 b) 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，然后送往爐內(nèi)加熱（火法），這時可提取揮發(fā)出的汞，溫度更高時鋅也蒸發(fā)，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(guī)定向每位電池購買者收取少量廢電池加工專用費，本國馬格德堡近郊區(qū)正在興建一個“濕處理”裝置（濕法），在這里除鉛蓄電池外，各類電池均

20、溶解于硫酸，然后借助離子樹脂從溶液中提取各種金屬物，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(zhì)有95%都能提取出來。濕處理可省去分揀環(huán)節(jié)（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(dá)7500噸，其成本雖略高，但貴重原料不致丟棄，也不會污染環(huán)境。 c) 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(fā)，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。d) 日本以往主要是回收其中的水銀，但目前日本國

21、內(nèi)電池已不含汞了，就主要回收電池的鐵殼和其中的“黑”原料，并進(jìn)行二次產(chǎn)品的開發(fā)制造，例如其中一個產(chǎn)品可用于生產(chǎn)電視機(jī)的顯像管。 e) 美國是廢電池環(huán)境管理方面立法最多最細(xì)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(jìn)行宣傳教育，讓公眾自覺地支持和配合廢舊電池的回收。Z 國內(nèi)回收案例a) 廣東省在街道設(shè)置廢舊電池回收箱， 回收箱由藍(lán)色干電池回收箱和綠色充電電池回收箱兩部分組成。b) 上海市通過舉辦公益活動來提高人們對廢舊電池回收的熱情，如用一千節(jié)干電池?fù)Q取電動自行車等活動。c) 汕頭市區(qū)繁華路段日前出現(xiàn)個造型酷似電池的垃圾箱，專用收集廢舊電池。d)

22、 山西廢舊電池回收利用項目填補(bǔ)國內(nèi)空白由山西省華茂科工貿(mào)股份有限公司提出的廢舊電池回收利用項目通過各方專家論證，該技術(shù)有望解決廢舊電池長期苦無處理辦法的環(huán)保難題，填補(bǔ)了我國在這方面的空白。據(jù)了解，該項目采用具有國際先進(jìn)水平的卡爾多爐冶煉技術(shù)，在生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣等主要污染物都能達(dá)到有效處理。項目投產(chǎn)后每年可處理廢舊電池、廢舊電子元件1600噸，回收處理后生產(chǎn)出的惰性爐渣?；罂沙蔀榱己玫闹泛徒ㄖ靥畈牧?。有關(guān)方面稱，該項目既可以解決家電和信息產(chǎn)品回收利用問題，又可以解決廢舊家電和信息產(chǎn)品開發(fā)的社會公害問題，并緩解金屬供需以及環(huán)保和社會需求之間的矛盾，有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

23、 Z 我的回收方案a) 請求政府補(bǔ)貼或在銷售新電池時多收取一部分費用來建立廢舊電池回收體系。b) 國家通過制定嚴(yán)格的法律、對消費者征稅等措施來保證廢舊電池的回收或電池銷售點對有毒性的鎳鎘電池和含汞電池實行押金制度，即消費者購買電池時收取押金，當(dāng)消費者拿舊電池來換時，才可奉還押金。c) 建議對生產(chǎn)有毒電池的廠家收稅。d) 以舊換新，用一定數(shù)量的廢電池?fù)Q取新電池。e) 廢舊電池回收利用處理過程： 1. 分類。將回收的廢舊電池砸爛，剝?nèi)ヤ\殼和電池底鐵，取出銅帽和石墨棒，余下的黑色物是作為電池芯的二氧化錳和氯化銨的混合物，將上述物質(zhì)分別集中收集后加工處理，即可得到一些有用物質(zhì)。其石墨棒經(jīng)水洗、烘干再用

24、作電極。 2. 制鋅粒。將剝?nèi)サ匿\殼洗凈后置于鑄鐵鍋中，加熱熔化并保溫2小時，除去上層浮渣，倒出冷卻，滴在鐵板上，待凝固后即得鋅粒。 3. 回收銅片。將銅帽展平后用熱水洗凈，再加入一定量的10%的硫酸煮沸30分鐘，以除去表面氧化層，撈出洗凈、烘干即得銅片。 4. 回收氯化銨。將黑色物質(zhì)放入缸中，加入60攝氏度的溫水?dāng)嚢?小時，使氯化銨全部溶解于水中，靜止、過濾、水洗濾渣2次，收集母液；在將母液真空蒸餾至表面有白色晶體膜出現(xiàn)為止，冷卻、過濾得氯化銨晶體，母液循環(huán)利用。 5. 回收二氧化錳。將過濾后的濾渣水洗3次，過濾，濾餅置入鍋中蒸干除去少許的碳和其它有機(jī)物，再放入水中充分?jǐn)嚢?0分鐘，過濾，將濾餅于100-110攝氏度烘干，即得黑色二氧化錳。 八、研究性學(xué)習(xí)的心得與體會（一）研究中反應(yīng)出的問題：L 我組成員交際能力欠缺在做問卷調(diào)查時，絕大多數(shù)群眾愿意和我們配合，并且態(tài)度和藹，對我們學(xué)生的“工作”關(guān)愛有加。但也有個別人故意刁難我們，把話題扯遠(yuǎn)了，弄得我組成員說不出話來?？陀^原因我們不能不找，但歸根結(jié)蒂，還是我組成員口才不佳，需要加強(qiáng)鍛煉??！不過我組成員工作態(tài)度認(rèn)真，對人友好，群