环境与发展论文
浅谈废电池对环境的污染及处理
学生:计算机科学系,网络工程专业,[1**********]2,杨火根
课程:环境保护与可持续发展 任课老师:杨文卿
【摘 要】: 随着人们生活水平的提高和现代化通信业的发展,越来越多的移动电话、MP3、手提电脑等电子产品走进人们的日常生活,使电池家族得到了巨大的发展,由此而产生的废电池越来越多。大量的电池废弃后给生态环境带来了严重的污染。尽管近年来人们的环保意识不断增强,对水污染、大气污染等环境污染的治理效果显著。然而,对于废电池的污染,却一直没能引起足够的重视。所以如何建立和健全我国的废电池回收利用机制,成为我们应当关注的重点。
【关键词】 废电池 污染 回收利用 发展
1.前言: 近两年,废电池对环境的影响成为国内媒体热门话题之一。有的报道称电池对环境污染很严重,一节电池可以污染数十万立方米的水。有的甚至说废电池随生活垃圾处理可以引起诸如日本水俣病之类的危害,这些报道在社会上引起了很大反响,有很多热爱环保的人士和团体开展或参加了回收废电池的活动。我们作为一名新世纪的中学生,也应加入到预防废电池污染的活动中来。
2.电池简介
电池(Battery)是一种能量转化与储存的装置,它通过反应将化学能转化为电能。电池即是一种化学电源,它由两个不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能来提供电能。
目前,电池主要有以下几种:
2.1干电池(普通锌锰、碱锰电池)
干电池用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极。
2.2铅蓄电池
铅蓄电池可放电也可充电,一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳(防止酸液泄漏);设有多层电极板,其中正极板上有一层棕褐色的二氧化铅,负极是海绵状的金属铅,正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板隔开(以防止电极之间发生短路);两极均浸入到硫酸溶液中。放电时为原电池。 2.3银锌电池(纽扣电池)
一般用不锈钢制成小圆盒形,圆盒由正极壳和负极壳组成,形似钮扣(俗称钮扣电池)。盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料,电解质溶液为KOH浓溶液。
1
2.4碱性蓄电池
这类电池一般寿命比铅酸蓄电池长很多,且携带方便。 2.5微型锂电池
常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池,一般用金属锂作负极,石墨作正极。 2.6海水电池
1991年,我国科学家首创以铝—空气—海水为材料组成的新型电池,用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。 2.7氢氧燃料电池
这是一种高效、低污染的新型电池,主要用于航天领域。其电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性碳电极等。 2.8熔融盐燃料电池
这是一种具有极高发电效率的大功率化学电池,在加拿大等少数发达国家已接近民用工业化水平。按其所用燃料或熔融盐的不同,有多个不同的品种,如天然气、CO、熔融碳酸盐型、熔融磷酸盐型等,一般要在一定的高温下(确保盐处于熔化状态)才能工作。 3、废电池对环境的危害
现在人们在社会生活中几乎一天也离不开电池。按我国年消费电池70—80亿只计算,人均一年要消费5—6只电池。最常使用电池的是手机、袖珍收音机、随身听、遥控器等。就体积和重量而言,废旧电池在生活垃圾中是微不足道的,但它的害处却非常大。面对日益增加的废旧电池,一些专家大声疾呼:我国废电池潜在危害不容忽视,亟待引起全社会的广泛重视和关注。
废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量的重金属上,如铅、汞、镉等。这些有毒物质通过各种途径进入人体内,长期积蓄难以排除,损害神经系统、造血功能和骨骼,甚至可以致癌。
有关资料显示,一节一号电池烂在地里,能使1平方米的土壤永久失去利用价值;一粒纽扣电池可使600吨水受到污染,相当于一个人一生的饮水量。在对自然环境威胁最大的几种物质中,电池里就包含了汞、铅、镉等多种,若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋,或者随手丢弃,渗出的汞及重金属物质就会渗透于土壤、污染地下水,进而进入鱼类、农作物中,破坏人类的生存环境,间接威胁到人类的健康。专家们认为,由于电池污染具有周期长、隐蔽性大等特点,其潜在危害相当严重,处理不当还会造成二次污染。
3.1 酸、碱电解质溶液的污染
废电池中含有大量的酸性和碱性溶液,特别是经过雨水的冲刷和淋溶之后,会对附近的水体和土壤的PH值造成影响,导致土壤及水体的酸化或碱化,水体PH值的改变直接影响水中生物的生长繁殖;同时,环境的改变也会对人类的健康造成影响。
3.2 重金属污染
从电池的主要结构可以看出,电池中含有大量的重金属,总的来说主要有Zn、Hg、Cd、Ni、pb等,这些重金属一旦流入生态系统并进入食物网,会对人体的健康造成诸多不利影响。
汞特别是有机汞化物具有极强的生物毒性和极长的脑器官生物半衰期,能引发中枢神经疾病;铅会导致人体精神紊乱及消化系统的损害等;镉具有致癌性,是引发疼痛病的元凶;镍、锌的毒性相对较小,同时还是人体必需的微量元素,但是如果摄入过多,同样会对人体造成一定的危害。
3.3 其他污染类型
2
除了酸、碱电解质以及重金属的污染,废电池的随意丢弃和处理也会带来其他方面的污染。例如:废电池在进行焚烧处理的过程中释放的污染物对大气造成的危害;在废电池集中清运、贮存过程中由于管理不善,造成局部地区更加严重的污染问题等等。
4、我国废电池处理的现状
我国是电池的使用大国,对废电池进行资源化回收利用对于环境的保护以及资源的再生都有着极大的效用,然而就目前我国的废电池回收处理现状来看,仍然存在大量的问题。
4.1 缺乏相关教育,个人意识淡薄
由于对废电池相关影响的知识教育的却乏,大部分人认识不到废旧电池对环境危害的严重性,环保意识的淡薄使得群众不能积极主动的参与到旧电池的回收处理上,致使许多的电池回收设备形同虚设,并不能够很好的利用起来。
据调查,目前我国电池的年使用量高达70亿左右,并以每年10%左右的速度在增长,然而其回收力度却不足2%。较低的回收水平也导致废电池的处理难以产业化、规模化。
4.2 处理技术的要求高,利润低
由于废旧电池中含有大量的有毒有害物质,特殊的结构又决定了其处理难度的升高,加上处理水平和经济条件的制约,使得废电池的回收很难向产业化发展。同时该产业较低的处理利润很难吸引较多的投资者投资处理,给废电池的回收处理带来一定的困难。
4.3 相关法律制度的缺乏
到目前为止,我国仍然缺乏对废旧电池处理的相关法律法规,因此,使得生产者、消费者和使用者之间很难分清各自应当承担的责任。由于缺少法律的制约使得一些正式的回收处理厂商经常面临回收量不足的困境;另一方面,一些对环境污染较大的小加工作坊由于技术上的难以跟进及设备的缺乏,不但使得废电池中的有用物质很难得到回收利用,还会带来更加严重的二次污染。
为了更好的了解废电池回收的现状,我们在福建省某中学随机抽取200名学生,对其进行了问卷调查,结果如下:
从上表可以看出,在问题1中,有92.5%的同学表示每年电池使用量在12节以上,只有7.5%的同学每年电池使用量在12节以下,说明电池在我们的生活中已大量广泛应用;在问题2中,对废电池危害十分清楚的同学只占10.5%,不太清楚的占85.5%,不清楚的只占4%;在问题3中,有96%的同学将废电池和垃圾一起丢掉,将废电池收集起来的只占4%。由此可见,大多数同学对废电池的危害性认识不足,废电池回收的意识也不强,往往把废电池和垃圾一起倒掉。因此,很有必要在校园内进行废电池污染与危害以及环保知识的宣传教育。我们在调查中还发现,部分同学已具有一定的环保意识,认识到 3
废旧电池同生活垃圾一起倒掉会污染环境,有的同学也收集了一些废电池,但因苦于找不到废旧电池回收站,无奈最终只能将辛辛苦苦集中起来的废电池随同生活垃圾一起倒掉。
5. 我国废电池回收的发展建议 5.1 开发新的回收利用技术
在传统的废电池回收利用中,主要用到的是湿法冶金处理工艺和火法冶金处理工艺。其中湿法工艺是利用重金属盐可以与酸发生反应生成各种可溶性盐的特点,进而用电解等方法进行分离提纯;火法工艺主要利用金属化合物高温下的氧化还原反应得以将其回收利用。两种方法在处理过程中有一定的优越性,也存在一定的二次污染问题,如电解过程中水体的污染以及高温下的热污染等等。因此可以对传统的处理工艺加以改进,比如加入一些预处理的工艺,从而简化传统工艺的工作条件,减少其带来的一些污染;再者可以增加一些后续处理设备,尽量使产生的二次污染危害最小化。
5.2 提高群众意识
加大关于废电池的危害及处理过程的教育力度,增强民众的环境保护意识,从回收源头上解决处理难题,实施分类回收和处理方针,尽量做到回收的规模化、正式化。
5.3 完善相关法律法规
良好的法律制度是市场经济中企业健康发展的有效外部力量,在我国废电池回收市场的发展上应当逐步建立和健全相关的政策,明确企业及相关人员的责任、义务、权力和处罚条件,建立完整的废电池回收、处理体系,实施企业化管理模式,关闭不符合环境要求的小作坊,对存在问题的回收企业实行整改,逐步完善回收处理市场。
5.4 实施合理的经济手段
由于我国电池价格普遍偏低,造成对消费者的错误引导,因此可以通过对电池进行合理定价(将污染治理的部分费用并入商品的价格中)来减少电池的使用,同时对电池的生产企业征收合理的环境治理费用。将这些费用利用到废电池的回收和利用上,对回收利用企业给予补贴,提高其回收生产积极性。
6、发达国家的政策
美国、日本、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。少数发达国家的电池(子)工业协会、个别城市曾经组织过普通干电池收集活动,现在开展这类活动的地方已经很少了。日本、瑞士各有1个废电池再利用工厂,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。由于废电池总量较小,设施的生产能力有一部分闲置。德国把收集上来的废电池放置在废弃的矿坑中。
在废旧电池管理政策上,发达国家的政策可以概括为两类:
6.1第一类政策 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(如以汞为触媒)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。对于报废的普通干电池,没有强制单独收集处理。如果某个城市或企业自愿单独收集处理(或利用),国家既不鼓励也不限制。
6.2.第二类政策
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、锂电池正在逐步取代镍镉电池。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;回收价值较高。这类废电池收集是比较容易的。
4
7.总结归纳 通过这次研究,我们加深了对废电池的污染及危害性的认识,了解废电池的随意堆放和处理对环境造成的影响大,严重危害人体健康,因此对废电池的回收利用很有必要。目前我国对废电池的回收利用还刚刚起步,仍然面临着诸多问题,更应当提高认识、加强管理,多学习其他国家先进的处理模式,做到科学的、系统化的回收利用,以实现废电池的减量化、无害化和资源化。同时,我们深深的体会到:在日常生活中,废弃的电池正在污染着我们赖以生存的环境。回收废电池,保护生态环境,必须从我们身边做起,从现在做起。同学们,让我们都来关注环保、关注废电池污染吧!大家赶快行动起来,手拉手、心连心,共同呵护我们共有的、可爱的家园。这样,我们的天会更蓝、水会更清、山会更绿。
30-32.
[5]俞远.废电池的回收和处理[J]. 河北化工,2004(1):56-57.
[6]代学民,邓大鹏,王霞.浅淡废电池的回收及综合利用技术[j]. 河北建筑工程学院学报,2004,22
(1): 56-60.
5