无汞干电池的污染性研究及回收新模式

1、目录摘要1关键词1一、小课题研究的缘起1二、小课题研究主要内容1三、小课题研究活动过程21 通过调查电池销售市场，网络搜索、问卷调查等方式了解我国干电池的种类、数量和回收状况。21.1 电池销售市场走访调查21.2 上网资料收集21.3问卷调查22 实验研究32.1 实验材料准备32.1.1废旧电池的准备32.1.2 其他实验材料32.2 实验方案：32.2.1 碳性和碱性干电池对鱼的影响32.2.2 碳性和碱性干电池对植物的影响42.3 实验结果42.4汞含量的检测62.5电池的拆解62.6 结果分析与讨论73 通过走访环保局，了解废旧电池国家政策，干电池的回收技术、回收成本和经济效应，探索

2、废旧电池回收新模式。73.1 现有政策73.2 回收技术、回收效益和存在的问题73.3回收新模式的探索8四、感受和体会8附件：9五、参考文献9无汞干电池的污染性研究及回收新模式 林晨，陈天成，陈杰（指导老师）（平阳新世纪学校，浙江平阳 325401） 摘要：无汞干电池在我们日常生活中经常使用，不可或缺。但是无汞干电池真的对环境没有污染吗？回收现状如何，有无更好的解决办法？因此，我和同学对此展开了研究，通过调查销售电池场所、上网、问卷等方式了解了干电池种类、回收情况；通过实验研究，发现目前使用最多的无汞锌锰干电池会引起小鱼死亡和植物枯萎，说明无汞干电池并不环保。通过到当地环保局了解干电池的组成，

3、回收技术和效益情况。我们认为，国家应该积极开展废旧电池的回收利用，引导建立废旧电池回收企业。在日常回收上，我们建议应该在现有垃圾桶上增加专门用于存放废旧电池铁盒，以形成“废矿泉水瓶”式的回收新模式。 关键词：无汞干电池；环境污染；回收新模式一、小课题研究的缘起随着经济和科技的发展，电池在我们的生活中扮演着越来越重要的角色，使用量日益增长，几乎渗透到我们生活的每一个角落。伴随着电池的诞生，许多用电工具摆脱了电网的束缚，人们可以随时随地听MP3、接听手机、电子词典、学习机等，我们的生活离不开电池，我们的学习也离不开电池，电池给我们的生活带来了极大的方便与快乐。然而我们在享受电池便利的同时，不能忽视

4、了废旧电池的存在。很多媒介都表示现在使用的都是无汞干电池，环境污染小，不需要回收？但是无汞干电池真的没有污染吗？如果有污染，我们应该如何回收呢？对此，我和同学开展了相关研究。二、小课题研究主要内容1通过调查销售电池场所，网络搜索、问卷调查等方式了解我国干电池的种类、数量和回收状况，获知公众对干电池成分和污染性的了解程度及回收意识。2通过检测常见干电池中汞含量，观察干电池及其内含物对小鱼和植物存活的影响了解干电池对环境的危害性。3通过走访环保局，了解废旧电池国家政策，干电池的回收技术、回收成本和经济效应，探索废旧电池回收新模式。三、小课题研究活动过程1 通过调查电池销售市场，网络搜索、问卷调查等

5、方式了解我国干电池的种类、数量和回收状况。1.1 电池销售市场走访调查 我和同学利用课余时间对平阳各大超市、小卖铺、路边摊等电池市场进行走访调查。销售的电池有“双鹿”“南孚”“555”“白象”“三圈”“小霸王”“松下”等品牌，但我们发现所有卖电池的场所都没有采取废旧电池回收措施。我们很好奇，废旧电池不需要回收吗？我们问了很多电池销售人员，他们大多不了解废旧电池如何处理，经过多方寻找终于找到有多年销售电池经验的专业人士。他介绍干电池主要分为碳性电池和碱性电池，十年前的干电池都以含汞电池为主，对环境污染严重。后来国家出了“限汞令”，现在的干电池已经低汞、无汞化，现在市场卖的都是“环保电池”汞含量均

6、在0.0001%以下，他肯定的说现在的电池汞含量与未被污染的土壤中的汞含量接近，电池的废弃对环境基本没有影响，可以与生活垃圾混合收集和填埋。1.2 上网资料收集现在的无汞电池的废弃对环境真的没有影响吗？真的可以与生活垃圾混合收集和填埋吗？带着疑问我们进行网上搜索。网上关于对废旧干电池危害性和回收态度方面的报道差异很大，众说纷纭。有些人认为早期干电池污染是因为含汞，现在不含汞就没有污染。也有很多人认为，干电池成分复杂，渗透到土壤和水中后，对生物危害大。我们还从中国化学与物理电源行业协会网站上有一篇2013年电池行业主要产品概括，其中写道“2013年，我国总共生产电池385.25亿只，其中一次电池

7、345亿只，占总量的90%，锌锰电池318亿只（其中碳性电池有190亿只，碱性电池有128亿只）。”一年生产这么多电池，如果有害的话将对我们的环境产生很大的危害。1.3问卷调查设计废旧电池的问卷调查表，向我校师生家庭使用电池的情况和回收利用做问卷调查，随机发放60份调查表，收回60份。问卷调查和统计结果汇总见附件1。 通过问卷调查我们知道了家庭生活已离不开电池，大部分使用的是一次性干电池，购买时主要考虑电池的耐用性，使用后的废旧电池一般都是随垃圾一起扔掉。大家也普遍觉得政府在废旧电池处置方面应该发挥更大的作用。但是在废旧电池危害性和化学组成认识方面，大家意见分歧很大，只有47.19%的受访者认

8、为危害大，其余则认为废旧电池危害性一般甚至无危害；仅1/3的受访者认为废电池有可回收循环利用部分。因此，我们决定采用实验的方法研究废旧无汞干电池对生物生长的的危害。2 实验研究：废旧无汞电池到底能不能随便扔？无汞电池到底有没有毒？于是我们收集身边的废旧电池开展毒性实验。2.1 实验材料准备2.1.1废旧电池的准备：因为研究的是废旧电池的实验不能用新电池，于是我们发动全班同学收集废旧电池，收寻家庭使用的废旧电池和周边乱丢弃的电池，经过大家几天的努力，我们共收集60只电池（碱性电池35只、碳性电池23只、其他电池2只），挑选上面标有“无汞”字样的碳性电池和碱性电池各4只，将碳性电池和碱性电池各取2

9、只进行破壳处理。2.1.2 其他实验材料 5个大小相同的鱼缸、红田鱼20条、孔雀鱼20条（大小、品种、颜色相同）、5盆心形草植栽。2.2 实验方案：2.2.1 碳性和碱性干电池对鱼的影响在5个大小相同的鱼缸中装进相同的清水，对鱼缸进行编号。再把20条红田鱼和孔雀鱼分成5组每组各4条，分别投放到5个鱼缸中。然后将碳性电池和碱性电池投入到各鱼缸中（见表1），观察鱼的状况并记录。表1废电池对鱼生长的影响实验编号鱼缸内投放情况1号鱼缸（空白对照）2升水、4条红田鱼、4条孔雀鱼2号鱼缸（完整碳性电池）2升水、4条红田鱼、4条孔雀鱼、完整的碳性电池3号鱼缸（破壳碳性电池）2升水、4条红田鱼、4条孔雀鱼、经

10、破壳处理的碳性电池4号鱼缸（完整碱性电池）2升水、4条红田鱼、4条孔雀鱼、完整的碱性电池5号鱼缸（破壳碱性电池）2升水、4条红田鱼、4条孔雀鱼、经破壳处理的碱性电池2.2.2 碳性和碱性干电池对植物的影响对5盆心形草盆栽进行编号。然后将碳性电池和碱性电池投入到各盆栽中（见表2），观察鱼的状况并记录。表2废电池对植物生长的影响实验编号盆栽内情况1号盆栽（空白对照）心形草2号盆栽（完整碳性电池）心形草、完整的碳性电池3号盆栽（破壳碳性电池）心形草、经破壳处理的碳性电池4号盆栽（完整碱性电池）心形草、完整的碱性电池5号盆栽（破壳碱性电池）心形草、经破壳处理的碱性电池2.3 实验结果2小时、4小时、1

11、2小时、24小时、48小时、72小时对鱼缸内的生长状况进行记录，1天、2天、4天、6天、8天、10天对盆栽内的心形草生长状况进行记录，结果见表3、4。表3废电池对鱼生长状况的实验结果试验鱼缸号鱼种类2小时4小时12小时24小时48小时72小时1号鱼缸（空白对照）红田鱼正常正常正常正常正常正常孔雀鱼正常正常正常正常正常正常2号鱼缸（完整碳性电池）红田鱼正常正常正常正常正常死亡孔雀鱼正常正常正常正常死亡-3号鱼缸（破壳碳性电池）红田鱼正常正常死亡-孔雀鱼正常正常死亡-4号鱼缸（完整碱性电池）红田鱼正常正常正常正常死亡-孔雀鱼正常正常正常死亡-5号鱼缸（破壳碱性电池）红田鱼死亡-孔雀鱼死亡-表4 废

12、电池对心形草生长状况的实验结果1天2天4天6天8天10天1号盆栽（空白对照）正常正常正常正常正常正常2号盆栽（完整碳性电池）正常正常正常正常正常枯萎3号盆栽（破壳碳性电池）正常正常枯萎-4号盆栽（完整碱性电池）正常正常正常正常枯萎-5号盆栽（破壳碱性电池）正常枯萎-2.4汞含量的检测实验结果是所有生物都死亡，我们的心情压抑极了。难道是我们收集的废旧电池里面含汞吗？我们四处走访平阳县的各部门。在我们的努力下，县食品检测中心的叔叔答应帮助我们对实验鱼缸中的水进行检测，可以根据水中的汞含量确认生物死亡是否由于汞引起的。我们带着实验后的水进了实验室，由于整个过程专业性很强，我们只是在旁边看，由技术人员

13、进行操作并讲解。大致的过程是先将水进行处理，然后用原子荧光光度仪进行检测水中的汞原子。经过一天的时间，我们得到了实验数据（见表5）。表5鱼缸水样检测结果样 品总汞（以Hg计）毫克/升（mg/L）锌（以Zn计）毫克/升(mg/L)锰（以Mn计）毫克/升(mg/L)1号鱼缸水样0.0001170.0010.0122号鱼缸水样0.0001815.0808.1403号鱼缸水样0.00020214.02020.1004号鱼缸水样0.0001944.0106.0505号鱼缸水样0.00022716.01024.120注：实验数据都是仪器检测完后自动打印出来的，具体见附件2。技术人员告诉我们水含汞量很低，我

14、国的饮用水卫生标准汞的限值是0.001毫克/升，检测的水样中汞都比这个限值低很多，应该不是汞引起的生物死亡。他还告诉我们，这次除了汞还检测了锌和锰，除了1号鱼缸水样，其他的锌、锰金属严重超标（锌的限值是1.0毫克/升，锰的限值是0.1毫克/升）。2.5电池的拆解我们知道了电池中除了汞，锌、锰金属也是有害的。是否还有其他有害物质？我们对此非常好奇，我们查询了一些资料，并在专业人员的指导下我们将电池进行拆解加以确认。通过查询资料和拆解，我们了解到除了汞以外，碳性电池还含有二氧化锰、氯化锌有害物质，碱性电池还含有氢氧化钾、二氧化锰、氯化锌有害物质。 注：电池主要成分和毒性见附件3。2.6 结果分析与

15、讨论从实验结果中可以看出，除了空白对照的鱼和心形草其他的都死了。查找原因，实验后的水样通过正规部门检测鱼缸里的水汞含量都低很多，不是汞的问题。水样中检测出含有大量的锌和锰，可能就是锌和锰造成了鱼和心形草的死亡。实验说明即使电池中无汞还是对生物有危害，会污染环境，那么回收废旧电池是非常有必要的。3 通过走访环保局，了解废旧电池国家政策，干电池的回收技术、回收成本和经济效应，探索废旧电池回收新模式。3.1 现有政策 为什么无汞干电池对环境有污染，而没有进行回收？带着这个疑问我们向平阳县环境保护局进行走访学习。环保局的一位的叔叔给我们介绍了2003年颁布的现行版废电池污染防治技术政策，指出：“废旧一

16、次性干电池的回收，应由回收责任单位审慎地开展。在缺乏有效回收技术的条件下，不鼓励集中收集已达到国家低汞或无汞要求的废一次电池。”工作人员告诉我们，目前我国还没有锌锰干电池的回收利用处理厂。3.2 回收技术、回收效益和存在的问题目前的现状让我和同学都很忧虑。回来后我们就展开了讨论，政策颁布已经过去十年了，难道目前还没有有效的回收技术吗？于是我们再次跑到环保局，工作人员告诉我们：（1）废旧电池中所含的金属和重金属都是从地球中挖出来的一次性资源，同样具有经济价值。1吨干电池=350公斤氧化锌+锰铁合金300公斤+镍合金5公斤。3000吨废旧电池回收相当于两个中型矿山的价值。（2）国际上已经有比较成熟

17、的干电池回收技术，如荷兰、德国、奥地利等国采用的湿法回收法，瑞士、日本、瑞典、美国等国主要采用的火法冶金工艺。这些国家都已经建有且投入使用的废旧电池回收再加工企业。但是，这位工作人员又跟我解释到，目前主要有两点制约废旧电池回收再利用：一是政府对这方面重视不够，缺少环保宣传，特别是对回收企业没有政策支持。二是目前缺乏一种行之有效的回收模式，据报道每年至少回收300多吨废旧电池，企业才能有盈利性，但北京3年才回收了200多吨，这与处理厂的需求相差巨大。3.3回收新模式的探索“有效的回收模式”，这让我们陷入了深深的思考，如果有了一个可观的回收量，也许后续问题就可以很快得到解决。我们突然想到了“废矿泉

18、水瓶的回收”，矿泉水瓶可以得到这么好的回收，废旧电池能否也可以以类似的方式实现呢？经过几天的实地考察和现场询问，我们认为一个理想的废旧电池回收系统应该是这样的：电池生产厂商把电池销售到民众手中，民众使用完后自觉将废旧电池放入回收箱中，回收箱中的电池进一步集中，最后转移到电池回收企业，回收企业提取废旧电池中的有用材料，以原材料的形式出售给电池生产厂商。这样就构成了一个完整的物质循环，既没有废弃物造成环境的潜在污染，又可以增加拾荒人员收入。为了能实现上述循环，我们认为：首先国家应该向电池生产厂家收取一定的治理费用，费用分成两份，一部分补贴给电池集中商，一部分补贴给电池回收企业。其次，在现有垃圾桶进

19、行改造（改造图见附件4），以便拾荒队伍收集。最后，国家应该帮助企业提升回收技术，降低成本，提高效率，同时避免二次污染。四、感受和体会在研究过程中，我们从中学习到很多书本上学不到的东西。我们学到了吃苦耐劳与坚持不懈的精神，在电池销售市场走访调查中，我们要走很长的路，也遭遇了很多次的白眼与误解，在走访各部门中也多次被拒绝。我们有时会感到心慌、紧张、害怕，甚至想到了放弃，但我们最终坚持了下来，完成了整个研究。在这次研究中，遇到的许多问题，和考试时碰到的完全不一样。有时候，我们需要一件事情重复做，事情单调，琐碎。而收集来的资料五花八门，没有逻辑，秩序，我们自己需要进行分析、整理，甚至还需要动手去验证。在整个研究过程中，会有很多的讨论，每次讨论或平缓或激烈，而灵感的火花就是在争吵中产生了，当思想碰撞的火花成为真实的成果时，那份喜悦至今都令我们回味。这次研究让我们成长了，懂事了， 对自己社会责任感的认知增强了，这些远比这项研究的成果更加让我们珍惜。附件：附件1问卷调查和统计结果汇总附件2 鱼缸中水样检测报告附件3 电池主要成分和毒性附件4 垃圾桶改造图五、参考文献 1 姚建华.引