中國儲能網(wǎng)訊：電池自誕生以來已經(jīng)風靡全球百余年，最開始時，人們并沒有意識到大量普通干電池的使用會存在污染，但在意識到之后，又迅速將其危害妖魔化，其陰影長時間在影響著我們。盡管如今大部分一次性干電池已經(jīng)沒有什么污染了，但很多人并不知曉。
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小小電池，風靡全球上百年
1786年，意大利生物物理學家伽伐尼在做青蛙解剖時，兩手拿著的不同金屬器械無意中同時碰到青蛙的大腿，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，卻無此反應。伽伐尼認為，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是因為動物體內(nèi)存在著一種“生物電”。1791年，伽伐尼將實驗結(jié)果寫成論文，發(fā)表后震驚科學界。
伽伐尼的好朋友、大名鼎鼎的意大利物理學家伏特卻認為，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電液體。
對于伏特的異議，伽伐尼重新做了多次嚴密的實驗，認定青蛙體內(nèi)確實存在著生物電，是生物電造成青蛙大腿肌肉的抽搐。
伏特在隨后的實驗中，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鹽水的濕紙片交替疊加成一個高高的圓柱，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)明的化學電池。實際上，“伏特電堆”就是串聯(lián)的電池組，它成為了早期電學實驗以及電報機的電力來源。
伽伐尼的一個偶然發(fā)現(xiàn)，引出了生物電學理論的建立和化學電池的誕生，成為科學史上一段佳話。
1836年，英國人丹尼爾對“伏特電堆”進行了改良。他使用稀硫酸作電解液，制造出世界上第一個能保持電流平衡輸出的鋅-銅電池。因為這種電池能反復充電，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，當時無論哪種蓄電池都需要在兩個金屬板之間灌裝液體，所用液體又是硫酸，挪動時很危險且不方便。
1860年，法國人雷克蘭士發(fā)明了一種在世界上被廣泛應用的“濕電池”（碳鋅電池的前身），這種電池由于正極和負極都浸在作為電解液的氯化銨溶液中，所以稱為“濕電池”。這種電池簡陋且易溢漏，但勝在價格便宜。
1887年，英國人赫勒森發(fā)明了世界上最早的“干電池”。相對于“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”不會溢漏，便于攜帶，隨著價格的下降，最終取代了“濕電池”。
電池作為能源，電壓穩(wěn)定，供電時間長，且結(jié)構(gòu)簡單，攜帶操作簡便，不受外界氣候和溫度的影響，因此在人類生活的各個方面都得到了廣泛的應用。但在相當長的時間里，很少有人關(guān)注到電池對環(huán)境的污染問題。
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一次性電池的污染曾是人們繞不開的話題
隨著各類電池在世界范圍內(nèi)的廣泛應用，其對環(huán)境的污染問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，對人類的健康構(gòu)成巨大的威脅。
例如，在很長的時期內(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電池壽命。中國堿性干電池的汞含量達1%-5%，中性干電池汞含量超過0.025%，全國每年用于生產(chǎn)干電池的汞就達幾十噸之多。但是汞和汞的化合物都具有很強的毒性，對人體的內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)均有嚴重影響，吸收過多會引發(fā)口齒不清、步態(tài)不穩(wěn)、四肢麻痹，最后導致全身痙攣、精神失常而死。
而那些隨意丟棄的電池，汞會慢慢從電池中溢出，進入土壤或水源，通過食物和飲水被人體吸收，一些汞在微生物的作用下，無機汞可以轉(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。鎘對人體的腎、骨質(zhì)等都有嚴重損害；1993年，國際抗癌聯(lián)盟還將鎘定為IA級致癌物。
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，因此鉛毒常常就無法避免。
廢棄電池的危害對于中國來說，比起世界上許多國家更為嚴重。早在1980年，我國干電池的產(chǎn)量已超過美國躍居世界第一，同時也成為世界上最大的電池消費國。1998年中國干電池的生產(chǎn)量達到140億只，而同年世界干電池的總產(chǎn)量約為300億只，我國的干電池產(chǎn)量占了世界產(chǎn)量近半。2012年，中國擁有的電池生產(chǎn)企業(yè)達1400多家。電池對環(huán)境的污染和對人體的危害在我國便成為繞不開的話題。
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一次性干電池已大部分沒有污染了
中國電池工業(yè)協(xié)會副秘書長曹國慶表示，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。
曹國慶說，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”，價格低廉，但電容量低，不適合需要大電流量和較長期連續(xù)工作的場合。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，很受消費者的歡迎。目前，在一次性干電池市場上，碳性電池已較少見了。
那么，一次性干電池的污染問題在今天的情況又是如何的呢？
曹國慶告訴記者，早在2003年，我國環(huán)保部發(fā)布的《廢電池污染防治技術(shù)政策》就已經(jīng)認定“廢棄的普通鋅錳電池和堿性鋅錳電池不屬于危險廢物”，并指出“在缺乏有效回收的技術(shù)經(jīng)濟條件下，不鼓勵集中收集已達到國家低汞或無汞要求的廢一次性電池?！睆?008年起，普通干電池就不再被列入《國家危險廢物名錄》了。
這種情況是怎樣實現(xiàn)的呢？原來，為了解決電池的污染問題，1997年12月31日，中國輕工總會、原國家環(huán)?？偩值?個部委，聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于限制電池產(chǎn)品汞含量的規(guī)定》，要求我國電池行業(yè)限制電池產(chǎn)品的汞含量，首先實現(xiàn)低汞，最終達到無汞。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，禁止在國內(nèi)生產(chǎn)各類低汞電池；自2002年1月1日起，禁止在國內(nèi)市場經(jīng)銷低汞電池。自2005年1月1日起，禁止在國內(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，我國發(fā)布了強制性國家標準《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日正式實施該要求。要求規(guī)定，堿性干電池中每克鎘含量不得超過20微克，鉛含量每克不得超過40微克，這個標準對人體已基本無害，也達到了以歐盟為代表的發(fā)達國家對電池的環(huán)保要求。
可以說，目前在國內(nèi)市場上銷售的絕大多數(shù)一次性干電池已基本無汞、無鎘、無鉛，就算含有，其含量已符合國家的標準要求，不會對環(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，很多人并沒有認識到普通干電池已沒有什么污染了，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值；扔一粒紐扣電池到水中，其所含的有毒物質(zhì)會造成60萬升水體的污染，相當于一個人一生的用水量”等等。因此，不少消費者盡管沒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。
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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，曹國慶告訴記者：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)生作用時依舊需要鎘或者鉛、汞等重金屬元素參與，在技術(shù)上還沒有找到理想的替代方案。由于他們含有較多對環(huán)境有害的重金屬元素，廢棄后應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)，才能夠避免對環(huán)境造成的污染。
目前，北京市唯一的電池回收機構(gòu)——安定衛(wèi)生填埋場的電池庫已經(jīng)堆積了1300多噸廢舊電池且未經(jīng)處理。因為從1998年起，從全市各處回收的廢舊電池源源不斷地運往這里，大量的普通干電池和鎘鎳手機電池、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)成為一個十分頭痛的問題。
從2011年開始，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個居民小區(qū)進行了垃圾分類試點工作，2013年則增加至197個，包括機關(guān)、學校、居民小區(qū)等。截至2013年年底，收集廢舊電池超過5噸。這些廢舊電池中有80%以上為已基本實現(xiàn)了低汞和無汞化的普通干電池，采用衛(wèi)生填埋等就可以避免對環(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，要耗費大量的人力物力，不得不全部作為有害垃圾處置。
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電池回收不僅僅是污染問題
曹國慶表示，從另一個角度說，電池回收并不僅僅是環(huán)境污染問題，從資源循環(huán)利用而言，對所有廢棄電池都應該進行回收利用。
我國今年電池產(chǎn)量將達150億只，其中70％是鋅錳干電池，居世界第一位。以每年生產(chǎn)100億只干電池計算，將要消耗15.6萬噸鋅，22.6萬噸氧化錳，2080噸銅，2.7萬噸氯化鋅，7.9萬噸氯化銨，4.3萬噸碳棒。如果將廢棄的電池進行回收加以利用，不論是從經(jīng)濟效益還是從對環(huán)保的貢獻來說都有巨大價值。
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，有一定的市場價格，回收率比較高。而一次性干電池由于所含金屬價值較低，回收成本高，利潤很低甚至會虧損，所以社會上鮮有資本投入。
這些年來，國內(nèi)廢舊電池一直沒有較好的處理方法，全國范圍內(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)而無法得到專業(yè)處理和利用。
曹國慶認為，既然合格的一次性干電池對環(huán)境并沒有什么污染，回收利用的問題也沒有得到很好的解決，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。等到將來有了完善的回收利用途徑，再鼓勵居民分類回收也不遲。
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發(fā)達國家如何對待電池回收
歐盟、美國、日本等發(fā)達國家對廢舊電池的處理有很好的經(jīng)驗，值得我們借鑒。
歐盟在電池管理方面近幾十年來一直走在了世界前列，目前在歐盟，有12個國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、奧地利、荷蘭和瑞典提出了比歐盟標準更加嚴厲的電池立法。
自1998年4月起，德國開始強制性執(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)廠家必須對他們的產(chǎn)品承擔全部回收責任。對消費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條件地接受廢舊電池，并轉(zhuǎn)送處理廠家進行回收處理。
同時，他們還對有毒性的鎳鎘電池和含汞電池實行押金制度，即消費者購買每節(jié)電池中含有一定的押金，當消費者拿著廢舊電池來換購新電池時，價格中可以自動扣除押金。
在廢舊電池處理技術(shù)方面，德國也十分領先。在德國的馬格德堡近郊區(qū)，興建了一個電池“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，這套裝置年加工能力可達7500噸。
在日本，強制回收廢舊的可充電電池，對于一次性干電池，雖然沒有全國性強制回收規(guī)定，但許多地方政府依舊強制回收，這類電池的回收率達30%左右。
建于日本北海道的野村興產(chǎn)株式會社主要業(yè)務是廢棄電池和廢棄熒光燈處理。對于舊電池，主要回收其中的鐵殼和其他金屬原料，并進行二次產(chǎn)品的開發(fā)制造。每年該株式會社從全國收購的廢舊電池達13000噸，93%是通過民間環(huán)保組織收集，7%是通過各廠家收集。
在美國，電池管理則按電池有害成分予以劃分，主要通過零售商店、社區(qū)回收站等回收體系進行回收。
美國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貼。韓國則規(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用，同時要征收環(huán)境治理稅。對于政府指定的廢舊電池處理企業(yè)，則減免稅收。
