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廢舊電池:回收的困境

2019-06-10 分享

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        “一塊手機電池污染水量相當于3個標準游泳池”這句口號作為廢舊電池回收活動的宣傳由來已久,近十幾年來,幾乎成為了環保宣傳的月經貼,比如這里。但是,這個宣傳口號的真實性一直為人所質疑,甚至吐槽為“偽環保知識”,為什么會這么說呢?一篇長文,來分析“廢舊電池回收”運動背后的種種科學問題。

        電池的分類知識

        廢舊電池回收歷時二十年的宣傳與行動,其影響涉及全國80%以上人口,幾乎所有中小學校和各類高校都參與到其中。然而依然有不少人含糊地把所有電池都混為一談,這并不科學。要了解廢舊電池回收,分類是首先要學習的事情。

        生活中的電池常見有以下幾種:

        鋰電池,在電池表面能找到化學元素鋰的符號Li;

        堿性電池,又名堿性鋅錳電池,在電池表面可能有其英文名:Alkaline battery,某些會寫上無汞堿性電池,它是早期鋅錳電池的升級版;

        鎳鎘或者鎳氫電池,在電池上的標識分別為Ni-Cd或Ni-MH,前者含有大量的重金屬鎘,后者不含鎘,需要注意區分;

        鉛蓄電池,經常在電動車里面能發現,英文名為lead battery。

        對環境影響最大的重金屬有五種,分別是砷,鉛,鎘,鉻和汞。在電池里面,主要含有其中三種,它們是鉛蓄電池中的鉛,鎳鎘電池中的鎘,以及堿性鋅錳電池中作為添加劑而存在的汞。另外幾種常見的電池,如鋰電池,鎳氫電池,里面的有毒重金屬含量幾乎可以忽略不計。 “一塊廢舊手機電池的污染強度是普通堿性電池的100倍,可嚴重污染6萬升水,相當于3個標準游泳池”,如果這句話指的是目前最常見的手機電池鋰電池或者鎳氫電池,這種污染描述顯然是無稽之談。

        廢舊電池該不該回收之“得饒人處且饒人”

        含有重金屬的三種電池各有的特點。

        鉛蓄電池的特點是能賣錢,一塊舊鉛蓄電池能賣100多塊,隨便丟棄的現象很少,回收再利用是做得最好的。當然它回收后存在大問題,這個暫且按下后表。

        鎳鎘電池的特點是沒前途,因為含有大量的重金屬鎘,在很多領域已經被鋰電池或者鎳氫電池所代替,將逐步淘汰出市場。

        堿性鋅錳電池的特點是危害小數量大。鋅錳電池中含汞量的下降是二十多年廢舊電池回收運動所得到的最讓人欣喜的結果。隨著技術的發展,低汞甚至無汞的鋅錳電池正成為市場主體,通過汞減量化的手段降低了其環境危害。我國頒布的《廢電池污染防治技術政策》規定:2005 年 1 月 1 日起停止生產含汞量大于 0.0001%的堿性鋅錳電池。

        根據中國化學與物理電源行業協會數據,2008年,我國生產鋅錳電池270億只,鎳鎘電池9.9億只,鎳氫電池12.9億只,鋰電池24.5億只。

        不回收廢舊電池的第一個理由就來自生產和使用量都最大的堿性鋅錳電池。

        不回收廢舊電池的理由之一——“得饒人處且饒人”:電池市場的主體——堿性鋅錳電池,其含汞量已經通過技術手段得以控制,不會對環境和人體健康產生顯著影響;除鎳鎘電池和鉛蓄電池之外,其他電池對環境影響也很小,無需進行回收,可做為一般固體廢棄物處理。

        廢舊電池該不該回收之“眾人拾柴火焰高”

        “一塊電池可污染三個標準游泳池”其實說的是電池中的鎳鎘電池。我們來驗算一下,假設是一塊重24克的鎳鎘電池,其中有47%的是鎘,也就是說總含鎘11.3克。根據我國地表水環境質量標準,二類水中鎘含量不得超過5微克每升。簡單計算一下就可以得到,一塊鎳鎘電池中的鎘可以使得2260000升的水受到污染,換算成標準游泳池(25米寬,50米長,1.5米深)大概是1.2個。也就是說,在這種情況下這句話基本上是正確的。鎳鎘電池在上個世界八九十年代的時候,曾經廣泛應用到手機等小型設備上,但是現在鎳鎘電池已經在手機上見不到了,代替鎳鎘電池的是更加好用的鎳氫或者鋰電池。所以現在說,一塊手機電池可污染三個標準游泳池的水,已經是完全錯誤的了。

        那為什么如此毒性高的鎳鎘電池可以被允許使用,而且迄今為止未發現一例因日常電池使用而鎘中毒的事件呢?

        原因有兩個:第一,鎳鎘電池中的鎘被限制在包裝之中,很難泄露到環境中;第二,泄露到環境中的鎘,被土壤或者水稀釋,濃度沒有達到會引起中毒的劑量。

        2003年,在《環境導報》上刊登了這么一則故事:1939年11月9日,日本神奈川縣某腦科醫院收留了一名神智不清的男子,并最終醫治無效去世。此后,與死者同村的人中又接二連三地出現了15名同樣癥狀的“瘋子”。這引起有關部門的注意,經調查發現,死者生前都飲用了某商店周圍3口水井的水,并在距其中1口井5米內的地方挖出了380節已腐爛的廢電池!原來是該商店把顧客丟下的廢電池集中埋在了后院使周圍井水污染,導致了這場悲劇。

        故事雖然驚心動魄,可惜查遍日文還是英文的資料,都沒有正式的記載。顯然,這個故事不太可能是史實,更可能是一個謠言,一個被文人墨客打造出來的都市傳說。

暫不追究故事是真是假。如果真的將成百上千的電池埋入地下,會發生類似的事嗎?

        給出答案之前,讓我們先學習一個概念——“環境容量”。

        在環境學中,面對世界上無數種物質,要區分好壞不是件簡單的事情,比如說氮磷,是植物的好朋友,我們愛喝的可口可樂里面有大量的磷,愛吃的雞蛋牛奶里面有大量的氮,但是因為人類的過量施用,在湖泊中引起富營養化現象,導致大量水生動植物死亡,一下子從人見人愛的肥料變成了處處搖手的污染物。其中原因,就是因為氮磷在湖泊中的量,超過了環境容量。

        環境容量好比是一個氣球,如果氣球被充氣過多,就會漲破,這個時候就叫超過環境容量,而超過環境容量的東西就叫做污染物。氮和磷的環境容量是很大的,在很多時候并不被看成是污染物,但是在富營養化的湖泊里面,它們就是污染物。而有些物質,他們的環境容量非常小,他們就是我們常說的有毒物質了,比如重金屬。重金屬雖然被稱作有毒物質,但是它們在濃度低的時候對我們的身體是沒有危害的。大部分的人并不知道,重金屬在我們的生活環境中是廣泛存在的,土壤中天然就含有多種重金屬,它們會通過植物或者空氣進入到我們的身體的,而這些“有毒物質”沒有讓我們生病的原因就是數量太少了,沒有超過環境容量。

        毒性再強的物質,會不會影響到環境質量,都必須看它的量是否超過了環境容量。

        一個理想的廢舊電池回收系統應該是這樣的:電池生產廠商把電池銷售到民眾手中,民眾使用完之后放入回收箱中,回收箱中的電池進一步收集,匯總到電池回收企業,電池回收企業提取廢舊電池中的有用材料,提供給電池生產廠商作為生產電池的原材料。這樣就完成了一個漂亮的物質循環,沒有廢棄物產生并釋放到環境中,形成潛在的污染。但是我國的廢舊電池回收處于一個奇怪的局面,民眾熱情,企業觀望,政府不作為。目前的回收體系基本上到回收箱就截止了,這使得儲存在各地的廢舊電池越來越多,量越來越大。量大到一定程度,就超過了環境容量,變成了環境污染事件。

        因此,所謂的380節電池堆積導致的“1939年日本神奈川廢電池事件”并非不可能出現。媒體就曾發現,成都一固廢治理站400噸舊電池9年無法處理。這幸虧是在固廢治理站,要是放在別的地方,保管不善,風吹日曬,肯定會造成環境污染事件。

        2008年頒布的《國家危險廢物》名錄中規定“家庭日常生活中產生的廢藥品及其包裝物、廢殺蟲劑和消毒劑及其包裝物、廢油漆和溶劑及其包裝物、廢礦物油及其包裝物、廢膠片及廢像紙、廢熒光燈管、廢溫度計、廢血壓計、廢鎳鎘電池和氧化汞電池以及電子類危險廢物等,可以不按照危險廢物進行管理?!逼湟罁木褪沁@些潛在污染物分散在環境中的時候,濃度低,一般不超過環境容量,危險程度很小。這并不是說“廢鎳鎘電池不是危險廢物”,而是“家庭日常生活產生的這些廢棄物,不作為危險廢物”。所以,在這一段話后面有個補充條款:“將前款所列廢棄物從生活垃圾中分類收集后,其運輸、貯存、利用或者處置,按照危險廢物進行管理?!币簿褪钦f,一旦這些潛在污染物被集中起來,就必須作為危險廢物管理。

        打個比方總結:一個鎳鎘電池是根火柴,一堆鎳鎘電池是堆火藥。

        不提倡回收廢舊電池的理由之二——“眾人拾柴火焰高”:在沒有找到下家之前,不要收集任何廢舊電池,否則集中的污染物質很可能造成大的環境危害。

        廢舊電池的未來,還是回收

        既然日常使用廢舊電池不會造成環境污染問題,那么我們是不是就不要回收廢舊電池呢?

        要回答這個問題,我們需要從頭捋一捋電池是從哪里來的。

        糧食是從田里種出來的,電池當然是從超市買來的,不,從工廠生產出來的。工廠里面的原材料是從冶煉工廠來到,冶煉工廠需要的礦石是從礦廠運來的,而礦石們,是被埋在地底下的。

        2011年,國家頒布《重金屬污染防治“十二五”規劃(2010-2020年)》,其中提到重點控制五種重金屬砷,鉛,鎘,鉻和汞和監管五個重點行業:有色金屬采選業,有色金屬冶煉業,鉛蓄電池業,皮革及其制品業,化學原料及化學制品制造業。

        這五大行業中,鉛蓄電池業顯然主要是鉛污染。皮革及其制品業是鉻污染(參考: 皮革中的鉻危害有多大? )。剩下的三個行業就不能跟某種重金屬一一對應了,用句行話說,產生的是復合污染。這三個行業為整個社會經濟提供了各種各樣的材料,其中一部分,就用來做電池。

        之前的分析,很多人肯定有意見,連鎳鎘電池都不算污染,那么什么才算污染?污染就在這些行業里,在電池工廠里。在網上搜索“電池廠污染”可以得大量的事故報道。

        這樣的事故不僅發生在電池廠,還發生在為電池廠提供原料的化學工廠,為化學工廠提供材料的冶煉廠,為冶煉廠提供礦石的礦山。需要說明的是,重金屬鎘不僅僅來自鎳鎘電池的生產過程,鋅錳電池和鉛蓄電池等的生產過程也會產生重金屬鎘,這是因為金屬礦產通常會有多種金屬伴生。鎘就是鉛鋅礦的一種副產物,我國著名的鎘高污染區域多數在鉛鋅礦附近,比如廣西河池的鉛鋅礦,浙江衢州古鉛鋅礦等。

        普通人沒有遭受重金屬毒害,憑借的就是我們的環境有巨大的環境容量,但是環境容量是有限的,在某些地方,大范圍的污染已經出現,在南方的某些省份,重金屬污染已經成為全省性的問題。

        要減少重金屬污染,僅僅靠加強環境監督和管理是不夠的。要解決這個問題,一般還有兩個途徑。第一,把重金屬相關行業搬到其他地方。我國為電池生產大國,2009年產量 400 多億只,占全世界 50%以上,其中出口量約 300億只,出口比例為 70%,顯然這個方法不適合中國。第二,回收利用,把從礦山到家庭的重金屬單向遷移體系變成從產品到廢棄品再到產品的循環體系,這是解決重金屬污染的最佳途徑。

        其實,不僅僅是電池,所有不可再生的物質都有循環利用的必要,只是按照難易程度需要循序漸進。

        廢舊電池回收之“聚沙成塔”

        循環利用是有難易之分的?;厥盏碾y易程度受到兩個因素影響,一個是回收價值,一個是回收途徑。

        既有回收價值又有回收途徑的東西是最容易循環利用的,比如說汽車,這個不多解釋; 既缺乏經濟價值又無回收途徑的東西是最難循環利用的,比如說熒光燈管,熒光燈管大多含有重金屬汞,因為易碎且難以再利用等原因,回收非常困難。

        有經濟價值無回收途徑的代表是鉛蓄電池。對于鉛蓄電池,據電池工業協會提供的數據,截止到2011年3月,全國有近3000家廢舊電池回收處理企業,80%以個體戶為主,在每年可回收的近200萬噸鉛酸蓄電池中,這些無資質、環保不達標的小冶煉廠又把持著80%的回收份額。無序的鉛蓄電池回收是造成我國大面積血鉛的原因之一。對于電子器件垃圾的處理也存在類似的問題,我們目前沒有大規模的回收體系,反而是利用國外的回收體系。在我國某些地方,形成了電子垃圾拆解行業,這種我國所特有的現象打造了有“世界最大垃圾城”之稱的廣東貴嶼。造成這種情況的原因之一就是無系統回收途徑,支撐不起大規模的回收體系,使得個體戶型的回收企業占據市場主體,難以納入監管。這種偽回收體系是環境保護的大敵。

        缺乏經濟價值而有回收體系的代表就是鋅錳電池、鎳鎘電池、鋰電池等各類電池。在兩個影響循環利用因素中,回收途徑的重要性要遠大于經濟價值。完全不存在回收途徑的東西是存在的,但完全不存在經濟價值的人類廢棄物是不存在的。很多廢棄物之所以經濟價值不顯著,是因為回收得到的量不夠大,當有回收體系時,廢棄物集中到一定數量,就會導致產業的形成,量變引起質變。足夠數量的電池持續地被收集到一起,在政府的支持下,就能建立起電池回收的體系。

        經過二十余年環境人的努力,回收廢舊電池的觀念已經深入人心,但是因為下游處理環節的缺失,沒能起到更大的作用。如果把這種閑散的民間回收行為變成系統的政府行為,很容易就能建立電池循環利用體系。

        結論

        最后總結一句話:對于個人,廢舊電池不要去收集,盡量使用無汞電池,拒絕使用鎳鎘電池;但是為了更好的環境,每個人都應該支持和督促早日建成廢舊電池回收體系。其實不僅僅是廢舊電池回收體系,整個社會的垃圾分類回收體系都應該這樣。

        來源:科學松鼠會    編輯:陜西環能科技

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