近日,銀川廢品回收公司看到一篇關于廢舊電池的報道:關于廢電池對人體健康和生態環境的危害,目前國內比較流行的說法是:一節鈕扣電池可以污染600立方米的水;即使是一個完全符合標準的低汞電池(指汞含量小于電池重量0.025%的電池),被扔到1立方米水中,會使水的汞含量超過標準25萬倍。實際上,上面所說廢電池重金屬汞的環境風險,只有在將廢電池破碎,用酸將金屬溶解,然后投入特定體積的水或土壤中,并且使確定數量的人飲用后才可能產生。在各種干電池中,鎘、錳、汞、鎳、鋅等金屬可能引起的重金屬污染問題中,最受關注的兩種重金屬是鎘和汞。鎘是一種毒性很大的重金屬,人體接觸過多會導致嚴重疾病。汞同樣是毒性很大的物質,其潛在危害在于汞能夠被轉化為有毒形態。目前,我國廢電池除少數城市試點進行單獨收集外,大多數的廢電池進入城市生活垃圾,隨其進入到填埋、焚燒、堆肥的過程中。因此,廢電池可能產生的環境污染風險,主要包括有:
填埋
廢電池中的重金屬溶解進入滲濾液,滲入下面土層和含水層,直接污染水體或土壤,或造成周圍居民飲用被污染的地下水產生健康問題。國內外的研究表明:電池中金屬不會很快從填埋場中滲濾出來,在考慮是否應填埋處置廢電池時應重點考慮金屬總量及特定土壤對金屬的吸收、吸附能力等。實驗研究表明,生活垃圾的滲濾液和重金屬滲濾液都不能嚴重影響填埋場襯層。另外,重金屬在粘土中遷移很慢,很難從具有天然粘土襯層的填埋場中滲入到環境中。
焚燒
金屬汞、鎘、砷、鋅等在焚燒高溫下易揮發而被煙氣帶走,煙氣溫度降低時會凝結成為粒徑在1μm以下粒狀物,產生金屬富集程度很高的飛灰并可能造成嚴重的大氣污染。重金屬在焚燒體系中的分布和存在形態主要由金屬的揮發性決定。而隨煙氣排放的重金屬速率主要取決于金屬揮發性、焚燒廢物中重金屬的進料量、以及煙氣處理系統。重金屬進料速率取決于焚燒處理垃圾量和垃圾中所含重金屬量。國外對焚燒設施釋放物的調查分析發現,重金屬在垃圾焚燒爐中分布特性為汞揮發性最大,鎘、鋅、鎳和鉛等金屬次之,而錳、銻、砷和鉻等的低揮發性金屬多保留于焚燒殘渣中,較少進入煙氣。揮發進入焚燒煙氣中的汞、鎘和鉛更易于富集于飛灰中。據美國對危險廢物焚燒情況調查表明金屬汞具有高揮發性,約有36%釋放進入大氣,鎘、鋅和鎳等屬半揮發性金屬,焚燒后主要成為顆粒物進入氣相,可通過除塵設施有效去除,最終釋放進入大氣比例為:鎘0.5%;鋅、鎳0.1%,而低揮發性金屬錳在焚燒過程中不會劇烈蒸發,焚燒后主要分布于底灰中,進入氣相的微量金屬主要是由于顆粒物夾帶造成的,約占所有進入焚燒爐0.05%。
堆肥
廢電池可能同堆肥產品中的其它成分發生作用,加速重金屬的溶出,從而增大堆肥產品重金屬含量,甚至超過標準或最終通過食物鏈富集進入人體,危害人體健康。
廢電池單獨收集、處置和利用中的環境風險
對廢電池進行收集無疑可以減輕廢電池隨城市垃圾收集所帶來的環境風險,但在廢電池的收集、貯存、運輸、處置和回收利用的各個環節,如果管理不善還能產生局部的、更嚴重的污染問題。應該指出,如果沒有高標準的廢電池處置設施和資源回收利用技術,在很多情況下是造成廢電池污染環境的重要環節。目前國內廢電池的回收利用技術較為落后,在處理過程中會引起二次污染問題。
采用不同廢電池管理模式的環境風險分析
雖然我國城市生活垃圾目前主要采用填埋進行處置,國內外對廢電池浸出特性的研究和垃圾填埋場滲濾液中重金屬的長期監測數據均表明,廢一次干電池隨城市垃圾混合收集并進行填埋處置對環境和人體健康產生的危害風險很小。但鑒于采用焚燒進行處理的比例和廢電池的產生量不斷增大,其必然是增加焚燒煙氣和飛灰中的重金屬含量。
以某一城市風險分析:該城市主要采用填埋與焚燒相結合的方式處理垃圾,目前填埋和焚燒垃圾量所占比例分別為74%和10%,但至2005年將分別為36%和37%。根據調查和預測2001和2005年該城市各類廢電他的數據確定出電池中錳、鋅、鎘和鎳等重金屬的質量,廢電池中的汞量,考慮到執行國家九部委對電池含汞量的法規的實際可能情況,假設2001年有4種可能性,即分別為0%,30%,50%和80%的電池達到低汞電池要求,其余電池保持原來含汞量不變;而到2005年,同樣存在4種可能性,分別為有0%,30%,50%和80%的電池實現無汞化,其余電池均為低汞電池。由此分別計算出的2001和2005年廢干電池中汞的質量。
就定量描述廢電池中重金屬物質對人類健康風險而言,其危害可特征化為致癌和非致癌效應。某些化學物質,如重金屬鎘,既會產生致癌效應,又會產生非致癌效應,而鎳、汞、鋅和錳等重金屬只產生非致癌效應。在分析時保守性假設:所有隨垃圾填埋的廢電池中重金屬每年有0.05%進入滲濾液,含重金屬的滲濾液有1%直接進入地下水;隨垃圾焚燒的廢電池中的重金屬進入大氣的比例為:汞:36%,鎬:0.5%,鋅、鎳:0.1%,錳:0.05%;暴露人群:受地下水影響的居民量為10萬人;所有該市居民受焚燒排放重金屬的影響,2001年為400萬人,2005年約為415萬人。
對不同廢電池管理模式產生的健康風險的分析表明:
(1)管理模式1:廢一次干電池和廢鎳鎘電池均不回收,全部進入城市生活垃圾處理處置系統。由于垃圾中廢電池總量的增力瞬口焚燒比例的增加,2005年時的致癌效應和非致癌效應均超過可接受水平。
(2)管理模式2:只回收鎳鎘電池,而廢一次干電池隨生活垃圾收集處理處置。由于廢鎳鎘電池的回收,不再產生致癌風險,非致癌性風險也大大降低。隨著一次干電池無汞化程度的提高,廢一次干電池與城市生活垃圾一同處理處置的非致癌性風險大大降低。到2005年,如果市場上銷售的一次干電池中有80%為無汞電池,廢一次干電池與城市生活垃圾一同處理處置的非致癌風險即處于可接受水平。
(3)管理模式3:通過推進一次電池無汞化控制廢電他的環境風險。隨著一次干電池無汞化比例的提高,即便不收集廢一次干電池或只有回收少量廢一次干電池,廢一次電池隨垃圾處理處置產生的健康風險也處于可接受水平。2005年,無汞電池只需占一次干電池的80%,所有產生的廢一次干電池與城市垃圾混合收集和處理處置的健康風險也處于可接受水平。
(4)管理模式4:通過推進廢一次電池的回收控制廢電池的環境風險。相反,如果不限制一次干電池中的汞含量,提高廢一次干電池的收集率雖然會降低非致癌風險指數,但降低幅度不大,健康風險值仍然超出人體可承受水平。如在一次干電池中無汞電池比例為20%的情況下,即便廢一次干電池的收集率達到40%,混入城市生活垃圾的廢一次干電池在垃圾處理處置過程中產生的健康風險依然處于不可按受水平。