废旧电池掩埋处理方法初探

摘要：以分别种植小叶黄杨和八角金盘的2块试验土地与1块贫瘠裸露土地作为对照，试验植物吸收处理废旧电池的重金属污染的掩埋方法。文章介绍了将废旧电池内部的糊状物分别掩埋在小叶黄杨、八角金盘和贫瘠裸露土地3块试验土中，选用电池内部含量较多的Zn等重金属元素为跟踪元素，经一定时间后分析土壤中重金属元素的残留量。测定结果发现，小叶黄杨能很好地吸收掩埋入土的重金属元素，而八角金盘则对重金属没有明显的吸收作用。
关键词：废电池；重金属；污染；掩埋
1引言
废电池内部主要含有的重金属元素为Pb、Cd、Hg、Ni、Zn、Mn等，含量普遍较多的是Zn、Mn，但其对土壤和土壤附近的水体渗透能力有限，故大多有关废电池重金属污染的资料几乎将其忽略，更应关注的是Pb、Cd、Hg，尤其是Hg。据报道，1颗5号电池中的Hg含量可以污染相当于一个人一生的饮用水量的水资源。土壤对任何元素都具有一定的自我修复能力，对重金属也具有一定的吸附修复功能。笔者分别以种植小叶黄杨和八角金盘的2块试验土地与1块贫瘠裸露土地作为对照，试验植物吸收处理废旧电池的重金属污染的掩埋方法。本文介绍将废旧电池内部的糊状物分别掩埋在小叶黄杨、八角金盘和贫瘠裸露土地3块试验土中，选用电池内部含量较多的Zn等重金属元素为跟踪元素，经一定时间后分析土壤中重金属元素的残留量。测定结果发现，小叶黄杨能很好地吸收掩埋入土的重金属元素，而八角金盘则对重金属没有明显的吸收作用。
2废电池内部糊状物质元素检测
2.1实验电池的选择及检测元素的确定
电池由复旦附中的废电池回收箱中采集获得。分别是：1号白象×2、5号金霸王×2、5号GP超霸×2、5号金白象×2、5号双鹿、5号蓝白象、GPSUPER（GP超霸）、松下钮扣电池、锂电池（充电电池）。
先后分2次对总共13节干电池进行了内部糊状物质的元素分析测定实验，而这13节电池是通过前期的调查所得而确定的。因此，笔者决定测定Pb、Cd和Hg元素在电池中的含量。
2.2实验材料及仪器
7mol/L硝酸（浓度由前期准备实验确定）、13节干电池、重铬酸钾（K2Cr2O7，稳定剂）。测汞仪和原子吸收分光光度仪。
2.3实验过程
拆解电池，将每节电池中取出蓝灰色糊状物质1.0g（本文中质量数据都是由电子天平测得，不同的有效数字反映不同天平的精度），加热溶解在10mL HNO3（7mol/L）中，并在溶解的同时加入约2滴饱和K2Cr2O7，然后过滤。为了防止滤纸的还原性影响实验准确度，在过滤前滤纸用1～2滴管饱和重铬酸钾溶液润洗。最后定容（用100mL的容量瓶，采用去离子水定容）。共得样品14个（由于Panasonic钮扣电池有2个不同的样品，因此13节电池有14个样品）。
2.4废旧电池内部糊状物元素含量
废旧电池内部糊状物元素含量见表1，以下所有关于分析浓度的数据都由复旦大学分析测试中心提供。
表1废旧电池内部糊状物元素含量1)（μg/g）

1)样品名称中xxn号表示平行样品的序号，n号xx表示电池的规格，未在前标注的表示是常用的5号电池
2.4.1数据准确性
纵观14个样品数据，可确定平行样品间仅存在1个数量级左右的误差。误差的可能是实验过程中的操作或为不同电池的物质差异。在样品处理过程中，所使用的水是去离子水，不可能造成重金属含量的增加，故电池内部实际含量一定比所得数据高。由此可认为平行样品中最大值能表示这类电池内的某种金属元素的含量，如：对于金霸王电池，其Hg元素的含量是max{0.013，0.17}=0.17μg/g。
2.4.2实验可重复性
按照数据来看，实验的可重复性较高，主要关注元素Hg的含量在平行样品中相差不大，其他元素平行样品仍有差异。因为所用的酸是1:1的硝酸，故最后的样品是以油状液体为主，不排除上下层间可能存在一定的浓度差。由此，数据中的误差是客观存在的，实验得到的数据是可信的。
3电池的土壤掩埋及溶解、测试
3.1电池数量的选择
为缩短实验时间，我们只模拟电池内部物质外泄后情况。运用微量分析来检测电池中重金属含量，发现数量级仍然不大，要分析土壤中重金属元素的残留量，就需选择一定数量的电池。但土壤掩埋实验是需要有植物吸收的，且地点就在校园附近，不允许用过多的电池，以免对周围的城市生活环境造成影响。权衡各种因素后，选择了5节电池作为一个单位掩埋量。
3.2掩埋地点的选择
选择地点应符合“人迹罕至”、生境相对独立、物种数量相对较少的原则。因此，选择复旦附中博学楼左侧靠近政熙路一侧的绿化带。同时，为比较土壤吸附作用及植物吸收作用，来确定植物吸收是否有效，笔者选择了荒芜的土地作参照。
考虑到不同的植物对于重金属元素有不同的敏感度，参考了大量抗污染植物种植情况后，选取了小叶黄杨（一种灌木）作为实验植物。同时，选取本地常见的灌木八角金盘作为对照。
选择复旦附中博学楼左侧的两处有植物的土壤和学校门外国权路边一处荒芜的土壤各1m2（选择1m2是为了保证埋入电池中的重金属元素不会被其他植物吸收）作为试验土地。其中将博学楼左侧种植小叶黄杨的试验土定为A组（周围有棵水杉，土质疏松），校门外的荒芜试验土定位B组（周围没有任何植物，土质硬实），博学楼左侧种植八角金盘的试验土定为C组（周围无其他植物，土质较疏松）。