日本福冈大学自80年代初开始进行垃圾填埋场中废电池汞的迁移规律进行了长达15年的研究。在这一实验中,分别采用不同填埋构造,在不同的填埋柱中填入不同种类、不同数量的废干电池。在填埋柱内,各装填4吨垃圾;垃圾分别由焚烧灰、草木、塑料、玻璃、金属、污泥、垃圾堆肥、砂土等组成。在每个柱子内,分别混合装填入废弃的1号、2号、3号锌锰电池、3号碱性锌锰电池、汞电池,垃圾中含有的废电池汞量分别有9.9克、11.8克、0.9克、0,垃圾中汞的吨当量分别为2.7克、3.2克、0.4克、0.2克。整个实验进行了10年。在10年中,各个实验柱产生的垃圾渗滤液中汞的浓度在0.0001mg/L和0.00035mg/L之间变化,均小于日本0.0005mg/L的水环境质量标准。而且装填废电池的垃圾实验柱渗滤液汞含量与没有装填废电池的对照柱渗滤液汞含量相比,没有明显差异。
在实验期间,填埋柱内不同填埋层中汞的气化浓度分别是0.1μg/m3和0.5μg/m3之间,是大气中汞浓度的10-100倍,是WHO推荐作业区环境标准(15μg/m3)的1/10-1/100。而且,在几个实验柱内气化汞浓度没有明显的差异。经过10年的实验,实验填埋柱解体时测定柱内汞的气化浓度分别是1.0μg/m3和50μg/m3之间,而且填装碱性锌锰电池的碱柱浓度最高,以下依次为填装各种电池的混合柱和填装锌锰电池的锰柱。这一顺序恰恰也是在实验初期填埋柱内含汞量的高低顺序。解体后各个填埋柱内的汞的残留量见表3。
表3:实验柱内汞的残留量

*包括填埋柱内覆土和填埋柱底部的残留量。
由实验数据可以看出,在10年内,填埋柱内废电池中汞的残留率在93-94%之间,即有6-7%的汞从废电池中逸出。但是可以看出,在混合柱和碱柱内废物中汞的残留量比空白柱中要高。可以认为这些高出的部分是废物吸附(或截留)的从废电池中逸出的汞。这部分汞分别占逸出的汞的61.3%和4.6%。
10年内实验柱内随渗滤液流出的汞的量占柱内汞的总量的0.008%至0.1%。而由废电池扩散到大气中的汞占废电池中汞的总量的0.05%-0.1%之间。
3.4废电池单独收集管理过程中的环境污染
除以上提到的废电池直接进入环境的污染外,对于废电池实行管理过程中,也可能产生污染问题。
(1)废电池收集、储存、运输过程中产生的环境问题
由于有些废电池中还残存有能量,废电池单独收集后,在集中储存和运输过程中可能引起爆炸等事故。另外,由于长期的机械磨损或腐蚀作用,废电池可能渗漏,腐蚀容器、运输工具等。在储存过程中,由于大量重金属集中在一起,在发生淋溶作用时,可能会产生大量重金属溶解进入土壤等现象。
(2)处理处置过程中的环境污染问题
废电池对环境和人体健康的危害与收集、处理处置方式有密切关系。进行填埋,如果填埋过程符合安全标准,其中重金属应该不会对于环境造成大的危害。废电池中含有大量重金属,不可能进行堆肥处理。进行焚烧处理,则可能产生重金属如镉、汞的挥发,且很难捕及,会产生大气污染。同时,部分重金属富集于底灰中,产生难处理灰渣,造成大的污染源。
(3)废电池回收利用过程的环境污染问题
从环境保护和资源管理的各个角度来看,优选的废电池处理、处置方案是进行再生利用,但再生利用过程中也可能产生严重的环境污染问题。如果再生利用技术落后,在处理过程中可能引起环境污染问题。如在再生铅的处理过程中,目前小型和土法冶炼厂,通常在冶炼之前未对铅膏进行脱硫、分选等预处理,或对废蓄电池破碎用人工分选,废硫酸液任意流入大地;冶炼采用反射炉,温度一般高达1200-1400℃,开炉鼓风时烟雾密布。废气除带出一部分机械粉尘外,还可能将在生产过程中由于温度过高挥发形成蒸气的铅带出。大量的二氧化硫排入大气中,铅大量挥发而进入环境,污染大气。另外,再生利用处理后还可能产生难于处理的灰渣,通常这些灰渣中富集了大量重金属,如果处理不当,也成为更大的环境污染源。
4、废旧电池污染防治方法
防治废旧电池对环境的污染,总体上为减量化、无害化。各国控制废电池污染主要采取如下措施:
(1)在电池生产过程中控制与限制有害元素的使用,或者用新型电池替代含有有害元素的电池,如电池的无汞化。这种方法被称为“再设计”(Redesign);
(2) 延长电池的使用时间,或使用可重复使用的充电电池。这种方法被称为“再使用”(Reuse);
(3)回收废电池进行再生利用,这被称为“再循环”(Recycling);
(4)无害化处置已经收集的废电池。
各国基本采用这些方式控制废电池的污染,但是所采取的程度有所不同。