费电池能否短期内自行分解?自行分解的条件是什么,如果不能需如何处理才能不对环境污染希望有个系统的说明,不要只有能或不能的回答.

费电池能否短期内自行分解?
自行分解的条件是什么,如果不能需如何处理才能不对环境污染
希望有个系统的说明,不要只有能或不能的回答.

不同品牌电池中汞渗漏情况的研究
组长：沈旻婧
小组成员：李霏、赵玥、王梦溪、张福华
摘要：由于电池中含有许多对环境和人体有毒有害的金属离子,废旧电池的处理问题一直以来都是人们关注的焦点.目前对于废旧锌锰干电池,国内外大都采用掩埋的方法处理.掩埋法的一大问题就是重金属离子的渗漏.因此,我们对不同品牌电池中汞离子的渗漏进行了初步的比较.
关键词：电池 不同品牌 汞渗漏
一 干电池及其危害
1.1 干电池的组成
目前人们使用的干电池主要有普通锌锰电池和碱性锌锰电池,他们也是日常生活中抛弃最多的.干电池通常由锌皮（铁皮）、碳棒、汞、硫酸化物、铜帽组成,通常还含有假底,包装得其他附属物,以1号废旧锌锰电池为例,重量为70克左右,其中碳棒5.2克,锌皮7.0克,锰粉25克,铜帽0.5克,其他32克.
1.2 废旧电池的危害
废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量的重金属上,如铅、汞、镉等.这些有毒物质通过各种途径进入人体内,长期积蓄难以排除,损害神经系统、造血功能和骨骼,甚至可以致癌.
表1-1 电池中重金属对人体的危害表现
金属种类 危害表现
铅 铅主要作用于神经系统、活血系统、消化系统和肝、肾等器官引起神经衰弱、手足麻木、消化不良、腹部绞痛、血液中毒和其他的病变,对婴幼儿影响甚大,它将导致儿童体格发育迟缓,慢性铅中毒可导致儿童的智力低下.
镉 镉主要造成肾损伤以及骨疾——骨质疏松、软骨症及骨折.
镍 镍溶解于血液,参加体内循环,有较强的毒性,能损害中枢神经,引起血管变异,严重者导致癌症.
汞 汞具有明显的神经毒性,对内分泌系统、免疫系统等有不良影响.脉搏加快,肌肉颤动,口腔和消化系统病变
这些电池的组成物质在使用过程中,被封存在电池壳内部,并不会对环境造成影响.但经过长期机械磨损和腐蚀,使得内部的重金属和酸碱等泄露出来,进入土壤或水源,其他水源植物食品消化生物从环境中摄取的重金属可以经过食物链的生物放大作用,逐级在较高级的生物中成千上万地富积,然后经过食物进入人的身体,在某些器官中积蓄造成慢性中毒.日本的水吴病就是汞中毒的典型案例.
由于汞在电化学方面的优良性质,很长时间以来都被用于电池生产.到目前为止,虽然世界各国都已经意识到了汞对人体的危害并努力减少电池中汞的含量,但我们使用的干电池还没有做到真正的无汞.因此,废旧电池中汞的渗漏问题仍然值得我们关注.
1.3废旧电池的重金属渗漏
对于废旧锌锰干电池的处理,目前世界各国均采用掩埋法,即将用过的废旧电池深埋于土壤中.由于土壤溶液是有一定酸碱性的盐溶液,必将对电池的包装有腐蚀分解的作用.随着电池的腐蚀,电池中的各种重金属离子也就渗漏到了土壤中,进而进入食物链,危害环境和人类的健康.因此,汞离子在土壤中的渗漏情况也是评价一种电池好坏的重要因素.基于以上的原因,我们配制了与福建省土壤酸度相当的缓冲溶液,将电池浸泡于其中,对几个不同品牌电池中汞的渗漏情况进行了测定和比较,并且进行了相关的社会调查.
二 实验部分
2.1试验原理：
采用分光光度法对电池中微量汞进行测定.HgI42-络阴离子在含有聚乙烯醇(PVA)的水溶液中与罗丹明B(RB)阳离子形成溶于水的有色离子缔合物.在聚乙烯醇存在下,在580nm处有最大吸收波长,0~6μg/25m1范围内服从比尔定律,表观摩尔吸光系数为7.08 *105L/mol *ml.测定中除铁(Ⅲ),锌(Ⅱ)外,电池中存在的其它元素均不干扰测定.试验中用5%抗坏血酸掩蔽Fe3+ ,10%柠檬酸掩蔽Zn2+.
2.2试验仪器及药品：
仪器：分光光度计
主要药品：碘化钾,硫氰酸铵,氯化汞,罗丹明B,聚乙烯醇,抗坏血酸,柠檬酸等.
2.3实验内容：
2.3.1电池的处理
取相同品牌的电池两只,分别将电池称重,准确至0.1000g.解剖电池并将外包装,铜帽,假底和逆风材料弃去,将解剖好的电池正负极材料和隔膜层等分别放入150ml烧杯中,分为两组,分别加入已配好的pH=3.43 的甲酸-甲酸钠缓冲溶液和pH=4.77 的NaAC-HA缓冲溶液100ml,用玻棒搅拌,盖上表面皿,静置浸泡一周.
将浸泡一周的的电池浸泡液过滤,沉淀用0.04mol/l硝酸洗涤,将滤液和洗涤液一同转入250ml容量瓶中,用0.04mol/l硝酸稀释至刻度,摇匀.
2.3.2 吸光度的测量
2.3.2.1 试剂及溶液的配制
准确称取0.1353gHgCl2 固体,用硝酸溶解,定容至1L.将此溶液稀释100倍,配制成1μg/ml的Hg标准溶液.用pH计测定Hg标准溶液的pH=1.67
取25ml浸出液,调节pH=1.67,用0.04mol/l硝酸定容至100ml.
2.3.2.2吸收曲线的绘制
于25m1比色管中加人1. 5ml 0. 50rnol/l KI溶液,2ml 1mol/L硫酸溶液,2m1 1 %聚乙烯醇和10ml 0.1%丁基罗丹明B,摇匀,称为G液.在G液中加人,4m1, 汞标准溶液,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀.移取上述溶液0.5ml,稀释10倍,对照试剂空白,在不同波长下测定吸光度A.以波长为横坐标,吸光度为纵坐标作图,求最大吸收波长为558nm.

2.3.2.3 汞标准曲线的测定
于25m1比色管中加人1. 5ml 0. 50rnol/L碘化钾溶液,2ml 1mol/L硫酸溶液,2m1 1 %聚乙烯醇和10ml 0.1%丁基罗丹明B,摇匀,称为G液.在G液中分别加人1ml, 2ml, 3m1,4m1, 5m1 , 6rn1和7rrm1汞标准溶液,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,溶液稀释20倍,对照试剂空白,在558nm下测定吸光度A.

2.3.2.4 样品的测定
分别取各份样品3ml于25ml比色管中,分别加入掩蔽剂抗坏血酸和柠檬酸,.以同样方法加人G液并稀释后,测定溶液吸光度.
表2.1各品牌电池吸光度的测定结果
松 下 南孚 三圈 豹王 LPNLIFE
3.44 1.163 1.202 1.219 1.181 1.236
4.77 1.087 1.141 1.099 1.125 1.111
2.4 结果和讨论
由于电池中存在许多种金属离子,并且都可与罗丹明B形成配合物,导致标准曲线出现了波动,但分析表中的数据,可知在相同的条件下,松下电池的泄漏情况要好于其它几种品牌.同时,从表中的数据可以看出,pH值对电池中金属离子的泄漏情况有很大的影响,pH 值越低泄漏越严重.
2.5 实验方面的经验与教训：
在这次实践的过程中,我们充分地体会到了科研工作中所要面对的种种问题和困难.对于我们来说,在这次课外实践获得的最大的收获就是学会了如何提出问题,分析问题和解决问题,尤其是当我们碰到预想不到了问题时,我们结合自己已有的知识,通过分析研究将问题解决的能力是我们获得的巨大的财富,这种能力将会对我们今后的学习和科研带来帮助,这也正是这次课外实践的真正意义所在.
在这次课外实践中,我们小组遇到了很多问题,也在学习中解决了许多问题,我们认为这些经验是十分宝贵的,因此我们希望在与同学们分享这些经验.
1.电池在浸泡了一周后,南孚电池的浸泡液出现了与众不同的现象.其它电池的浸泡液都呈现无色透明,而南孚电池的两份浸泡液出现不同程度的黄棕色,并且在pH=4.77的浸泡液中出现了大量的气泡.根据我们的分析,可能是由于溶液的碱性过高所致.我们用广泛pH试纸对浸出液进行了测试,结果发现两组浸出液的pH值均有微小的升高,但都在酸性范围内,并不会影响我们的测定.
2.在处理好浸泡液后,我们分别用SnCl2 和2%CuSO4加Na2SO3 加 KI两种方法对汞进行定性检出,都出现白色沉淀.由于电池中Hg2+的含量十分小,而Fe2+ 和Zn2+ 是大量存在的离子,因此很有可能是这些离子干扰了Hg2+的反应.于是,我们又加了抗坏血酸和柠檬酸掩蔽剂重复检出实验,都没有出现现象,说明之前出现的现象确实都是由于干扰离子的存在,而Hg2+ 由于含量太小,超过试剂的检测下限,不能被检出.
3.根据我们查阅的资料,Hg2+ 离子可以分别与I- 和SCN– 形成配合物,在聚乙烯醇体系中,分别用罗丹明B和丁基罗丹明B做为显色剂,生成紫红色配合物.我们查阅的文献中指出用SCN– 和丁基罗丹明B的方法检出下限更低.考虑到I- 和SCN– 性质相似,我们分别尝试了罗丹明B和I- 、SCN– 的实验方法准备从中选取一种较好的进行实验.但是,在加入SCN– ,聚乙烯醇和罗丹明B后,溶液即出现了混浊,这可能是由于有机物的溶解度较小或是生成了沉淀,对吸光度的测量是有影响的,因此我们最终采用Hg2+ 离子与I- 罗丹明B做为显色剂的方法.
4.在测吸光度的过程中,由于对实验的过于理想化的预期,我们略去了配合剂用量、酸碱度等显色时间条件实验,而只是将我们的实验条件控制在了文献所说的最佳条件.事实证明,这是不行的.由于省略了条件实验,我们的测定很混乱,当我们实际测得的最大吸收与文献的纪录有很大差距时,就没有了系统分析问题的条件而只能凭经验和推测改进实验方案,这也是导致我们实验最终失败的主要原因之一.
三 社会调查
为了调查厦门地区人们日常使用电池,以及对废旧电池危害的认识情况,我们在厦门商场,餐饮店等地区进行了一下这份社会调查.
社会调查
你好我们是厦门大学的学生为了完成研究性学习请您帮助完成这份调查问卷 谢谢!
1. 您的学历 （ ）
A.高中及以下 B.大学本科 C.硕士及以上
2. 您的年龄（ ）
A.20岁及以下 B 20~40岁 C 40~60岁 D 60岁及以上
3. 您一月的电池消耗量（ ）
A.1~2节 B.2~10节 C.10节以上
4. 您通常怎样处理废旧电荷池（ ）
A.与生活垃圾一同丢弃 B.放入废旧电池回收箱
5. 您一般选择何种品牌的电池?( )
A.三圈 B.松下 C.南孚 D.豹王 E.其它--------------------（请填写一个品牌）
6. 您一般选择何种电池?（ ）
A.一次性干电池 B.可充电电池
6. 您认为以下哪种电池对环境的污染最大?（ ）
A.一次性干电池 B.钮扣电池 C.可充电电池
7.在您选择电池的时候您会考虑电池的（ ）
A.价格 B.品牌 C.对环境的污染的大小
8.您所知道的处理废旧电池的方法? （ ）
A.掩埋 B.焚烧 C.回收再利用 D.其它
9.您获取关于电池污染的相关知识的途径?（ ）
A.电视、报刊和杂志 B.网络 C.其它
10 购买用电电器时是否会考虑到选择可使用可充电电池的产品（ ）
A 是 B 否
11.你的电池用于（可多选）：（ ）
A、随身听或CD唱机 B、电筒 C、电子辞典 D、其他
从我们的调查中可以看出,厦门地区人们对电池的危害认识情况较好,有较强的环保意识,并取能够较为自觉地将废旧电池放入回收箱中集中回收.也许是由于地域的原因,厦门人较多的使用的是南孚和三圈的电池.调查同时也显示,厦门人们对我国废旧电池处理现状不是非常了解.现阶段我国的废旧电池大多被掩埋,距离回收再利用在技术及金费上还有相当的差距.