汞管理

中科院学者眼中的废电池汞污染与防治

2017-04-24 14:30:16 北京零废弃 作者:毛达

关键信息:

2009年,中国电池用汞总量约为140吨关键信息:

2009年,中国废电池含汞量仍占生活垃圾含汞量首位,比例为54%

虽然电池含汞量近年显著下降,但仍是城市生活垃圾的主要含汞废物

目前中国的电池回收率还不到2%

扣式电池应成为电池循环回收项目的首要目标

相比回收废电池中的汞,降低源头用汞量应成为政策措施的首选

生活垃圾焚烧是增长很快的汞排放源,排放量从1995年的0.6吨增至2003年的10.4吨,年增长率为40%

中国科学院广州地化所的Hefa Cheng和Yuanan Hu于2011年底在国际知名学术杂志《环境科学与技术》(Environmental Science and Technology)上发表了一篇综述性文章,论述我国城市生活垃圾的含汞状况,并探讨相应的汞污染防治措施。

生活垃圾中各种含汞废物的含汞量


作者在论文中首先介绍,一项与《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》类似的,具有约束力的全球汞污染防治公约正在国际间谈判之中,且预计会在不久的将来实施。而中国作为全球最大的用汞国和汞排放国(排放量占全球人为汞排放量的约四分之一),若采取有效政策措施会对全球汞污染防治做出巨大的贡献。此外,电池、荧光灯、体温计等日常生活用品都可能含汞,在其混入生活垃圾后,会产生一定的汞排放。据估计,在全球范围内,生活垃圾源的汞排放占人为汞排放量的约8%。因此,减少生活垃圾源的汞排放也能对汞污染治理起积极的作用。

2005-2009年我国各类用汞部门的用汞量变化


作者称,在中国,由于缺乏专门的回收和循环利用措施,几乎所有的废电池和废荧光灯及相当一部分家庭用的含汞体温计和血压计都进入了城市生活垃圾流,所以中国生活垃圾的汞污染与日常生活用品的含汞情况息息相关。据估计,从1995年至2009年,由含汞废物导致的中国城市生活垃圾含汞率已从1.8毫克每千克降至0.5毫克每千克,其主要原因是电池含汞量锐减。但作者强调,尽管中国城市生活垃圾的含汞比率总体较低,但总量却是显著的。假设每千克生活垃圾含汞0.5毫克,2009年中国661座大中型城市生活垃圾的汞排放总量为78.5吨,占全国年均人为汞排放总量超过10%。

就电池、荧光灯、体温计和血压计这几类最主要的含汞生活垃圾而言,过去十多年间,其耗汞量和对总体排放的贡献率已经发生了显著的变化。作者据已有的研究称,由于电池无汞化政策的实施,从1995年至2009年,中国电池产业的用汞量已从每年582.4吨降至140吨。但照明产业不降反增,同期用汞量从每年30.9吨增至55吨。医疗产品,特别是体温计和血压计也是用汞大户,但由于全球禁汞措施的实施,用量从2004年最高峰的约每年270吨开始下降。就比重而言,1995年,电池含汞量占生活垃圾含汞总量的93%,其后是荧光灯,为5%。到了2009年,电池含汞量仍占生活垃圾含汞总量的第一位,但比例下降至54%,其后仍是荧光灯,比例上升到21%。因此,中国电池和荧光灯含汞量共占生活垃圾含汞总量的约四分之三,它们在未来的一段时间仍将是显著的汞排放源。

1990-2006年,我国若干城市生活垃圾的含汞量变化


作者进一步表示,减少城市生活垃圾汞排放比控制工业点源汞排放更难,但相关措施不仅是重要的,而且是可行的。另外,虽然电池含汞量近年显著下降,但它仍是城市生活垃圾的主要含汞废物,而目前中国的电池回收率还不到2%。作者注意到,为解决废电池的汞污染问题,一些环保团体和环保活动家呼吁在中国实施完全的电池回收再利用计划,但作者认为此举难度太大且成本太高,因为中国每年废弃的电池太多,达到约80亿只。同时,自1990年代末以来,电池含汞量不断下降,大多数碱性电池已经不再用汞;只有扣式电池(除锂离子扣式电池外)用汞较多,含量最高可达20毫克每克。因此,循环回收含汞量较低的废电池,虽比随意丢弃它们更有利于环境保护,但对于整体的生活垃圾汞污染治理而言不具备成本效率。

基于以上分析,作者提出,由于扣式电池体量很小且含汞较高,所以专门回收这类电池的成本会比回收其他类电池低很多,所以扣式电池应成为电池循环回收项目的首要目标。总的来说,减少废电池对生活垃圾汞排放贡献的最佳战略组合是:通过技术进步、立法,以及企业的守法和政府的执法来进一步减少所有种类电池中的汞,以及通过循环回收防止含汞量较高的扣式电池的汞排放。另据作者对2015年中国汞排放控制战略所做的情景分析,减少源头用汞量显然比循环回收废电池中的汞能够对降低废电池汞污染产生更显著的作用,因此前者应该得到优先实施。

除重点讨论了生活垃圾的含汞状况及几类主要含汞废物(除废电池外,还有荧光灯、医疗用品、电子产品)的污染防治措施,作者在文中还介绍了生活垃圾处置过程的汞排放情况。根据他们掌握的数据,2009年,卫生填埋、焚烧、堆肥这三项技术共“无害化”处理了全国70.6%的城市生活垃圾,其处理比率分别为80.2%、18.2%和1.6%。其中,生活垃圾焚烧是增长很快的汞排放源,排放量从1995年的0.6吨增至2003年的10.4吨,年增长率为40%。在国外,由于生活垃圾含汞量较高,且烟气净化系统效率不高,生活垃圾焚化炉曾是高度依赖焚烧处理技术的发达国家大气汞排放的主要源。在中国,到2015年,焚烧技术预计将处置东部省份,即经济发达和人口稠密地区超过一半的垃圾,而在中西部地区,这一比例也将超过四分之一。从作者介绍的这些情况可见,未来几年内,垃圾焚烧的汞排放控制也应是我国汞污染防治的重点领域之一。

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