Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	16514.jpg 
Просмотров:	1141 
Размер:	24.7 Кб 
ID:	220Современный человек в своей деятельности использует большое количество разнообразных устройств, нуждающихся в автономных источниках энергии. Это радиоприемники, плейеры, телефоны, электронные записные книжки, портативные компьютеры, часы, калькуляторы, фотоаппараты, пульты дистанционного управления, электроинструменты и т.д.
Их работу обеспечивают химические источники тока (ХИТ) – устройства, преобразующие химическую энергию протекающих в них окислительно-восстановительных реакций в электрическую энергию.

Ежегодно во всем мире производится более ста миллиардов различных ХИТ. С ростом числа устройств, нуждающихся в автономных источниках электроэнергии, растет и число обеспечивающих их работу химических источников тока. Количество используемых в ХИТ электрохимических систем достаточно велико. Среди первичных (одноразовых) источников тока наиболее распространенными являются марганцево-цинковые (с солевым и щелочным электролитом), воздушно-цинковые, серебряно-цинковые, ртутно-цинковые и литиевые источники тока; среди вторичных (аккумуляторов) никель-кадмиевые, никель-металлгидридные и литий-ионные. Все ХИТ, таким образом, содержат различные металлы, в том числе ртуть и кадмий, поэтому после окончания срока службы представляют собой явную экологическую проблему. Во многих странах эта проблема решена – налажен сбор и переработка всех или отдельных типов источников тока (как аккумуляторов, так и одноразовых источников). В России массовый сбор и переработка источников тока не производится, отработанные ХИТ отправляются вместе с бытовыми отходами на свалки и мусоросжигательные заводы, в связи с чем, с одной стороны, происходит загрязнение окружающей среды токсичными веществами, с другой стороны, происходит потеря цветных металлов, содержание которых в ХИТ достаточно велико.

Количество потребляемых в настоящее время химических источников тока достаточно велико: это десятки, а, возможно, и сотни миллиардов разнообразных источников тока, производимые во всем мире каждый год. Число устройств, нуждающихся в автономных источниках электроэнергии, увеличивается, соответственно растет и число обеспечивающих их работу химических источников тока. В связи с этим воздействие на окружающую среду, которое оказывают отслужившие свой срок источники тока, может быть весьма значительным – все зависит от того, что происходит с отработанными источниками тока.

В том случае, если не производится отдельный сбор отработанных источников тока и не осуществляется раздельный сбор мусора у населения, то отслужившие свой срок химические источники тока, являясь частью бытовых отходов, отправляются вместе с ними на полигоны, сжигание или переработку – в зависимости от существующей системы обращения с бытовыми отходами.

В нашей стране основная часть бытовых отходов отправляется на свалки и полигоны. Небольшая их часть (около 3%) направляется на мусоросжигательные заводы. Высокие температуры, которые поддерживаются в печах сжигания отходов для обеспечения разложения токсичных органических соединений, присутствующих в дымовых газах мусоросжигательных установок, обуславливают интесивное испарение металлов. Образующиеся дымовые газы проходят определенную очистку от взвешенных твердых частиц пыли и от газообразных вредных веществ, однако некоторое количество тяжелых металлов концентрируется в тонкой фракции (менее 2 мкм), которая не улавливается в очистных установках и выбрасывается в атмосферу. Таким образом, в случае сжигания отработанных источников тока вместе с бытовыми отходами они являются источником загрязнения атмосферы такими металлами, как цинк, марганец, кадмий и ртуть.

Например, при сжигании вместе с ТБО одного никель-кадмиевого аккумулятора типоразмера АА (т.н. "пальчикового"), масса которого составляет примерно 20 г, в отходящие газы переходит до 3 г кадмия в виде паров и летучей золы, часть этого количества задерживается очистными сооружениями, часть – выбрасывается в атмосферу. Попадание одной марганцево-цинковой "батарейки" (так же размера АА) в сжигаемые ТБО приводит к выделению в отходящие газы до 4 г цинка, при этом выбрасывается в атмосферу 4%, что составляет 0,045 г. Предельно допустимая среднесуточная концентрация оксида кадмия в атмосферном воздухе составляет 0,0003 мг/м3, оксида цинка – 0,05 мг/м3 (ГН 2.1.6.1338-03). Кроме того, в столь распространенных марганцево-цинковых источниках тока может содержаться ртуть (в виде хлорида). Таким образом, очевидно, что сжигание источников тока вместе с бытовыми отходами недопустимо.
При попадании на свалки вещества, содержащиеся в выброшенных источниках тока, постепенно, под действием естественных факторов, переходят в окружающую среду. Пусть этот процесс происходит медленно, но он все же происходит, и цинк, никель, хлор, марганец, кадмий, ртуть и различные органические соединения (пропиленкарбонат, 1,2-диметилсульфоксид) попадают в окружающую среду. В том случае, если была нарушена целостность оболочки источника тока, его разрушение, естественно, происходит гораздо быстрее. При коррозии литиевых элементов в том случае, если металлический литий при их разряде был израсходован неполностью, появляется вероятноять их возгорания, что также опасно в случае попадания этих элементов на свалки.

При отсутствии контроля содержания ртути в источниках тока их попадание на свалки особенно опасно. В 70-х гг. в Японии было проведено опытное захоронение (закапывание) отработанных ртутьсодержащих марганцево-цинковых источников тока. По итогам работы были сделаны выводы о недопустимости их непосредственного закапывания без предварительной обработки. Кроме того, в 80-х гг. в японской литературе появилось сообщение о возможности превращения ртути под воздействием микроорганизмов в почве как в стабильный сульфид ртути, так и в токсичную метилртуть.

Таким образом, при сжигании и хранении на свалках вместе с бытовыми отходами отработанные источники тока представляют собой источник поступления токсичных веществ в окружающую среду. С другой стороны, отработанные ХИТ могут рассматриваться как потенциальный источник металлов – цинка, марганца, кадмия, никеля и редкоземельных элементов (РЗЭ), поскольку содержание в них металлов зачастую выше, чем в перерабатываемых рудах. Например, при существующем уровне потребления марганцево-цинковых ХИТ в России более 1 млрд. шт./год ежегодно отправляется на свалки не менее 3 тыс. т цинка, 5 тыс. т железа и 6,5 тыс. т марганца (в действительности эти величины, скорее всего, больше).

Организация сбора и последующей переработки отработанных источников тока позволяет решить одновременно две задачи: предотвратить рассеивание токсичных веществ в окружающей среде и не допустить потерь цветных металлов. Во многих странах проблема отработанных источников тока решена именно таким образом.

zdeg.sao.mos.ru