2. Аккумуляторы

Аккумуляторы, в отличие от батареек, можно перезаряжать при помощи зарядных устройств. Для аккумуляторов число циклов заряд-разряд в среднем составляет 1000 циклов. Емкость аккумуляторов обычно измеряют в ампер-часах.

Характеристики аккумулятора зависят от нескольких параметров (материал электродов и состава электролита).

1. Никель-кадмиевые (NiCd)

Кадмий, который используется в никель-кадмиевых батареях, считается более вредным при попадании внутрь, чем свинец. Рабочие на заводах в Японии, которые работают с никель-кадмиевыми батареями, испытывают серьезные проблемы со здоровьем, связанные с длительным воздействием металла. Утилизация на свалке таких батарей запрещена во многих странах. Мягкий, беловатый металл, который встречается в природе, может привести к повреждению почек. При прикосновении к протекшей батарее, кадмий может всасываться через кожу. Так как большинство NiCd батарей герметизировано, то при обращении с ними практически не существует риска для здоровья. Но очень осторожно надо обращаться с открытыми батареями.

2. Никель-металл-гидридные (NiMH)

Никель-металл-гидридные батареи считается нетоксичными и единственное, чего следует опасаться – это электролит. Токсичный для растений, никель, тем не менее, не представляет опасности для человека.

3. Литий-ионные (Li-ion) и литий-полимерные (Li-pol)

Литий-ионные батареи также являются довольно безопасными, они содержат мало токсичных материалов. Тем не менее, с поврежденными батареями необходимо обращаться с осторожностью. При работе с протекшей батареей, не прикасайтесь ко рту, носу и глазам и тщательно мойте руки.

4. Опасность традиционных методов утилизации батареек и аккумуляторов

4.1. Механизмы загрязнения окружающей среды токсичными компонентами батареек и аккумуляторов

Различные типы батареек и аккумуляторов различаются своими характеристиками, назначением и составом. В зависимости от состава они могут быть отнесены к опасным отходам по причине токсичности содержащихся внутри них металлов и способности к самовзрыванию. Согласно российской классификации такие отходы могут быть отнесены к 1-4 классам опасности. В России ежегодно на свалки отправляется около 15 000 тонн батареек, которые загрязняют тяжелыми металлами воздух, почву и воду.

Существует ряд исследований экологических проблем отработанных химических элементов питания. Захоронение на полигонах ТБО приводит к выщелачиванию - переводу в раствор компонентов твердого вещества. Это процесс, с помощью которого металлы добывают из руды, но в условиях свалки происходит увеличение содержания высокотоксичных тяжелых металлов в фильтрате полигона. В толще свалки происходит миграция тяжелых металлов - часть их попадает в окружающую среду, а часть накапливается в теле свалки. Результаты исследования выщелачивания металлов из марганцево-цинковых батарей посредством моделирования их захоронения в заполненной почвой колонне показали, что концентрация цинка в почве увеличилась в 70 раз, а марганца - в 11 раз. Электролит гидроксид калия (КОН) повысил уровень рН почвы. Повышение уровня рН способствовало удержанию металлов в поверхностном слое почвы, но было недостаточным для прекращения их миграции. На большинстве российских полигонов сбор фильтрата не осуществляется, поэтому тяжелые металлы гарантированно попадают в почву, поверхностные и грунтовые воды. В случае, если фильтрат собирается, то наличие в нем тяжелых металлов усложняет очистку и обезвреживание образующихся шламов. Концентрация тяжелых металлов в фильтрате подавляет жизнедеятельность активного ила, что затрудняет биологическую очистку стоков. 

При сжигании вместе с ТБО основная часть металлов (ртуть, кадмий, марганец, цинк) концентрируется в золе и шлаке и усложняет дальнейшую переработку. Часть будет присутствовать в отходящих газах, поэтому степень загрязнения воздуха будет зависеть от эффективности системы газоочистки. Поливинилхлоридные компоненты источников тока при сжигании становятся источником хлороводорода HCl, который связывается металлами и гидроксидом калия с образованием хлоридов. Металлы концентрируются в шлаке и в летучей золе в виде хлоридов и оксидов. Гидроксид калия частично нейтрализует образующиеся при сжигании кислые газы, но из-за коррозионной активности является одной из причин быстрого износа материалов печи. При сжигании батарей вместе с другими ТБО образование хлоридов металлов усиливается из-за присутствия в ТБО многих других хлорсодержащих материалов.

Загрязняя окружающую среду, тяжелые металлы неизбежно попадают в живые организмы и становятся причиной острых отравлений и хронических заболеваний, поскольку накапливаются в организме.

Соединения кадмия и марганца поражают ЦНС, печень, почки и нарушают фосфорно-кальциевый обмен. Хроническое отравление может привести к анемии и разрушению костей. Никель вызывает экземы и заболевания легких. Кадмий, также, как и никель, является канцерогенным веществом и может явиться причиной генетических отклонений.

Большое разнообразие игрушек на батарейках делает элементы питания доступными детям. Проглатывание батарейки вызывает химический ожог в результате воздействия электролита на слизистую, что может привести к различным осложнениям в зависимости от того, сколько времени опасное вещество проведет в организме ребенка.

Также батареи могут взрываться при взаимодействии с огнем или при попытке зарядить неперезаряжаемый элемент. В первую очередь это относится к источникам тока, содержащим литий. Взрыв может вызвать пожар и химический ожог при попадании лития на слизистые оболочки или влажную кожу.