تاثیرات و خطرات باتری برای محیط زیست

 اگر به موارد نوشته شده در پشت باتری ها دقت کنید متوجه خواهید شد که علامتی وجود داشته که نباید این ماده در سطل زباله قرار گیرد و دور ریز آن در سطل زباله یک جرم زیست محیطی به شمار می ‎ رود. لذا در این مقاله به بررسی خطرات و تاثیرات باتری بر محیط زیست میپردازیم.

مسأله حفاظت از محیط زیست یکی از موضوعات مهم در جهان معاصر است. به دلیل افزایش جمعیت در جهان، بشر برای ادامه زندگی خود مجبور است هر چه بیشتر و به نحو احسن از طبیعت استفاده کند. افزایش نگرانی های زیست محیطی در دهه اخیر به علت افزایش عناصر سنگین در محیط منجر به وضع قوانین در مورد پسماند های خطرناکی که حاوی عناصر سنگین هستند، از قبیل باتری های مصرف شده و سایر مواردی که به محیط عناصر سنگین وارد می کنند در جهان شده است.

باتری های محتوی مواد سمی مانند کادمیوم، سرب، نیکل، جیوه، روی و غیره هستند. برخی از این عناصر از طریق دستگاه تنفسی وارد بدن میشود و برخی دیگر از طریق زنجیره غذایی جذب بدن می شود که میزان جذب بستگی به نوع فلز دارد.

خطرات باتری برای محیط زیست

ویدئوی زیر را از دست ندهید، فیلم زیر نشان میدهد باتری ها چه تاثیراتی رو محیط زیست می گذارند؟

اثرات فلزات سنگین بر بدن

انسان از طریق زنجیره غذایی و بلع مستقیم، در معرض این مواد سمی قرار میگیرد. به طور مثال ورود کادمیوم به بدن باعث بیماری ایتای ایتای و سرب مشکلاتی از قبیل جلوگیری از تولید هم در خون شده  و باعث کم خونی می شود انهدام باتری های مصرف شده همراه با پسماند های جامد شهری باعث آغشته شدن پسماند های دفع شده در لندفیل به فلزات سنگین می شود و شیرابه خروجی از اینگونه لندفیل ها مملو از فلزات سنگین میباشد و یا اینکه اگر اینگونه پسماند ها به منظور تهیه کپوست استفاده شوند بدلیل دارا بودن عناصر سنگین در ترکیبات خود کیفیت کمپوست تولیدی را پایین می آورد.

باتری مصرف شده پسماندی خطرناک است

در کشورهای پیشرفته باتری های مصرف شده بعنوان پسماند های خطرناک محسوب میشوند و به همین دلیل آژانس های حفاظت محیط زیست آمریکا نیز به بازیافت باتری های مصرف شده توجه کرده و آنها را بعنوان زائدات خطرناک دسته بندی کرده است. در اروپا نیز چندین آیین نامه در مورد تولید، بهره برداری، بازیافت و دفع باتری های مصرف شده برای کنترل آنها آورده شده است.

درصد عمده فلزات سنگین موجود در کمپوست ایران را می توان در ضعف مدیریت پسماند دانست. بررسی تاثیر باتری های مصرف شده بر روی کیفیت کمپوست حاکی از آن است نیکل بیشترین سهم را نسبت به سایر عناصر دارد. علت آن است که بیشترین باتری مصرف شده در ایران باتری نوع نیکل-کادمیوم میباشد. خاصیت سمی و خطرناک ناشی ازمصرف این باتری ها در حال حاضر در مجامع بین الملل به طور کامل بررسی و شناخته شده است. امید است تولید  این باتری ها در آینده محدود و ممنوع شود.

مدیریت مصرف باتری در ایران

طبق شواهد بدست آمده در ایران تمام باتری های مصرف شده در ایران، بدون هیچ گونه مدیریتی وارد پسماند های جامد شهری می شود که در لندفیل های شهری دفع و جمع آوری می شود. انتظار میرود که در دهه ی اخیر 10000 تن باتری مصرف شده به لندفیل های شهری ایران وارد شود.

نگرانی باتری های مستعمل به لندفیل ها از این حیث حائز توجه است که این باتری ها حاوی جیوه، کادمیوم، لیتیوم، نیکل، روی و سایر فلزات سنگین هستند که موجبات آلوده شدن پسماند های جامد شهری در لندفیل ها فراهم می کند و بار ها در سطح جهان اثرات مضر این مواد بر روی انسان ها و حیات وحش دیده شده است. اگر چه باز هم تاثیر کلی این مواد به شرایط محیطی لندفیل و همچنین به شرایط قرار گرفتن باتری ها بستگی دارد.

تنها راه برآورد باتری های مصرف شده در ایران آمار گیری از میزان باتری های وارداتی به ایران می باشد. طی دهه ی گذشته 10000 تن باتری از کشور های امارات متحده عربی، چین، کره جنوبی و غیره وارد ایران شده است. از همه مهمتر خسارات وارده بر محیط زیست و آلوده کردن آن می باشد. به طوری که بر آورد نشان داده شده که در حدود 400 میلیارد ریال در این دهه برای خرید این باتری ها هزینه شده است.

انواع باتری های خانگی که وارد ایران می شود عبارتند از: باتری های نیکل – کادمیوم، لیتیوم، الکالین، اکسید جیوه، اکسید نقره و روی. آشکار شدن مضرات باتری های محتوی کادمیوم محدودیت هایی برای تولید این نوع باتری در نظر گرفته شد که این عمل بر روی میزان باتری های وارداتی به ایران تاثیرگذاشته است.

نقطه ی مقابل ان باتری های قلیایی می باشد که با پی بردن به خواص آن و سمیت کمتر محتوی ان در سال های اخیر درصد بیشتری از واردات باتری به ایران را شامل میشود.

جمع آوری باتری ها چگونه است؟

در بسیاري از کشورهاي پیشرفته دنیا از مردم خواسته میشود  که  باتري  را  به  همراه  سایر  زباله ها  دور  نیندازند. در  ایالات  متحده  قسمت  اعظم  باتري  هاي  اسید -سرب بازیافت می شوند. 70درصد وزن این باتري ها سرب است که بطور  کامل قابل استفاده  مجدد است  لذا بخشی ازسرب مصرفی ایالات متحده از طریق بازیافت این گونه از باتري ها تامین می گردد.

در مورد سایر انواع باتري ها وضع این گونه نیست و بازیافت آنها به این سادگی نیست. سازمان هاي مختلفی در حال کار روي بازیافت سایر انواع باتري ها  هستند. نگرانی  عمده  نیز  از  ناحیه  باتري  هاي  سربی  است  و  باتري  هاي  لیتیومی  خطر  زیست  محیطی  کمتري دارند. باتري هاي نیکل کادمیوم در این بین از موقیعت بحرانی برخورداند چرا که به میزان زیاد در هواپیماها بکار می روند.

گفته شده كه هدف اصلي آنها مطلع كردن خودرو سازان و سياست گذاران مربوطه مي باشد. در مطالعات اوليه محققان دريافتند كه باتري هاي نيكل هيدروژني داراي طول عمر بيشتري نسبت به بقيه انواع ياتري ها هستند. يكي از محققان اين پروژه گفت: تا به حال تحقيقات بسياري در اين زمينه انجام شده است اما متاسفانه نتيجه ي اغلب آنها به اطلاع عموم نرسيده است و به صورت محرمانه باقي مانده است.

 انرژي مورد نياز براي توليد باتري هاي غير نيكل هيدروژني، موجب انتشار گازهاي گلخانه اي مي شود و فرآيند توليد اين باتري ها نقش عمده اي در تخريب لايه ي اوزون ايفا مي كند. اين در حالي است كه در مقايسه با اين نوع باتري ها، نوع نيكل هيدروژني كم ترين آسيب را به لايه ي اوزون مي زند و كم ترين مقدار گازهاي گلخانه اي را توليد ميكنند.

اما محققان بر اين باورند كه اين نوع باتري هم ضرر هاي خاص خودش را دارد. ازين رو آنان در پي يك تغيير كلي هستند و قصد انجام آزمايش هاي بعدي براي پيدا كردن تكنولوژي هاي مفيد تر در صنعت باتري سازي هستند. در انتها محققان اشاره كردند كه در زمينه ي نحوه توليد باطری ماشین تحقيقات اندك و ضعيفي انجام شده است كه نياز به توجه بيشتري دارند.

روش دفع زباله های باتری

پسماند یا زباله از اجزاء مختلفی تشکیل شده است. بخش قابل توجهی از زباله‌هایی که هر روز تولید می‌کنیم به «زباله‌های تر» یا «زباله‌های ارگانیک» یا ضایعات و اضافات مواد غذایی مربوط می‌شود. برخی دیگر اما مربوط به انواع بسته‌بندی و وسایل مصرفی‌ می‌شود. همه‌ی زباله‌ها از نظر خطرات احتمالی‌یی که می‌توانند برای سلامتی انسان و اکوسیستم ایجاد کنند در یک سطح قرار ندارند.

بعضی از انواع زباله‌هایی که تولید می‌کنیم سمی یا خطرناک هستند و حدالمقدور نباید به روش‌های معمولی «دور انداخته» شوند. باتری‌ها در این دسته قرار می‌گیرند. ما در خانه و محل کارمان روز به روز از باتری‌های بیشتری استفاده می‌کنیم. در کشور آمریکا هر سال حدود سه میلیارد عدد باتری (انواع باتری‌های قلمی، ساعتی یا کتابی) فروخته می‌شود که معادل ۳۲ عدد برای هر خانواده یا ۱۰ عدد برای هر نفر است.

باتری‌ها حاوی فلزات سنگین مانند جیوه، سرب، کادمیوم، روی و نیکل هستند. حدود ۹۰ درصد جیوه‌ی موجود در زباله‌های خشک شهری مربوط به باتری‌های قلمی است. این میزان برای کادمیوم حدود ۵۰٪ درصد است.

با توجه به این‌که عمر هر باتری‌ دیر یا زود تمام می‌شود (به زباله تبدیل می‌شود)، مصرف روزافزون باتری‌ها خطر بالقوه‌ای برای سلامت انسان‌ها و سایر موجودات زنده است.  در صورتی که باتری‌های کهنه به صورت مناسبی دفع نشوند (مثلا چنانچه با زباله‌های دیگر مخلوط شوند)، فلزات سنگینی که در آن‌ها به کار رفته عاقبت در محیط زیست پخش خواهد شد و جمع‌آوری آن‌ها دیگر ممکن نخواهد بود.

سوزاندن باتری‌ها هم راه حل مناسبی نیست چون ممکن است منجر به انتشار برخی از این فلزات در هوا شود. بهترین روش مدیریت زباله‌های باتری، بازیافت صنعتی آن‌هاست به این معنا که در محیط‌هایی کنترل شده مواد اولیه‌ی آن‌ها استخراج شود تا بتواند برای سایر مصارف صنعتی مورد استفاده قرار بگیرد.

برای کاهش خطرات باتری می‌توان (۱) از آن‌ها به صورت مناسبی استفاده کرد تا طول عمرشان بیشتر شود، (۲) از باتری‌هایی که قابلیت شارژ مجدد دارند استفاده شود و (۳) باتری‌های خراب یا کهنه را به صورت جداگانه به مراکز مدیریت زباله (غرفه‌های بازیافت) تحویل داد تا بازیافت آن‌ها امکان‌پذیر شود. متاسفانه در اغلب شهرهای ایران سیستم مدیریت زباله‌ی شهری راه‌کار فراگیر و مناسبی برای گردآوری زباله‌های خطرناک مانند باتری در اختیار شهروندان قرار نداده است.  این در حالی است که در اغلب کشورهای اروپایی محل‌های ویژه‌ای برای دفع زباله‌های خطرناک نظیر باتری در اختیار شهروندان قرار دارد.

روش های کاهش خطرات باتری برای محیط زیست

چه عواملی را باید در نظر گرفت که ورود پسماندهای باتری را به چرخه محیط زیست محدود کرد؟

• طراحی باتری ها به گونه ای انجام شود که طول عمرشان افزایش پیدا کند.
• جداسازی باتری های مصرف شده و سایر اشیاء در محل تولید زباله از مواد آلی که ۷۰ درصد پسماند های ورودی را تشکیل میدهند.
• ارائه روش ها و برنامه هایی برای برای جمع آوری باتری ها( فروشنده در صورت پس گرفتن باتری های مصرف شده، باتری جدید را در اختیار خریدار قرار دهند. ). در ایران باید سیستم مدیریت زباله تدبیری برای تحویل زباله های خطرناک که باتری نیز جزو آن ها می شود بیندیشد و از طرفی نیز فرهنگ تفکیک زباله تقویت شود.
• تولید و وارد کردن باتری های که برای محیط زیست خطر کمتری دارد.
• راه کار اصلی برای جلوگیری از این مسئله تولید باتری های قابل شارژ و باتری هایی که خطرات کمتری برای محیط زیست دارند سرلوحه کار تولیدکنندگان قرار گیرد.

• استفاده از انرژی خورشیدی.

ضایعات انواع باتری ها در محیط زیست

باتری های یکبار مصرف

معمول ترین نوع باتری هایی هستند که در مصارف خانگی بکار می روند. این باتری ها پس از مصرف دور انداخته می شوند. این باتری ها با استفاده از واکنش های شیمیایی در ترکیبات روی و منیزیوم بطور مستقیم انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. انواع آن عبارتند از باتری های آلکالاین (همین قلمی های غیرقابل سارژ) و لیتیومی (مثل باتری ساعت، مادربرد و سمعک)

باتری های قابل شارژ

این دسته از باتری ها قابل شارژ مجدد بوده و لذا میتوان آنها را بارها مورد استفاده قرار داد. در این باتری ها جریان الکتریسیته باعث حرکت واکنش در جهت معکوس تولید جریان شده و باعث می شود انرژی بصورت شیمیایی در باتری ذخیره گردد. این باتری ها عموما شامل باتری های نیکل- کادمیوم، نیکل- متال هایبرید و یونی لیتیومی می شوند.

باتری های اسید- سرب

این باتری ها از نوع قابل شارژ بوده و عمدتا در وسایل نقلیه بکار می روند. و نباید باتری ماشین در محیط زیست رها کرد.

تاثیرات زیست محیطی باتری در مراحل مختلف

باتری ها معمول ترین پسماند سمی در خانه ها هستند. جنبه های زیست محیطی باتری ها به پسماند آنها محدود نمی شود. این جنبه ها در مراحل زیر باید در نظر گرفته شوند:

•   تاثیرات تولید باتری بر محیط زیست

برای تولید باتری ها مواد معدنی باید استخراج گردند. برای این منظور مقدار زیادی سوخت های فسیلی در معادن به مصرف می رسند. فعالیت های معدنی علاوه بر ایجاد مساله گرمایش تدریجی، منجر به تخریب زیستگاه های طبیعی شده و حیات وحش را در معرض تهدید قرار می دهد. همچنین فعالیت های معدنی باعث آلایندگی منابع آب و خاک می گردد.

• توزیع

صدها میلیون باتری سالانه در کشور ها جا به جا می شوند و به خانه ها، انبار ها، مغازه ها و کارگاه ها ارسال می شوند. این نقل و انتقالات باعث سوزاندن میلیون ها لیتر سوخت فسیلی می گردد و زمینهای طبیعی بسیاری جهت احداث زیرساخت ها تخریب می گردد. همچنین بسته بندی پلاستیکی مورد استفاده جهت انتقال باتری ها از منابع فسیلی تامین شده است.

• مرحله پایان عمر باتری

در محل های دفن، مواد شیمیایی موجود در باتری از محفظه فلزی آن به بیرون نشت کرده و باعث آلودگی زمین و آب های زیرزمینی با فلزات سنگین می گردد.

باوجودیکه باتری ها قابل بازیافت هستند 97 درصد آنها دفن می گردند. که این میزان در سال 2009 معادل 8000 تن در سال بوده است. نرخ رشد پسماند الکترونیکی سه برابر رشد پسماند های خانگی (در استرالیا) است. با در نظر گرفتن تمامی این ملاحظات، بازیافت باتری های کوچک موجود در وسایل الکترونیکی به نظر مهم می رسد.

باتری موبایل را چگونه دور بیندازیم؟

متخصصان بر این باورند که مضرات باتری برای محیط زیست به قدری خطرناک است که نباید آن ها را در محیط به حال خود رها کنیم. بازیافت باتری های خانگی و ضایعات باطری قلمی، هر کدام به نحوی می توانند روی محیط زیست تاثیرگذار باشند. یکی از دلایلی که نباید باتری را در سطل زباله انداخت، این است که به مرور زمان می تواند منجر به آتش سوزی و انفجار شود.

وسایل الکترونیکی زمانی که عمر خود را از دست می دهند و دیگر قابل استفاده نیستند، می توانند به محیطی که ما در آن زندگی می کنیم آسیب وارد کنند. بازیافت باتری موبایل یکی از مهم ترین مواردی است که این روزها باید به آن توجه شود. علاوه بر اینکه باطری موبایل و بازیافت آن اهمیت دارد به بازیافت باتری قلمی در تهران نیز توجه بسیار زیادی می شود.

جنس و ساختاری که این باطری های موبایل دارند به دلیل اینکه به صورت لیتیوم یونی و پلیمری هستند و در برابر حرارت مقاومت زیادی از خود نشان نمی دهند، نمی توانند در فضای آزاد قرار بگیرند و باید آن ها را به طرح بازیافت باتری قلمی اضافه کنیم.

سوالی که برای تمام کاربران گوشی های هوشمند پس از خراب شدن باتری به وجود می آید این است که زباله باتری را چه کنیم؟ اگر باتری گوشی شما خراب شده پیشنهاد می کنیم آن را به مرکز بازیافت و جمع آوری باتری تحویل دهید.

چرا نباید باتری خراب را در سطل زباله انداخت؟

با توجه به اینکه باتری های لیتیومی شیوه های متفاوتی برای بازیافت دارند و پس از مدتی که در برابر حرارت و گرما قرار می گیرند، مقاومت خود را از دست می دهند و منفجر می شود، بهتر است آن را در سطل زباله نیندازیم. بازیافت باتری های خانگی کار درستی نیست به همین دلیل ما به شما روش دفع زباله های باتری را آموزش خواهیم داد.

زمانی که باتری های موبایل و وسایل الکترونیکی عمر خود را از دست می دهند و دیگر نمی توان از آن ها استفاده کرد باید به بهترین شکل آن ها را بازیافت کنیم، چرا که در طولانی مدت و قرار دادن آن ها در خانه باعث گرم شدن و داغ شدن آن ها می شود و در نهایت شما با انفجار روبه رو خواهید شد.

پس توجه داشته باشید که گذاشتن باطری در سطل زباله خانه کار درستی نیست و اگر باتری موبایل شما کیفیت و عملکرد خود را از دست داده است و خراب شده شما باید آن را برای بازیافت باتری موبایل به یک محل به خصوص تحویل دهید. با اینکار هیچ آسیب و ضرری را به محیط زیست خود وارد نکرده اید.

روش دفع زباله های باتری موبایل

بازیافت باتری موبایل، یکی از مهم ترین نکاتی است که باید به آن توجه داشته باشیم باتری های لیتیوم یونی به دلیل ترکیباتی که دارد، حدود 65 درصد از عامل آتش سوزی هستند و طبق گزارشاتی که به دست آمده این درصد یکی از اصلی ترین عوامل اصلی آتش سوزی مراکز جمع آوری زباله در کالیفرنیا می باشد.

همان طور که می دانید ترکیبات باتری های موبایل خطرناک هستند و زمانی که یکی از آن ها  آتش بگیرد می توانید باطری های اطراف خود را نیز داغ کند و منجر به انفجار آنها شود. به همین دلیل است که توصیه می شود باتری موبایل را در سطل زباله نیندازید.

یکی از بهترین روشها برای جمع آوری باتری و بازیافت باتری های خانگی خارج کردن آن ها از خانه و تحویل به مراکز بازیافت باتری موبایل می باشد. در این مقاله درمورد اینکه باتری موبایل را چگونه دور بیندازیم برای شما توضیح دادیم. شما می توانید با مطالعه این مقاله و بررسی آن از مضرات باتری برای محیط زیست جلوگیری کنید.

باتری های سازگار با محیط زیست

در حال حاضر اکثر باتری ها و به خصوص باتری های لیتیومی از فلزاتی تشکیل شده اند که باید تصفیه شوند و پس از خراب شدن باتری به حال خود در طبیعت رها می شوند. از همین رو چند وقتی است تلاش برای تولید باتری های ارگانیک در دنیا آغاز شده است.

باتری لیتیوم هوا

در باتری های هوا-لیتیوم، اکسیژن هوا با لیتیم ترکیب شده و تشکیل پراکسید لیتیم می دهد که می تواند انرژی الکتریکی تولید کند. هنگامی که باتری شارژ می شود این فرایند متوقف شده و عکس آن اتفاق می افتد یعنی اکسیژن آزاد می شود. “air-breathing” از آنجایی که اکسیژن باتری از اتمسفر تامین می شود لذا بسیار سبک می باشد.

نکته اصلی این است که انرژی باتری هوا-لیتیم نسبت به باتری های یون لیتیم بسیار بالاتر است و انرژی تولیدی آن حدودا ۱۲KWh/Kgبوده که ۱۵ برابر بیشتر از یون لیتیم است حتی قابل مقایسه با بنزین می باشد. باتری های لیتیومی کنونی قابل مقایسه با سوخت فسیلی نیستند لذا نمی توانند جایگزین سوخت خودروها شوند زیرا که تنها ۱۶۰ کیلومتر را پیموده و تخلیه می شوند.

باتری جاذب کربن دی اکسید

دانشمندان ایرانی در تلاش برای تولید باتری هایی با سازگاری بیشتر با محیط زیست، از تولید باتری مبتنی بر جذب دی اکسیدکربن خبر داده اند که تا ۵۰۰ بار قابل شارژ مجدد است. این باتری در مقایسه با باتری های لیتیومی عادی در ابعاد و حجم مشابه می تواند تا هفت برابر بیشتر انرژی را در خود ذخیره کند و لذا در صورت افزایش قابلیت شارژ مجدد جایگزینی مناسب برای باتری های قدیمی لیتیومی است.

پژوهشگران ایرانی در دانشگاه ایلینویز شیکاگو (UIC) که این باتری را ابداع کرده اند می گویند با طراحی مجموعه ای از واکنش های الکتروشیمیایی در این باتری توانسته اند دی اکسیدکربن را به کربنات جامد مبدل کنند.

طراح اصلی این باتری دی اکسیدکربن در این مورد گفته است: برای افزایش قابلیت شارژ مجدد باتری یادشده پوسته های نانوی دی سولفید مولیبدن به کاتالیزور کاتد اضافه شده اند و نوع جدیدی از الکترولیت هیبریدی ساخته شده از یک مایع یونیزه شده و دی متیل سولفوکسید به کار گرفته شده اند.

ترکیبات خاص به کار گرفته شده در این باتری، تولید اولین باتری طبیعی از جنس کربن و لیتیوم را ممکن کرده است. برای تجاری سازی این محصول هنوز راه درازی در پیش است.

باتری های با آب فعال سازگار با محیط زیست

سازگار با محیط زیست باتری با استفاده از آب سازگار با استفاده از فن آوری سلول های آب منیزیم مبتنی بر منیزیم است. هیچ فلز سنگین و بدون سوزاندن، هیچگونه انفجار وجود ندارد. این برای کنترل از راه دور، ساعتی، ماشین حساب، سایر ابزارهای کم مصرف مناسب است.

باتری قندی

باتری پروتونی

محققان سوئدی بطور آزمایشی نوع خاصی از باتری های پروتونی را تولید کرده اند که بطور کامل از مواد ارگانیک تهیه شده و لذا به آسانی در محیطزیست تجزیه شده و آنرا آلوده نمی کند.  مزیت دیگر این باطری پروتونی این است که سریعا شارژ می شود و در دمای پائین هم به خوبی عمل می کند.

این در حالیست که شارژ کردن باتری های لیتیومی معمولاً ساعت ها وقت می گیرد و این باتری ها در سرما به سرعت خالی میشوند و برای کاربران مشکل ایجاد می کنند.

در تولید باتری های پروتونی از پلیمرهای خاص و مستحکمی استفاده می شود که به جای الکترولیت ها بکار میروند و انتقال الکترون ها بین آند و کاتد را تسهیل می کنند. از آنجا که در فرآیند ذکر شده از یون های حاوی پروتون هم استفاده می شود به باتری های یاد شده باتری های پروتونی هم می گویند.

باتری هایی که فعلاً بدین شکل تولید شده ۶۰ میلی آمپری هستند و شارژ کامل آن ها در ۱۰۰ ثانیه صورت می گیرد. امید است این ظرفیت در آینده نزدیک افزایش یابد.