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廢電池內部主要含有的重金屬元素為Pb、Cd、Hg、Ni、Zn、Mn等，含量普遍較多的是Zn、Mn，但其對土壤和土壤附近的水體滲透能力有限，故大多有關廢電池重金屬污染的資料幾乎將其忽略，更應關注的是Pb、Cd、Hg，尤其是Hg。據報道，1顆5號電池中的Hg含量可以污染相當于一個人一生的飲用水量的水資源。土壤對任何元素都具有一定的自我修復能力，對重金屬也具有一定的吸附修復功能。筆者分別以種植小葉黃楊和八角金盤的2塊試驗土地與1塊貧瘠裸露土地作為對照，試驗植物吸收處理廢舊電池的重金屬污染的掩埋方法。本文介紹將廢舊電池內部的糊狀物分別掩埋在小葉黃楊、八角金盤和貧瘠裸露土地3塊試驗土中，選用電池內部含量較多的Zn等重金屬元素為跟蹤元素，經一定時間后分析土壤中重金屬元素的殘留量。測定結果發現，小葉黃楊能很好地吸收掩埋入土的重金屬元素，而八角金盤則對重金屬沒有明顯的吸收作用。
2廢電池內部糊狀物質元素檢測
2.1實驗電池的選擇及檢測元素的確定
電池由復旦附中的廢電池回收箱中采集獲得。分別是：1號白象×2、5號金霸王×2、5號GP超霸×2、5號金白象×2、5號雙鹿、5號藍白象、GPSUPER（GP超霸）、松下鈕扣電池、鋰電池（充電電池）。
先后分2次對總共13節干電池進行了內部糊狀物質的元素分析測定實驗，而這13節電池是通過前期的調查所得而確定的。因此，筆者決定測定Pb、Cd和Hg元素在電池中的含量。
2.2實驗材料及儀器
7mol/L硝酸（濃度由前期準備實驗確定）、13節干電池、重鉻酸鉀（K2Cr2O7，穩定劑）。測汞儀和原子吸收分光光度儀。
2.3實驗過程
拆解電池，將每節電池中取出藍灰色糊狀物質1.0g（本文中質量數據都是由電子天平測得，不同的有效數字反映不同天平的精度），加熱溶解在10mL HNO3（7mol/L）中，并在溶解的同時加入約2滴飽和K2Cr2O7，然后過濾。為了防止濾紙的還原性影響實驗準確度，在過濾前濾紙用1～2滴管飽和重鉻酸鉀溶液潤洗。最后定容（用100mL的容量瓶，采用去離子水定容）。共得樣品14個（由于Panasonic鈕扣電池有2個不同的樣品，因此13節電池有14個樣品）。
2.4廢舊電池內部糊狀物元素含量
廢舊電池內部糊狀物元素含量見表1，以下所有關于分析濃度的數據都由復旦大學分析測試中心提供。
表1廢舊電池內部糊狀物元素含量1)（μg/g）
1)樣品名稱中xxn號表示平行樣品的序號，n號xx表示電池的規格，未在前標注的表示是常用的5號電池
2.4.1數據準確性
縱觀14個樣品數據，可確定平行樣品間僅存在1個數量級左右的誤差。誤差的可能是實驗過程中的操作或為不同電池的物質差異。在樣品處理過程中，所使用的水是去離子水，不可能造成重金屬含量的增加，故電池內部實際含量一定比所得數據高。由此可認為平行樣品中最大值能表示這類電池內的某種金屬元素的含量，如：對于金霸王電池，其Hg元素的含量是max{0.013，0.17}=0.17μg/g。
2.4.2實驗可重復性
按照數據來看，實驗的可重復性較高，主要關注元素Hg的含量在平行樣品中相差不大，其他元素平行樣品仍有差異。因為所用的酸是1:1的硝酸，故最后的樣品是以油狀液體為主，不排除上下層間可能存在一定的濃度差。由此，數據中的誤差是客觀存在的，實驗得到的數據是可信的。
3電池的土壤掩埋及溶解、測試
3.1電池數量的選擇
為縮短實驗時間，我們只模擬電池內部物質外泄后情況。運用微量分析來檢測電池中重金屬含量，發現數量級仍然不大，要分析土壤中重金屬元素的殘留量，就需選擇一定數量的電池。但土壤掩埋實驗是需要有植物吸收的，且地點就在校園附近，不允許用過多的電池，以免對周圍的城市生活環境造成影響。權衡各種因素后，選擇了5節電池作為一個單位掩埋量。
3.2掩埋地點的選擇
選擇地點應符合“人跡罕至”、生境相對獨立、物種數量相對較少的原則。因此，選擇復旦附中博學樓左側靠近政熙路一側的綠化帶。同時，為比較土壤吸附作用及植物吸收作用，來確定植物吸收是否有效，筆者選擇了荒蕪的土地作參照。
考慮到不同的植物對于重金屬元素有不同的敏感度，參考了大量抗污染植物種植情況后，選取了小葉黃楊（一種灌木）作為實驗植物。同時，選取本地常見的灌木八角金盤作為對照。
選擇復旦附中博學樓左側的兩處有植物的土壤和學校門外國權路邊一處荒蕪的土壤各1m2（選擇1m2是為了保證埋入電池中的重金屬元素不會被其他植物吸收）作為試驗土地。其中將博學樓左側種植小葉黃楊的試驗土定為A組（周圍有棵水杉，土質疏松），校門外的荒蕪試驗土定位B組（周圍沒有任何植物，土質硬實），博學樓左側種植八角金盤的試驗土定為C組（周圍無其他植物，土質較疏松）。3.3掩埋深度的確定
考慮到重金屬在土壤中的擴散及植物根系能較好地吸收重金屬元素，將廢電池埋在15cm深處以模擬擴散的過程，同時也可減少整個模擬的時間。
3.4掩埋過程
取15節金白象5號電池等分為3組，將其拆解，把內部糊狀物掏出，連同殘破的鋅皮外殼浸泡在水中，并以玻璃棒攪拌，靜置7d。
于2005年7月15日掩埋電池。用鏟子鏟掉試驗土地15cm以上的土壤，將電池浸泡液倒入15cm深的土壤中，并將容器用清水沖洗2次。將沖洗的液體一并倒入土中。將挖出的土壤回填入15cm的坑中，壓平，使其恢復原狀。（B組除外，由于B組的土質堅硬，不易挖開15cm土，于是埋于5～8cm左右，因沒有植物的吸收，故可忽略深度）。
3.5土樣的酸解
3.5.1實驗材料
7mol/L硝酸、市售37%鹽酸（分析純）、蒸餾水、市售30%過氧化氫（分析純）、25℃的飽和重鉻酸鉀溶液。
3.5.2實驗過程
用2mm2的多孔篩篩土，使得到的土壤為細小顆粒。稱量土樣，使得土樣在1.00～2.00g之間。用傾倒法將土樣完全轉移入兩頸瓶中，將兩頸瓶置于電熱套中，一口插入直型冷凝管，一口插入量程為0～200℃的溫度計。量取15mL硝酸，倒入兩頸瓶，用電熱套加熱，回流45min。冷卻后，加入3mL30%過氧化氫溶液、2mL蒸餾水，加熱回流至不再有氣泡生成，約10min（目的是使其過氧化）。冷卻，加入3mL濃鹽酸，加熱回流10min。冷卻后用蒸發皿蒸發至只剩約5mL液體（可用平行比較法確定大約體積）。過濾，洗滌沉淀，定容至100mL的容量瓶中，定容前用蒸餾水洗凈，并加入1～2滴管的飽和重鉻酸鉀溶液以制造氧化性環境。
3.6土樣采集條件
取樣的時間均安排在當日的10:00～11:00之間，其中，A、B、C分組情況見3.2，下同。取土樣的方法按照文獻中方法：對角線法。土樣采集條件及稱量結果見表2。
表2土樣采集條件及稱量結果1)（g）
1)2005－07－15的取樣是在埋入電池前完成的，為土壤中原重金屬元素的本底值，作對照。2)取15cm深土樣，土樣在根系之上，植物約高1m。3）取5cm深土樣，荒地無根系。4)2005－07－15，取15cm土樣，土樣在根系之上，約高1.5m；2005－07－22，取15cm土樣，土樣在根系之上，有一片葉子泛黃；2005－07－29、2005－08-05，取15cm土樣，土樣在根系之上，有一片葉子枯萎；2005－08-19，取15cm土樣，土樣在根系之上，有1～2片葉子枯黃。
3.7分析元素的選擇
由表1可見，大多有害元素在電池內含量不高，且接近分析儀器的極限，故這些元素在土壤內的變化不太明顯。然而，重金屬元素是有通性的，尤其在含量較少情況下，某些性質就取決于其濃度大小。我們選擇Zn作為示蹤元素，因Zn和Cd、Hg同族，有相近的化學性質，是很理想的代表元素。根據表1中的數據，我們選擇了3個元素(Cd、Hg、Pb）中普遍含量較高的Pb，通過測定Pb含量，來說明重金屬元素在土壤中的擴散作用。
4結果與分析
4.1測試結果及數據處理（見表3)
設表2中數值為X，數據處理公式為，Z=X÷1000×100÷Z（1000表示1000mL，即濃度單位中的1；100表示100mL，即容量瓶的容積）。
表3測試結果1)
1）Z為測試值(mg/L)，Y為處理值(mg/g)。
4.2結果分析
從表3中可見，A組中的Yzn相當有規律，2005-07-22起逐步遞減（除2005-07-15的Zn含量外，因該土樣是在掩埋前取得的）無特例，故可確定小葉黃楊對重金屬元素具有較好的吸附作用。對照A組Pb的實驗結果后發現，Ypb的所有含量都在逐次遞減，故基本可確定遞減的趨勢是不錯的，結果中也不存在有疑問的數據。B組雖從2005-07-29后呈遞減態，但2005-07-22數據呈現上升趨勢，表明埋入后植物并無吸收，甚至重金屬元素出現擴散，這種現象是由于下雨的緣故導致土壤中重金屬元素充分擴散；C組數據呈現不規則變化，大部分數值和A組未開始吸收時(2005-07-22)相近。因此，可得到這樣的結論：A組是具有研究價值的。
以上結果可見，未埋入電池的時候土壤中Zn的含量是處于最低的階段，而Pb含量比較高。小葉黃楊對Zn有明顯的吸收作用，同樣Pb的吸收也相當顯著。因此，不論從物理性質（依數性）還是化學性質（同族元素），都有理由推測，Cd、Hg也能被小葉黃楊有效吸收。
5結語
土壤對任何元素都具有一定的自我修復能力。但實驗中我們發現，土壤對重金屬的擴散功能即土地的自我修復功能并不盡如人意，很難快速吸附重金屬元素，長此以往，污染必定擴散。
通過土壤實驗發現，小葉黃楊對選擇的重金屬元素有著很好的吸收，推斷它可能對于大部分電池中有害重金屬有吸收作用。因此，可以在電池掩埋處理地區種植小葉黃楊等來吸收重金屬元素，減少廢電池對環境造成的污染。
（對復旦大學分析測試中心陳曉楓老師、唐浩老師在數據測試方面提供的幫助，復旦附中“根與芽”小組在社會調查方面所給予的支持，在此一并表示感謝。）
