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废电池内部主要含有的重金属元素为Pb、Cd、Hg、Ni、Zn、Mn等，含量普遍较多的是Zn、Mn，但其对土壤和土壤附近的水体渗透能力有限，故大多有关废电池重金属污染的资料几乎将其忽略，更应关注的是Pb、Cd、Hg，尤其是Hg。据报道，1颗5号电池中的Hg含量可以污染相当于一个人一生的饮用水量的水资源。土壤对任何元素都具有一定的自我修复能力，对重金属也具有一定的吸附修复功能。笔者分别以种植小叶黄杨和八角金盘的2块试验土地与1块贫瘠裸露土地作为对照，试验植物吸收处理废旧电池的重金属污染的掩埋方法。本文介绍将废旧电池内部的糊状物分别掩埋在小叶黄杨、八角金盘和贫瘠裸露土地3块试验土中，选用电池内部含量较多的Zn等重金属元素为跟踪元素，经一定时间后分析土壤中重金属元素的残留量。测定结果发现，小叶黄杨能很好地吸收掩埋入土的重金属元素，而八角金盘则对重金属没有明显的吸收作用。
2废电池内部糊状物质元素检测
2.1实验电池的选择及检测元素的确定
电池由复旦附中的废电池回收箱中采集获得。分别是：1号白象×2、5号金霸王×2、5号GP超霸×2、5号金白象×2、5号双鹿、5号蓝白象、GPSUPER（GP超霸）、松下钮扣电池、锂电池（充电电池）。
先后分2次对总共13节干电池进行了内部糊状物质的元素分析测定实验，而这13节电池是通过前期的调查所得而确定的。因此，笔者决定测定Pb、Cd和Hg元素在电池中的含量。
2.2实验材料及仪器
7mol/L硝酸（浓度由前期准备实验确定）、13节干电池、重铬酸钾（K2Cr2O7，稳定剂）。测汞仪和原子吸收分光光度仪。
2.3实验过程
拆解电池，将每节电池中取出蓝灰色糊状物质1.0g（本文中质量数据都是由电子天平测得，不同的有效数字反映不同天平的精度），加热溶解在10mL HNO3（7mol/L）中，并在溶解的同时加入约2滴饱和K2Cr2O7，然后过滤。为了防止滤纸的还原性影响实验准确度，在过滤前滤纸用1～2滴管饱和重铬酸钾溶液润洗。最后定容（用100mL的容量瓶，采用去离子水定容）。共得样品14个（由于Panasonic钮扣电池有2个不同的样品，因此13节电池有14个样品）。
2.4废旧电池内部糊状物元素含量
废旧电池内部糊状物元素含量见表1，以下所有关于分析浓度的数据都由复旦大学分析测试中心提供。
表1废旧电池内部糊状物元素含量1)（μg/g）
1)样品名称中xxn号表示平行样品的序号，n号xx表示电池的规格，未在前标注的表示是常用的5号电池
2.4.1数据准确性
纵观14个样品数据，可确定平行样品间仅存在1个数量级左右的误差。误差的可能是实验过程中的操作或为不同电池的物质差异。在样品处理过程中，所使用的水是去离子水，不可能造成重金属含量的增加，故电池内部实际含量一定比所得数据高。由此可认为平行样品中最大值能表示这类电池内的某种金属元素的含量，如：对于金霸王电池，其Hg元素的含量是max{0.013，0.17}=0.17μg/g。
2.4.2实验可重复性
按照数据来看，实验的可重复性较高，主要关注元素Hg的含量在平行样品中相差不大，其他元素平行样品仍有差异。因为所用的酸是1:1的硝酸，故最后的样品是以油状液体为主，不排除上下层间可能存在一定的浓度差。由此，数据中的误差是客观存在的，实验得到的数据是可信的。
3电池的土壤掩埋及溶解、测试
3.1电池数量的选择
为缩短实验时间，我们只模拟电池内部物质外泄后情况。运用微量分析来检测电池中重金属含量，发现数量级仍然不大，要分析土壤中重金属元素的残留量，就需选择一定数量的电池。但土壤掩埋实验是需要有植物吸收的，且地点就在校园附近，不允许用过多的电池，以免对周围的城市生活环境造成影响。权衡各种因素后，选择了5节电池作为一个单位掩埋量。
3.2掩埋地点的选择
选择地点应符合“人迹罕至”、生境相对独立、物种数量相对较少的原则。因此，选择复旦附中博学楼左侧靠近政熙路一侧的绿化带。同时，为比较土壤吸附作用及植物吸收作用，来确定植物吸收是否有效，笔者选择了荒芜的土地作参照。
考虑到不同的植物对于重金属元素有不同的敏感度，参考了大量抗污染植物种植情况后，选取了小叶黄杨（一种灌木）作为实验植物。同时，选取本地常见的灌木八角金盘作为对照。
选择复旦附中博学楼左侧的两处有植物的土壤和学校门外国权路边一处荒芜的土壤各1m2（选择1m2是为了保证埋入电池中的重金属元素不会被其他植物吸收）作为试验土地。其中将博学楼左侧种植小叶黄杨的试验土定为A组（周围有棵水杉，土质疏松），校门外的荒芜试验土定位B组（周围没有任何植物，土质硬实），博学楼左侧种植八角金盘的试验土定为C组（周围无其他植物，土质较疏松）。3.3掩埋深度的确定
考虑到重金属在土壤中的扩散及植物根系能较好地吸收重金属元素，将废电池埋在15cm深处以模拟扩散的过程，同时也可减少整个模拟的时间。
3.4掩埋过程
取15节金白象5号电池等分为3组，将其拆解，把内部糊状物掏出，连同残破的锌皮外壳浸泡在水中，并以玻璃棒搅拌，静置7d。
于2005年7月15日掩埋电池。用铲子铲掉试验土地15cm以上的土壤，将电池浸泡液倒入15cm深的土壤中，并将容器用清水冲洗2次。将冲洗的液体一并倒入土中。将挖出的土壤回填入15cm的坑中，压平，使其恢复原状。（B组除外，由于B组的土质坚硬，不易挖开15cm土，于是埋于5～8cm左右，因没有植物的吸收，故可忽略深度）。
3.5土样的酸解
3.5.1实验材料
7mol/L硝酸、市售37%盐酸（分析纯）、蒸馏水、市售30%过氧化氢（分析纯）、25℃的饱和重铬酸钾溶液。
3.5.2实验过程
用2mm2的多孔筛筛土，使得到的土壤为细小颗粒。称量土样，使得土样在1.00～2.00g之间。用倾倒法将土样完全转移入两颈瓶中，将两颈瓶置于电热套中，一口插入直型冷凝管，一口插入量程为0～200℃的温度计。量取15mL硝酸，倒入两颈瓶，用电热套加热，回流45min。冷却后，加入3mL30%过氧化氢溶液、2mL蒸馏水，加热回流至不再有气泡生成，约10min（目的是使其过氧化）。冷却，加入3mL浓盐酸，加热回流10min。冷却后用蒸发皿蒸发至只剩约5mL液体（可用平行比较法确定大约体积）。过滤，洗涤沉淀，定容至100mL的容量瓶中，定容前用蒸馏水洗净，并加入1～2滴管的饱和重铬酸钾溶液以制造氧化性环境。
3.6土样采集条件
取样的时间均安排在当日的10:00～11:00之间，其中，A、B、C分组情况见3.2，下同。取土样的方法按照文献中方法：对角线法。土样采集条件及称量结果见表2。
表2土样采集条件及称量结果1)（g）
1)2005－07－15的取样是在埋入电池前完成的，为土壤中原重金属元素的本底值，作对照。2)取15cm深土样，土样在根系之上，植物约高1m。3）取5cm深土样，荒地无根系。4)2005－07－15，取15cm土样，土样在根系之上，约高1.5m；2005－07－22，取15cm土样，土样在根系之上，有一片叶子泛黄；2005－07－29、2005－08-05，取15cm土样，土样在根系之上，有一片叶子枯萎；2005－08-19，取15cm土样，土样在根系之上，有1～2片叶子枯黄。
3.7分析元素的选择
由表1可见，大多有害元素在电池内含量不高，且接近分析仪器的极限，故这些元素在土壤内的变化不太明显。然而，重金属元素是有通性的，尤其在含量较少情况下，某些性质就取决于其浓度大小。我们选择Zn作为示踪元素，因Zn和Cd、Hg同族，有相近的化学性质，是很理想的代表元素。根据表1中的数据，我们选择了3个元素(Cd、Hg、Pb）中普遍含量较高的Pb，通过测定Pb含量，来说明重金属元素在土壤中的扩散作用。
4结果与分析
4.1测试结果及数据处理（见表3)
设表2中数值为X，数据处理公式为，Z=X÷1000×100÷Z（1000表示1000mL，即浓度单位中的1；100表示100mL，即容量瓶的容积）。
表3测试结果1)
1）Z为测试值(mg/L)，Y为处理值(mg/g)。
4.2结果分析
从表3中可见，A组中的Yzn相当有规律，2005-07-22起逐步递减（除2005-07-15的Zn含量外，因该土样是在掩埋前取得的）无特例，故可确定小叶黄杨对重金属元素具有较好的吸附作用。对照A组Pb的实验结果后发现，Ypb的所有含量都在逐次递减，故基本可确定递减的趋势是不错的，结果中也不存在有疑问的数据。B组虽从2005-07-29后呈递减态，但2005-07-22数据呈现上升趋势，表明埋入后植物并无吸收，甚至重金属元素出现扩散，这种现象是由于下雨的缘故导致土壤中重金属元素充分扩散；C组数据呈现不规则变化，大部分数值和A组未开始吸收时(2005-07-22)相近。因此，可得到这样的结论：A组是具有研究价值的。
以上结果可见，未埋入电池的时候土壤中Zn的含量是处于最低的阶段，而Pb含量比较高。小叶黄杨对Zn有明显的吸收作用，同样Pb的吸收也相当显著。因此，不论从物理性质（依数性）还是化学性质（同族元素），都有理由推测，Cd、Hg也能被小叶黄杨有效吸收。
5结语
土壤对任何元素都具有一定的自我修复能力。但实验中我们发现，土壤对重金属的扩散功能即土地的自我修复功能并不尽如人意，很难快速吸附重金属元素，长此以往，污染必定扩散。
通过土壤实验发现，小叶黄杨对选择的重金属元素有着很好的吸收，推断它可能对于大部分电池中有害重金属有吸收作用。因此，可以在电池掩埋处理地区种植小叶黄杨等来吸收重金属元素，减少废电池对环境造成的污染。
（对复旦大学分析测试中心陈晓枫老师、唐浩老师在数据测试方面提供的帮助，复旦附中“根与芽”小组在社会调查方面所给予的支持，在此一并表示感谢。）
