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电子废弃物

2017-12-04 14:43:45来源:u乐国际娱乐官网网浏览: 评论:0
  俗称“电子垃圾”,是指被废弃不再使用的电器或电子设备,主要包括电冰箱、空调、洗衣机、电视机等家用电器和计算机等通讯电子产品等电子科技的淘汰品。电子垃圾需要谨慎处理,在一些发展中国家,电子垃圾的现象十分严重,造成的环境污染威胁着当地居民的身体健康。广东的贵屿镇是我国民间电子垃圾回收分解最为集中的地区,当地人由此获得丰厚收益的同时也面临着极为严重的污染威胁。   电子废弃物基本种类   “电子废弃物”又称“电子垃圾”,(英文e-waste、waste electronic equipment)。废弃不用的电子设备都属于电子废弃物。   电子废弃物种类繁多,大致可分为两类:一类是所含材料比较简单,对环境危害较轻的废旧电子产品,如电冰箱、洗衣机、空调机等家用电器以及医疗、科研电器等,这类产品的拆解和处理相对比较简单;另一类是所含材料比较复杂,对环境危害比较大的废旧电子产品,如电脑、电视机显像管内的铅,电脑元件中含有的砷、汞和其他有害物质,手机的原材料中的砷、镉、铅以及其他多种持久降和生物累积性的有毒物质等。   电子废弃物设备组成   电子废弃物中所蕴含的金属,尤其是贵金属,其品位是天然矿藏的几十倍甚至几百倍,回收成本一般低于开采自然矿床。有研究分析结果显示,1吨随意搜集的电子板卡中,可以分离出143kg铜、0.5kg黄金、40.8kg铁、29.5kg铅、2.0kg锡、18.1kg镍、10.0kg锑《出自:李莉,张维志(废旧电脑污染问题及其管理对策)2002.(6):12-15》。   在印刷电路板中,最多的金属是铜,此外还有金、铝、镍、铅等金属,其中不乏稀有金属。有统计数据表明,每吨废电路板中含金量达到1000g左右。随着工艺水平提高,每吨废电路板中已能够提炼出300g金,市价约合3万元。   日本横滨金属公司对报废手机成分进行分析发现,平均每100克手机机身中含有14克铜、0.19克银、0.03克金和0.01克钯;另外从手机锂电池中还能回收金属锂。该公司通过从报废手机中回收多种贵重金属,获得相当可观的经济效益。   电子废弃物可用器件   电子器具的外壳一般由铁制、塑制、钢制或铝制。   因此,可从电子废弃物中回收塑料和铁、钢、铝等金属,从而进行二次利用;电视机和显示器中的显像管含有玻璃,可进行大量的玻璃回收;显像管茎上的偏转线圈是铜制的,可进行铜的回收;废旧空调、制冷器具中的蒸发器、冷凝器含有高精度的铝和铜,可进行大量的回收。   含有电动机 ( 包括空调上使用的压缩机各种风扇 ) 的电子器具,由于电动机是由铁壳、磁体、铜制绕组组成,所以可进行铁、磁体、铜的回收;大部分的废旧电子器具都有电子线路板,其包含大量废电子元件,由金属锡焊接在线路板上,可采用专门的设备可进行大量的锡、铁、铜、铝的回收。   大部分电子器具具有机械机构,一般有铁制或塑制、钢制等,可进行大量的铁、塑料、钢的回收;电脑板卡的金手指上或CPU的管脚上为了加强导电性,一般都有金涂层,可由特种设备进行黄金的回收。   电脑的硬盘盘体是由优质铝合金造成,可进行回收利用;连接废弃物的大量异种材料等(如电线、电缆的铜芯和塑应等),可进行相应的塑料、铝、铜等材料回收;通信工具大量使用电池。一般有锂或镍氢电池,可以回收。   电子废弃物发展状况   中国   自2000年4月1日起,中国国家环保总局、海关总署等部门曾联合发文,明确规定,禁止进口废电视机及显像管、废计算机、废显示器及显示管、废复印机、废摄(录)像机、废家用电话机等十一类废电器。   自2005年3月起,绿色和平组织在广东省贵屿镇及其周边地区共收集了44份环境样本,公布的检测结果表明电子垃圾拆解过程中排出大量有毒重金属和有机化合物,导致空气、水体和土壤的重金属含量严重超标。土壤中钡的含量超标10倍以上、锡为152倍、铅超标212倍、铬超标达1338倍,水中的污染物超过饮用水标准达数千倍。对在贵屿从业外来人口进行的医学检查显示,在接受调查的人群中88%的人患有皮肤病、神经系统、呼吸系统或消化系统疾病,健康遭到极大损害。   据2010联合国环境规划署发布的报告,我国已成为世界第二大电子垃圾生产国,每年生产超过230万吨电子垃圾,仅次于美国的300万吨。   到2020年,我国的废旧电脑将比2007年翻一番到两番,废弃手机将增长7倍。电子废弃物在回收及综合利用过程中,不同程度存在着污染环境和损害人体健康的现象,亟待引起重视。   截至2020年,中国和南亚由电脑产生的电子垃圾将比2007年增加四倍。联合国环境署发布的报告指出,我国每年产生的电子垃圾的数量为230万吨,仅次于美国的300万吨。而根据路透社的报道,由于国家推进“绿色照明”工程,我国第一批财政补贴推广中上市的上亿只老旧节能灯正进入集中报废期,且未来每年消费量将超过10亿只。老旧节能灯因为含有汞、铅等有毒有害元素,被专家称为是仅次于废电池的第二大生活垃圾“汞污染源”,与之相对,我国节能灯回收处理体系却非常“幼稚”,如处置不当,污染风险不容忽视。   2011年,随着北京人口快速增长,同时,日渐富庶的人们在扔掉越来越多、越来越大、越来越贵的东西——比如家用电器,2013年北京人抛弃的电视合计2.4万吨,而在2011年,这个数字是4.6万吨。   2013年,按照北京市环保局发布的《北京市2013年固体废物污染环境防治信息的公告》,在这一年,北京市生活垃圾产生量671.69万吨,日均产生1.84万吨。这是2008北京奥运会以来的新高。   国外   2003年单是在英国,至少有2.3万吨没有申报或是由“灰色市场”而来的电子垃圾非法运往非洲、印度和中国等远东地区。而在美国,估计有50%-80%的电子垃圾假循环再造之名出口,因为美国拒绝签署巴塞尔公约,这种做法在美国竟然是合法的。   2005年在18个欧洲港口做的检查当中,就发现最少有47%的废料是非法出口的,当中包括电子垃圾。国外的电子垃圾经常由发达国家出口至发展中国家,违反《控制危险废物越境转移及其处置巴塞尔公约》。   电子废弃物处理措施   作为资源的综合体,电子废物蕴藏着众多珍贵的资源,对于电子废物的再利用、循环利用是解决资源紧缺及环境污染等问题的重要途径。通过提高资源利用率,变废为宝,充分发挥包括电子废物在内的各类废物资源的作用,成为支撑我国经济社会的快速发展的方式之一。   在国外,处理电子垃圾是一项专业性很强、技术含量很高的工作;而我国的拆解作坊往往是利用强酸溶解并提取贵金属,废液往往未经任何处理便直接排放。在财富迅速积累的同时,大量有害物质也源源不断地释放到环境中。   目前我国已进入电器淘汰高峰期。早在2003年起,我国每年至少有600万台洗衣机、500万台电视机、400万台电冰箱面临报废。另外废旧汽车、电动车等也是电子垃圾的一个重要来源。   一些正规企业如戴尔、惠普等已建立相对完善的回收制度,但所占比例极小。旧电器主要涌向了两个渠道:收垃圾的小贩和拆解作坊。小贩收来的旧电器一般有两个出路:能用的改装之后再卖到农村,这些电器既存在安全隐患,又给家电市场带来冲击;不能用的,把玻璃、塑料等能卖钱的卖了,其余的当垃圾扔掉。最后,这些包含大量有害物质的废物多会被当做普通垃圾填埋或焚烧。   拆解作坊相对于小贩来说比较高级一些,但也不外乎采用最原始的人工敲打办法,把拆下的电机等价值较高的零件集中卖掉,其余的按废铁、塑料等废品出售;对完全不能用的电子废弃物,如冰箱、空调机中的制冷剂则任意倾倒。美国每年大约有50%~80%的电子垃圾被“出口”的方式也大致如是。   电子废弃物包含多种有害物质,所以不能简单地将它送到垃圾焚烧炉进行焚烧。另外,电子废弃物中也包含可以回收再利用的部分,属于可回收垃圾。做好回收利用,可以变废为宝。   通过人工拆解和机械拆解分拣,对电子废弃物进行综合处理,不仅会保护自然环境,而且能够对某些资源进行回收再利用,达成降低元器件制造成本的目的。   电子废弃物的成分复杂,其中半数以上的材料对人体有害,有一些甚至是剧毒的。比如,一台电脑有700多个元件,其中有一半元件含有汞、砷、铬等各种有毒化学物质;电视机、电冰箱、手机等电子产品也都含有铅、铬、汞等重金属;激光打印机和复印机中含有碳粉等。   电子废弃物被填埋或者焚烧时,其中的重金属渗入土壤,进入河流和地下水,将会造成当地土壤和地下水的污染,直接或间接地对当地的居民及其它的生物造成损伤;有机物经过焚烧,释放出大量的有害气体,如剧毒的二恶英、呋喃、多氯联苯类等致癌物质,对自然环境和人体造成危害。铅会破坏人的神经、血液系统以及肾脏,影响幼儿大脑的发育。铬化合物(特别是六价铬)会破坏人体的DNA,引致哮喘等疾病。   电路板似乎更加贵重,在它们身上下的功夫也最多。工人通常首先把能用的元件收集起来重新出售,然后把集成电路芯片投入王水,以溶解里面的金;废旧电路板也会投入到酸溶液,以提取铜等有色金属。最后剩下的废物就是无用的玻璃纤维基板,它们随后会被焚烧,释放出二恶英等剧毒物质。   电池、开关、传感器、移动电话中都可能含有汞,在微生物的作用下,无机汞会转变为甲基汞,通过食物链的富集进入人体,会严重破坏神经系统,重者会引起死亡。遗弃后的空调和制冷设备中的氟利昂排放到大气中后将会破坏臭氧层,引起温室效应,并增加皮肤癌的发生几率。溴系阻燃剂和含氯塑料低水平的填埋或不适当的燃烧和再生将会排放有毒有害物质。   电子废弃物中的有害物质   电子废物含有非常多的有毒物质,如电路板上的铅和镉;显示器中阴极射线管中的氧化铅和镉;纯平型显示器中的汞;电脑电池中的镉;电容和转换器中的聚氯乙稀(PCBs);电路板中的溴化阻燃物;还有当燃烧电线取铜会释放出高毒性物质二恶英和呋喃的PVC塑料。[4]   由于电子废物的有害性,处理和回收它们涉及到严格的法律和环保要求,当电脑废物被填埋或焚烧掉时,会产生很严重的污染问题,填埋会使有毒物渗漏到地下水中,而焚化则会产生包括二恶英等的气体有毒物。然而,电脑的回收处理也会牵涉到健康和环境问题,特别是当回收工业以利润为第一位,而不采取措施保护环境和工人健康。   铅——铅的有害影响早已为人们所公认,早在70年代就被有的国家禁用于汽油中。铅能损伤人的中枢神经系统、血液系统、肾以及生殖系统,而且会对小孩的大脑发育有负面影响,铅能在环境中累积,从而对动植物、微生物都有强烈而且长久的影响。电脑中的主要含铅部位有:电脑显示器的玻璃荧屏(1.4~3.5千克/每台显示器),电路板或其他元件的焊接物。   镉——镉的化合物对人也是非常有害的,会在人体中积累,尤其是在肾中。镉含于以下元件中,SMD电阻器,红外线发生器,半导体等,镉也是塑料的固化剂,在旧的阴极射线管中也含有它。   汞——汞会造成很多器官的损伤,包括大脑、肾、卵巢,更严重的是,胎儿的发育会对母体传过来的汞相当敏感。我们知道,当无机汞洒落入水中时,就会转化为甲基汞沉在底部。甲基汞很容易在体内积累,以及通过食物链富集,尤其是鱼。据估计全世界每年耗用的汞22%是用在电子电气产品中,它用于温度计、传感器、阻滞器、转换器(比如在电路板以及测量装置中)、医疗设备、电灯、手机以及电池中。汞还用于纯平显示器荧屏,逐渐取代了原来的阴极射线管显示器。   六价铬——六价铬仍被用于钢片的防锈以及坚化和美化处理。它很容易穿过细胞膜然后被吸收,而后对被污染了的细胞产生毒害影响。六价铬也会损伤DNA,是一种在环境中极毒的物质。   包含PVC的塑料——每台电脑平均有13.8镑的塑料。大量的用于电子产品的塑料(26%)是含有PVC的,PVC主要是用于包裹线路和电脑外壳,尽管很多电脑模具已经开始用无毒的ABS塑料了。PVC被广泛应用主要是由于它的防火特性,同很多其它的含氯化合物一样,PVC在一定温度下燃烧时也会产生二恶英。   溴化阻燃物(BFRs)——BFRs被用在电子产品的塑料外壳、以及电路板中以防止发烟,有些类型的BFRs已被欧洲议会定为在2003~2006年间取消的目标。   钡——钡是一种软的银白色的金属,被用于电脑显示器阴极射线管荧屏上,是为了保护用户免遭辐射,研究显示即使是短期暴露于钡也会导致脑肿、肌肉无力,以及损伤心脏、肝脏和脾脏。但没有关于长期暴露于钡对人的影响的资料。动物的研究表明,喂食钡一段时期后血压升高,心脏也发生变化。   铍——铍是一种钢灰色的金属,相当的轻、坚硬,也是电和热的良导体,而且没有磁性,这些特性使得铍很适于各种工业用途,包括,像电脑这样的电子产品。在电脑中,铍被广泛用于主板和键盘底片(铍与铜的合金用于加强连接体弹性同时保持导电性)。   铍被认为是导致肺癌的致癌物。最主要的担忧是铍摩损产生的灰、雾。长期接触铍的工人,即使是很小剂量,也会容易导致“铍长期症”,一种肺病。接触铍也会导致一种皮肤病,特征是轻微擦伤和肿起,研究表明即使不再接触铍,甚至多年后仍会有“铍长期症”。   油墨——电脑的外部设备如打印机中包含有黑色或彩色的油墨。黑色油墨的主要成分是炭黑。呼吸是主要的接触途径,强烈的接触会导致刺激呼吸系统。国际癌研究机构(The International Agency for Research on Cancer)将炭黑定为2B类致癌物,对人可能是致癌的。对彩色油墨还没什么相关研究,一些报告显示这些彩色油墨(蓝、黄和红)中包含重金属。   磷化物及其它添加物——磷化物是一种无机化合物,它被应用于阴极射线(CRTs)玻璃内表面的包衣。磷光效应是我们可以看见的显示器图像。CRTs中磷的有害性并不为人知,但美国海军在他们的指导条例中是这么说的:“不要碰CRTs的磷包衣:它有剧毒。如果你打破了CRTs,小心地清理掉玻璃碎片。如果你碰到了磷化物。赶紧找医生处理。”磷包衣还含有重金属,比如锌、钒等作为添加物。这些金属及其化合物也是有毒的。这些都是对那些用手工拆卸CRTs的工人会有危害的。   电子废弃物处理技术   电子废弃物品种类型非常复杂,各厂家所生产的同种功能的产品从材料选择、设计、生产上也各不相同,一般拆分为印刷电路板(pcb)、电缆电线、显像管等,其回收处理一直是一个相当复杂的问题。   20世纪70年代以前、废电路板的回收技术主要着重于对贵金属回收。但随着技术的发展和资源再利用的要求,已发展为对铁磁体、有色金属、贵金属、有机物质等的全面回收利用。许多国家都对它的处理处置做了很多的研究,开发出了很多的资源化处理处置工艺,以回收其中的有用组分,稳定或去除有害组分,减少对环境的影响。处理处置电子废弃物的方法主要有化学处理方法、火法、机械处理方法、电化学法或几种方法相结合。   化学处理   电子废弃物的化学处理也称湿法处理,将破碎后的电子废弃物颗粒投入到酸性或碱性的液体中,浸出液再经过萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤以及蒸馏等一系列的过程最终得到高品位的金属。但在化学处理的过程中要使用强酸和剧毒的氟化物等,会产生大量的废液并排放有毒气体,对环境产生的危害较大。   火法处理   火法处理是将电子废弃物焚烧、熔炼、烧结、熔融等,去除塑料和其他有机成分富集金属的方法。火法处理也会对环境造成严重的危害。从资源回收、生态环境保护等方面来看,这些方法都难以推广。我国广东贵屿镇等采取的就是这两种对环境危害较大的处理方法,给当地的环境以及可持续发展带来了严重的影响。   机械处理   电子废弃物的机械处理是运用各组分之间物理性质差异进行分选的方法,包括拆卸、破碎、分选等步骤,分选处理后的物质再经过后续处理可分别获得金属、塑料、玻璃等再生原料。这种处理方法具有成本低,操作简单,不易造成二次污染,易实现规模化等优势,是各国开发的热点。   电子废弃物的拆卸通常是手工操作,以回收其中经过检测有用的电子元器件。但由于电子废弃物中电子元器件数量多,而且结合方式复杂,使得手工处理效率非常低。   日本nec公司开发了一套自动拆卸废电路板中电子元器件的装置。这种装置主要利用红外加热和两级去除的方式(分别利用垂直和水平方向的冲击力作用)使穿孔元件和表面元件脱落,这样不会对电子元器件造成任何损伤。   德国的faps公司采用与电路板自动装配方式相反的原则进行拆卸,先将废电路板放人加热的液体中融化焊料,再用一种scara机械装置根据构件的形状分检出可用的构件。   微生物处理   利用微生物浸取金等贵金属是在20世纪80年代开始研究的提取低含量物料中贵金属的新技术。利用微生物的活动使得金等贵金属合金中其它非贵金属氧化成为可溶物而进入溶液,使贵金属裸露出来以便于回收。生物技术提取金等贵金属具有工艺简单、费用低、操作简单的优点,但浸取时间较长。h.brandl等利用氧化亚铁硫杆菌对经过粉碎预处理的电子废弃物碎块进行浸出试验,在选定的温度、ph、投加量下,可以浸出超过90%的cu,zn和ni,pb以pbso4的形式稳定在沉淀物中。
 
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