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第二节
废弃电器电子产品回收利用的环境影响

废弃电器电子产品包括印刷线路板、电线、制冷剂、液晶显示器、电池等主要部件(见表2-2)。WEEE部件中既存在有用物质,也存在有害物质,如表2-3所示(He and Xu,2014)。WEEE处理过程中会产生一定的环境影响。WEEE不仅含有各种金属,还含有其他相当复杂的化学成分,如塑料和溴化阻燃剂等,如果得不到妥善处置或回收,将造成严重的环境污染,甚至危害人类健康。相反,妥善地回收处理会产生积极的环境影响。

表2-2 废弃电器电子产品中的主要部件

表2-3 WEEE部件中的主要有用和有害物质

续表

一 温室气体

全球变暖和气候变化问题是我们面临的重大环境威胁,也被确定为发达国家和发展中国家政策议程中的主要环境考虑因素。一方面,WEEE内含有许多元素,如果处理不当,会对环境产生直接影响,导致全球变暖。另一方面,从WEEE中回收的金属/材料可以取代等量的材料,否则就需要再从原始资源中进行开采。因此,从减少原始开采过程这一点来看,WEEE的回收就可以降低温室气体和其他环境排放,可对全球减缓气候变化目标做出贡献。

目前,WEEE的主要处置方法包括回收利用、填埋以及焚烧,不同的处置方式会存在不同的温室气体排放。其中,回收利用可以带来很高的温室气体减排效益,往往被认为是WEEE生命周期末端处置最有利的方式。焚烧的处置方式所带来的排放量同样为负,但与回收利用相比减排效果较小,而填埋的处置方式会导致排放大量的温室气体,往往被认为是最不利的选择(Clarke et al.,2019)。

根据佩卡科娃等(Pekarkova et al.,2021)对英国WEEE非正规处置的研究认为,英国每年由于弃置垃圾桶而产生的非正式处置的WEEE约45万吨,若全部将其以回收利用的处理方式进行处置,到2030年,总计将产生3亿二氧化碳当量(CO 2 -eq)的温室气体减排效益。相比较而言,在中国,虽然居民对WEEE的危害有较高的认识,但只有少数人能够区分WEEE回收的正式渠道和非正式渠道,很多人出于方便和收益的考虑,仍然选择通过非正规的收集渠道进行WEEE的处理(Cao et al.,2016)。从2012年起直至2015年,我国WEEE的正式回收率从10.1%上升到60.64%(Song et al.,2017),有不断提升的趋势。但根据《中国废弃电器电子产品回收处理及综合利用白皮书》,2018年我国WEEE理论报废总重量约573万吨,处理总重量约208万吨。这表明,我国WEEE非正规处置问题仍存在很大完善空间,促进WEEE回收利用也意味着可以开发出更大的温室气体减排潜力。

不同WEEE回收利用带来的温室气体减排潜力也各不相同。废旧手机在我国每年报废量极高,超过3亿部。根据苹果公司每年《发布的环境责任报告》,一部iPhone 12 Pro Max的全生命周期温室气体排放量为86千克二氧化碳当量,而一部iPhone 8Plus的全生命周期温室气体排放量为68千克二氧化碳当量。从全生命周期的角度来看,一部手机的末端处置阶段温室气体排放量在1%以下,而其生产阶段的温室气体排放量却高达80%。由于在典型的智能手机温室气体排放的生命周期中制造阶段占据主导地位(Suckling and Lee,2015),所以将一部废旧手机进行再利用或翻新可以达到减少温室气体排放的目的。此外,很多研究表明,废旧手机的回收系统也存在温室气体减排效益(宋小龙等,2017;Baxter et al.,2016)。将一部废旧手机进行正规的分类,并回收其中重要的金属资源,与仅仅将它放置在普通的生活垃圾中进行非正规处置进行比较,每部手机的回收处置方式将获得0.97千克二氧化碳当量的温室气体减排效益。理论上,我国一年报废近3亿部手机,若能全部以回收再利用的方式进行正规处置,至少将带来上百万吨的温室气体减排效益。

废旧冰箱的每年产生量低于废旧手机,但是回收一台废旧冰箱能够产生更高的温室气体减排效益。许多学者都曾测算过回收废旧冰箱的温室气体减排效益。回收一台冰箱可避免排放720千克二氧化碳当量的温室气体(Foelster et al.,2016)。与废弃处置相比,回收处置将获得560.72千克二氧化碳当量的净温室气体减排效益(Baxter et al.,2016)。之所以废旧冰箱的回收利用会产生如此高的温室气体减排效益,是因为废旧冰箱内部存在制冷剂这一部件,制冷剂内含有氟碳化合物的成分,采用氟碳化合物的替代品和对氟碳化合物的回收都大大有助于减少温室气体排放(Nakano et al.,2007),而制冷剂的肆意排放与非正规处置将会对环境产生直接的负面影响。一般一台冰箱的制冷剂含量不超过100克,研究表明平均回收1千克的制冷剂能够产生5.5吨二氧化碳当量的温室气体减排效益(Park et al.,2019)。

因此,从温室气体减排效益方面考虑,WEEE回收利用行业在应对气候变化方面存在一定的贡献,规范科学发展WEEE回收利用行业,将助力我国早日达成“双碳目标”。

二 生态环境

WEEE的不规范回收处置,增加了重金属进入空气、土壤、水、沉淀物、稻谷、蔬菜及野生植物等人类赖以生存的环境的风险,产生负面的环境影响(Rautela et al.,2021)。

WEEE中的成分会以附着在PM2.5颗粒物上的形式进入空气中污染环境。与非电子废物拆解区域相比,电子废物拆解区域的空气中,PM2.5中含有更多的有毒有害物,对生态环境产生较大危害(Zeng et al.,2022)。

WEEE的不规范回收处置,还会引起土壤微量元素的变化。电子废物处置区域及邻近农田存在微量元素含量明显升高的现象(Wu et al.,2018)。该研究通过采集一个典型电子废物回收区的土壤样品,分析其中的微量元素浓度,结果发现其中的镉、铜、汞的平均浓度显著高于中国的标准值,表明这些金属存在区域性污染,且与电子废物的回收处理相关。阿科蒂亚等不仅发现电子废物回收区域的表层土壤中存在高水平的微量重金属,还有多溴二苯醚等化合物(Akortia et al.,2017)。这些来自电子废物的高水平重金属和化合物都将对生态环境产生危害。

WEEE的不规范回收处置,如倾倒电子废物和残留物,随意丢弃未经处理的电子废物处置的废水,会使重金属及其衍生物进入水体中。普拉丹在研究中采集了印度电子废物回收区域的地下水样品,并测定了其中的重金属浓度,发现重金属浓度高于印度标准的允许限度和世界卫生组织饮用水准则的允许限度,证明了电子垃圾非正式回收造成水体污染(Pradhan,2014)。

WEEE回收区域通常与农业用地相邻。回收材料的过程和不加控制的露天焚烧电子废物会释放重金属污染灌溉用水,或通过空气直接沉积,渗透到作物生长的土壤中。植物可以通过根系从土壤中吸收这些金属,向上输送到幼苗,最终在组织中积累。此外,植物在生长过程中也会直接从大气中吸收重金属。罗等采集了电子垃圾露天焚烧场地、周围稻田和菜园的土壤,以及普通蔬菜样本,分析了其中的重金属含量。结果表明,附近水田和菜地土壤的镉和铜元素含量较高。在蔬菜食用组织中,大多数样品中镉和铅的浓度超过了中国食品允许的最高水平,这说明不受控制的电子垃圾处理操作对当地土壤和蔬菜造成了严重污染(Luo et al.,2011)。

三 人体健康

WEEE不规范回收处置对人类的健康存在潜在的不利影响,包括对甲状腺功能、肺功能、生殖健康、生长、心理健康、DNA以及基因表达等方面的影响(Grant et al.,2013)。

WEEE不规范回收处置有可能影响周围人的甲状腺激素水平。甲状腺激素在胎儿和新生儿的发育中起着至关重要的作用,尤其是在神经发育和大脑发育中起着重要的作用,因此缺乏甲状腺激素会导致人类智力发育迟缓。电子废物回收站附近的居民对多溴二苯醚、二噁英和多氯联苯具有高负荷,而暴露于多溴二苯醚、二噁英和多氯联苯会破坏人类甲状腺激素的平衡(Zhang et al.,2010)。同时,电子废物污染导致的脐带血中的全氟化合物和有机氯污染物的残留污染,与新生儿甲状腺激素降低和母亲甲状腺功能减退的风险相关(Dufour et al.,2018)。

WEEE污染不仅会影响人体内的甲状腺激素水平,甚至还会影响人体的基因表达。这些化合物的高暴露水平会与甲状腺激素相关蛋白、基因表达相关联,高的暴露水平会导致碘甲状腺原氨酸脱碘酶I的表达升高,刺激甲状腺激素浓度降低,甲状腺激素受体α表达降低,影响甲状腺激素的平衡(Guo et al.,2020)。

WEEE的不规范回收处置会向环境空气中释放高浓度的过渡金属,尽管铬、镍、锰等过渡金属是人体必需的微量元素,但过量摄入对人体有毒害作用。与过渡金属接触会影响人的呼吸道功能,会产生如慢性支气管炎、肺气肿、肺纤维化和肺功能受损等症状。电子废物回收区的居民会接触到高浓度的三种过渡金属,学者通过对电子废物回收区的学龄儿童进行测试,发现电子废物回收区的受试者的血锰和血镍浓度均显著高于对照组,且肺活量明显低于对照组(Zheng et al.,2013)。

WEEE还会对人类的生殖健康产生影响。电子废物中存在多溴二苯醚,它们可能通过含多溴二苯醚颗粒产品的磨损而被释放到环境中,对人体和环境产生危害。吴等(Wu et al.,2010)通过比较电子垃圾回收区和非电子垃圾回收区的新生儿脐带血中多溴二苯醚的浓度,评估多溴二苯醚对新生儿的生物学效应和健康风险。研究发现,生活在电子垃圾回收区的母亲被检测出更高的多溴二苯醚水平,而高多溴二苯醚水平又与不利的分娩结果相关,如早产、低出生体重和死产,且会影响新生儿的长期发育,证明了电子废物确实会危害人类的生殖健康。

WEEE对人类生长产生的影响是由重金属铅的排放造成的。铅被广泛地使用在各种用途的电子设备中,会通过食物、水、空气和土壤进入生物系统,进而影响人的健康生长。霍等(Huo et al.,2007)的研究发现,电子垃圾回收过程中的铅污染已经导致周围儿童的血铅浓度高于其他地区。除此之外,在电子垃圾回收区域的各种化学污染物,如有机化合物和重金属,可以附着在PM2.5上,并最终转化为与PM2.5结合的污染物,进一步威胁人们的健康。曾等(Zeng et al.,2022)的研究发现,与电子废物有关的PM2.5会负面影响儿童的身高,并且与血浆中的胰岛素生长因子水平降低有关,对儿童的生长过程具有负面作用。 4Sh8CV9Q0xlbNt1o/O6ZDi2qGdEK/X2/fouKXCecTzSCSk+yC4JMTHM54CjLGC9v

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