20世紀(jì)以來(lái)，電子信息等高科技產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，由于技術(shù)不斷升級(jí)，使得電子產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，電子垃圾所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出，急需人們給予充分重視并且能夠妥善處理電子垃圾。電子垃圾具有以下特點(diǎn)：(1)電子產(chǎn)品壽命周期越來(lái)越短，電子垃圾的產(chǎn)生量不斷增大。在發(fā)達(dá)國(guó)家，電子垃圾年產(chǎn)生量占城市垃圾的比例分別為日本1%，美國(guó)2%~5%，歐盟4%，并且每5年以16%~28%的速度增長(zhǎng)，是城市垃圾增長(zhǎng)速度的3~5倍[1]。在國(guó)內(nèi)，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電子產(chǎn)品滲透到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，由于我國(guó)人口眾多，按社會(huì)保有量測(cè)算，我國(guó)每年將有400萬(wàn)臺(tái)電冰箱，600萬(wàn)臺(tái)洗衣機(jī)，500萬(wàn)臺(tái)電視機(jī)，500萬(wàn)臺(tái)電腦和近1000萬(wàn)部手機(jī)被淘汰[2-3]；(2)電子垃圾種類(lèi)繁多。從大型的工廠自動(dòng)化裝備到家用電器和辦公設(shè)備，再到個(gè)人的小型電子產(chǎn)品，社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域都會(huì)產(chǎn)生大量的電子垃圾[4]；(3)電子垃圾成分復(fù)雜且污染危害大。例如一臺(tái)電腦含多達(dá)700多種化學(xué)原料，其中含有大量有毒成份，如鉛、汞、鉻、鎘、多氯聯(lián)苯等；(4)電子垃圾具有很高的回收價(jià)值。丹麥一學(xué)者曾在隨意收集的1t電子卡板中，分離出塑料272kg，銅130kg，鐵41kg，鉛29kg，銻20kg，鎳18kg、錫10kg及黃金0.45kg[5]。
電子垃圾中含有的塑料種類(lèi)有聚氯乙稀、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯、聚碳酸酯、尼龍和聚酰胺、人造橡膠等[6]，電子垃圾中主要的塑料種類(lèi)及數(shù)量見(jiàn)表1。各塑料成分的機(jī)械性能有很大差別，相互不容，因而不能形成混合物作為材料重新利用，必須有效的分類(lèi)分離才能回收利用。但塑料成分物理特性很相似，而且電子垃圾中塑料還有添加劑、粘結(jié)劑、少量金屬、以及表面的油漆等成分，使得塑料成分很難有效分離，再加上收集、運(yùn)輸、清洗等費(fèi)用，回收成本相對(duì)于塑料的生產(chǎn)成本要高，所以對(duì)于電子垃圾的回收利用，吸引人的地方在于回收比較容易分離、價(jià)值高的金屬成分，對(duì)于塑料的處置往往采用填埋和焚燒的方法。由于日益枯竭的自然資源和嚴(yán)重的生態(tài)危機(jī)，以及越來(lái)越多的固體廢棄物的堆積，近年來(lái)人們?cè)絹?lái)越重視塑料的回收利用，這樣不但減少固體廢棄物體積，還回收可利用的資源。
表1電子垃圾中典型的塑料含量[7]

1電子垃圾中塑料成分回收利用研究現(xiàn)狀
1.1國(guó)內(nèi)外立法現(xiàn)狀
電子垃圾中含有大量的塑料，因其種類(lèi)較多，大多含有添加劑和阻燃劑，表面有油漆和覆蓋物，很難分離回收高品質(zhì)的塑料，回收利用的經(jīng)濟(jì)效益很低，所以沒(méi)有足夠動(dòng)力促使企業(yè)進(jìn)行回收利用，但是各國(guó)日益重視電子垃圾的回收利用，紛紛加強(qiáng)立法管制電子垃圾的產(chǎn)生和處置，也因此促進(jìn)了電子垃圾中塑料成分的回收利用。
根據(jù)歐盟委員會(huì)的預(yù)測(cè)，歐洲的電子垃圾產(chǎn)生量在1995年到2020年期間將增加45%[8]，因此歐盟各國(guó)都積極地采取措施應(yīng)對(duì)，1998年歐盟完成了《廢舊電子產(chǎn)品回收法》，要求回收利用率達(dá)90%，目前已有德國(guó)、荷蘭等5個(gè)國(guó)家起草了電子產(chǎn)品的回收法[9]。
2002年歐盟提出的《制造商擴(kuò)展負(fù)責(zé)》法案最終形成兩個(gè)法律文書(shū)：《廢棄電氣及電子設(shè)備指令》(2002/95/EC)和《關(guān)于在電氣及電子設(shè)備中禁止使用某些有害物質(zhì)的指令》(2002/96/EC)，其中涉及10大類(lèi)100多小類(lèi)的電子電氣設(shè)備，估計(jì)到2006年，歐盟成員國(guó)90%的電視、電腦、手機(jī)等電子產(chǎn)品將由制造商回收再利用[10][11]。在此基礎(chǔ)上，2004年8月歐盟《電子垃圾處理法》正式出臺(tái)，并于2005年8月正式實(shí)施[12]。
因此，歐盟國(guó)家對(duì)電子垃圾的回收利用是積極而富有成效的，瑞士是世界上最早建立電子垃圾管理系統(tǒng)的國(guó)家，并建有兩套有效的回收利用管理系統(tǒng)——SWICO和S.EN.S，分別管理電腦、電子信息技術(shù)設(shè)備和家用電器，2003年人均回收9㎏電子垃圾，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐盟制定的廢棄電氣及電子設(shè)備指令規(guī)定的人均4kg的目標(biāo)[13]。2004年，兩個(gè)管理系統(tǒng)的承包商回收利用的塑料為9133t，占回收的電子垃圾總量的12.2%[8]。
美國(guó)是世界上最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，同時(shí)也是電子垃圾的最大制造國(guó)，但電子垃圾的回收率相當(dāng)?shù)停?001年其回收利用的電子垃圾僅為總產(chǎn)生量的9%[14]。長(zhǎng)期以來(lái)，美國(guó)主要采用填埋和焚燒處理廢棄物，據(jù)估計(jì)，每年有45萬(wàn)t的塑料隨著電子垃圾被焚燒和填埋，絕大多數(shù)不做任何處理。美國(guó)于1998年開(kāi)始對(duì)回收利用方面的政策法規(guī)進(jìn)行研究，2002年開(kāi)始，美國(guó)針對(duì)廢舊家電的回收利用出臺(tái)了一系列法規(guī)，通過(guò)政府采購(gòu)優(yōu)先政策推動(dòng)電子垃圾的回收利用。一些州政府也出臺(tái)法律法規(guī)加強(qiáng)電子廢棄物的回收利用，如加利福尼亞州的電子垃圾回收利用法案規(guī)定從2004年7月1日起，購(gòu)買(mǎi)電子產(chǎn)品時(shí)要交納6~10美元的回收處理費(fèi)，并規(guī)定到2010年制造商要回收所賣(mài)出產(chǎn)品的90%或支付不等的回收處理費(fèi)。美國(guó)的一些企業(yè)如戴爾和惠普分別建立了回收其產(chǎn)品的處理工廠進(jìn)行回收處理[15]。

日本為強(qiáng)力推行資源的再生循環(huán)利用，頒布實(shí)施了《關(guān)于促進(jìn)再生資源利用的法律》，并且還通過(guò)了《特定家用機(jī)器再商品化法》，該法規(guī)定，家電的生產(chǎn)企業(yè)、零售商、消費(fèi)者共同承擔(dān)家電回收再利用的義務(wù)。2001年3月30日，日本電子工業(yè)振興協(xié)會(huì)頒布了2005年度關(guān)于生產(chǎn)廠家處理廢舊電腦和廢舊顯示器應(yīng)達(dá)到的平均再利用目標(biāo)為：再利用的零件類(lèi)和二次資源化的材料應(yīng)達(dá)到回收重量的60%[10]。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電子信息技術(shù)的進(jìn)步，電子垃圾逐漸成為我國(guó)的一種重要固體廢棄物，不但國(guó)內(nèi)的產(chǎn)生量非常大，我國(guó)還成為發(fā)達(dá)國(guó)家的電子垃圾傾倒場(chǎng)，如美國(guó)所收集的80%的電子垃圾出口到亞洲，其中90%進(jìn)入我國(guó)[16]。但是我國(guó)電子產(chǎn)品生產(chǎn)者、消費(fèi)者、電子廢棄物回收者和處理者環(huán)保意識(shí)薄弱，并且我國(guó)電子垃圾的管理制度和回收利用體系不健全?！豆腆w廢棄物污然環(huán)境防治法》對(duì)廢舊電腦的環(huán)境管理并未涉及，而已經(jīng)出臺(tái)的《廢舊家電及電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例》(征求意見(jiàn)稿)初步確定了廢舊家電回收處理的總體管理框架，但各方職責(zé)不明確，而且還沒(méi)有制定更為詳細(xì)的、更有約束力和更具可操作性的條款[17]。國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)于2003年將浙江和山東青島列為全國(guó)廢舊家電回收處置工作試點(diǎn)，各地紛紛建立符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的回收中心，并引進(jìn)了價(jià)格昂貴的拆解凈化設(shè)備，但由于我國(guó)依然是自由回收電子垃圾，回收中心難與零散的回收者在價(jià)格等方面進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，基本處于閑置狀態(tài)[18]。然而私人企業(yè)只是小規(guī)模、家庭作坊式的小企業(yè)，電子垃圾的處理技術(shù)相當(dāng)落后，進(jìn)行簡(jiǎn)單的手工拆卸，露天焚燒或直接酸洗去除電子垃圾中的塑料及其他有機(jī)成分，獲得容易提取的金屬后，直接把含有塑料等成分的殘余物丟棄到田地、河流或水渠，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。在對(duì)取自廣東貴嶼的土壤與沉積物的樣品進(jìn)行索氏萃取法萃取后用氣相色譜或質(zhì)譜分析，測(cè)得多溴聯(lián)苯醚含量達(dá)0.26~824ng/g[19]。
1.2回收利用技術(shù)的研究現(xiàn)狀
電子垃圾中塑料成分的回收處理技術(shù)主要有機(jī)械處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)、熱回收處理技術(shù)。一些學(xué)者針對(duì)電子垃圾中塑料的特點(diǎn)進(jìn)行了回收處理技術(shù)的研究，而一般廢舊塑料回收技術(shù)的研究也為電子垃圾中塑料的回收處理提供了可行的技術(shù)方法。因此，通過(guò)從不同角度對(duì)各方面處理技術(shù)的研究，建立了許多可行的技術(shù)方法，而且一些技術(shù)已經(jīng)有了工業(yè)化的應(yīng)用，取得了很好的處理效果。
1.2.1機(jī)械回收處理技術(shù)
由于電子垃圾中的塑料含有許多成分，混合的塑料很難回收利用，其市場(chǎng)價(jià)值非常低，因此塑料回收的第一步就是分類(lèi)分選，這就需要很好的機(jī)械回收處理技術(shù)。機(jī)械處理技術(shù)具有污染小，可進(jìn)行綜合回收利用，并且還可以在設(shè)計(jì)階段將可回收利用的性能融入產(chǎn)品中等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛的應(yīng)用。機(jī)械處理技術(shù)在20世紀(jì)70年代末最早由美國(guó)礦產(chǎn)局(USBM)嘗試使用，20世紀(jì)90年代以后在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛實(shí)施[20]。
機(jī)械處理技術(shù)包括拆解、粉碎、物料分選等處理過(guò)程。傳統(tǒng)拆解方法是手工操作，現(xiàn)在也開(kāi)發(fā)和使用自動(dòng)拆解技術(shù)，象美國(guó)的IBM公司和日本的NEC公司都開(kāi)發(fā)和建成了自動(dòng)拆解生產(chǎn)線[21]。為方便進(jìn)一步處理，拆解分離出的塑料要去除油漆等覆蓋物，可以采用碾磨、溶解脫膜、高溫水去除等技術(shù)。然后利用剪切破碎技術(shù)和錘磨技術(shù)粉碎，使其各種成分互相分離以去除其他外帶物質(zhì)。接著進(jìn)行分離，一般采用磁選、渦流分選和氣力搖床等技術(shù)除掉金屬和紙等物質(zhì)[11]。
Srinivas Jonna等[22]用低溫碾磨技術(shù)粉碎廢舊塑料混合物，研究發(fā)現(xiàn)可改變塑料粉末的特性，有利于回收利用。Nusruth Mohabuth等[23]研究了垂直振動(dòng)分離技術(shù)在水中分離塑料和金屬銅的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)無(wú)論模擬的混合物還是真實(shí)的電子垃圾混合物，這種技術(shù)都能實(shí)現(xiàn)塑料和金屬銅的較好分離。最后，須根據(jù)塑料的特性對(duì)塑料進(jìn)行鑒別和分選，主要有三類(lèi)分選方法，分別是基于密度分選技術(shù)(沉浮分離和旋風(fēng)分離)、基于憎水性分選技術(shù)(浮選分離)、基于極性分選技術(shù)(靜電分離)。
Masami Tsunekawa等[24]用TACUB選篩設(shè)備分離含有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)的復(fù)印機(jī)廢料，考察了水震動(dòng)的振幅和頻率的影響，發(fā)現(xiàn)在適宜的條件下可以得到很好的分離效果，分別為99.3%ABS，99.8%PS，98.6%PET，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。N. Fraunholcz[25]對(duì)浮選分離廢舊塑料技術(shù)作評(píng)述，認(rèn)為關(guān)于浮選技術(shù)研究存在著工業(yè)應(yīng)用需要與實(shí)際的理論工作的脫節(jié)，因?yàn)橐环矫娲蠖嘌芯繎?yīng)用新的塑料，很少與實(shí)際的工業(yè)廢舊塑料對(duì)比，另一方面廢舊塑料的表面特性與新鮮塑料有很大不同，一般在浮選前要經(jīng)過(guò)其他機(jī)械處理也影響其可濕性。而G?多德比巴等[26]用浮沉分離/浮選聯(lián)合從PP或PE塑料碎片中分離PET塑料碎片獲得了PET品位符合要求的產(chǎn)品。Mihai Lungu[27]根據(jù)絕緣表面電荷轉(zhuǎn)移的理論模型分析靜電分離與潮濕的空氣條件的依賴(lài)關(guān)系，為此以聚乙烯和聚苯乙烯混合進(jìn)行試驗(yàn)，并實(shí)現(xiàn)了很好的分離，因而認(rèn)為靜電分離有助于塑料的回收處理。

1.2.2化學(xué)回收處理技術(shù)
化學(xué)回收利用處理主要有解聚轉(zhuǎn)化處理、高溫分解和作為金屬氧化物的還原劑等方法。解聚轉(zhuǎn)化處理法是由歐洲塑料制造者協(xié)會(huì)開(kāi)發(fā)的，混合塑料先解聚脫鹵，然后分別在液態(tài)下和氣態(tài)下氫化，最后經(jīng)過(guò)石化處理得到產(chǎn)品，80%為液態(tài)產(chǎn)品，10%進(jìn)入氣體，10%的殘?jiān)?5%的液態(tài)產(chǎn)品可用作裂化器的給料，其余的如乙苯是汽油的成分，固體殘?jiān)膳c煤混合作為電廠燃料[14]。高溫分解處理是通過(guò)加熱的方法將塑料分解為多種物質(zhì)，它是一種新的工藝方法，對(duì)塑料預(yù)處理去除金屬、玻璃、沙子等雜質(zhì)和減小塑料的粒度后，把塑料投入焦炭爐，在含碳的還原條件下塑料高溫分解，熱解產(chǎn)物主要是可燃性的氣體或液體，少量固態(tài)產(chǎn)物是以游離碳為主的殘?jiān)?。這些產(chǎn)物中的一部分可以直接作為化工合成原料，一部分可以作為優(yōu)良的輔助燃料[28]。Maria P. Aznar等[29]在流化床中通入空氣，用白云石做催化劑，以塑料、松樹(shù)木屑和煤作為給料共同氣化，研究了不同條件下的氣體和焦渣的產(chǎn)量，氣體成分包括高熱值的H2、CO、CO2、CH4、小分子碳?xì)浠衔铮⒌贸隽溯^好的操作條件。瑞典最近的研究表明電子廢棄物中的塑料作為能源和碳源用于金屬處理是非常環(huán)保的，例如，可作為鐵礦石冶煉的還原劑，把Fe2O3還原成鐵元素[14]。
1.2.3熱回收處理技術(shù)
熱回收處理就是把回收的塑料作為燃料獲得能量，因?yàn)樗芰蟻?lái)源于對(duì)石油的加工，具有與煤炭相當(dāng)或高于煤炭的熱值，據(jù)比利時(shí)的研究人員測(cè)算，塑料的熱值大約40MJ/kg[30]。在水泥廠已成功使用回收的塑料作為燃料，據(jù)奧地利的一家使用廢舊塑料代替石油焦炭作燃料的水泥廠報(bào)道，通過(guò)連續(xù)對(duì)廢氣的流量、溫度、煙塵及含有的重金屬、二氧化硫或二氧化氮、處理參數(shù)、煙道氣的成分、以及碳?xì)浠衔锖头枷阕寤衔?、亞硝基胺等測(cè)量，發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有導(dǎo)致有害物質(zhì)的排放，與焦炭相比，二氧化硫的排放卻減少了[31]。在一些國(guó)家和地區(qū)，熱回收處理成為最常用的處理方法，2002年瑞士大約70%的回收塑料通過(guò)熱回收處理，2003年西歐大約有23%的塑料進(jìn)行熱回收處理[14]。
1.2.4其他回收處理技術(shù)
另外，為了更有效的回收處理廢舊塑料，一些學(xué)者對(duì)其他回收處理技術(shù)進(jìn)行了研究。Hongtao Wang等[32]以超臨界CO2作為溶劑提取電子線路板塑料上的阻燃劑，考察了溫度、壓力、CO2流速等因素的影響，發(fā)現(xiàn)在343K、25MPa條件下可達(dá)到90%的提取效率，并且無(wú)需夾帶劑。龍中柱等[33]研究了超臨界反應(yīng)技術(shù)在廢舊塑料回收利用方面的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)利用超臨界流體作為反應(yīng)媒介，能在短時(shí)間內(nèi)、高效率地分解各種廢舊塑料，分解反應(yīng)程度高，可以直接地獲得原單體化合物，而且?guī)缀醪挥么呋瘎磻?yīng)速度較快，能有效提高反應(yīng)效率，并且易于反應(yīng)后產(chǎn)物的分離操作。Xiaoli Su等[34]對(duì)超臨界水氧化聚氯乙烯回收石油進(jìn)行了研究，得出了最佳的反應(yīng)條件，為進(jìn)一步的研究提供基本的數(shù)據(jù)。輻射技術(shù)由于能夠穿透物體和誘導(dǎo)固相的化學(xué)反應(yīng)，可以提高塑料的機(jī)械性能，或者促進(jìn)塑料的化學(xué)鍵斷裂并分解成小分子的混合物作為化學(xué)原料和添加劑，或者用于環(huán)境友好的塑料生產(chǎn)，因而被認(rèn)為是有發(fā)展前景的回收處理技術(shù)[35]。劍橋大學(xué)的研究人員用微波輻射技術(shù)處理鋁塑料層壓的牙膏包裝物，產(chǎn)生的氣體被收集冷凝成為油蠟狀的碳?xì)浠衔?，剩余的鋁經(jīng)過(guò)粗略的篩分幾乎完全分離出來(lái)。塑料成分80%轉(zhuǎn)化成油蠟狀的有機(jī)物質(zhì)可用在其他化學(xué)過(guò)程，20%不能濃縮的成分可用作燃料和能源[36]。
2回收利用研究展望
電子垃圾中塑料的成分復(fù)雜，回收利用成本高，長(zhǎng)期以來(lái)采取填埋和焚燒的處置方式，但隨著這兩種處置方式的局限性越來(lái)越明顯，其回收利用逐漸引起了人們的重視。近年來(lái)，各國(guó)紛紛立法來(lái)管制電子垃圾的產(chǎn)生和處置，要求回收利用電子垃圾中的有用成分，減少填埋和焚燒，許多學(xué)者和企業(yè)也研究和開(kāi)發(fā)了許多可行的處理技術(shù)，但這僅僅是開(kāi)始，電子垃圾中塑料的回收仍存在一些問(wèn)題需要解決：
(1)管理方面，一方面建立健全嚴(yán)厲的法律和完善的管理體系，利用政策優(yōu)惠等措施促進(jìn)企業(yè)回收利用電子垃圾中的塑料，并且規(guī)范個(gè)人的消費(fèi)行為，提高全員的環(huán)境意識(shí)，自覺(jué)地參與回收利用。另一方面建立良好的信息管理系統(tǒng)和回收處理系統(tǒng)，以便人們根據(jù)電子垃圾的元器件組成、化學(xué)物質(zhì)成分和分類(lèi)等信息對(duì)其正確分類(lèi)整理，減少處理難度和成本，使電子垃圾中的塑料最終得到正確高效的處理。

(2)技術(shù)方面，主要是現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用和開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的回收利用技術(shù)降低塑料回收成本。機(jī)械處理技術(shù)可獲得直接利用的高品質(zhì)塑料，污染小，是應(yīng)首先考慮的處理技術(shù)，但大多機(jī)械分離技術(shù)的使用具有局限性，很難進(jìn)行工業(yè)化的應(yīng)用，有時(shí)由于物料的損失而效率低下。而化學(xué)處理技術(shù)和熱回收處理技術(shù)對(duì)塑料沒(méi)有選擇性，適用范圍廣，相對(duì)簡(jiǎn)單有效，現(xiàn)已有了一些工業(yè)化的應(yīng)用，但是這種處理技術(shù)實(shí)質(zhì)上就是石油物質(zhì)的一種循環(huán)，在處理過(guò)程中還要消耗能源和物料損失，比直接回收利用塑料的效率要低得多，并且處理過(guò)程中二次污染物的產(chǎn)生和控制有待進(jìn)一步研究。
(3)電子垃圾中塑料的處理只有實(shí)現(xiàn)從末端處理到源頭控制的轉(zhuǎn)變，才是解決問(wèn)題的根本方法：基于環(huán)境友好和可回收利用的產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是源頭控制的有效途徑，在不影響產(chǎn)品性能前提下簡(jiǎn)化產(chǎn)品，減少原材料的使用，使得廢舊產(chǎn)品容易分離，盡可能的直接回收利用塑料；開(kāi)發(fā)新型的多功能材料，減少電子產(chǎn)品中塑料的種類(lèi)及塑料添加劑的使用，促進(jìn)塑料的回收利用；制定統(tǒng)一的電子產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，使得產(chǎn)品的元器件標(biāo)準(zhǔn)化，嚴(yán)格控制電子產(chǎn)品生產(chǎn)使用有毒有害物質(zhì)，減小處理的難度，提高塑料的回收利用效率。
[參考文獻(xiàn)]略