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绿色照明不绿色解析我国节能灯污染现状

发布时间:2018-11-25 17:42:58  来源:互联网   阅读:0

绿色照明不绿色解析我国节能灯污染现状

节约电能,保护环境,满足人们对照明质量越来越高的要求是绿色照明的宗旨。但是,随着各类新型节能电光源的问世,其生产和使用过程中所带来的有害物质对环境的污染也应引起我们的关注。

当前,我国电光源产品中使用有害物质的状况令人担忧,尤其是目前越来越普及的气体放电光源类产品中汞的污染更为严重。为充分了解目前我国照明电器行业的污染情况,为制定相关的环境保护政策和措施做准备,国家发展改革委/UNDP/GEF原中国绿色照明工程促进项目办公室专门进行了调查研究,并收集了国内外有关治理方法及经验的资料,提出了加强我国照明电器行业污染控制的诸多建议。

我国电光源产品的污染现状

电光源产品中的主要有害物质包括汞、重金属铅和非金属物质砷,这些都是污染环境、危害人类健康的有害物质。由于电光源产品与其他产品不同,构成的元素也不同,有害物质的含量也不同。含汞的电光源主要包括荧光灯、高压汞灯、霓虹灯等。

目前,我国一支管径为36mm的T12荧光灯含汞量约为25~45mg;一只管径为16mm的T5荧光灯含汞量约为20mg;一支管径为10mm的紧凑型荧光灯含汞量约为10mg。我国2004年生产荧光灯约10亿支,按每支灯管平均含汞量为30mg计算,我国2004年生产的荧光灯中含汞总量约为30t。

然而实际生产过程中所消耗的汞远大于这一数字。究其原因,主要是注汞时的不合理控制、生产过程中产品报废率高等问题的存在。以40W的T12直管荧光灯为例,通过自动生产线自动注汞,需要注入20~40mg的汞,再加上工艺消耗,实际耗汞量为60~100mg。目前,在我国有相当一部分电光源生产企业注汞时采用的是液态汞,因此注汞量难以控制,加之设备简陋,在注汞过程中汞挥发情况相当严重。所以,我国生产每支荧光灯的实际耗汞量平均为45.04~48.00mg,年产10亿支荧光灯所消耗的汞量在47~60t左右。根据预测,2006~2015年,我国的荧光灯产量将达到15~20亿支,若产品的平均含汞量和生产时的平均消耗汞量仍维持目前水平,那么,到2006年底,年产荧光灯中的含汞总量将达45t,生产所消耗的汞量将达到70t左右;到2015年,年产荧光灯中的含汞总量将高达60~90t。这个数字实在令人担忧。

发达国家基于对环保问题的重视,在荧光灯生产中己禁止使用液态汞,而采用固态汞合金、金属汞包等,或者停止生产荧光灯,同时对废旧灯管制定了严格的回收措施,以防止残汞流散在空气和水中。

含汞照明电器在使用过程中一般不会发生污染,使用过程中的污染主要是照明电器破裂后造成的汞扩散致使空气污染,这种情况不常发生

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,所以在使用过程中对环境没有太大的影响。

2004年我国报废的含汞照明电器相当于40W标准荧光灯约6亿支,由于处置不当而释放到大气环境中的汞量为45~50t。目前,我们国家对于报废照明电器的回收处理还没有制定有效的措施,也没有建立符合报废照明电器本身特点的回收体系和回收机构。报废照明电器中的汞随意扩散到空气中,对环境的影响和危害非常大。

近几年我国电光源产品发展迅猛,到2003年我国各类电光源的总产量己近100亿只,其中气体放电光源的产量近20亿只。通过推算可以发现,2003年全年生产的气体放电灯用汞总量在30t左右,但由于生产方式、工艺手段等原因,实际生产过程中消耗的汞量超过60t。也就是说,最终投放市场提供给人们使用的放电灯中的含汞量仅为30t左右,而生产这些产品的同时产生的汞废气超过20亿立方米,汞废水超过1,000,000t,而由于封离的排气管、破碎灯管形成的汞渣远超过10,000t。预计废弃物中的总汞量有30t左右。我国电光源产品的增长速度很快,如果不改进目前的生产工艺和手段,不设法采用新型的环保型材料,那么,随着电光源产品产量的日益增加,汞的污染也将日趋严重。

电光源产品一般是玻璃制品,通常使用的是铅玻璃,铅玻璃按PbO含量分为轻红丹(低铅)玻璃、中红丹(中铅)玻璃和重红丹(高铅)玻璃3种。低铅玻璃的含铅量在11%左右,中铅为20%,高铅则在28%以上。因为玻璃加工的需要,白炽灯和各种荧光灯的芯柱都采用了铅玻璃,一般是含铅量在11%左右的低铅玻璃。但速度高于1200只/时的荧光灯自动生产线使用的芯柱采用的是含铅20%的中铅玻璃,甚至用28%的高铅玻璃。白炽灯和直管型荧光灯的外玻壳用钠钙玻璃,而环形荧光灯和紧凑型荧光灯则采用低铅玻管制作。我国2003年生产各种荧光灯18.5亿只用了100,000t左右的铅玻璃,再加上41亿只白炽灯芯柱用的铅玻璃120,000t左右,2003年各类电光源用铅玻璃为220,000t左右。即使全部按低铅玻璃计算,使用的PbO也超过了20,000t。另外,白炽灯、自镇流荧光灯以及高强度放电灯用的螺口和卡口灯头,都使用铅玻璃作灯脚的绝缘体。虽然每个灯头的用量很少,但这些灯的总产量接近50亿只,总量也很可观。铅玻璃中的铅是通过在配料时加入红丹或硅酸铅引入的,红丹的粉尘、玻璃熔制过程中排放的铅烟都会对环境造成污染。电光源产品使用后若随意遗弃,其铅玻璃中的氧化铅会慢慢被置换析出并污染环境。电光源产品还含有害物质砷,主要是玻璃熔制过程中用白砒作澄清剂带入的。最终残留在玻璃中的砷含量一般约为几千ppm,超过了国际上一些大公司对产品的砷含量小于1,000ppm的规定。目前国内只有少数企业生产的电光源用玻璃含砷量符合这一标准,专供上述公司采购使用。而大多数企业生产的玻管仍在使用白砒作为澄清剂,从而使玻璃里的砷含量远远超过标准。

更令人惊讶的是,市场上有些荧光灯用灯头的绝缘片中被检出含有白砒,并且其含量高达30000ppm(ppm是表示溶度的单位)。8亿支直管型荧光灯需用到570t绝缘板,其中含有的白砒竟达17t之多。由于砷是在玻璃熔制时引入的,因此熔制玻璃时将会向大气排放出大量的As203。而且在配料时,As203也会掺杂在原料的粉尘中向空气中扩散,严重地污染环境。可见,当前我国电光源产品中含有的汞、铅、砷等有害物质的情况是比较严重的,必须引起我们重视。

国内外治理光源污染的相关情况

2.1国内污染治理情况

目前,我国直形荧光灯管产量和使用量均居世界首位,但报废灯管的回收现状并不令人满意,其中绝大多数均随生活垃圾进入了垃圾填埋场,每年释出的汞及化合物量数以百吨计,严重污染了土壤和地下水源,慢性毒害人体健康,有关部门正积极规划废灯管、灯泡的回收制度。废旧灯管的处理主要有“直接破碎分离”和“切端吹扫分离”两种工艺。“直接破碎分离”的特点是结构紧凑、占地面积小、投资少,但荧光粉不可再利用;而“切端吹扫分离”能有效地将可再回收利用的稀土荧光粉分类收集,但投资较大。目前我国直形荧光灯管所用荧光粉主要成分为卤磷酸钙,经济回收价值较低,宜采用“直接破碎分离”灯管处理回收工艺。

为促进和实现国内废旧灯管的无害化、资源化处置,国内也成立了数家灯管回收处理公司。但是,这些公司在运营方面还存在一些难题,比如,灯管本身的价值很低,回收利用的成本很高,灯管很难集中回收;回收处理收费难等。目前飞利浦、松下、GE等一些大型照明生产企业己开始进行废旧灯管的回收工作,主要是通过自己的销售渠道回收废旧灯管,但是只限于自己厂家生产的灯管。

2.2国外污染治理情况

瑞典采用销售体系回收和社区回收2个平行的废旧家电回收渠道,二者互相结合,构成一个有效的回收体系。在销售商销售电子电器产品时,顾客可以免费返还功能相似的旧电子电器产品,即通过商店“以旧换新”回收,也可以在指定的收集点收集、回收,然后由生产厂家负责(或委托他人)运送到预处理厂进行拆解处理;另一个渠道是由当地政府负责提供全封闭的容器,收集消费者不能“以旧换新”的废旧电子电器产品,每个垃圾回收点都设有废家电回收箱,丢弃者只能往里放,不能往外拿,以防止废旧家电重新流入社会。

每4~5个社区设有一个垃圾分选处理站,在此设有专用场地,用来堆放、分类和整理各垃圾回收站送来的废旧家电,然后再送往预处理厂。对在垃圾车中夹杂废旧家电的,一经发现,要处以重罚。从目前的回收情况看,废旧家电绝大部分都是由收集点收集的,即基本上以社区回收为主。社区回收由地方政府负责组织和管理,收集废旧家电所需要的费用也由地方政府承担。还有一部分是由产生电子垃圾的企业直接送往处理厂的,制造商负责组织收集废旧家电并承担所有回收费用,包括:从收集点或垃圾分选站开始的回收费、运输费、后勤开销的附加费、收集费、信息费等。瑞典废旧家电的回收率是比较高的。欧盟已出台法规要求的回收量为每人每年4~6kg,瑞典实际可达到10kg,其2001年回收废旧家电所花费的资金约为2亿瑞典克朗。

目前,德国回收废旧家电的主要途径是由设在社区的收集点从家庭分散回收。运输公司将其运至分拣中心进行分拣后,交由预处理厂进行处理。回收处理费由社区支付(从居民交纳的清洁费中支出)。将来制定废旧家电回收利用法之后,只从居民清洁费中支付收集费,而从收集点开始的运输、回收、拆解、填埋等费用,均由制造商承担。另一条途径是由废旧家电的生产企业直接送到处理厂,目前也占有相当大的比例。德国政府2001年给各州下达的废旧家电回收宏观调控指标为每人每年5kg,但各州回收的情况差别很大,低的每年人均不到1kg,高的达到10kg。主要原因是施行的政策不同。要求用户在丢弃废旧家电时付费的地区,回收情况都不理想,回收量很低。不收费的地区,回收量就好些。这说明即使在发达国家,实行废旧家电的付费制也还有一定困难。

日本北海道山区的野村兴产株式会社的主要业务是一次废弃电池处理和废荧光灯处理,共有职工110人。该企业建于此地是缘于这里是日本第一个水银矿的发现地。野村兴产每年从全国收购的废电池达13000t,占全国废弃电池的20%,收集的方式是93%通过民间环保组织收集,7%通过各厂家收集。这项业务开展于1985年,目前,净化量一直在增加。野村兴产利用其生产汞的有利条件,在北海道的依托模卡(音译)矿业所有处理1000万只/年废荧光灯管的能力,根据政府颁布法规后回收量上升的需要,于2001年12月投资6亿日元,新增2250万只/年的处理能力,使2002年的处理量己达7300t(折合3650万只),同时取得对从菲律宾进口的废荧光灯管的处理权。

日本NKK公司负责废塑料回收的子公司NKK环境公司,早在2000年就从德国引进废荧光灯管的再生装置,并充分利用其在关东地区回收废塑料的点和物流系统,2001年即再生600万只灯管,效益较好,2002年又扩大到800万只。其再生方法为先将灯管的两端切掉,经吹入压风将含汞的荧光粉吹出后收集,再通过真空加热器回收汞,纯度可达99.9%,再经集中精制后供其他工业产品使用。荧光粉和玻管亦可循环加工利用。

神户制钢的子公司神钢朋太克从2001年开发了从废荧光灯管回收各项物资的新技术后,即在兵库县播启工场建成再生装置,着重回收处理关西地区的废荧光灯管,2001年的销售额即达2.5亿日元,下一步拟扩大回收范围,预计到2007年销售额将达20亿日元。具体处理方法为先将灯管两端封口切掉,再用特殊方法吹入空气将堆在玻管上的荧光粉单独回收后,再将玻管粉碎为3cm2的碎片,将堆在玻片和封口上的汞通过加热机真空高温蒸发,并在装置内浓缩为高纯汞,同时回收荧光粉中的稀有金属和封口上的铝及玻璃,供有关部门再利用。

日本九州电力公司在北九州市的机构丁利拉依兹(音译)公司也从2001年参与废荧光灯管的再生事业,当年处理约50万只废旧灯管。其特点是将废荧光灯管分解处理后,利用部分可利用部件和材料制成再生荧光灯管出售。如玻管全部利用旧件,荧光粉掺用30%再生品,质量和售价与新品相当,并优先售与提供废灯管的用户,这在日本还属首例。2001年售出了10万只,2002年增至20万只。

日本不二仓业公司与美国再生装置的大企业合作,于2001年开发成功用气化法回收废荧光灯管上的汞的技术,比过去的水洗法费用降低10%~15%,且由于不建造含汞水处理装置,投资比过去减少了1/2,2002年4月在寒川工场建成的装置,当年处理300万只废旧灯管,2004年达到600万只。

生产荧光灯的松下电器公司从2001年起对荧光灯实施租赁,并开始建立再生装置,计划在2007年后可以将自行生产并报废后的荧光灯全部处理。

3解决我国照明电器行业环境污染问题的对策

为了控制和改善我国电光源生产和使用过程中有害物质的产生和扩散,笔者提出如下解决方案。

3.1加强对生产环节的管理,从源头上降低汞的用量

从生产环节上加强对照明电器生产企业的管理,主要目的是从生产环节的源头上降低汞的使用量,从而降低汞对环境的威胁。通过对生产企业的规范化管理,提高生产企业的技术、工艺和装备水平,提高照明电器生产行业的整体水平,主要措施是制定行业发展规划,明确鼓励发展、限期整改和立即淘汰的技术、工艺和相应的企业,制定并严格生产的行政审批制度。

3.2制定行业强制性标准,建立强制性产品认证制度

我国至今还没有关于日光灯汞含量的强制性标准,现在生产中实际的情况是,荧光灯中汞的含量高低差别很大,高的达到40~50mg,低的可以控制在5mg以下。要控制照明电光源中汞的含量不是技术问题,而是国家政策和政策执行力度的问题。现在生产技术很成熟的汞齐和汞丸的使用,可以有效地控制汞的使用量,汞齐和汞丸技术可以极为精确地控制每只灯管中的汞含量,大大减轻了生产过程中逸散出的汞蒸汽对操作注汞工人的危害,也降低了产品中的汞对消费者和环境的污染。国家应该尽快制定并出台照明电光源关于汞含量的使用标准,并在行业内强制执行。

3.3定期对生产企业的生产环境进行检测,评估其环境影响

国家环境保护部门应该定期或不定期地对生产企业的生产环境进行检测和评估,对于达不到标准的企业,根据其环境污染程度做出不同的惩罚处理。

3.4完善回收体系的建设

加强教育,扩大宣传,让社会了解废旧气体放电灯破碎后汞污染的危害性,并鼓励社会各界支持和配合废旧灯管的回收。国家应该利用各种媒体和环保组织,扩大宣传,提高全社会对报废灯具污染性的认识,增强对报废灯具回收的科学处理观念。教育宣传的主要内容是汞的危害性、照明电器中汞的含量、如何合理处置报废后的灯具等。为了有利于照明电器报废后的顺利回收,在生产环节应该为报废后的回收工作做一些准备,例如在照明电器上标明该灯具汞的含量,提醒消费者报废后不要作为生活垃圾处理,并标明该品牌灯具的指定回收机构及回收机构的联系方式等信息。

3.5实行生产延伸制度

明确报废照明电器的回收,即照明电器的回收处理工作由照明电器的生产商负责。生产商可以自己建立回收处理机构,也可以委托其他的照明电器专业回收公司处理,但这种照明电器回收处理公司必须具备相应的资格,其建立必须经过国家环境保护管理部门严格审批。

同时,国家对照明电器生产商也必须进行非常严格的资格审查,实行许可证制度,将有无回收能力作为关键的一项,对于自己没有能力建立回收处理公司,而又不委托有资格、有能力的回收公司进行处理的企业,一律不颁发生产许可证。委托照明电器专业回收公司进行回收处理的,回收处理费用由生产商承担。

3.6完善报废灯具的回收体系

建立以社区为单元的回收络。照明灯具的使用主要集中在城市写字楼、宾馆饭店、居民小区等,农村居民使用含汞荧光灯的比例不高,所以,对照明电器的回收工作主要集中在城市。为了提高照明电器的回收率,建议以城市社区为单元,与写字楼和居民小区等单位的物业公司共同建立报废灯具的回收络,以此作为生产延伸制度的补充。在各社区设立报废灯具专用回收箱,由物业公司进行管理并定期进行回收。

在照明电器销售点建立报废灯具回收点。在销售商销售含汞照明电光源时。建立同销售络平行的回收络。充分发挥环保志愿者的作用,一方面对废旧灯管的危害进行宣传;另一方面动员社会各界力量收集废旧灯管。

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