电子垃圾及其对环境及人体健康的危害

一、介绍
电子垃圾，电子废弃物的俗称，指被废弃不再使用的电子设备，主要包括电冰箱、空调、洗衣机、电视机等家用电器和计算机、手机等通讯电子产品等的淘汰品。
目前，全世界电子产品的生产量正在逐年升高，伴随着电子产品的升级周期不断缩短，新的电子产品不断的取代旧的电子产品，电子垃圾的数量也在逐年增加。
电子垃圾带来的问题十分严重。电子产品中含有大量重金属元素，这些元素将会对环境及人类健康产生非常大的威胁。目前，电子垃圾已经成为市政垃圾重金属和有机污染物的最主要来源。被填埋的电子垃圾将会污染土壤和地下水，它们产生的粉尘也可以污染空气。联合国环境规划署在2005年指出：“每年全世界会产生两千万到五千万吨的电子垃圾，这将会对环境和人类的健康产生严重的威胁。”
为了应对电子垃圾的威胁，世界各国已经开始努力构建处理电子垃圾的体系，成立专门的组织负责进行电子垃圾的回收与处理。在20世纪90年代，欧盟、日本和美国的一些州设立了一些电子垃圾的回收方案。比如德国、瑞士和中国台湾地区设定了法律法规，规定电子产品生产商回收在本国或本地区内的已达使用寿命的电子产品。
欧盟通过了两条指令，其一是《关于报废电子电器设备指令》（WEEE），其二是《危害性物质限制指令》（RoHS）。这两条指令要求成员国确保本国内的电子产品生产商设立电子垃圾回收治理的系统，并且要求成员国禁止国内生产商在产品生产过程中使用某些有毒化学元素。
然而，有些国家没有足够的能力来处理国内的电子垃圾以及应对电子垃圾中含有的有毒化学元素，于是这些国家决定将他们的困难转嫁到在电子垃圾回收方面法律法规还不健全的亚洲发展中国家的头上。这些发展中国家将电子垃圾拆解，一部分用于回收再利用，另一部分填埋于地下或扔在水体中。
联合国环境规划署在2004年提议建立一个有政策制定者和专家组成的网络体系来研究解决亚太地区的电子垃圾问题。然而到目前为止，亚洲许多地区的电子垃圾回收方面还是没有得到有效的管理。而且在这些地区中，电子垃圾对于垃圾回收者的健康及对周围环境的影响并没有得到充分的研究。
由于电子垃圾中含有大量有害化学元素，而且这些有害的化学元素可能在回收与处理的任意环节上释出，被人体及环境所吸收，因此对于电子垃圾的回收与处理我们都应该予以足够的重视。
二、电子垃圾中的主要有害元素
部件 | 成分 | 电池 | 铅、汞、镉 | 阴极射线管（CRT） | 铅、镉、锌、钇 | 开关 | 汞 | 液晶显示器 | 可能含有汞 | 印刷电路板 | 镉 | 焊接剂 | 铅、锡及其他微量金属 |
表格1、电子垃圾中的主要有害元素
铅（Pb）被广泛用于电子产品中，并且被作为铅蓄电池、阴极射线管和焊接剂的主要成分。铅对于人类、动物以及植物来说都是有剧毒的。人如果长期暴露于含铅较多的环境中，体内就会累积铅。铅对于人的神经系统，尤其是儿童正在发育的神经系统来说具有不可逆的危害。
镉（Cd）存在于一些开关和焊接剂中，也被作为充电电池、阴极射线管的成分。像铅一样，镉可以在人体内累积，对人的肾脏和骨骼结构造成危害。镉和镉的化合物是已知的致癌物，人类主要通过吸入被镉污染的烟尘摄入镉。
汞（Hg）被用于一些电池中，同时也是液晶显示器的荧光成分，它也被用于开关和继电器中。汞及其化合物具有很高的毒性，会对人的中枢神经系统及肾脏造成损害。一旦进入环境，汞会被细菌活动转化为有机甲基化形式，这是一种有毒性的，具有高度生物积累性的形式。
多氯联苯（PCBs）被广泛用作变压器和电容器的绝缘液，也被用作聚氯乙烯的阻燃增塑剂。多氯联苯是一种非常稳定而且具有高生物积累性的化学物质。它会贮存于人的脂肪组织，危害到免疫系统、肝脏、神经系统、男性及女性生殖系统，并且会增加罹患癌症的几率，造成行为改变。
多溴联苯醚（PBDEs）被用作多种材料的阻燃剂，这其中包括电子产品的外壳等部件。多溴联苯醚在环境中具有稳定性，而且有很高的生物积累性。它可以干扰动物的正常脑部发育。有一些多溴联苯醚会干扰促进生长和性成熟的激素的分泌。
三、电子垃圾的回收处理步骤

图一、印度与中国电子垃圾回收的不同步骤
以下为一些世界范围内常用的回收电子垃圾所涉及到的过程：
1、 拆解
从电子垃圾中回收塑料和金属的第一阶段涉及到拆解比较完整的电子垃圾。在这一步骤中，电子设备被拆开，同时一部分零件被移走，比如电池、阴极射线管。电池会被从手机上拆下，送去进一步处理以便获得锂、镉和镍。目前，在拆解之后一般会进行机械分离或者融化。
2、 冶炼
回收从电子设备上拆卸下来的印刷电路板的一个方法就是冶炼。目前世界上有几个大型的冶炼厂，它们负责处理超大量的电子垃圾，它们是瑞典的Boliden公司，比利时的Umicore公司，加拿大的Norada公司和德国的Norddeutsche Affinerie AG公司。
在冶炼之后，更进一步的分离和回收需要采用金属提炼法或湿法炼金的技术。
在这一个步骤中会产生一些污染。在冶炼的时候会产生空气污染，在湿法炼金的时候会产生大量含有重金属的液体。一些在冶炼的时候产生的排放会含有一些有毒金属物质，如汞，以及溴化二恶英，它来自焚烧取自印刷电路板的塑料。在瑞典的Boliden公司，冶炼产生的废物目前都被储存了起来，没有排放到环境中。 3、 机械分离
在进行拆解之后，除了进行冶炼来回收金属，还可以通过机械分离。在发达国家，机械分离要比在中国和印度的小作坊采用的方法更为复杂。印刷电路板会被打碎成小颗粒，然后通过磁力来分离有磁性的金属以及没有磁力的金属。进一步的分离是通过基于电流的方法来进行的，比如涡流分离和静电分离。静电分离还处于刚刚起步的阶段，它主要被用于从切断的电线或电缆中回收铝，以及从印刷电路板中回收铜和其他贵金属。
机械分离会涉及到碾碎和研磨电子垃圾的过程，在这个过程中，不可避免的会产生含有有毒金属的粉尘，这些粉尘经常含有铅、镉、铍。工作人员有很大的几率通过吸入这些粉尘摄入这些金属元素。

在中国和印度的小作坊中，他们采用一些更为简单的方法。在印度，人们会把印刷电路板放在明火上烤从而获得焊接剂，而在中国，人们是把印刷电路板放在温度很高的盘子上来进行这一过程的。这两种方法都会产生含有金属的空气排放物，工作在这些环境中的人很可能暴露在由加热塑料而产生的溴化二苯并二恶英和呋喃中。在去除了焊接料之后，电路板的一部分其他部件被用于再利用，而剩下的部分则会被打成粉末，以便回收金属。这一过程会产生含有金属的粉尘，人们极有可能吸入这些颗粒物。还有些时候，废弃物会直接被焚烧，以去除塑料，留下金属。这个做法很可能产生含有金属、溴化二苯并二恶英和呋喃的排放物。
他们采用的另一个方法是通过酸来回收金属。被用过的酸液，含有极高浓度的金属，直接被排放到地表或河流中，这将导致周围的环境被酸液和金属污染。
四、电子垃圾对环境及人体健康的影响
一些研究已经表明，电子垃圾对人体健康具有不好的影响，它会危害人体健康，甚至导致人死亡。
电子垃圾中含有的金属物质对人体健康有非常不利的影响。在德国，有人对五家人工拆解电子垃圾的公司进行了研究1。研究发现粉尘污染是这些公司最主要的问题。这些公司的员工每天暴露于含有镉、铅、镍、铜和银的空气中。研究人员说，在这项研究进行的时候（1998年），没有人可以保证这些空气中金属的浓度是低于法律允许的浓度的。
暴露在金属物质中这种情况也会出现在冶炼的时候，因为冶炼的原材料会释放出一部分金属物质，在冶炼的时候烟雾中也含有很多金属物质。在这个过程中，铍、镉、铅和汞，由于他们强烈的毒性，应当受到格外的关注。但是在这方面，还没有专门针对冶炼环节金属暴露问题做过的调查研究。
在电子垃圾所含有的众多金属物质中，铅是含量非常高的一种金属物质，而且铅对于环境及人体健康的影响具有非常大的影响。一个针对贵屿地区儿童铅含量的研究揭示了电子垃圾可能对一个地区环境及居民健康产生的不利影响：
贵屿，一个位于广东省汕头市潮阳区的小镇，是全球最大的电子垃圾处理中心。总面积为52.17平方千米，拥有约13.2万人（2003年）的贵屿2，一年中吸纳数百万吨的来自世界和国内的电子垃圾。在中国的贵屿，处理电子垃圾的大多是一些私人的小作坊，这些小作坊处理的材料、处理的方法、处理过程中产生的排放都没有得到足够的控制。结果导致当地儿童含铅量普遍比邻近地区的儿童含铅量高3。而且当地儿童年龄越大，体内铅含量越高4。这就说明贵屿地区铅含量明显要比邻近地区高，虽然缺乏直接的证据证实该地区过高的铅含量是由该地区大量的电子垃圾导致的，但是它们相关的可能性是非常大的。而当地儿童过高的铅含量也影响了他们的生长。当地一位5岁的孩子，脸色苍白，而且脸上长了皱纹5。
贵屿过多的电子垃圾也对当地的环境产生了危害，当地一户人家用井水泡茶，水变成漆黑色的，而用瓶装矿泉水泡茶则是正常的琥珀色6。贵屿处理电子垃圾的人家有时会将废物、用过的酸液直接倾倒在地面上或河流中，这些废弃物很可能对当地环境产生不可估量的危害。
电子垃圾对环境及人体健康的危害还表现在溴化阻燃剂上。溴化阻燃剂包含多溴联苯醚（PBDEs）、六溴环十二烷（HBCD）和四溴双酚A（TBBP-A）。它们大部分具有稳定性，有很高的生物积累性。瑞典参与电子垃圾回收的人员血液中含有高含量的多溴联苯醚（PBDEs）7。溴化阻燃剂中含有的这些物质影响了实验室中的动物的生长、神经系统、免疫系统和生殖系统。
五、结论
电子垃圾增长速度快，处理难度大，含有许多有害化学元素，会对环境及人体健康产生非常不利的影响。
目前为止全世界范围内还没有完全无害的处理电子垃圾的方法。发达国家在处理电子垃圾包含的危险化学物质及处理废物的方面法律法规更为完善，方法更为先进，在这一方面，发达国家和发展中国家存在技术差异，一些发达国家将自己无法处理的电子垃圾转移到发展中国家，给发展中国家的环境和居民健康带来了更大的危害。
在面对电子垃圾带来的挑战时，各国应该加强合作，一方面寻找更好的处理电子垃圾的方法，另一方面，也是更加理想的方法，是开发新材料，使电子产品生产商可以更少的使用含有有毒化学物质的材料生产产品。

参考资料 1、 Allsopp, M., Santillo, D. & Johnston, P., Environmental and Human Health Concerns in the Processing of Electrical and Electronic Waste, 2006. 2、 维基百科，贵屿镇，http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%B4%B5%E5%B1%BF。 3、 Xia Huo, Lin Peng, […], and Zhongxian Piao, Elevated Blood Lead Levels of Children in Guiyu, an Electronic Waste Recycling Town in China，published online 2007 March 28, 4、 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1913570/#!po=3.12500 5、 同上 6、 China Daily, Lead Levels in Children Linked to Rise to E-wastes Profits, 2011 November 16, http://www.chinadaily.com.cn/cndy/2011-11/16/content_14101761.htm 7、 Toxic Tea Party, 2007 July 23, http://www.greenpeace.org/international/en/news/features/e-waste-china-toxic-pollution-230707/ 8、 Allsopp, M., Santillo, D. & Johnston, P., Environmental and Human Health Concerns in the Processing of Electrical and Electronic Waste, 2006.