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抛弃LED和节能灯毒性大分析
来源:http://forbesautobody.com 责任编辑:ag88环亚国际 更新日期:2018-09-24 15:52
抛弃LED和节能灯毒性大分析 为了实行《美国动力独立和安全法案》(U.S. Energy Independence and Security Act)和《欧盟生态化规划指令》(EU Ecodesign Directive),人工照明体系从白炽灯过渡到节能灯(CFL)和 LED ,这是为了节约动力和削减温室气体排放。同传

  抛弃LED和节能灯毒性大分析

  为了实行《美国动力独立和安全法案》(U.S. Energy Independence and Security Act)和《欧盟生态化规划指令》(EU Ecodesign Directive),人工照明体系从白炽灯过渡到节能灯(CFL)和LED,这是为了节约动力和削减温室气体排放。同传统的白炽灯泡比较,节能灯(CFL,Compact fluorescent lamp)与发光二极管(LED)等新式灯泡可节约70~85%的动力耗费,运用寿数也大大添加,因而被以为是一种具有巨大节能潜力的技能,但是,这些新式灯泡比传统灯泡的规划要杂乱得多,具有潜在的环境晦气影响,乃至与消费类电子设备恰当。CFL和LED组件中含更多的金属。这些组件有不断定性的潜在环境影响,当抵达其作业寿数需求抛弃时,是否需求作出特别的规则呢?Seong-Rin Lim等在本月出书的环境科学与技能(Environ. Sci. Technol.)上宣布了一篇文章LED的潜在环境影响:是金属资源,仍是有毒的风险抛弃物(Potential Environmental Impacts of Light-Emitting Diodes (LEDs): Metallic Resources, Toxicity, and Hazardous Waste Classification)。他们归纳三种类型灯泡(一般白炽灯、LED和节能灯)在许多方面的状况进行了环境与资源方面的点评。

  节能灯要耗费更多的锑、铜(首要是用于线圈和印刷线路板)、铁、铅(印刷线路板和焊料)、汞(螺旋式节能灯)、磷、钇(荧光)和锌(防护性涂层钢)。LED灯泡需求更多的铝(散热片)、锑(LED芯片)、钡、铬(不锈钢)、铜(线圈)、镓(LED芯片)、金(LED线)、铁、铅(印刷线路板)、磷、银(反光涂层)和锌(维护层)。白炽灯泡只要钨(灯丝)和镍。收回运用节能灯和LED灯中的金属对错常有必要的,如铜估量有26%的岩石圈储量现已用于永久运用状况或许抛弃掉。对节能灯和LED灯泡的抛弃物办理方针应包含制造商对抛弃灯泡的收回体系或典当返还(deposit-refund)准则。此外,在产品上标明其潜在的风险性,让其放入正确的废物分类和收回体系中,避免将其丢到惯例的日子废物中。环境规划项目(Design for the Environment Program,DfE)是美国环保署1992年开发的一个项目,致力于避免污染以及给人类和环境带来的污染风险。DfE要求在规划进程中考虑产品生命周期内的环境质量问题,从资料办理一向贯穿到收回和再运用削减对环境的影响。DfE项目供给有关更安全的电子设备、更安全的阻燃剂、更安全的化学配方以及最佳环境实践。DfE选用多种规划办法,企图削减产品的出产、进程和效劳环节(整个生命周期)中对人类健康和环境影响。补助灯泡产品的收回,却是能够鼓励制造商履行DfE程序,这样也节约资源耗费,经过削减产品中的金属含量消除了不良影响。

  抛弃物毒性特性溶出程序(TCLP)是美国环保局的一种测验办法,包含总阈值约束浓度(TTLC)和可溶性阈值约束浓度(STLC),旨在模仿废物填埋场中经过水溶出而进入地下水的进程。TTLC剖析可首要断定样品中各方针剖析物的总浓度。当任何方针剖析物超越TTLC的约束时,这个抛弃物就可被归为风险抛弃物,不需进一步的测验。假如TTLC没有超出约束,其成果就用于断定STLC或废料提取试验(WET)是否必要。Calscience环境试验室还需求用鱼进行生物测定(96小时半致死浓度)。

  经过上述测验发现,因为LED灯泡需求金、银、锑、铜,所以在资源耗费上比白炽灯高2个数量级,比节能灯高2-5倍高。对节能灯来说,在资源耗费上有重要影响的物质是铜。银和金是稀贵金属,在欧盟锑也列为存在资源危机的资料。尽管在美国铜还没有到达危机的程度,但在节能灯和LED中,铜的用量十分高,是其他金属资料的1-6个数量级,开展下去也令人担忧。LED灯泡中金属含量最多的是铝、钡、铬、镓,它们并会不明显导致总资源的耗费。这儿需求留意的是,在考虑供给风险上,尽管镓在全球的储量估量恰当大,但仍被以为是一种可能面对危机的资料,因为镓仅仅作为处理铝土矿和锌矿石的副产品而获取。相反,钇、钆和铈尽管也归于稀土元素,但不太会成为危机材,因为钇、铈在全球还算储量丰厚,钆的用量十分少。

  假如LED和节能灯以现在的速度继续地代替白炽灯泡,就会发生恰当大的资源耗费,因为金、银、锑、铜的资源供给是缺乏的。因为金具有低电热阻抗,首要用于衔接LED芯片中电极的导线。银作为LED中优秀的反光涂层资料。锑是LED芯片的中心资料。铜是用于LED和节能灯中的线圈为和印刷电路板。因而,在DfE中,这些辅佐的组件(非发光技能自身)是有期望进行改造和改造的,以削减其金属含量,正如在信息和通信产业,光纤电缆代替铜电缆相同。附加的比如在实践产品的成功的DfE能够发现在美国EPA DfE网站。除了改造组件技能,收回技能和办理战略也应该跟进,保证在LED和节能灯中收回的宝贵金属能进入再循环。

  在现有的美国联邦与加州州政府的法规中,经过运用根据生命周期影响和根据损害的点评办法,评价这些灯泡产品是否可归为风险抛弃物。根据生命周期影响的办法,与惯例的生命周期评价(LCA)是不同的,它是要量化LCA中元素的毒性潜力。节能灯和LED灯都可归为风险抛弃物,因为可丢失的铅现已极度过量了(别离为132 mg/L与44mg/L,而安全标准规则为5)和高含量的铜(111 000mg/kg和31600mg/kg,而安全标准规则为2500)、铅(CFL灯泡为3860mg/kg,安全标准规则为1000)和锌(CFL灯泡为34500mg/kg,安全标准规则为5000),而白炽灯泡是不风险的。留意,CFL灯泡的成果中,没有考虑灯泡汞蒸气,试验样品制备进程中没有进行捕获)。与白炽灯比较,节能灯和LED灯具有较高的导致资源干涸和毒性的潜力,首要是因为它们具有较高的铝、铜、金、铅、银和锌。

  LED具有最高的毒性潜力,首要是因为含铜和铝,节能灯次之,因为首要金属是铜。这些成果与潜在毒性目标(Toxic Potential Indicator,TPI)的成果有所不同。TPI的成果表明,节能灯具有最高的毒性可能首要是因为其间含锌和铜,其次才是含铜的LED。白炽灯泡含铝、铜、镍,但量很低,毒性潜力小。节能灯的具有最高的人类毒性和生态毒性潜力,LED次之。节能灯的人类毒性和生态毒性别离比LED高2.5倍和1.3倍,是白炽灯的2个数量级。调查灯泡中各金属元素对人类毒性和生态毒性的相对奉献,锌和铜是最高的,别离占89?98%和74-89%。

  归纳来说,节能灯和LED灯的环境潜在影响别离高于白炽灯3-26倍和2-3倍。现在的节能灯和LED灯泡技能需求进一步开展,下降全体资源耗费和毒性潜力。权衡收益与本钱的归纳评价以为,从DfE生命周期视点证明寻觅代替资料是很有必要,尽量削减铝、铜、金、铅、银、锌的运用。另一种办法是开发寿数更长的节能灯和LED灯泡,可削减新的资源的运用和抛弃物数量。因而,在照明产品开发中,要遵从维护和可继续开展方针,除了进步动力运用功率,还应该要点开发一些在不影响他们的功能和寿数的前提下,削减风险和稀有金属含量的技能。而从资源收回视点来讲,灯泡中的一些金属其实又对错常有限的。因而,迫切需求恰当的抛弃物办理办法,或许经过改造技能削减毒性物质、金属的含量,或许延伸灯泡寿数。
 

  

   LED节能灯毒性

 
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