电子废弃物污染作为环境污染的一种特殊形式,严重威胁着生态安全与人类健康。广东汕头市贵屿镇是全国最大的电子废弃物拆解处理集散地,由于拆解工艺简单落后,使得该地环境污染严重,居民健康受到威胁。2005年汕头大学对该地165名一至六岁儿童的血铅水平进行了调查,发现血铅负荷偏高,其中135名儿童铅中毒,中度铅中毒者达到24.4%。在我国,像贵屿镇这样的地区远不止一个,广东清远、浙江台州、河北黄骅等地都面临着严重的电子废弃物污染。面对这样的污染现实,我们不得不思考以下几个问题:什么是电子废弃物?针对其污染,我国刑法进行了怎样规制?其他国家和地区如何规定,又有哪些值得我们借鉴?
二、电子废弃物概念
三、德美关于电子废弃物的刑法规制
(一)德国
德国并没有设立专门的电子废弃物罪名,而是将其统称为“垃圾”。首先,《德国刑法典》第326条对“垃圾”范围进行了广义上的界定,包括“具有公共危险性的可传播的毒剂和病原体;可能会导致疾病发生或遗传基因改变以及易燃、易爆、具有放射性的垃圾”。在对“垃圾”进行界定时,德国并没有明确告知哪些属于刑法规制的“垃圾”,而是从可能导致的危害结果角度思考,对所谓的“垃圾”进行了一个包容性的概括,即只要某些废弃物能够导致某种损害结果,该废弃物即可视为刑法上的“垃圾”。其次,德国广泛引入了危险犯的犯罪形态,刑罚严峻。《德国刑法典》第326条规定:“在许可范围之外或者违背许可的处理程序存放、储存、排放上述垃圾的,可以判处5年以下有期徒刑或者罚金”。再者,德国刑法综合考虑了各种具体情况。《德国刑法典》第326条还规定了未遂犯、过失犯的处罚以及范围很窄的免责事由,周全地考虑了实践中可能出现的各种情况。
(二)美国
(三)总结
通过以上分析不难发现,在电子废弃物污染刑法规制方面,德国、美国都广泛采用了危险犯形态,且以抽象危险犯为主。同时,三者刑法规制范围较广,将电子废弃物很好地容纳了进来。德国将电子废弃物包含在“垃圾”范围内,美国包含在“固体废物”。此外,两者刑罚力度大,手段多样。德美两国结合自由型和罚金刑,设置了较为严厉苛刻的刑罚,犯罪之人往往面临着巨额罚金和长达数年的自由刑。
四、我国电子废弃物刑法规制
五、思考与建议
(二)引入抽象危险犯,发挥刑法的前期屏障作用
电子废弃物污染具有长期性、隐蔽性,其危害结果可能需要一个较长的潜伏期才会显现。由于人类认识水平有限,就会导致污染行为实施若干年后,人类可能最终确认其实害后果,但是因已超过追诉时效或因犯罪主体因素而无法追究刑责,鉴于此,学界一直建言污染环境犯罪应从结果犯转变为危险犯。对于环境,我们要遵循预防为主原则,不能在环境已经受到严重破坏时才去惩治犯罪,而应该提前对那些具备“严重污染环境”的危险,但还没有出现“严重污染环境”实害结果的行为予以惩处,做到未雨绸缪,防患于未然。因此我们要广泛引入抽象危险犯犯罪形态,充分发挥刑法的前期屏障作用。
(三)明确刑罚,丰富刑罚方式,加大惩罚力度
电子废弃物的化学处理也称湿法处理,将破碎后的电子废弃物颗粒投入到酸性或碱性的液体中,浸出液再经过萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤以及蒸馏等一系列的过程最终得到高品位的金属。
2、火法处理
是将电子废弃物焚烧、熔炼、烧结、熔融等,去除塑料和其他有机成分富集金属的方法。火法处理也会对环境造成严重的危害。从资源回收、生态环境保护等方面来看,这些方法都难以推广。
3、机械处理
电子废弃物的机械处理是运用各组分之间物理性质差异进行分选的方法,包括拆卸、破碎、分选等步骤,分选处理后的物质再经过后续处理可分别获得金属、塑料、玻璃等再生原料。这种处理方法具有成本低,操作简单,不易造成二次污染,易实现规模化等优势,是各国开发的热点。
4、微生物处理
关键词:电子废弃物;铜;金;绿色化学法
随着电子工业技术的迅猛发展及电子产品需求市场的不断膨胀,电子产品的数量也迅速增长。据2010年联合国环境规划署的报告,我国已成为世界第二大电子垃圾生产国,每年生产超过230万吨电子垃圾,仅次于美国的300万吨。到2020年,我国的废旧电脑将比2007年翻一番到两番,废弃手机将增长7倍。据估计,目前全世界70%的电子垃圾被运往中国进行处理。由于电子废弃物中含有大量的重金属(如汞、铅、镉等)、多氯联苯及卤素阻燃剂,按照《巴塞尔公约》附录中的规定,被列为危险废物[1]。换一个角度来看,电子废弃物又不是一种简单的普通废弃物,而是一个含有金、银、铂、铑等贵金属及铜、铁、镍等基本金属的资源富集体。据统计[2],1吨随意搜集的电子板卡中含有约272kg的塑料、130kg铜、0.45kg金、41kg铁、30kg铅、20kg锡、18kg镍和10kg锑。因此,在地球矿产资源日趋耗竭的情况下,将电子废弃物作为二次资源回收再利用具有重要的现实意义。
电子废弃物中金属回收的工艺流程如图1所示。其工艺可分为前处理及后续处理2个阶段。前处理指机械处理方法,后续处理包括火法冶金、湿法冶金和生物方法等。回收的意义在于减少污染,节约能源。绿色化学是设计和研究没有或尽可能小的环境副作用的、并在技术上、经济上可行的化学过程。因此,本文拟从可持续发展的角度出发,着重介绍电子废弃物的后续处理步骤,即绿色化学法回收电子废弃物中的铜和金。
1铜回收
1.1双氧水法
双氧水的学名是过氧化氢,呈弱酸性。中学实验室常用过氧化氢制取氧气。它的分子是由2个氢原子和2个氧原子构成的,化学式为H2O2。从化学式可看出分子中比水分子多一个氧原子,具有很强的氧化性。双氧水发生氧化反应后生成的是无任何毒害、无任何污染的水,不会形成二次污染。双氧水法回收铜的主要成分为H2SO4和H2O2。
1.1.1双氧水法溶铜原理
硫酸-双氧水溶液通过氧化还原反应回收电子废弃物中的铜。过氧化氢在酸性条件下有很强的氧化性,易分解出原子态氧,将铜氧化成氧化铜。
H2O2H2O+[O](1)
Cu+[O]CuO(2)
CuO+H2SO4CuSO4+H2O(3)
总的反应式为:
H2O2+Cu+H2SO4CuSO4+2H2O(4)
由方程式(4)可以看出,溶铜过程中,双氧水和硫酸不断消耗,生成蓝色的硫酸铜水溶液。硫酸-双氧水溶液组成非常简单,反应后的产物只有硫酸铜。反应液经过回收铜处理后可以得到纯度很高的硫酸铜晶体,整个工艺过程中无废水排放,对环境友好。
纯净的硫酸-双氧水溶液是稳定的,但当溶液中重金属离子铜的浓度逐渐增大时,将加速双氧水分解,造成双氧水用量的增大,提高了该工艺的生产成本。因此,解决溶液的稳定性是决定该法发展前途的关键。
1.2氯化铜法
酸性氯化铜溶液因具有溶铜速度快,稳定、易控制及容易再生等优点,普遍应用于目前的印刷线路板(PCB)的蚀刻工序中。酸性氯化铜溶液的主要组成为HCl和CuCl2。
1.2.1氯化铜法溶铜原理
铜原子的最外两层的电子结构为3s23p63d104s1,10个d电子中有一个比较容易激发到最外层,因此铜的价态主要是+2和+1。当具有孤对电子的Cl-与具有空轨道的Cu2+或Cu+相遇时,形成配位数不等的络离子。
Cu2+在水溶液中形成[Cu(H2O)4]2+,当加入盐酸时,溶液由蓝变绿,最后形成黄色或棕黄色的溶液。这是由于Cl-逐渐取代了[Cu(H2O)4]2+中的H2O而形成黄色的[CuCl4]2-的结果。[Cu(H2O)4]2+与[CuCl4]2-并存时溶液呈绿色。
[CuCl4]2-的络合反应为:
Cu2++4Cl-[CuCl4]2-(5)
当酸性氯化铜溶液与单质铜接触时会发生如下反应:
Cu+[CuCl4]2-2[CuCl2]-(6)
反应式(6)表示酸性氯化铜溶液回收铜的过程,即单质Cu与Cu2+生成两个Cu+的过程。反应中生成的CuCl沉淀与HCl反应生成[CuCl2]-而溶解,以致溶铜反应顺利进行。显然,酸性氯化铜法回收电子废弃物中铜的净结果是将单质铜氧化为Cu+而溶解到酸性氯化铜溶液中。
1.2.2酸性氯化铜溶液的再生和铜回收
随着溶铜反应的进行,酸性氯化铜溶液中Cu2+浓度不断减小,当Cu2+消耗至一定程度后,酸性氯化铜溶液溶铜能力将无法满足生产要求而需要再生。酸性氯化铜溶液再生是在维持溶液中其他成分不变的前提下,使溶液中的Cu+氧化为Cu2+。
电化学再生法是一种在线的再生方法,可以在阳极实现酸性氯化铜溶液再生的同时,还可在阴极沉积回收铜,使溶铜过程中增加的铜得以回收。电化学再生又称为电解再生,其基本原理为:在电解池的阳极区,Cu+发生氧化反应生成Cu2+;在电解池的阴极区,Cu2+发生还原反应生成Cu。其电极反应式为:
阳极区:4Cl-+2[CuCl2]--2e2[CuCl4]2-(7)
阴极区:[CuCl4]2-+2eCu+4Cl-(8)
该再生方法不加入任何氧化剂,几乎不排出任何废液、废气,为绿色环保工艺,符合循环经济的要求。产出的金属铜,为PCB企业增加额外的销售收入,对利润日益变薄的印制板制造业来说,这是一份不菲的经济贡献。
2金回收
2.1硫代硫酸盐法
硫代硫酸盐法因无毒、在碱性介质中溶金,被国内外认为是最具有应用前景的无毒提金方法。硫代硫酸盐是含有S2O32-基团的化合物,可看作是硫酸盐中一个氧原子被硫原子取代的产物。硫代硫酸盐与酸作用时形成的硫代硫酸立即分解为硫和亚硫酸,后者又立即分解为二氧化硫和水,反应式为:
3结语
随着现代社会的发展,对金属的需求量越来越大,而矿产资源却在不断的减少,二次资源的回收利用变得越来越重要。采用绿色化学方法回收电子废弃物中的金属,不仅为国家带来了一定的经济利益,同时也保护了我们的生存环境。
参考文献:
[1]毛玉如,李兴.电子废弃物现状与回收处理探讨[J].再生资源研究,2004,(2):11~14.
[2]张婷,王勇,盛广能,吕承凯.电子废弃物中的金属回收技术[J].电子产品可靠性与环境实验,2009,27(2):33~36.
[3]张志军,周丽娜.从印刷线路板废料中回收铜的研究[J].辽宁化工,2005,34(3):93~95.
[4]王红华,蒋玉思.酸性氯化铜液蚀刻化学以及蚀刻液再生方法评述[J].环境保护,2008,(10):57~60.
关键词:物联网电子废弃物安全监控
本文针对以上问题,结合国外先进管理经验,开发基于WEB的综合监管平台,平台包括系统自动处理联动、过程监控、前端监控功能设计,将部分处置企业违规处理现象进行抓拍和过程管理,为各级环保部门对废弃电器电子产品的日常监管和基金补贴审核工作提供技术保障,系统对于提高我国废弃电器电子产品处理处置具有非常重要的现实意义。
1电子废弃物特点
所以,电子废弃物是既特殊又宝贵的资源,理应得到广泛的重视和利用。利用科学合理的方法实现电子废弃物的资源化处理对促进我国经济、环境的协调发展具有十分重要的意义。
2关键技术
2.1无线传感网络与视频流技术
无线传感网络(WSN)采用自身的微型自动装置,可在没有任何已确定的架构帮助下构建网络,具有组网简单、节点布置方面、耗能少、寿命长的特点,无线传感器网络在收集关于物理世界的参数信息方面以获得广泛应用。
视频流不同于传统的多媒体,它的主要特点是运用可变带宽技术,以流的形式进行数字媒体的传送,从几Kbps到若干Mbps的网络环境下,人们在都可以在线欣赏到连线不断的一定品质的视频节目,在服务器端将视频数据打包后通过包交换网络经过多次路由传送到客户端,客户端将接受到额数据重新组装后播放出来。
在电子废弃物处置安全监控过程中,将无线传感网络技术与视频流技术相结合,加快了数据和视频信息的传输效率,实现传感器数据与视频流数据实时同步,从而自动采集视频信息,为前端处理提供问题追溯依据。
2.2RFID与图形处理技术
图形图像处理技术最主要的组成部分就是计算机的硬件设备与图形图像处理软件。一般情况下,计算机的硬件设备的性能越高,处理图形的效果越好,图形图像处理软件的作用主要是将计算机与显示终端之间建立联系。
在电子废弃物处置过程中,采用RFID标签保证电子产品前端、过程、末端的唯一性,防止废弃品处理工艺流程的重复和遗漏,同时结合图像处理技术对现场处理图像进行分析,判断废弃品信息是否对应,防止人为目的所产生的重复处理和遗漏处理想象的发生,有利于处理合格率和基金补贴审核工作的管理。
3系统设计
基于物联网的电子废弃物处置回收安全监控系统主要由数据采集的地磅称重系统、集成视频监控和数据分析的管理端平台组成[3],包括用于废弃电子电器处理企业的回收处理前端采集装置和废弃电子电器处理企业的流程智能分析控制装置。这些装置或设备通过4G、3G或Internet网络与位于处理企业或环保部门的废弃电子电器环保处理综合管理监管平台相连,通过监管软件实现对废弃电子电器环保处理的科学、高效、智能化管理。系统总体架构如图1所示。
图1系统总体架构
3.1前端采集装置设计
图2前端采集装置设计
3.2系统软件平台设计
系统软件平台采用开源WEB开发框架Struts,采用了MVC模式“分离显示逻辑和业务逻辑”能够有效的减弱业务逻辑接口和数据接口之间的耦合,并让视图层更富于变化。Struts包括了框架类、帮助类和定制的JSP标签库,以及大量基于JAVAEEModel2设计模式的应用技术,这种结构是其具有多种优点。系统软件平台架构见图3所示。
图3系统软件平台架构
系统平台应用层提供基于废弃电子电器处理监测数据的数据分析、统计分析等一系列计算机智能处理服务,为提炼和抽象出废弃电子电器流程处理情况,实现监测数据的实时分析、历史数据分析[5]。智能处理层由数据库、数据接入模块、数据访管理模块、安全管理以及智能分析模块五个部分组成,其中数据接入模块主要有拆解生产管理信息模块、环保部废旧家电监管模块、危废处理生产管理模块、环境在线监测管理信息模块等,本监管平台可实现已有监管信息模块的无缝衔接,并对后期可能增加接入的数据模块留有接口。
4结语
本文围绕电子废弃物的特点及处置生产过程中所存在的问题,提出了基于物联网的电子废弃物安全处置监控系统,对监控系统中所涉及的无线传感器与视频流技术、RFID与图形处理技术等进行介绍,最后对系统中的前端采集装置、系统平台进行设计。本文提出的电子废弃物处置安全监控系统对于我国废旧家电有序回收的发展,减少自然资源的消耗,实现社会的可持续发展有着重要的意义。
参考文献
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[5]古梅,焦瑞云.某电子废弃物处理企业职业病危害控制效果评价[J].中国城乡企业卫生,2009(10).
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不限于App游戏植入
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“移动电子商务虽然发展很快,但目前正处于爆发前的酝酿期。未来2年,移动电子商务一定会迎来更为迅猛的发展,我们的目标可以实现,现在一切只是开始。”卢中涛兴奋地向记者阐述对无线淘宝的期望。今年9月,淘宝网的《2011年第二季度淘宝无线电子商务数据报告》指出,上半年淘宝移动电子商务的成交金额是2010年全年成交金额的2.5倍。据采访了解,无线淘宝2011年的营业目标是2010年的5~6倍,2012年的目标将是2011年的5~6倍。