電子垃圾泛濫成災，冷凍粉碎處理法更加環保！

導讀

電子產品推動了人類社會的進步，但是電子垃圾卻泛濫成災，危害著地球環境和人類健康。然而，最近科學家新發明的冷凍粉碎處理電子垃圾的創新方法，相對於傳統的填埋、焚燒、化學處理的方法，又是怎樣更加環保地處理電子垃圾的呢？

電子垃圾

(圖片來源於：路透社)

電子垃圾是什麼？

一般來說，它是指廢棄或者淘汰的家用電器例如電冰箱、空調、洗衣機、電視機等，或者電子設備例如電腦、手機、移動電源、電池等電子產品。

(圖片來源於：維基百科)

環境污染

電子垃圾會造成環境嚴重污染，這是一個嚴峻的事實。不少電子元器件中含有對人體有害的物質，包括有毒化學物質和重金屬，例如汞、砷、鉻、鉛、鉻、溴化阻燃物、鋇、鈹、磷化物等等。

如果電子垃圾得不到妥善處理，對人類健康會造成重大危害，帶來例如癌症等多種疾病。特別是對於一些發展中國家，有些地方往往過度強調經濟利益，而沒有重視環保，人們在獲取豐厚收益的同時，也飽嘗環境污染帶來的苦果。

(圖片來源於：維基百科)

垃圾處理

目前，電子垃圾一般處理方式有「填埋、焚燒、化學處理」。

填埋

填埋，是指將電子垃圾傾倒進填滿場，進行掩埋處理。可是，電子垃圾中的重金屬有可能滲入土壤，河流和地下水，造成當地的土壤和地下水的污染，危害當地居民以及生物的健康。

焚燒

焚燒，是指高溫條件下用火焚燒電子廢棄物，去除塑料和其他有機成分富集金屬的方法。焚燒過程對於環境的危害也十分嚴重，有機物焚燒會釋放出大量的有害氣體，如劇毒的二惡英、呋喃、多氯聯苯類等致癌物質。

化學處理

化學處理，是指將電子垃圾投入到酸性或鹼性的液體中，浸出液再經過萃取、沉澱、置換、離子交換、過濾以及蒸餾等一系列的過程最終得到高品位的金屬。

但是，在化學處理的過程中要使用強酸和劇毒的氟化物等，會產生大量的廢液並排放有毒氣體，對環境產生的危害也比較大。

創新方法

因為眾所周知，這些處理方案有一個共同缺陷，就是嚴重污染環境。為了取代填埋、焚燒、化學處理等傳統辦法，最近美國萊斯大學和印度科學院提出了一種創新、環保的方案：「將電子垃圾粉碎成納米粉塵」。

萊斯大學的博士後研究員、同時也是位於班加羅爾的印度科學院研究員 Chandra Sekhar Tiwary、材料科學家 Pulickel Ajayan 、印度科學院教授 Kamanio Chattopadhyay、D.P. Mahapatra 一起在《今日材料》雜誌上發表了一篇論文，描述了這一電子垃圾處理工藝。

這項技術主要創新點就是：低溫條件下，將這些粒子粉碎得足夠小，以區分出不同的成分，這一過程比起之前電子垃圾的處理方法要相對簡單，且環保。

(圖片來源於：Chandra Sekhar Tiwary/萊斯大學)

「冷凍研磨儀」，是研究人員用於粉碎電子垃圾的主要設備。這些電子垃圾主要包括「晶元、電子元器件、以及組成印刷電路板（PCB）的聚合物」。經過該設備處理，這些電子垃圾會變成微小顆粒，從而不會相互混雜在一起，以便進行分類以及再利用。

冷凍處理

印度專家設計這種升級版的冷凍研磨儀，提供了行之有效的解決方案。它並不是加熱電子垃圾，相反它在「低溫」條件下粉碎電子垃圾材料。冷凍後的材料是易碎的，並且也容易研磨成粉。

所以，遇到麻煩和問題時，我們的情緒是「熱」的，所以往往相處的辦法也是「熱」的，然而冷卻處理為我們解決問題提供了又一創新思路，可廣泛應用於各個領域。

對此，我覺得 Tiwary 對於冷熱作用的解釋十分好。他說：

「我們利用了這種物理特性的優勢。當你加熱物體的時候，他們更有可能結合到一起：你可以將金屬放入聚合物，或者將氧化物放入聚合。這就是高溫過程，目前為此很容易用於混合。」

「但是，現在低溫條件，他們並不是想要混合。材料的基本特性：彈性模量、熱導率和熱膨脹係數，都會發生改變。這樣使得它們很容易被真正的分開。」

處理過程

(圖片來源於：Chandra Sekhar Tiwary/萊斯大學)

首先，研究人員用於測試的電子垃圾是「電腦滑鼠」，準確一點說它內部的PCB。冷凍研磨儀含有氬氣以及工具級的鋼珠。另外，源源不斷的液氮供給，使得容器內部的溫度始終保持在154開爾文(零下182華氏度)。

機器振動過程中，鋼珠首先粉碎聚合物，然後是金屬，最後是氧化物，讓這些材料變成粉末的形式，進行區分。這些顆粒的寬度在20納米到100納米之間，整個過程可維持3小時，直到這些粒子放入水後進行分離。

下圖所示，左邊是透明的環氧樹脂，右邊是加入電子垃圾的環氧樹脂。

(圖片來源於：Chandra Sekhar Tiwary/萊斯大學)

未來展望

電子垃圾，對於發展中國家造成的危害很大。一些發達國家淘汰的電子產品，會變為電子垃圾出口到發展中國家，例如非洲迦納的阿博布羅西（Agbogbloshie），它就是全球著名的電子垃圾場，也是全球污染最嚴重的。

同時，據聯合國的一份報告稱，全世界生產的大約70%的電子產品最終會以垃圾的形式流入中國，其中包括廢舊的電視、冰箱、洗衣機、電腦、手機等電子產品及其零部件。

未來，我們寄希望於文中所介紹的處理以及更多的技術創新，加上方方面面的努力和協作，更加有效地處理電子垃圾，減少其對環境的危害，有效地回收再利用，讓電子垃圾變廢為寶，造福子孫後代。

參考資料

【1】http://news.rice.edu/2017/03/21/pulverizing-e-waste-is-green-clean-and-cold-2/

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