我國廢棄熒光燈的回收處置現(xiàn)狀和改進(jìn)措施

沈成媛

(上海市環(huán)境學(xué)校，上海 200135)

0 引 言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國2015年的熒光燈管產(chǎn)量為41.31億根，預(yù)估2020年將達(dá)到58.37億根[1]。另外,截至2017年,我國節(jié)能燈的市場保有量已達(dá)到200多億只[2]。根據(jù)中國照明協(xié)會的統(tǒng)計(jì),我國是熒光燈產(chǎn)量和使用量大國,目前每年消耗的熒光燈數(shù)量有4億多根[3]。若廢棄熒光燈的數(shù)量按產(chǎn)量的1/4統(tǒng)計(jì)，平均每根熒光燈管的含汞量按10 mg統(tǒng)計(jì),平均每只節(jié)能燈的含汞量按5 mg統(tǒng)計(jì)，則每年由廢棄熒光燈管造成的汞污染量約有8.4 t[4]。

廢棄熒光燈被列為危險廢物的原因是其燈管外壁易破碎，使得內(nèi)部的汞易向外擴(kuò)散，從而可能造成空氣污染、土壤污染和水體污染,乃至危害人體的健康[5]。汞具有沸點(diǎn)低、易遷移和難降解的特點(diǎn)，在常溫下即可蒸發(fā)，因此廢棄熒光燈破碎之后會立即揮發(fā)出汞蒸氣,在短時間內(nèi)即可致使熒光燈周圍的汞蒸汽濃度達(dá)到10～20 mg/m3,使人體受到傷害(人體一次吸入2.5 g汞即有生命危險)[6]。汞對人體的毒害作用主要表現(xiàn)為對人的中樞神經(jīng)產(chǎn)生破壞:急性中毒會立即導(dǎo)致人死亡;慢性中毒主要會對人的消化系統(tǒng)、腎臟、呼吸系統(tǒng)、脾臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成損壞,同時伴有口腔腫脹糜爛、腎病綜合癥、腎炎、蛋白尿、肺炎和神經(jīng)衰弱等癥狀[7-8]。

1 廢棄熒光燈管回收處置現(xiàn)狀

目前，我國已頒布《國家危險廢物目錄》《危險廢物污染防治技術(shù)政策》《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》《危險廢物轉(zhuǎn)移聯(lián)單管理辦法》和《危險廢物經(jīng)營許可證管理辦法等》等有關(guān)危險廢物管理的法律法規(guī)均將廢棄熒光燈作為危險廢物進(jìn)行管理,給出了相關(guān)規(guī)定。

1.1 回收現(xiàn)狀和存在的問題分析

我國早在1998年就已將廢棄熒光燈管列入47大類危險廢物[9];同時,在《國家危險廢物目錄》第29類含汞廢物中明確指出“生產(chǎn)、銷售及使用過程中產(chǎn)生的廢含汞熒光燈管及其他廢含汞電光源”都應(yīng)按危險廢棄物進(jìn)行回收管理?？梢姡覈褜U棄熒光燈作為危險廢物進(jìn)行管理，其中企業(yè)源廢舊熒光燈管的回收管理已按危險廢物的管理方式納入危廢管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)廢棄熒光燈管由產(chǎn)生到處置的全流程管理。據(jù)統(tǒng)計(jì),2010年北京危險廢物處置中心共回收企業(yè)端的廢舊熒光燈管176 t[10]。上海市2010—2018年經(jīng)危險廢物管理系統(tǒng)登記的廢棄熒光燈回收處置情況(企業(yè)端)見圖1。由圖1可知，上海市廢棄熒光燈管的回收量不高,每年不超過300 t,而據(jù)測算上海市每年燈管的報(bào)廢量在1 500 t左右[11],相差比較大。近年來,隨著節(jié)能燈和LED燈具的推廣,熒光燈的報(bào)廢量有所下降，但廢棄熒光燈的回收處置量仍不足報(bào)廢量的15%。

圖1 上海市2010—2018年廢棄熒光燈回收處置情況

2016版《國家危險廢物目錄》將家庭產(chǎn)生的未收集分類的廢棄熒光燈納入豁免清單;美國環(huán)保部門規(guī)定家庭產(chǎn)生的廢棄熒光燈管不屬于危險廢物，可按照非危險廢物的管理要求回收處置[12]。由此可見,家庭產(chǎn)生的廢棄熒光燈難以回收管理，但這些廢棄熒光燈若不經(jīng)分類回收處理而隨其他生活垃圾一起填埋或焚燒，將使填埋場、焚燒爐成為汞污染物的集中排放區(qū)[13]。我國對家庭源廢棄熒光燈進(jìn)行管理采取的主要措施是提高人們的環(huán)保意識。例如:2008年北京市發(fā)改委開展“一元節(jié)能燈”換購宣傳活動，鼓勵人們用報(bào)廢的節(jié)能燈換購新燈，以此宣傳節(jié)能燈分類回收的環(huán)保意義，并集中回收廢棄節(jié)能燈[14];2014年上海市民非組織開展“提高居民環(huán)保意識，廢含汞燈管回收進(jìn)社區(qū)”系列活動，以建設(shè)綠色環(huán)保戰(zhàn)略聯(lián)盟為創(chuàng)新點(diǎn)，通過對交投站點(diǎn)和垃圾中轉(zhuǎn)站進(jìn)行建設(shè)和推廣，實(shí)現(xiàn)覆蓋全市的熒光燈管回收,然而目前該措施的效果并不明顯;2017年國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《生活垃圾分類制度實(shí)施方案》，將廢棄熒光燈作為有害垃圾回收。在上述措施的實(shí)施下，廢棄熒光燈的回收量有所增加，但見效緩慢。

通過分析廢棄熒光燈回收現(xiàn)狀可知，目前回收廢棄熒光燈較為困難的原因主要包括以下幾點(diǎn)：

1) 熒光燈管的使用和報(bào)廢難以追溯，熒光燈的報(bào)廢量難以統(tǒng)計(jì)，只能根據(jù)每年的產(chǎn)量和報(bào)廢期進(jìn)行估算，同時系統(tǒng)中企業(yè)廢棄熒光燈的產(chǎn)量是由企業(yè)自行填報(bào)的，難以核實(shí)其真實(shí)產(chǎn)量，導(dǎo)致熒光燈管報(bào)廢回收監(jiān)管較難；

2) 企業(yè)產(chǎn)生的廢棄熒光燈僅在環(huán)評中有回收要求，日常管理中很少有關(guān)于廢棄熒光燈的管理要求，因此日常報(bào)廢的熒光燈管沒有做到規(guī)范化收集，監(jiān)管部門更是難以發(fā)現(xiàn)問題；

3) 非工業(yè)企業(yè)日常不產(chǎn)生危險廢物，因此危險廢物管理意識欠缺，是危廢監(jiān)管的死角；

4) 商務(wù)辦公樓通常處于商業(yè)區(qū)或居住區(qū)，對危險廢物運(yùn)輸車輛的管理較為嚴(yán)格，熒光燈管的運(yùn)出難度較大；

5) 家庭源廢棄熒光燈回收主要依靠居民的環(huán)保意識實(shí)現(xiàn)，見效慢。

綜上，我國目前雖有廢棄熒光燈回收的相關(guān)管理規(guī)定和管理體系，但依然存在監(jiān)管難、管理措施難以有效落實(shí)等問題，導(dǎo)致廢棄熒光燈回收率持續(xù)偏低。

1.2 廢棄熒光燈處置現(xiàn)狀及問題分析

國內(nèi)外研究較多的廢棄熒光燈管處置方法有加硫填埋法、焚燒法和回收利用法。廢棄熒光燈管在填埋過程中會因汞滲入土壤而污染土壤和地下水，同時會因甲烷與汞發(fā)生反應(yīng)而形成甲基汞污染空氣；在對廢棄熒光燈進(jìn)行焚燒處理時,燈管內(nèi)的汞會在高溫的作用下蒸發(fā)，雖然大多數(shù)的汞蒸汽可通過冷凝過濾去除，但依然會有少部分排入大氣[5]。我國多采用混入生活垃圾進(jìn)行填埋或焚燒的方式處置廢棄熒光燈,會造成汞進(jìn)入土壤和地下水等環(huán)境中。專家預(yù)測,若每年消耗的5億只熒光燈中有1/2的汞通過填埋處置進(jìn)入土壤，則會有11%的汞排放到空氣或水體中，造成4.5 t地下水被污染[2]。

美國多采用干法工藝處理廢棄熒光燈，加設(shè)廢棄熒光燈回收系統(tǒng)，并采用負(fù)壓方式運(yùn)行，防止操作時發(fā)生汞泄露[13]。歐盟采用的廢棄熒光燈處理工藝除了干法工藝以外,還有濕法工藝[13]。目前采用的廢棄熒光燈處理工藝以干法工藝為主[15]，瑞典的MRT公司是世界上最大的廢棄熒光燈管處理設(shè)備供應(yīng)商之一[16]。目前我國大部分地區(qū)依然采用焚燒或填埋的處置方法，而部分較發(fā)達(dá)的地區(qū)已實(shí)行系統(tǒng)化管理方式，處置技術(shù)較為成熟。2009年,上海引進(jìn)瑞典MRT公司的廢棄熒光燈管處置設(shè)備，使得廢棄熒光燈處理能力達(dá)到1 728 t/a(約540萬根)，完全能滿足上海市的廢棄熒光燈處置需求。然而,設(shè)備運(yùn)行至今負(fù)荷率不足10%[11]，使得設(shè)備的運(yùn)行成本較高，加上設(shè)備引進(jìn)費(fèi)用較高，設(shè)備零部件更換不方便，造成廢棄熒光燈管處置成本遠(yuǎn)高于回收費(fèi)用，導(dǎo)致企業(yè)開展熒光燈管處置的積極性不高。

2014年，我國首臺自主研發(fā)的熒光燈具處置設(shè)備在上海試驗(yàn)成功，2015年獲得專利授權(quán)，使得我國的廢棄熒光燈處置設(shè)備不再依賴進(jìn)口，降低了廢棄熒光燈處置成本，同時增加了異形燈處理技術(shù)，擴(kuò)展了熒光燈具的處理范圍，解決了我國廢棄熒光燈處置的技術(shù)難題。然而,該設(shè)備還未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的市場化運(yùn)用。

根據(jù)企業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)摘錄情況，對2種設(shè)備的廢棄熒光燈處置效率進(jìn)行對比,結(jié)果見表1。

表1 2種設(shè)備的廢棄熒光燈處置效率對比

由表1可知，廢棄熒光燈經(jīng)處置后約有97%的資源可回收利用，廢棄熒光燈處置設(shè)備運(yùn)行回收率較高，MRT設(shè)備和國內(nèi)設(shè)備均存在熒光粉回收量較理論值偏高而其他成分回收量較理論值偏低的問題。究其原因,主要包括以下幾點(diǎn):

1) 熒光燈管經(jīng)破碎后分選，玻璃粉末質(zhì)量較小,易經(jīng)風(fēng)選混入熒光粉中，液汞蒸餾不完全附著在熒光粉上；

2) 目前熒光燈制作工藝經(jīng)過不斷改進(jìn)，燈管中液汞含量已不足理論值。

目前，廢棄熒光燈處置回收的熒光粉是作為危險廢棄物填埋處置的，不存在未蒸餾完全的汞流入環(huán)境中的情況。由此可見，100 t的廢棄熒光燈經(jīng)處置后僅有約3 t的熒光粉需進(jìn)行填埋處置，因此廢棄熒光燈的分類回收處置能實(shí)現(xiàn)危險廢物處置的無害化、減量化和資源化要求。

雖然汞不完全蒸餾不會造成有害物質(zhì)外排，但玻璃等部分可回收資源會因顆粒過細(xì)而在渦流分選過程中與熒光粉一起作為危險廢棄物被填埋處置，資源的回收量減少。另外，目前由廢棄熒光燈回收的金屬汞雖然純度已能達(dá)到99%以上，但不能作為資源回收，會造成資源浪費(fèi)，增加處置企業(yè)的成本，同時不利于資源的回收利用。

2 回收處置改進(jìn)建議

2.1 完善廢棄熒光燈回收體系

孫勝龍等[17]在提出危險廢物的管理措施時建議建立廢棄熒光燈管的全過程管理機(jī)制。全過程管理包括熒光燈管的產(chǎn)生、鑒別、標(biāo)記、分類、收集、交換、運(yùn)輸、貯存、再循環(huán)、再利用、處理和最終處置等。采用該方式對熒光燈管進(jìn)行整個生命周期的監(jiān)管，可實(shí)現(xiàn)對市場熒光燈保有量和報(bào)廢量的實(shí)施監(jiān)控，然而在全過程管理中易出現(xiàn)各監(jiān)管部門的責(zé)任疊加和責(zé)任空白等問題，出現(xiàn)監(jiān)管漏洞，使得全過程管理流于形式。若在熒光燈的管理中推行《生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度》，進(jìn)行產(chǎn)品出廠標(biāo)記、產(chǎn)品流通和報(bào)廢期數(shù)據(jù)回傳，并將報(bào)廢后的數(shù)據(jù)鏈接至危險廢物管理系統(tǒng)，則實(shí)現(xiàn)熒光燈管全生命周期的監(jiān)管能大大降低目前政府部門的監(jiān)管成本，并有效解決廢棄熒光燈回收難、監(jiān)管難的問題。

目前垃圾分類回收措施正在大規(guī)模推進(jìn)，尤其注重對廢棄熒光燈的危害及其作為有害垃圾進(jìn)行分類回收處置的必要性的宣傳，以提高居民的環(huán)保意識。該措施雖然已略有成效，但依然存在難以落地的問題。對此,可結(jié)合我國各地區(qū)的實(shí)際情況制定地方管理規(guī)定和配套管理措施，從而更有效地促進(jìn)社會源廢棄熒光燈的分類回收。

2.2 改進(jìn)廢棄熒光燈處置技術(shù)

通過不斷改進(jìn)廢棄熒光燈處置技術(shù),使得資源回收率可高達(dá)97%，但要保證設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,還需不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和更為深入的研究。在廢棄熒光燈處置工藝中，碎玻璃易經(jīng)重力分選混入熒光粉中，增加在熒光粉的處置成本。究其原因,主要是碎玻璃的質(zhì)量與熒光粉相近。因此,可考慮利用玻璃熔點(diǎn)偏低的特性,采用熔融法去除碎玻璃;或利用熒光粉與玻璃不同的光學(xué)性質(zhì),采用光學(xué)分選法分選。

采用該工藝處置廢棄熒光燈所得液汞的純度可高達(dá)99%，但按照危險廢物管理規(guī)定,必須將其作為危險廢物處置，這會增加廢棄熒光燈的處置成本。解決該問題的關(guān)鍵是制定回收所得液汞的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，使處置回收的液汞可直接作為產(chǎn)品回收，并確保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，保證回收液汞的純度。

3 結(jié) 語

廢棄熒光燈的分類回收和資源化處置對減少污染物排放、促進(jìn)資源循環(huán)利用均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。若將廢棄熒光燈隨意丟棄或采用不合適的處置方式,不僅會使環(huán)境遭受嚴(yán)重污染，而且會損害人類的健康。因此,加強(qiáng)廢棄熒光燈的源頭追溯并輔以分類回收管理規(guī)定，改進(jìn)廢棄熒光燈的處置技術(shù)和促進(jìn)可利用資源的回收迫在眉睫，是促進(jìn)廢棄熒光燈管有效回收處置的必要措施。因此,對廢棄熒光燈管進(jìn)行回收處置有利于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，對于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建立五位一體的和諧社會而言具有重要的意義。