如何拯救全球10億部廢舊手機？答案竟是3D列印

80% 的電子廢棄物都沒能被合理回收再利用，這不僅是資源的極大浪費，也對環境和人體健康造成了危害。為了解決這一問題，悉尼新南威爾士大學（UNSW Sydney）開發「微處理廠」，在本地完成廢棄物品的回收和再加工，這一科研成果也將被引進中國。

圖片來源：Pixabay

撰文 明小

編輯 戚譯引

你還記得自己的第一部手機嗎？你知道它最後到哪裡去了嗎？一部手機的金含量在 30mg 左右，這個數字可能微不足道；但考慮到世界水平的手機廢棄數量，僅 2016 年的電子廢棄物中就含有 500 噸金，價值 140 多億人民幣。

可惜的是，80% 的電子廢棄物都沒能回收再利用，而是走向了焚化、填埋的「不歸路」，或是以侵害空氣、水資源和健康為代價被不當回收。在技術和材料都較為廉價的亞洲，居民平均每 11 個月就會換一部新手機，而那些不再受寵的智能設備，經過「以舊換新」和「高價回收」後，可能大部分流向了被稱作「電子垃圾拆解第一鎮」的廣東省汕頭市貴嶼鎮。

貴嶼有著超過 15 萬的廢棄電子產品拆卸工人和回收者，每天 16 小時連軸轉地手動分拆來自世界各地的電子垃圾，以非正規的方式、非合法的渠道為全球約 70% 的電子廢棄物善後。為了回收經濟價值較高的金屬，大量的電路板、銅線和塑料品在這裡燃燒、酸化，有毒金屬汞在食物鏈中逐層富集，鉛、鈹、鎘肆意流入環境、侵入血液。

2017 年 7 月，中國終於發布了對於海外固體廢物進口的「洋垃圾」禁令，給了環境和健康喘息的機會 。

貴嶼鎮的家庭冶金作坊，圖片來源：ipsnews.net

一邊是電子垃圾回收再利用的巨大經濟利益，一邊是它帶來的健康問題和環境污染，我們不禁要問：有沒有一種兩全法，既能方便地回收電子設備，又不對環境和人體造成如此大的傷害？

從分散製造到「分散回收」

今年 4 月，全球首座「微處理廠」（microfactory）在悉尼新南威爾士大學（UNSW Sydney）啟動，讓我們瞥見了電子垃圾回收的新希望。悉尼新南威爾士大學可持續材料研究與技術中心主任維娜·薩哈及瓦拉（Veena Sahajwalla）教授對於現今的材料循環利用狀態提出了新的思考：「微循環是一種新的科學範式，傳統的回收適用於宏觀規模，但我們需要更多地考慮微觀尺度，例如銅、鎳和鋅混合在一起的情況。」

首座微處理廠的佔地面積僅 50 平方米，利用一系列小型機器對廢棄物進行相對微觀上的處理。預先編程的自動化機器會代替人類，從一堆電子廢棄物中挑選出電路板等有回收價值的碎塊，然後將這些電路板放入一個小型的爐子中，利用設定好的溫度階梯來提取有價值的資源，例如銅合金。器件中的玻璃和塑料也可以在這種高溫冶煉爐中以特定的結構結合，生產出具有一系列能工業應用的碳化硅納米粒子。這些在微觀工廠中「自產」的材料已成功應用於 3D 列印。

機器臂對電子廢棄物進行分類以便回收利用 | 圖片來源：University of New South Wales YouTube

有別於現代化的大型工廠，微處理廠不會帶來煙囪林立、廢氣繚繞的景象。作為一種小而精的回收和再生系統，微處理廠可以在小城鎮分散建設，對本地的廢物直接進行回收和再加工，進而轉化為商業材料或產品。

薩哈吉瓦拉認為，微處理廠避免了世界各地的能源密集型廢物運輸，她也將這些微處理廠視為分散式分布製造的體現。她說：「通常在偏遠地區，運輸或加工廢物的物流成本過高；而這些微處理廠可以改變製造業的格局，尤其有利於島嶼市場以及偏遠地區，不僅會給當地創造新的工作崗位，還會為現有的小企業提供新的機會市場。」

在 11 月 19 日於北京舉辦的中澳科技創新高峰研討會上，悉尼新南威爾士大學與中國科學院科技戰略諮詢研究院（CASISD）宣布建立新型合作夥伴關係。薩哈及瓦拉教授表示，希望能和中國科學院科技戰略諮詢研究院在循環經濟方面加以合作，以垃圾廢物的微觀處理站作為合作的起點，讓這樣的技術和模式也能夠在中國的環境中應用起來，從而推進兩方在先進材料和新材料這一領域更為廣泛的合作。

維娜·薩哈及瓦拉，悉尼新南威爾士大學教授 | 圖片來源：中國科學院科技戰略諮詢研究院

微循環工廠的建立需要密切的合作與明確的願景。首先要對終端產品有一個非常清晰的認識，例如最終要得到的是金屬還是塑料，或是合成的、複合的材料，這將決定整個循環系統的運行方向。其次是對直接進入到循環的原料進行分類，工廠的起始端也即循環的開始，具體而言就是直接收集到的廢料和垃圾，例如回收到的食品包裝，它們是簡單的塑料包裝還是含有金屬材料，是聚乙烯（PE）還是聚氯乙烯（PVC），這些都需要分類。

垃圾分類從社區開始

和澳大利亞相比，中國目前的垃圾分類狀況並不樂觀。大部分社區垃圾回收站點沒有分類系統，路邊的「可回收」與「不可回收」分類垃圾桶大多數情況下也形同虛設。電池和廚餘垃圾混在一起，衣服和塑料袋混在一起，木材和瓷製品混在一起，這給資源的回收再利用帶來了巨大的阻礙。

薩哈吉瓦拉教授表示，如果大家把所有的垃圾扔進一個垃圾桶裡面，讓各種各樣的廢料和垃圾直接進入到微處理廠，微處理廠也處理不了那麼多，也就沒有辦法實現材料和產品增值的目的。

圖片來源：dreamstime.com

薩哈及瓦拉教授建議：「我們可以以社區為單位，或者在一定家庭數量的區域當中，設計一些集體合作性的垃圾收集和分類方式。比如說把周一作為織物回收日，只能在垃圾站點扔進衣物或者紡織相關的垃圾和廢物；周二作為廚餘回收日，只收集和食物相關的垃圾。以集體合作的方式來實現垃圾的分類收集和管理，也有助於最後這些原料進入微處理廠的時候高效地實現它的循環利用和增值服務。」

針對不同區域的特點，也可以著重發展特定材料的回收。在建築業比較發達的區域，對於木材、鋼材的分類回收就顯得尤為重要，相應的終端產品也可以特質化，形成一個區域內的良性循環系統。

微處理廠這種研究工業實踐離不開政府的支持。「假如在建築材料上有一個政策，規定在新建的樓用木板材料中 30% 以上的原材料必須來自於可再生或可循環的材料，那就自然可以推動材料循環利用和再生的發展，」薩哈及瓦拉教授說，「在材料的循環再生上，政府和學術界有很多可以合作的地方，學者需要把我們研究的新動向和新產出及時告知政府。」

「再比如說電池，現在的一次性電池造成的污染非常嚴重。小朋友的玩具里用了很多小的鈕扣電池，也帶來了兒童吞咽電池而窒息的危險。現在的家庭對於這種潛在風險的關注意識越來越高，如果我們能把消費者的這種理念、科研和政府三者要進行有機結合，決策者在做政策引導時對消費者進行良性的引導，科研人員提供科學上的可行性和前瞻性，那麼最後的循環利用也會更大程度上造福消費者。」

希望在不久的將來，被遺棄的那些智能產品也能更多地發揮新的作用，以另一種面貌重回我們身邊。

參考資料

http://www.ipsnews.net/2010/05/china-e-waste-processing-poisons-health-environment/

http://collections.unu.edu/eserv/UNU:6341/Global-E-waste_Monitor_2017__electronic_single_pages_.pdf

http://www.bbc.com/future/story/20161117-the-rise-of-miniature-microfactories

https://newsroom.unsw.edu.au/news/science-tech/world-first-e-waste-microfactory-launched-unsw

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