如何拯救全球10亿部废旧手机？答案竟是3D打印 | 中澳联合应对废弃物再利用挑战

80% 的电子废弃物都没能被合理回收再利用，这不仅是资源的极大浪费，也对环境和人体健康造成了危害。为了解决这一问题，悉尼新南威尔士大学（UNSW Sydney）开发“微处理厂”，在本地完成废弃物品的回收和再加工，这一科研成果也将被引进中国。

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撰文 明小

编辑 戚译引

你还记得自己的第一部手机吗？你知道它最后到哪里去了吗？一部手机的金含量在 30mg 左右，这个数字可能微不足道；但考虑到世界水平的手机废弃数量，仅 2016 年的电子废弃物中就含有 500 吨金，价值 140 多亿人民币。

可惜的是，80% 的电子废弃物都没能回收再利用，而是走向了焚化、填埋的“不归路”，或是以侵害空气、水资源和健康为代价被不当回收。在技术和材料都较为廉价的亚洲，居民平均每 11 个月就会换一部新手机，而那些不再受宠的智能设备，经过“以旧换新”和“高价回收”后，可能大部分流向了被称作“电子垃圾拆解第一镇”的广东省汕头市贵屿镇。

贵屿有着超过 15 万的废弃电子产品拆卸工人和回收者，每天 16 小时连轴转地手动分拆来自世界各地的电子垃圾，以非正规的方式、非合法的渠道为全球约 70% 的电子废弃物善后。为了回收经济价值较高的金属，大量的电路板、铜线和塑料品在这里燃烧、酸化，有毒金属汞在食物链中逐层富集，铅、铍、镉肆意流入环境、侵入血液。

2017 年 7 月，中国终于发布了对于海外固体废物进口的“洋垃圾”禁令，给了环境和健康喘息的机会 。

贵屿镇的家庭冶金作坊，图片来源：ipsnews.net

一边是电子垃圾回收再利用的巨大经济利益，一边是它带来的健康问题和环境污染，我们不禁要问：有没有一种两全法，既能方便地回收电子设备，又不对环境和人体造成如此大的伤害？

从分散制造到“分散回收”

今年 4 月，全球首座“微处理厂”（microfactory）在悉尼新南威尔士大学（UNSW Sydney）启动，让我们瞥见了电子垃圾回收的新希望。悉尼新南威尔士大学可持续材料研究与技术中心主任维娜·萨哈及瓦拉（Veena Sahajwalla）教授对于现今的材料循环利用状态提出了新的思考：“微循环是一种新的科学范式，传统的回收适用于宏观规模，但我们需要更多地考虑微观尺度，例如铜、镍和锌混合在一起的情况。”

首座微处理厂的占地面积仅 50 平方米，利用一系列小型机器对废弃物进行相对微观上的处理。预先编程的自动化机器会代替人类，从一堆电子废弃物中挑选出电路板等有回收价值的碎块，然后将这些电路板放入一个小型的炉子中，利用设定好的温度阶梯来提取有价值的资源，例如铜合金。器件中的玻璃和塑料也可以在这种高温冶炼炉中以特定的结构结合，生产出具有一系列能工业应用的碳化硅纳米粒子。这些在微观工厂中“自产”的材料已成功应用于 3D 打印。

机器臂对电子废弃物进行分类以便回收利用 | 图片来源：University of New South Wales YouTube

有别于现代化的大型工厂，微处理厂不会带来烟囱林立、废气缭绕的景象。作为一种小而精的回收和再生系统，微处理厂可以在小城镇分散建设，对本地的废物直接进行回收和再加工，进而转化为商业材料或产品。

萨哈吉瓦拉认为，微处理厂避免了世界各地的能源密集型废物运输，她也将这些微处理厂视为分散式分布制造的体现。她说：“通常在偏远地区，运输或加工废物的物流成本过高；而这些微处理厂可以改变制造业的格局，尤其有利于岛屿市场以及偏远地区，不仅会给当地创造新的工作岗位，还会为现有的小企业提供新的机会市场。”

在 11 月 19 日于北京举办的中澳科技创新高峰研讨会上，悉尼新南威尔士大学与中国科学院科技战略咨询研究院（CASISD）宣布建立新型合作伙伴关系。萨哈及瓦拉教授表示，希望能和中国科学院科技战略咨询研究院在循环经济方面加以合作，以垃圾废物的微观处理站作为合作的起点，让这样的技术和模式也能够在中国的环境中应用起来，从而推进两方在先进材料和新材料这一领域更为广泛的合作。

维娜·萨哈及瓦拉，悉尼新南威尔士大学教授 | 图片来源：中国科学院科技战略咨询研究院

微循环工厂的建立需要密切的合作与明确的愿景。首先要对终端产品有一个非常清晰的认识，例如最终要得到的是金属还是塑料，或是合成的、复合的材料，这将决定整个循环系统的运行方向。其次是对直接进入到循环的原料进行分类，工厂的起始端也即循环的开始，具体而言就是直接收集到的废料和垃圾，例如回收到的食品包装，它们是简单的塑料包装还是含有金属材料，是聚乙烯（PE）还是聚氯乙烯（PVC），这些都需要分类。

垃圾分类从社区开始

和澳大利亚相比，中国目前的垃圾分类状况并不乐观。大部分社区垃圾回收站点没有分类系统，路边的“可回收”与“不可回收”分类垃圾桶大多数情况下也形同虚设。电池和厨余垃圾混在一起，衣服和塑料袋混在一起，木材和瓷制品混在一起，这给资源的回收再利用带来了巨大的阻碍。

萨哈吉瓦拉教授表示，如果大家把所有的垃圾扔进一个垃圾桶里面，让各种各样的废料和垃圾直接进入到微处理厂，微处理厂也处理不了那么多，也就没有办法实现材料和产品增值的目的。

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萨哈及瓦拉教授建议：“我们可以以社区为单位，或者在一定家庭数量的区域当中，设计一些集体合作性的垃圾收集和分类方式。比如说把周一作为织物回收日，只能在垃圾站点扔进衣物或者纺织相关的垃圾和废物；周二作为厨余回收日，只收集和食物相关的垃圾。以集体合作的方式来实现垃圾的分类收集和管理，也有助于最后这些原料进入微处理厂的时候高效地实现它的循环利用和增值服务。”

针对不同区域的特点，也可以着重发展特定材料的回收。在建筑业比较发达的区域，对于木材、钢材的分类回收就显得尤为重要，相应的终端产品也可以特质化，形成一个区域内的良性循环系统。

微处理厂这种研究工业实践离不开政府的支持。“假如在建筑材料上有一个政策，规定在新建的楼用木板材料中 30% 以上的原材料必须来自于可再生或可循环的材料，那就自然可以推动材料循环利用和再生的发展，”萨哈及瓦拉教授说，“在材料的循环再生上，政府和学术界有很多可以合作的地方，学者需要把我们研究的新动向和新产出及时告知政府。”

“再比如说电池，现在的一次性电池造成的污染非常严重。小朋友的玩具里用了很多小的钮扣电池，也带来了儿童吞咽电池而窒息的危险。现在的家庭对于这种潜在风险的关注意识越来越高，如果我们能把消费者的这种理念、科研和政府三者要进行有机结合，决策者在做政策引导时对消费者进行良性的引导，科研人员提供科学上的可行性和前瞻性，那么最后的循环利用也会更大程度上造福消费者。”

希望在不久的将来，被遗弃的那些智能产品也能更多地发挥新的作用，以另一种面貌重回我们身边。

 

参考资料

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