بررسی روش‌های مدیریت و بازیافت زباله‌های روبه رشد الکترونیکی با تاکید بر فرآیندهای سازگار با محیط زیست
الموضوعات :
سامان مدنیان
1
,
سید محمد علی زنجانی
2
1 - دانشکده مهندسی برق- واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
2 - مرکز تحقیقات ریز شبکه های هوشمند- واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
الکلمات المفتاحية: مدیریت زباله, آلودگی محیط زیست, زباله‌های الکترونیکی, زنجیره بلوک, پالس قدرت,
ملخص المقالة :
زباله های الکترونیکی (E-waste) شامل دستگاه های الکتریکی یا الکترونیکی منسوخ شده هستند. بازیافت زباله های الکترونیکی از نظر حفاظت از منابع و محیط زیست یک موضوع مهم است. در حال حاضر، سالانه نزدیک به 3/1 میلیارد تن زباله در سراسر جهان تولید می شود که انتظار می رود تا سال 2025 به 3/4 میلیارد تن در سال افزایش یابد. پیش بینی شده است که تولید زباله های الکتریکی از رایانه های قدیمی 500درصد طی یک دهه افزایش یابد و در سال 2020 در مقایسه با سال 2007، تلفن های همراه دور انداخته شده تقریباً 18 برابر بیشتر خواهد شد. شناخت و درک اجزای مختلف زباله های الکترونیکی به بازیافت مؤثرشان کمک می کند. تجهیزات الکترونیکی پیشرفته شامل تقریباً 60 عنصر مختلف شامل مواد با ارزش و خطرناک است. مهمترین اجزای ارزشمند زباله های الکتریکی، مدارهای چاپی (PCBs) هستند که به غیر از فلزات باارزش، حاوی مواد خطرناک بسیاری می باشند. برای جلوگیری از مسمومیت انسان و محیط زیست، تجزیه و تحلیل ویژگی ها و ترکیبات مواد مختلف در زباله های الکترونیکی و تعیین نحوه مدیریت مجدد آن ها از طریق فرآیندهای زیست محیطی سالم، امری ضروری به حساب می آید. در این مقاله، به طرح کلی مشکلات E-Wastelands شامل دسته بندی زباله های الکترونیکی، ترکیبات آن، مدیریت و فرآیندهای بازیافتی مختلف و سازگار با محیط زیست و توجه به استخراج فلزات با ارزش اشاره می شود. با وجود تلاش های بسیاری که برای توسعه فناوری بازیافت شده است؛ اما به دلیل پیچیدگی سامانه زباله های الکترونیکی، این فناوری همچنان دارای معایب بسیاری است. بنابراین در ادامه، درباره معایب هر فرآیند از نظر مشکلات فنی و درجه حفاظت از محیط زیست نیز بحث می شود.
[1] C.P. Balde, V. Forti, V. Gray, R. Kuehr, P. Stegmann, "The global e-waste monitor-2017", Quantities, flows and resources", United Nations University, International Telecommunication Union and International Solid Waste Association, 2017.
[2] R. Ganguly, "E-waste management in India- An overview", International Journal of Earth Sciences and Engineering, vol. 9, no. 2, pp. 574-588, 2016.
[3] P. Pathak, R.R. Srivastava, "Assessment of legislation and practices for the sustainable management of waste electrical and electronic equipment in India", Renewable and Sustainable Energy Reviews vol. 78, pp. 220-232, Oct. 2017 (doi: 10.1016/j.rser.2017.04.062).
[4] P.I. Label, R. OHS compliance engineer, "Directive 2002/95/EC of the European parliament and of the council of 27 January 2003 on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment", 2005 (doi: 10.1016/j.eiar.2005.04.001).
[5] E.C. Directive, "Directive 2012/19/EU of the European parliament and of the council of 4 July 2012 on waste electrical and electronic equipment, WEEE", Official Journal of the European Union, vol. 197, pp. 38-71, 2012.
[6] R. Widmer, H. Oswald-Krapf, D. Sinha-Khetriwal, M. Schnellmann, H. Böni, "Global perspectives on e-waste", Environmental Impact Assessment Review, vol. 25, no. 5, pp. 436-458, July 2005 (doi: 10.1016/j.eiar.2005.04.001).
[7] S. Pramila, M.H. Fulekar, P. Bhawana, "E-waste-A challenge for tomorrow", Research Journal of Recent Sciences, vol. 1, no. 3, pp.86-93, March 2012.
[8] Y.S. Yong, Y.A. Lim, I.M. Ilankoon, "An analysis of electronic waste management strategies and recycling operations in Malaysia: Challenges and future prospects", Journal of Cleaner Production, vol. 224, pp. 151-166, July 2019 (doi: 10.1016/j.jclepro.2019.03.205).
[9] P. Dias, A.M. Bernardes, N. Huda, "Waste electrical and electronic equipment (WEEE) management: An analysis on the Australian e-waste recycling scheme", Journal of cleaner production, vol. 197, pp. 750-764, 2018 (doi: 10.1016/j, jclepro, 2018.06.161).
[10] P. Chancerel, C.E. Meskers, C. Hagelüken, V.S. Rotter, "Assessment of precious metal flows during preprocessing of waste electrical and electronic equipment", Journal of Industrial Ecology , vol. 13, no. 5, pp. 791-810, 2009 (doi: 10.1111/j.1530-9290.2009.00171).
[11] Q.Liu, K.Q. Li, H. Zhao, G. Li, F.Y. Fan, "The global challenge of electronic waste management", Environmental Science and Pollution Research, vol. 16, no. 3, pp. 248-249, 2009.
[12] J. Neira, L. Faveret, M. Fuji, R. Miller, S. Mahdavi, V.D. Blass, "End-of-life management of cell phones in the United States", Master's Thesis, University of California, Santa Barbara, Santa Barbara 2006 (doi :10. 1109/ISEE.2008.4562849).
[13] B.H. Robinson, "E-waste: an assessment of global production and environmental impacts", Science of the total environment, vol. 408, pp. 2183-191, 2009 (doi: 10.1016/j.scitotenv.2009.09.044).
[14] A. Kasassi, P. Rakimbei, A. Karagiannidis, A. Zabaniotou, K. Tsiouvaras, A. Nastis, K. Tzafeiropoulou, "Soil contamination by heavy metals: Measurements from a closed unlined landfill", Bio resource Technology, vol. 99, no. 18, pp. 8578-8584, 2008 (doi: 10.1016/j.biortech.2008.04.010).
[15] X. Bi, B.R. Simoneit, Z. Wang, X. Wang, G. Sheng, J. Fu, "The major components of particles emitted during recycling of waste printed circuit boards in a typical e-waste workshop of South China", Atmospheric Environment, vol. 44, no. 35, pp. 4440-4445, No. 2010 (doi: 10.1016/j.atmosenv.2010.07.040).
[16] J.V. Owens, C. Lambright, B. Kathy, B. Ryan, J.E. Gray, B.K. Gullett, V.S. Wilson, "Identification of estrogenic compounds emitted from the combustion of computer printed circuit boards in electronic waste", Environmental Science & Technology, vol. 41, no. 24, pp. 8506-8511, Nov. 2007.
[17] M. Masuduzzaman, S.K. Amit, Md Alauddin, "Utilization of E-waste in concrete and its environmental impact-A review", Proceeding of the IEEE/ICSCET, pp. 1-4, Mumbai, India, Jan. 2018 (doi :10.1109/ ICSCET.2018.8537301).
[18] V. Ari, "A review of technology of metal recovery from electronic waste", E-Waste in Transition—From Pollution to Resource, 2016 (doi: 10.5772/61569).
[19] J. Cui, E. Forssberg, "Mechanical recycling of waste electric and electronic equipment: A review", Journal of hazardous materials, vol. 99, no. 3, pp. 243-263, May 2003 (doi: 10.1016/S0304-3894(03)00061-X).
[20] J. Li, P. Shrivastava, Z. Gao, H.C. Zhang, "Printed circuit board recycling: a state-of-the-art survey”, IEEE Tarns. on Electronics Packaging Manufacturing, vol. 27, no. 1, pp. 33-42, Jan. 2004 (doi: 10.1109/TEPM. 2004.830501).
[21] N. Gupta, P. Bedi, "E-waste management using block-chain based smart contracts", Proceeding of the IEEE/ICACCI, pp. 915-921, Bangalore, India, Sept. 2018 (doi: 10.1109/ICACCI.2018.8554912).
[22] F. Zhang , C. Cao, C. Li, Y. Liu, D. Huisingh, "A systematic review of recent developments in disaster waste management", Journal of Cleaner Production, vol. 235, pp. 822-840, Oct. 2019 (doi: 10.1016/j. jclepro.2019.06.229).
[23] R. Sarc, A. Curtis, L. Kandlbauer, K. Khodier, K.E. Lorber, R. Pomberger,"Digitalisation and intelligent robotics in value chain of circular economy oriented waste management–A review", Waste Management, vol. 95, pp. 476-492, July 2019 (doi: 10.1016/j.wasman.2019.06.035).
[24] R. Ganguly, "E-Waste management in India- An overview", International Journal of Earth Sciences and Engineering, vol. 9, no. 2, pp. 574-588, 2016.
[25] S. Jagdale, V. Dindkar, R. Yelawe, S. Patil, "Present scenario of E-waste disposal: A Review", International Journal for Science and Advanced Research in Technology, vol. 3, no. 6, pp. 5-9, June 2017.
[26] M. Schluep, C. Hagelueken, R. Kuehr, F. Magalini, C. Maurer, C. Meskers, E. Mueller, F. Wang, "Recycling: from E-waste to resources", United Nations Environment Programmed, pp. 2–10, 2009.
[27] R. Lakshmi, S. Nagan, "Investigations on durability characteristics of E-plastic waste incorporated concrete", Asian Journal of Civil Engineering, vol. 12, no.6, pp. 773-787, 2011.
[28] V.S.Damal, S.S. Londhe, A.B. Mane, "Utilization of electronic waste plastic in concrete", International Journal of Engineering Research and Applications, vol. 5, no. 4, pp. 38-38, 2015.
[29] C.L. Duan, Z.J. Diao, Y.M. Zhao, W. Huang, "Liberation of valuable materials in waste printed circuit boards", Minerals Engineering, vol. 70, pp. 170–177, 2015 (doi :10.1016/j.mineng.2014.09.018).
[30] D.J. Hemmert, V.I. Smirnov, "Consumer electronic waste recycling using pulsed power generated shockwaves", Proceeding of the IEEE/PMHVC, pp. 697–699, Atlanta, GA, USA, May 2010. (doi: 10.1109/IPMHVC,2010,5958454).
[31] H. Akiyama, T. Nagashima, T. Namihira, Y. Kato, N. Shimomura, S. Katsuki, T. Hisazumi, "Separation of metal from metal-plated plastic by pulsed power", IEEJ Trans. on Fundamentals and Materials, vol. 125, no. 12, pp. 1006-1010, 2005 )doi: 1541/ieejfms.125.1006(.
[32] K. Imasaka, S. Gnapowski, H. Akiyama, "Metal plating removal from insulator substrate using pulsed arc discharge", Journal of Physics: Conference Series, vol. 518, no. 1, pp. 012028, 2014 (doi: 10.1088/1742-6596/518/1/012028).
[33] T. Yamashita, H. Akiyama, T. Sakugawa, S. Hamid, R. Hosseini, "Separation process of plastic and metal from CD-R using pulsed power", Proceeding of the IEEE/IPMHVC, pp. 631-634, San Francisco, CA, USA, July 2016 (doi: 10.1109/IPMHVC.2016.8012846).
[34] T. Yamashita, N. Yoshihara, H. Hosseini, T. Sakugawa, H. Akiyama, "Development of recycling method for CD-ROM using pulsed power", IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 24, no. 6, pp. 3425–3431, Dec. 2017 (doi: 10.1109/TDEI.2017.006820).
[35] H. Nishiyama, T. Fujisawa, K. Kishi, T. Hibino, Y. Arai, K. Kojima, "Three bond technical news - light-curing resins", Three Bond CO, LTD, vol. 44, pp. 1–10, 1995.
[36] M. Akiyama, Z. Yang, S. Gnapowski, S.H.R. Hosseini, H. Akiyama, "Observation of underwater streamer discharges produced by pulsed power using high-speed camera", IEEE Transactions on Plasma Science, vol. 42, no. 10, pp. 3215–3220, Oct. 2014 (doi: 10.1109/TPS.2014.2338353).
_||_