LED灯环境潜在影响：降低整体资源消耗成关键
信息来源：www.gzgaoya.com 发布时间：2017.12.27
同传统的白炽灯泡相比，节能灯与LED等新型灯泡可节省70~85%的能源消耗，使用寿命也大大增加，因而被认为是一种具有巨大节能潜力的技术，然而，这些新型灯泡比传统灯泡的设计要复杂得多，具有潜在的环境不利影响，甚至与消费类电子设备相当。
节能灯和LED组件中含更多的金属。其中，节能灯要消耗更多的锑、铜(主要是用于线圈和印刷线路板)、铁、铅(印刷线路板和焊料)、汞(螺旋式节能灯)、磷、钇(荧光)和锌(防护性涂层钢)。LED灯泡需要更多的铝(散热片)、锑(LED芯片)、钡、铬(不锈钢)、铜(线圈)、镓(LED芯片)、金(LED线)、铁、铅(印刷线路板)、磷、银(反光涂层)和锌(保护层)。白炽灯泡只有钨(灯丝)和镍。
回收利用节能灯和LED灯中的金属是非常有必要的，如铜估计有26%的岩石圈储量已经用于永久使用状态或者废弃掉。对节能灯和LED灯泡的废弃物管理政策应包括制造商对废弃灯泡的回收系统或“抵押返还”(deposit-refund)制度。此外，在产品上标示其潜在的危险性，让其放入正确的垃圾分类和回收系统中，避免将其丢到常规的生活垃圾中。
由于LED灯泡需要金、银、锑、铜，所以在资源消耗上比白炽灯高2个数量级，比节能灯高2-5倍高。对节能灯来说，在资源消耗上有重要影响的物质是铜。银和金是稀贵金属，在欧盟锑也列为存在资源危机的材料。虽然在美国铜还没有达到危机的程度，但在节能灯和LED中，铜的用量非常高，是其他金属材料的1-6个数量级，发展下去也令人担忧。LED灯泡中金属含量多的是铝、钡、铬、镓，它们并会不明显导致总资源的消耗。这里需要注意的是，在考虑供应风险上，虽然镓在全球的储量估计相当大，但仍被认为是一种可能面临危机的材料，因为镓只是作为处理铝土矿和锌矿石的副产品而获取。相反，钇、钆和铈虽然也属于稀土元素，但不太会成为危机材，因为钇、铈在全球还算储量丰富，钆的用量非常少。
如果LED和节能灯以目前的速度持续地取代白炽灯泡，就会产生相当大的资源消耗，因为金、银、锑、铜的资源供应是不足的。由于金具有低电热阻抗，主要用于连接LED芯片中电极的导线。银作为LED中优良的反光涂层材料。锑是LED芯片的核心材料。铜是用于LED和节能灯中的线圈为和印刷电路板。除了改造组件技术，回收技术和管理策略也应该跟进，确保在LED和节能灯中回收的贵重金属能进入再循环。
节能灯和LED灯都可归为危险废弃物，因为可流失的铅已经极度过量了(分别为132 mg/L与44mg/L，而安全标准规定为5)和高含量的铜(111 000mg/kg和31600mg/kg，而安全标准规定为2500)、铅(CFL灯泡为3860mg/kg，安全标准规定为1000)和锌(CFL灯泡为34500mg/kg，安全标准规定为5000)，而白炽灯泡是不危险的。注意，CFL灯泡的结果中，没有考虑灯泡汞蒸气，实验样品制备过程中没有进行捕获)。与白炽灯相比，节能灯和LED灯具有较高的导致资源枯竭和毒性的潜力。
LED具有高的毒性潜力，主要是由于含铜和铝，节能灯次之，因为主要金属是铜。这些结果与潜在毒性指标(Toxic Potential Indicator，TPI)的结果有所不同。TPI的结果表明，节能灯具有高的毒性可能主要是由于其中含锌和铜，其次才是含铜的LED。白炽灯泡含铝、铜、镍，但量很低，毒性潜力小。节能灯的具有高的人类毒性和生态毒性潜力，LED次之。节能灯的人类毒性和生态毒性分别比LED高2.5倍和1.3倍，是白炽灯的2个数量级。考察灯泡中各金属元素对人类毒性和生态毒性的相对贡献，锌和铜是高的，分别占89-98%和74-89%。
综合来说，节能灯和LED灯的环境潜在影响分别高于白炽灯3-26倍和2-3倍。目前的节能灯和LED灯泡技术需要进一步发展，降低整体资源消耗和毒性潜力。权衡收益与成本的综合评估认为，从DfE生命周期角度证明寻找替代材料是很有必要，尽量减少铝、铜、金、铅、银、锌的使用。另一种方法是开发寿命更长的节能灯和LED灯泡，可减少新的资源的使用和废弃物数量。从资源回收角度来讲，灯泡中的一些金属其实又是非常有限的。因此，迫切需要适当的废弃物管理措施，或者通过革新技术减少毒性物质、金属的含量，或者延长灯泡寿命。（科学时报）
节能灯和LED组件中含更多的金属。其中，节能灯要消耗更多的锑、铜(主要是用于线圈和印刷线路板)、铁、铅(印刷线路板和焊料)、汞(螺旋式节能灯)、磷、钇(荧光)和锌(防护性涂层钢)。LED灯泡需要更多的铝(散热片)、锑(LED芯片)、钡、铬(不锈钢)、铜(线圈)、镓(LED芯片)、金(LED线)、铁、铅(印刷线路板)、磷、银(反光涂层)和锌(保护层)。白炽灯泡只有钨(灯丝)和镍。
回收利用节能灯和LED灯中的金属是非常有必要的，如铜估计有26%的岩石圈储量已经用于永久使用状态或者废弃掉。对节能灯和LED灯泡的废弃物管理政策应包括制造商对废弃灯泡的回收系统或“抵押返还”(deposit-refund)制度。此外，在产品上标示其潜在的危险性，让其放入正确的垃圾分类和回收系统中，避免将其丢到常规的生活垃圾中。
由于LED灯泡需要金、银、锑、铜，所以在资源消耗上比白炽灯高2个数量级，比节能灯高2-5倍高。对节能灯来说，在资源消耗上有重要影响的物质是铜。银和金是稀贵金属，在欧盟锑也列为存在资源危机的材料。虽然在美国铜还没有达到危机的程度，但在节能灯和LED中，铜的用量非常高，是其他金属材料的1-6个数量级，发展下去也令人担忧。LED灯泡中金属含量多的是铝、钡、铬、镓，它们并会不明显导致总资源的消耗。这里需要注意的是，在考虑供应风险上，虽然镓在全球的储量估计相当大，但仍被认为是一种可能面临危机的材料，因为镓只是作为处理铝土矿和锌矿石的副产品而获取。相反，钇、钆和铈虽然也属于稀土元素，但不太会成为危机材，因为钇、铈在全球还算储量丰富，钆的用量非常少。
如果LED和节能灯以目前的速度持续地取代白炽灯泡，就会产生相当大的资源消耗，因为金、银、锑、铜的资源供应是不足的。由于金具有低电热阻抗，主要用于连接LED芯片中电极的导线。银作为LED中优良的反光涂层材料。锑是LED芯片的核心材料。铜是用于LED和节能灯中的线圈为和印刷电路板。除了改造组件技术，回收技术和管理策略也应该跟进，确保在LED和节能灯中回收的贵重金属能进入再循环。
节能灯和LED灯都可归为危险废弃物，因为可流失的铅已经极度过量了(分别为132 mg/L与44mg/L，而安全标准规定为5)和高含量的铜(111 000mg/kg和31600mg/kg，而安全标准规定为2500)、铅(CFL灯泡为3860mg/kg，安全标准规定为1000)和锌(CFL灯泡为34500mg/kg，安全标准规定为5000)，而白炽灯泡是不危险的。注意，CFL灯泡的结果中，没有考虑灯泡汞蒸气，实验样品制备过程中没有进行捕获)。与白炽灯相比，节能灯和LED灯具有较高的导致资源枯竭和毒性的潜力。
LED具有高的毒性潜力，主要是由于含铜和铝，节能灯次之，因为主要金属是铜。这些结果与潜在毒性指标(Toxic Potential Indicator，TPI)的结果有所不同。TPI的结果表明，节能灯具有高的毒性可能主要是由于其中含锌和铜，其次才是含铜的LED。白炽灯泡含铝、铜、镍，但量很低，毒性潜力小。节能灯的具有高的人类毒性和生态毒性潜力，LED次之。节能灯的人类毒性和生态毒性分别比LED高2.5倍和1.3倍，是白炽灯的2个数量级。考察灯泡中各金属元素对人类毒性和生态毒性的相对贡献，锌和铜是高的，分别占89-98%和74-89%。
综合来说，节能灯和LED灯的环境潜在影响分别高于白炽灯3-26倍和2-3倍。目前的节能灯和LED灯泡技术需要进一步发展，降低整体资源消耗和毒性潜力。权衡收益与成本的综合评估认为，从DfE生命周期角度证明寻找替代材料是很有必要，尽量减少铝、铜、金、铅、银、锌的使用。另一种方法是开发寿命更长的节能灯和LED灯泡，可减少新的资源的使用和废弃物数量。从资源回收角度来讲，灯泡中的一些金属其实又是非常有限的。因此，迫切需要适当的废弃物管理措施，或者通过革新技术减少毒性物质、金属的含量，或者延长灯泡寿命。（科学时报）
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