LED燈環境潛在影響：降低整體資源消耗成關鍵
信息來源：www.ynxieshou.org 發布時間：2017.12.27
同傳統的白熾燈泡相比，節能燈與LED等新型燈泡可節省70~85%的能源消耗，使用壽命也大大增加，因而被認為是一種具有巨大節能潛力的技術，然而，這些新型燈泡比傳統燈泡的設計要復雜得多，具有潛在的環境不利影響，甚至與消費類電子設備相當。
節能燈和LED組件中含更多的金屬。其中，節能燈要消耗更多的銻、銅(主要是用于線圈和印刷線路板)、鐵、鉛(印刷線路板和焊料)、汞(螺旋式節能燈)、磷、釔(熒光)和鋅(防護性涂層鋼)。LED燈泡需要更多的鋁(散熱片)、銻(LED芯片)、鋇、鉻(不銹鋼)、銅(線圈)、鎵(LED芯片)、金(LED線)、鐵、鉛(印刷線路板)、磷、銀(反光涂層)和鋅(保護層)。白熾燈泡只有鎢(燈絲)和鎳。
回收利用節能燈和LED燈中的金屬是非常有必要的，如銅估計有26%的巖石圈儲量已經用于永久使用狀態或者廢棄掉。對節能燈和LED燈泡的廢棄物管理政策應包括制造商對廢棄燈泡的回收系統或“抵押返還”(deposit-refund)制度。此外，在產品上標示其潛在的危險性，讓其放入正確的垃圾分類和回收系統中，避免將其丟到常規的生活垃圾中。
由于LED燈泡需要金、銀、銻、銅，所以在資源消耗上比白熾燈高2個數量級，比節能燈高2-5倍高。對節能燈來說，在資源消耗上有重要影響的物質是銅。銀和金是稀貴金屬，在歐盟銻也列為存在資源危機的材料。雖然在美國銅還沒有達到危機的程度，但在節能燈和LED中，銅的用量非常高，是其他金屬材料的1-6個數量級，發展下去也令人擔憂。LED燈泡中金屬含量多的是鋁、鋇、鉻、鎵，它們并會不明顯導致總資源的消耗。這里需要注意的是，在考慮供應風險上，雖然鎵在全球的儲量估計相當大，但仍被認為是一種可能面臨危機的材料，因為鎵只是作為處理鋁土礦和鋅礦石的副產品而獲取。相反，釔、釓和鈰雖然也屬于稀土元素，但不太會成為危機材，因為釔、鈰在全球還算儲量豐富，釓的用量非常少。
如果LED和節能燈以目前的速度持續地取代白熾燈泡，就會產生相當大的資源消耗，因為金、銀、銻、銅的資源供應是不足的。由于金具有低電熱阻抗，主要用于連接LED芯片中電極的導線。銀作為LED中優良的反光涂層材料。銻是LED芯片的核心材料。銅是用于LED和節能燈中的線圈為和印刷電路板。除了改造組件技術，回收技術和管理策略也應該跟進，確保在LED和節能燈中回收的貴重金屬能進入再循環。
節能燈和LED燈都可歸為危險廢棄物，因為可流失的鉛已經極度過量了(分別為132 mg/L與44mg/L，而安全標準規定為5)和高含量的銅(111 000mg/kg和31600mg/kg，而安全標準規定為2500)、鉛(CFL燈泡為3860mg/kg，安全標準規定為1000)和鋅(CFL燈泡為34500mg/kg，安全標準規定為5000)，而白熾燈泡是不危險的。注意，CFL燈泡的結果中，沒有考慮燈泡汞蒸氣，實驗樣品制備過程中沒有進行捕獲)。與白熾燈相比，節能燈和LED燈具有較高的導致資源枯竭和毒性的潛力。
LED具有高的毒性潛力，主要是由于含銅和鋁，節能燈次之，因為主要金屬是銅。這些結果與潛在毒性指標(Toxic Potential Indicator，TPI)的結果有所不同。TPI的結果表明，節能燈具有高的毒性可能主要是由于其中含鋅和銅，其次才是含銅的LED。白熾燈泡含鋁、銅、鎳，但量很低，毒性潛力小。節能燈的具有高的人類毒性和生態毒性潛力，LED次之。節能燈的人類毒性和生態毒性分別比LED高2.5倍和1.3倍，是白熾燈的2個數量級。考察燈泡中各金屬元素對人類毒性和生態毒性的相對貢獻，鋅和銅是高的，分別占89-98%和74-89%。
綜合來說，節能燈和LED燈的環境潛在影響分別高于白熾燈3-26倍和2-3倍。目前的節能燈和LED燈泡技術需要進一步發展，降低整體資源消耗和毒性潛力。權衡收益與成本的綜合評估認為，從DfE生命周期角度證明尋找替代材料是很有必要，盡量減少鋁、銅、金、鉛、銀、鋅的使用。另一種方法是開發壽命更長的節能燈和LED燈泡，可減少新的資源的使用和廢棄物數量。從資源回收角度來講，燈泡中的一些金屬其實又是非常有限的。因此，迫切需要適當的廢棄物管理措施，或者通過革新技術減少毒性物質、金屬的含量，或者延長燈泡壽命。（科學時報）
節能燈和LED組件中含更多的金屬。其中，節能燈要消耗更多的銻、銅(主要是用于線圈和印刷線路板)、鐵、鉛(印刷線路板和焊料)、汞(螺旋式節能燈)、磷、釔(熒光)和鋅(防護性涂層鋼)。LED燈泡需要更多的鋁(散熱片)、銻(LED芯片)、鋇、鉻(不銹鋼)、銅(線圈)、鎵(LED芯片)、金(LED線)、鐵、鉛(印刷線路板)、磷、銀(反光涂層)和鋅(保護層)。白熾燈泡只有鎢(燈絲)和鎳。
回收利用節能燈和LED燈中的金屬是非常有必要的，如銅估計有26%的巖石圈儲量已經用于永久使用狀態或者廢棄掉。對節能燈和LED燈泡的廢棄物管理政策應包括制造商對廢棄燈泡的回收系統或“抵押返還”(deposit-refund)制度。此外，在產品上標示其潛在的危險性，讓其放入正確的垃圾分類和回收系統中，避免將其丟到常規的生活垃圾中。
由于LED燈泡需要金、銀、銻、銅，所以在資源消耗上比白熾燈高2個數量級，比節能燈高2-5倍高。對節能燈來說，在資源消耗上有重要影響的物質是銅。銀和金是稀貴金屬，在歐盟銻也列為存在資源危機的材料。雖然在美國銅還沒有達到危機的程度，但在節能燈和LED中，銅的用量非常高，是其他金屬材料的1-6個數量級，發展下去也令人擔憂。LED燈泡中金屬含量多的是鋁、鋇、鉻、鎵，它們并會不明顯導致總資源的消耗。這里需要注意的是，在考慮供應風險上，雖然鎵在全球的儲量估計相當大，但仍被認為是一種可能面臨危機的材料，因為鎵只是作為處理鋁土礦和鋅礦石的副產品而獲取。相反，釔、釓和鈰雖然也屬于稀土元素，但不太會成為危機材，因為釔、鈰在全球還算儲量豐富，釓的用量非常少。
如果LED和節能燈以目前的速度持續地取代白熾燈泡，就會產生相當大的資源消耗，因為金、銀、銻、銅的資源供應是不足的。由于金具有低電熱阻抗，主要用于連接LED芯片中電極的導線。銀作為LED中優良的反光涂層材料。銻是LED芯片的核心材料。銅是用于LED和節能燈中的線圈為和印刷電路板。除了改造組件技術，回收技術和管理策略也應該跟進，確保在LED和節能燈中回收的貴重金屬能進入再循環。
節能燈和LED燈都可歸為危險廢棄物，因為可流失的鉛已經極度過量了(分別為132 mg/L與44mg/L，而安全標準規定為5)和高含量的銅(111 000mg/kg和31600mg/kg，而安全標準規定為2500)、鉛(CFL燈泡為3860mg/kg，安全標準規定為1000)和鋅(CFL燈泡為34500mg/kg，安全標準規定為5000)，而白熾燈泡是不危險的。注意，CFL燈泡的結果中，沒有考慮燈泡汞蒸氣，實驗樣品制備過程中沒有進行捕獲)。與白熾燈相比，節能燈和LED燈具有較高的導致資源枯竭和毒性的潛力。
LED具有高的毒性潛力，主要是由于含銅和鋁，節能燈次之，因為主要金屬是銅。這些結果與潛在毒性指標(Toxic Potential Indicator，TPI)的結果有所不同。TPI的結果表明，節能燈具有高的毒性可能主要是由于其中含鋅和銅，其次才是含銅的LED。白熾燈泡含鋁、銅、鎳，但量很低，毒性潛力小。節能燈的具有高的人類毒性和生態毒性潛力，LED次之。節能燈的人類毒性和生態毒性分別比LED高2.5倍和1.3倍，是白熾燈的2個數量級。考察燈泡中各金屬元素對人類毒性和生態毒性的相對貢獻，鋅和銅是高的，分別占89-98%和74-89%。
綜合來說，節能燈和LED燈的環境潛在影響分別高于白熾燈3-26倍和2-3倍。目前的節能燈和LED燈泡技術需要進一步發展，降低整體資源消耗和毒性潛力。權衡收益與成本的綜合評估認為，從DfE生命周期角度證明尋找替代材料是很有必要，盡量減少鋁、銅、金、鉛、銀、鋅的使用。另一種方法是開發壽命更長的節能燈和LED燈泡，可減少新的資源的使用和廢棄物數量。從資源回收角度來講，燈泡中的一些金屬其實又是非常有限的。因此，迫切需要適當的廢棄物管理措施，或者通過革新技術減少毒性物質、金屬的含量，或者延長燈泡壽命。（科學時報）
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