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IT制造绿色进行时

  ■本报记者 孙永杰 李佳师

  IT产品有害物质多 毒性厉害

  有关环保组织曾对电脑生产商公布的资料进行分析,得出与电脑生产相关的数据:生产一台电脑要消耗燃料、水和化学物质等资源大约1.8吨。即使是生产一台17英寸液晶显示器电脑,也需消耗240公斤化石燃料、1500公斤水和22公斤各种化学物质。

生产与电脑相关的元件,如芯片,则必须在高度清洁无尘的车间内进行,连使用的水也要经过特别处理。可见,生产电脑消耗的资源越多,对环境造成的破坏越大。统计数字显示,生产电脑所需的化石燃料是电脑本身重量的10倍,而生产汽车和电冰箱所需的燃料只有自身重量的2倍。更令人担忧的是,生产电脑显示器、芯片、印刷电路、塑料机壳等配件时,使用了大量有毒物质如石棉、砷、汞、铅、含溴防火材料。电脑工作温度升高时,这些有毒物质有可能散发到大气中,损害我们的健康。

  另据美国一个关注电脑废物问题的组织Silicon Vahey Toxics CoaWon的报告中指出,每个电脑屏幕的显示管内约含有3.6公斤的铅,电路板中也含有这种物质,它会破坏人的神经、血液系统以及肾脏;电池和开关含有铬化物和水银,铬化物会穿过身体的薄膜,经细胞渗透,小量便会造成严重敏感,更可能造成哮喘、破坏DNA;水银会慢性破坏脑部;电脑中还含有砷、汞和其他数之不尽的重金属,这些物质会流入地下水引起严重污染,而这些污染会经过不同的途径影响人类,比如饮用地下水或食用受污染的动植物,甚至直接吸入气化的重金属。更严重的是,当雨水接触到这些埋在地底的垃圾会引起化学反应,形成“垃圾渗透液”,其毒性更是厉害。

  威盛相关负责人认为,PC和笔记本电脑的确存在或多或少的有毒有害物质,这些有害物质从根本上,是源自于PC和笔记本电脑所采取的各个部件。其中应用较普遍、危害较大的物质当数铅元素。由于电脑离不开处理器、芯片组、主板和各类板卡等,在这些集成电路的封装焊接工艺中,铅过去一直是必不可少的元素,不过随着环保意识的提高,以及欧盟RoHS环保指令的生效,包括威盛、AMD和Intel在内的半导体厂商,正逐步向无铅的封装工艺迈进。

  同方相关人士在接受《中国电子报》采访时称,仅就PC而言,目前PC制造的材料中主要含有的有毒有害物质或元素包括:铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、六价铬(Cr6+)、多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)。但这些物质在电脑中都有一个环保使用期限,PC制造材料中含有的有毒有害物质或元素在正常使用的条件下不会发生外泄或突变,用户使用该产品也不会对环境造成严重污染或对其人身、财产造成严重损害。超过这个环保使用期限,这些产品将有可能对环境造成一定的污染或对人身、财产造成一定的损害。

  中国电子技术标准化研究所认证中心技术发展部副部长杨檬对《中国电子报》记者讲,《电子信息产品污染控制管理办法》(以下简称《管理办法》)确定的有毒有害物质或元素有六种,分别是铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚,这六种有毒有害物质或元素在PC、笔记本电脑和打印机产品中都有比较广泛的应用。铅通常存在于电子信息产品的塑料添加剂、颜料、稳定剂、电池、焊接材料、镀层材料、玻璃、灯泡、固体润滑剂、橡胶中,比如印制线路板的焊点,CRT显示器用到的铅玻璃等;镉通常存在于电子信息产品的塑料稳定剂、电器触点的镀层、电池、弹簧、连接器、PCB、保险丝、颜料和涂料、半导体光电感应器中;汞通常存在于电子信息产品的塑料添加剂、着色剂、荧光灯、温控器、传感器、继电器、金属蚀刻剂、电池、防腐剂、消毒剂、粘结剂中;六价铬则可能存在于电子信息产品的金属防锈镀层、颜料、防锈剂、防腐剂、陶瓷釉中;多溴联苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)是两种溴化阻燃剂,为了防止用电火灾的发生,它们通常被使用在电子信息产品的印制电路板、连接器、塑料外壳中。

  无铅制造前景看好 亟待清障

  对于电脑铅金属和其他有毒物质的有毒危害,一方面是电脑回收的不当,如果把电脑垃圾掩埋入土,而不经任何处理,一些铅之类有毒物质就会渗透出来,对土壤造成污染,就可能通过生物降解,植物吸收,再通过食物链进入人体,如果将这些垃圾焚烧,则会产生大量的有毒有害气体,对空气造成污染。当铅金属一旦进入人体内,就会永久性扎根,随着越来越多的铅金属在人体内部的日积月累,最终会导致人体健康的重大危害。少量吸收铅也会影响人的认识能力,甚至损伤人的神经系统。

  由此可见在PC产品中铅的危害很大。所以无铅工艺被称为未来IT产品绿色制造的关键。

  上世纪90年代初,无铅工艺率先由美国提出,当时美国制订了一个标准来限制产品中的含铅量。但是由于当时无铅工艺还不成熟,加上这样做会加大厂商的制造成本,所以标准最终未能执行。但是无铅工艺的发展没有停滞,在欧洲、日本以及中国越来越多的厂商开始重视此项工艺。然而,无铅技术在生产过程中的实施还存在一些困难。

  第一,在选择无铅焊锡提供商时,如果忽视无铅合金兼容性的问题,可能会造成产品的腐蚀和损坏。第二,由于无铅再流焊比一般再流焊要高20摄氏度至30摄氏度,高温会使PCB板变形翘起,所以生产用于基站等大型设备的PCB仍很困难。第三,无铅焊接过程中焊脚提起、锡须和焊点中的空洞等焊接缺陷比锡铅工艺中发生的多,检测变得更加复杂。第四,由于表面张力和粘度的改变使得返工十分困难。第五,焊接过程的温度、时间和合金成分的确定没有统一的标准。

  同时,实施无铅的具体技术问题,也是一大难题。从狭义的无铅而言,业内到目前为止认定的无铅焊料在物理化学性能、工艺性能以及可靠性等综合方面还无法与传统的焊料相比。铅锡焊料经过很多年的发展,各种技术研究论文数以万计,而无铅材料仅仅是近几年的新生事物,人们对无铅技术的了解和研究还处于探索和实验阶段,离技术成熟还有相当长的路要走。

  尽管有文章宣称无铅焊接可靠性可以与有铅焊接相比,甚至有报道说,无铅焊接的可靠性超过了有铅焊接。但是我们看到的资料大多数是实验室检测和理化试验结果,真正在产品生产环境中经过长时间考验,而且具有重复性的报告还很少见到。也许,只有当未来在恶劣气候中高速飞奔的汽车由于一个无铅焊点的失效造成车毁人亡悲剧的时候,或者一个基站中一块无铅电路板出问题而导致亿万人通信瘫痪的时候,人们才会回头来反思当初下的轻率结论。

  可以说,绿色无铅制造技术将带给PC配件厂商不少的挑战。包括新材料成本较高,加上新制程需要更新设备,纵使业者采用改善现有设备的做法,仍会有某种程度成本垫高的情形。考虑到全球各国或是各个国际组织各自定所属标准,全球并未出现统一的国际标准,在中国内地及台湾地区的厂商多为代工、外销导向的情形之下,因此厂商们必须熟悉各国规范。

  替代材料丰富 需要过程

  鉴于目前IT产品在生产和使用过程中存在的有毒物质,在未来是否会有替代物质呢?

  威盛相关负责人接受《中国电子报》记者采访时称,对于铅来说,可以用锡、银和铜的合成物来替代。在封装工艺上可改为无铅制造工艺,威盛在这方面走在了前列。至于汞替代方面,LED背光可能是未来趋势,但需要成本的降低和技术的成熟。同样,其他污染物如聚合溴化联苯(PBB)与聚合溴化联苯乙醚(PBDE)等都有了相关的替代物或替代工艺。

  戴尔相关负责人对《中国电子报》记者讲,他们于2006年初发布了一项新的化学用品使用政策,规定在公司产品中事先甄别并去除令人担忧的成分。该政策包括承诺在2009年前逐渐停止所有溴化阻燃剂(BFR)及聚氯乙烯(PVC)在产品中的使用。为了实现这项承诺,戴尔公司已通过国际电子制造业协会(iNEMI)成立了一个行业工作小组,来寻找一种安全可靠的物质来替代印刷电路板中的四溴双酚-A(TBBP-A)成分。此外,戴尔PC的电源、主板和机箱等方面均采用了无铅设计,并早在2006年6月1日便通过并符合欧盟“特定有害物质使用限令”的要求。此外,戴尔“原料限制项目”(Restricted Materials Program)还禁止了镉等限制性原料的使用。如今,戴尔已达到了“绿色电脑”(GreenPC)和“能源之星”(Energy Star)等多项国际环境标准。同时,配备了全新、高效的Dell Energy Smart系列设置和戴尔平板液晶显示器,从而使全球客户每年可节约将近10亿美元的能源开支。

  同方认为,目前在PC制造中,镉(Cd)、六价铬(Cr6+)、多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)这些有毒有害物质或元素都是可以替代的。而以目前的技术,像CPU中的铅和LCD中的汞还暂时是不可替代的,但我们会最大限度的控制这些物质对人身、财产和环境的损害。

  中国电子技术标准化研究所认证中心技术发展部副部长杨檬在接受《中国电子报》记者采访时讲,目前,有毒有害物质或元素的替代总体上说有两种方式,一种是材料的替代,比如用适当比例的银和铜替代焊料中的铅,使传统的锡铅焊料变为无铅焊料;另一种是产品的升级换代,比如性能更好、更环保的镍氢电池、锂离子电池等出现后,镍镉电池、锌汞电池等就逐渐被淘汰,镉、汞等有毒有害物质或元素也就相当于被替代掉了。《管理办法》确定的六种有毒有害物质或元素,都是经过几十年甚至上百年验证在电子信息产品中可靠实用的材料,要被一种新材料替代,无论是哪一种替代方式,都需要一个技术革新和市场认可的过程,这种过程可能是艰难的、漫长的。

  目前,IT产品有毒材料的替代研制和应用已经取得了效果。例如,日本富士通用玉米淀粉制造了世界上第一台“玉米电脑”。该电脑采用以玉米等植物淀粉为原料的“生物降解塑料”制造了笔记本电脑的外壳。这种生物降解塑料的主要成分是聚乳酸,虽然是植物材料,但其材料特性和普通塑料完全相同,且具有与目前笔记本电脑所使用的聚碳酸酯和ABS树酯基本相同的强度,而且这种材料还不会因日常使用而变质,生产时所需的能量也降低到了以前的一半左右。此外,它在使用后还可以通过土壤中的微生物,分解成水和二氧化碳。而且还具有燃烧后不会产生二恶英等有害物质的特点。但由于尚不知如何控制其阻燃性,该材料目前只在富士通生产的“FMV-BIBLO NB”系列笔记本电脑的机壳中被采用。随着进一步研究,希望将来能在键盘、台式电脑机箱及外设等产品中也采用这种材料。

  从2005年1月起,东芝便开始销售印刷电路板和机身符合欧盟RoHS指令的笔记本电脑,从而创下了全行业的第一。这种环保机身采用了无卤素难燃材料、无铬钢板、无六价铬螺钉。在废弃塑料等的再循环中,形成了作为树脂再利用的物质性再循环利用、作为化学原料使用的化学再循环、作为燃料使用的热再循环等方法。从2006年1月起,这些符合欧盟近乎苛刻的RoHS标准的环保电路板和机身已率先在东芝的全线产品中使用。另外,充电电池使用可以再利用的金属材料,避免了电池对环境的污染。

  此外,东芝还在其他细节上进行了环保的创新。所有的包装都使用可降解材料,为了尽量减少以石油为主要原料的泡沫塑料的使用,东芝采用了再循环率较高的而安全程度不低于泡沫塑料的瓦楞纸包装,实现了产品包装的“无泡沫塑料”。东芝还推动纸资源的节约,使用电子手册或再生纸。

  2007年3月1日起,据信息产业部、国家发改委、商务部、海关总署、国家工商总局、国家质检总局、国家环保总局共同制定的《电子信息产品污染控制管理办法》,所有在我国生产或销售电子产品的企业,都必须对产品标注所含有毒有害物质的名称、成分、环保使用期限和可否回收利用等信息。对此IT厂商都以各自的方式来应对,但要彻底清除有毒物质还需一个过程。

  中国电子技术标准化研究所认证中心技术发展部副部长杨檬在接受《中国电子报》记者采访时讲,抛开产品生产过程中的水、气、声、渣等问题不说,从有毒有害物质或元素的控制角度出发,虽然PC以及打印机等电子信息产品中用到了一些有毒有害物质或元素,但这些有毒有害物质或元素在消费者正常使用情况下并不会发生外泄或突变等情况,也就是说,这些产品在使用过程中是无污染和环保的。我们需要关注的,实际上应该是电子信息产品中的这些有毒有害物质或元素在产品废弃后应如何处理,因为它们多数情况下是难以处理的,处理不当还会造成严重的污染。作为厂商来讲,一方面有些企业已经提前走入第二步,开始对产品中用到的有毒有害物质或元素进行替代,这就降低了产品废弃后的处理难度,不会因为产品含有有毒有害物质或元素而造成污染;另一方面也有些企业在废弃产品的回收处理上下功夫,他们把废弃后的产品通过各种渠道回收回来,然后交给有资质和能力的企业进行处理,也避免了有毒有害物质或元素在废弃产品处理过程中可能产生的污染。

  威盛相关负责人介绍,长期以来,威盛电子一直致力于将无害材料用于其市场领先的芯片组、处理器及全系列辅助芯片的研发。威盛电子在IC领域率先引入有害物限定(RoHS)和废弃电气及电子设备(WEEE)等超前理念,并努力成为第一个完全采用无铅制造工艺的IC制造商。威盛成功地建立了符合索尼公司伙伴项目标准的环境管理体系,并于2004年7月通过了索尼公司绿色伙伴认证。

  2001年,威盛节能处理器首次采用EBGA封装工艺,威盛芯片组也开始采用HSBGA封装。从此,威盛迈上采用无铅封装工艺制造的道路。威盛Eden ESP、C3-M和C3处理器一直采用无铅封装,它们与威盛CLE266和威盛CN400数字媒体芯片等各种高整合度芯片组一起,从2003年底面市开始,以数字娱乐中心、Mini-PC和嵌入式设备等形式进入市场。2005年底,威盛电子的生产线基本实现了无铅封装工艺。

  联想相关负责人称,联想在产品回收和环保设计方面所做的积极努力是对环境和社会承担责任的重要体现。联想拥有严格的环境管理体系和一整套对于有毒有害物质限制使用的规章制度,并依据技术、资源的可行性,在不断对相关规章制度进行修订、升级,力求在公司运营、产品设计和科技的使用中成为环境保护的领先者。近期,联想发布了对于溴化阻燃剂(Brominated Flame Retardant)和聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,PVC)新的限制使用规定,该规定保证了联想产品会在2009年底前完全停止对聚氯乙烯材料的使用。

  现阶段,联想已满足欧盟《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》中对在欧盟地区销售产品的有害物质限量标准。在此基础上,联想有更为严格的要求。例如,对于均质材料中镉的限制含量,欧盟规定为100ppm,而联想的限值为75ppm。此外,仍被欧盟允许使用的十溴二苯醚(DecaBDE),联想已明令禁止使用。

  同方作为国内的一线PC厂商,不但要为消费者提供绿色环保PC,也要为国家的环保事业做出应有的贡献。目前同方全系列产品都是节能、绿色产品,全系列笔记本、服务器已经全部符合欧盟RoHS标准。下一步,同方的目标是不断提升台式机和笔记本产品的环保性能,以期让用户用上更加放心安全的产品。

  戴尔称,对IT行业而言,环境保护已成为日益重要的课题。每年生产数百万台电脑,但也有数百万台电脑需要回收或重新利用。戴尔非常高兴看到中国实施电子产品污染防治标准来促进IT行业产品的环保化。我们在各个国家和地区都会遵循当地的环保法规,并结合戴尔高标准的环保标准,积极推广环保理念,并为客户提供安全可靠环保的产品及服务。

  为此,戴尔公司首先推出电脑回收服务。无论客户是否再次购买戴尔产品,戴尔均将免费上门回收消费者淘汰的戴尔电脑及外设产品;2009年年底以前,将废弃电脑的回收和循环利用总量增加三倍;致力于在供应商中推广安全负责的工作标准。戴尔是电子工业供应商行为守则(EICC)创始公司之一。EICC旨在通过要求供应商服从一系列严格标准并采取措施强化相关标准来优化供应链。

  惠普在产品整个生命周期都贯彻了环保理念。这一理念促使惠普在产品生产的每个环节都融入对环保的考虑,采取环保措施,确保产品在其整个生命周期内能够安全使用,并且最终不会成为电子垃圾。1992年,惠普创始了一个专门的环境设计项目——“为环保而设计”。它专注于提高能源效率;提倡材料创新;减少材料的使用量;降低危险材料的使用;在设计过程中注重产品的再生性。

  在生产制造的环节中,惠普在抵制温室效应、能源消耗、减少垃圾、控制化学物质排放等方面,都投入了很大的精力。目前惠普在中国的所有工厂都在2000年获得了由全球最权威的第三方验证机构——BVQI公司所认可授权的ISO14000环境管理系统认证。在产品的使用环节,惠普为消费者设计的节能、降耗等环保能力充分体现出来。例如,惠普打印机双面打印,瞬时出纸等功能,都有效地提高了办公效率,节省了办公成本。在回收与再生的环节,所有回收的电子产品先是接受评估,然后有的拆分成零件重新应用,有的要从中回收有价值物质,从而减少对环境的影响。

  ■相关链接

  IT产品中的

  有毒物质

  溴化阻燃剂(BFRs)

  溴化阻燃剂包括各种有机溴化复合物,它们被用在各种塑料和别的材料中阻止燃烧和火势蔓延。目前,PBDEs,HBCD,TBBA这三种溴化复合物使用最多。大多数溴化阻燃剂在环境中很稳定,尤其是有些PBDEs的生物积聚性很强。长期接触会妨碍大脑和骨骼的发育,这可能会导致对神经系统和行为能力永久性的影响,如学习能力和记忆力的减退。溴化阻燃剂还会危害荷尔蒙系统,它们也是在雌激素通道上对内分泌潜在的阻碍。通过动物试验发现某些溴化阻燃剂还会导致发育迟缓,青春期滞后以及对肝部和胎儿发育以及免疫系统的不良影响。所有含溴化阻燃剂的产品在被焚化时都会形成二恶英和呋喃,它们是严重的致癌物。

  在1998年有关大西洋东北部海洋环境的部长级会议上,溴化阻燃剂已被规定包括在需最先采取行动停止释放,发散和损耗的化学物质中。

  铍

  铍用于弹簧,继电器和连接器中,也曾用于计算机主板中。铍对人体可以产生急性或慢性的影响,主要是影响肺部功能。如果吸入含铍高的烟尘,会导致急性铍中毒,包括呼吸短促,咳嗽,胸痛,心率加快甚至死亡。约30%的急性患者最后会发展成慢性铍中毒。铍和其化合物已被国际癌症研究所归入致癌物。

  六价铬

  六价铬是金属铬的化学形式。它被用作金属外壳防蚀剂。它在水中比其他形式的铬更容易起反应,可溶性也更强,使它在环境中更流动。它有腐蚀性,所以接触时很容易造成皮肤过敏。它对肾和肝也会有损害。此外,工作中长期吸入六价铬会引起肺癌。国际癌症研究所已经把六价铬归为致癌物。

  铅

  铅在电子产品里主要有两个用途:用于印刷电路版或阴极射线管中。铅对人类有许多危害,包括对神经和血液系统的损伤,对肾和生殖系统的影响。孩子在大脑和神经中枢的成长过程中接触铅会引起智障。

  汞

  汞用于纯平显示荧屏的照明装置中,也被用在电脑主机的开关和继电器里。汞沉入水中能转化为毒性很强的甲基汞。吸入大量的汞气可能导致对神经中枢和肾的影响和损害,尤其是甲基汞对胎儿和孩子的大脑和神经中枢的发展会造成有害的影响。最近的研究表明汞还会加重心血管和心脏方面疾病。

  聚氯乙烯

  聚氯乙烯常作为绝缘材料用于电线和电缆中。它的生产和焚化处理会产生在环境中十分稳定并可以生物积聚的二恶英和氧茂。而且很多聚氯乙烯还包含别的化学物质,如有机锡,铅和含镉固化剂以及酞酸盐。

  酞酸盐

  酞酸盐被广泛用于工业和一般消费品中,其中最主要用作聚氯乙烯增塑剂。DEHP,使用最广的一种酞酸盐,被欧盟归入会影响生育能力的有毒物质。同时它也对肝功能,新陈代谢以及免疫功能有毒害。

(责任编辑:十一点五十九)
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