Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Forbrugerelektronik har ændret sig meget på 20 år - systemer til håndtering af e-affald følger ikke med

En forsker skiller en smartphone ad for at finde ud af, hvilke materialer der er indeni. Kredit:Shahana Althaf, CC BY

Det er svært at forestille sig at navigere i det moderne liv uden en mobiltelefon i hånden. computere, tablets og smartphones har transformeret den måde, vi kommunikerer på, arbejde, lære, dele nyheder og underholde os selv. De blev endnu mere vigtige, da COVID-19-pandemien flyttede klasser, møder og sociale forbindelser online.

Men få mennesker er klar over, at vores afhængighed af elektronik kommer med store miljøomkostninger, fra minedrift af mineraler til bortskaffelse af brugte enheder. Forbrugerne kan ikke modstå hurtigere produkter med mere lagerplads og bedre kameraer, men konstante opgraderinger har skabt en voksende global affaldsudfordring. Alene i 2019 mennesker kasserede 53 millioner tons elektronisk affald.

I vores arbejde som bæredygtighedsforskere, vi studerer, hvordan forbrugeradfærd og teknologiske innovationer påvirker de produkter, som folk køber, hvor længe de opbevarer dem, og hvordan disse genstande genbruges eller genbruges.

Vores forskning viser, at mens e-affald stiger globalt, det er faldende i USA. Men nogle innovationer, der slanker e-affaldsstrømmen, gør også produkter sværere at reparere og genbruge.

Genbrug af brugt elektronik

Tredive års data viser, hvorfor mængden af ​​e-affald i USA er faldende. Nye produkter er lettere og mere kompakte end tidligere tilbud. Smartphones og bærbare computere har gjort stationære computere langt ude. Fjernsyn med tynde, fladskærme har forskudt større katodestrålerør, og streamingtjenester gør det arbejde, der engang krævede selvstændig MP3, DVD- og Blu-ray-afspillere. Amerikanske husholdninger producerer nu omkring 10 % mindre elektronisk affald efter vægt, end de gjorde på deres højeste i 2015.

Denne dissekerede tablet viser komponenterne indeni, som hver blev logget, vejet og målt af forskere. Kredit:Callie Babbitt, CC BY

Den dårlige nyhed er, at kun omkring 35% af amerikansk e-affald genanvendes. Forbrugerne ved ofte ikke, hvor de skal genbruge kasserede produkter. Hvis elektronisk udstyr nedbrydes på lossepladser, farlige forbindelser kan udvaskes til grundvandet, inklusive bly brugt i ældre printkort, kviksølv fundet i tidlige LCD-skærme og flammehæmmere i plast. Denne proces udgør en sundhedsrisiko for mennesker og dyreliv.

Der er et klart behov for at genbruge e-affald, både for at beskytte folkesundheden og for at genvinde værdifulde metaller. Elektronik indeholder sjældne mineraler og ædelmetaller udvundet i socialt og økologisk sårbare dele af verden. Genbrug og genanvendelse kan reducere efterspørgslen efter "konfliktmineraler" og skabe nye job og indtægtsstrømme.

Men det er ikke en simpel proces. Adskillelse af elektronik til reparation eller materialegenvinding er dyrt og arbejdskrævende.

Nogle genbrugsvirksomheder har ulovligt oplagret eller forladt e-affald. Et lager i Denver blev kaldt "en miljøkatastrofe", da 8, 000 tons blyfyldte rør fra gamle tv blev opdaget der i 2013.

USA eksporterer op til 40% af sit e-affald. Nogle går til regioner som Sydøstasien, der har ringe miljøtilsyn og få foranstaltninger til at beskytte arbejdere, der reparerer eller genbruger elektronik.

Apples nye robot, Daisy, kan skille ni forskellige iPhone-modeller ad for at genvinde værdifulde materialer, som traditionelle genbrugere ikke kan. Kredit:Apple

Demontering af produkter og samling af data

Sundheds- og miljørisici har fået 25 amerikanske stater og District of Columbia til at vedtage love om genbrug af e-affald. Nogle af disse foranstaltninger forbyder deponering af elektronik, mens andre kræver, at producenterne støtter genbrugsindsatsen. De er alle målrettet mod store produkter, som gamle katodestrålerør-tv'er, som indeholder op til 4 pund bly.

Vi ønskede at vide, om disse love, vedtaget fra 2003 til 2011, kan følge med den nuværende generation af elektroniske produkter. At finde ud af, vi havde brug for et bedre skøn over, hvor meget e-affald, USA nu producerer.

Vi kortlagde salget af elektroniske produkter fra 1950'erne til i dag, ved hjælp af data fra brancherapporter, offentlige kilder og forbrugerundersøgelser. Så adskilte vi næsten 100 enheder, fra forældede videobåndoptagere til nutidens smartphones og fitnesstrackere, at veje og måle de materialer, de indeholdt.

Vi lavede en computermodel til at analysere dataene, producerer en af ​​de mest detaljerede beretninger om USA's elektroniske produktforbrug og kasserede produkter, der er tilgængelige i øjeblikket.

Koncentration af farlige (venstre) og værdifulde (højre) materialer i den amerikanske e-affaldsstrøm. Kredit:Althaf et al. 2020

E-affald er slankere, men ikke nødvendigvis grønnere

The big surprise from our research was that U.S. households are producing less e-waste, thanks to compact product designs and digital innovation. For eksempel, a smartphone serves as an all-in-one phone, camera, MP3 player and portable navigation system. Flat-panel TVs are about 50% lighter than large-tube TVs and don't contain any lead.

But not all innovations have been beneficial. To make lightweight products, manufacturers miniaturized components and glued parts together, making it harder to repair devices and more expensive to recycle them. Lithium-ion batteries pose another problem:They are hard to detect and remove, and they can spark disastrous fires during transportation or recycling.

Popular features that consumers love—speed, sharp images, responsive touch screens and long battery life—rely on metals like cobalt, indium and rare-earth elements that require immense energy and expense to mine. Commercial recycling technology cannot yet recover them profitably, although innovations are starting to emerge.

Reenvisioning waste as a resource

We believe solving these challenges requires a proactive approach that treats digital discards as resources, not waste. Gold, sølv, palladium and other valuable materials are now more concentrated in e-waste than in natural ores in the ground.

"Urban mining, " in the form of recycling e-waste, could replace the need to dig up scarce metals, reducing environmental damage. It would also reduce U.S. dependence on minerals imported from other countries.

Regering, industry and consumers all have roles to play. Progress will require designing products that are easier to repair and reuse, and persuading consumers to keep their devices longer.

We also see a need for responsive e-waste laws in place of today's dated patchwork of state regulations. Establishing convenient, certified recycling locations can keep more electronics out of landfills. With retooled operations, recyclers can recover more valuable materials from the e-waste stream. Steps like these can help balance our reliance on electronic devices with systems that better protect human health and the environment.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.