淺析現代設計中電子產品的污染問題

孟 穎，洪 如，董 韻

（廈門華廈學院電子信息部，福建廈門361000）

人類在感受著日新月異的高新技術產品所帶來的諸多益處的同時，電視、計算機等電子產品廢棄物的污染，對人體及環境的影響與危害也越來越大。廢棄電子信息產品攜帶的鉛、汞、六價鉻等有毒有害金屬，如果不能妥善處理，將會對土壤、水質和大氣造成嚴重污染，對人類健康構成極大威脅。

電子污染控制并不僅僅是政府和生產企業的事，也不單純依賴于某個生產工藝環節的創新，而是涉及到整體每一環節的設計創新問題。產品從設計伊始，就將環保節能作為產品的缺省項進行相應開發，在產品設計中，處處體現綠色環保和節能設計的思想。綠色設計運動倡導人與自然共生存，這就要求我們在進行設計活動時，在思想上和設計上首先應考慮到，人類的生存和發展不能損壞到自然界生態的平衡健康發展，這對子孫后代，對整個人類社會的貢獻和影響都將是不可估量的。

1 現狀

1973年發生在美國Massachusetts州的聚溴聯笨（PBB）污染事件，使人們進一步認識到電子廢棄物對環境和健康的危害性。以中國廣東貴嶼鎮為例，始于1995年的電子垃圾產業，每年處理逾百萬噸來自美國、日本、韓國等地的電子垃圾。由于處理手段極原始，造成了非同尋常的環境污染。電子垃圾對人體健康的影響，已經成為突出的社會問題。

2 對策

鑒于電子垃圾對環境所造成的越來越大的危害，各國政府也把電子垃圾的治理及立法工作提到了議事日程。

美國加州的立法機構2004年通過了一項在美國首開先河的提案，要求顧客在購買新的電腦或電視機時，交納每件10美元的“電子垃圾回收費”，旨在為環保提供額外資金。

歐盟則做了“擴展的生產者責任”的嘗試，起草制定了相關法律，保證制造商對電腦的整個生命周期負責，并要求他們將回收電腦及配件的費用加到產品成本中。同時，制造商必須同意不添加任何有毒原料。

日本在2000年頒布的《家用電器再生利用法》，規定制造商和進口商負責自己生產和進口產品的回收和處理。

瑞典的法律規定，處理費用由制造商和政府承擔。而法國更強調全社會共同盡責，規定每人每年要回收4 kg電子垃圾。

德國采取多種方法進行回收、處理和利用，不僅大大降低了廢舊電器對環境可能造成的污染，同時又充分利用了舊電器中的有效成分。德國根據歐盟指令著手制定本國的廢舊家電回收利用法。德國希望通過相關法律法規，進一步明確制造商對其設計、制造和銷售的家用電器和電子產品有義務進行收集、再使用和處置等，促使制造商開發綠色家電，即從電器的原材料選擇和產品設計開始，就為將來的使用和廢棄考慮，形成資源—產品—再生資源的良性循環，從根本上解決環境與發展的矛盾。

新修訂的《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》自2005年4月1日期開始實施，這部法律中規定了對從生產、生活和其他活動中產生的固態、半固態的廢棄物質污染環境的防治。

因此，大力推進家電產品的綠色設計及制造進程具有非常迫切的現實意義。

3 應對方法——家電產品的綠色設計

3.1 綠色材料選擇設計

材料的選擇，不僅僅影響產品的制造，而且還影響產品的銷售、使用、維修及回收等過程。綠色設計要求產品設計人員，要改變現有設計中只注重技術性能和經濟性能的材料選擇思路，而要將環境因素融入到設計開發之中，必須了解材料對環境的影響。由于家電產品中的材料種類比較多，如有色金屬、黑色金屬、玻璃、各種塑料等。具體在選擇時應遵循以下原則：

（1）首選可再生利用材料，盡量選用回收材料，提高資源利用率；

（2）盡量選用低能耗、無毒、少污染、無腐蝕性的材料；

（3）盡量選擇環境兼容性好的材料及零部件，同一產品單元盡量選用較少的材料種類，以便于產品廢棄后的有效回收；

（4）為便于回收，材料上要標注出其型號、種類、等級等。如在冰箱生產過程中，選用環保性制冷劑，以減少對臭氧層的破壞。

3.2 可回收性設計

減少環境污染和節省自然資源，是綠色設計的根本目標，而合理的回收和再生利用，無疑有利于這一目標的實現。家電設計如果在其產品設計階段，就能同時考慮回收和再生利用，那么就可大大提高廢棄產品的再生利用率，減少甚至消除產品廢棄過程中直接或間接的污染性。因此，在實際產品設計中，應該首先考慮產品的可回收性。

3.3 綠色模塊化設計

模塊化設計，是產品結構設計的一種有效方法。模塊化設計就是在一定范圍內，在對不同功能、或相同功能下的不同性能、不同規格的產品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合，可以構成不同的產品，以滿足市場的不同需求。家電產品，特別是一些結構復雜的家電產品，都是由若干具有一定功能的部件組成的。設計時應盡可能將各部件設計成相對獨立的功能模塊，例如在電冰箱的設計過程中，通常是將電冰箱劃分為門體、箱體、制冷系統和電氣系統四大模塊。這樣，將綠色設計思想與模塊化設計方法結合起來，可以同時滿足產品的功能屬性和環境屬性。一方面，可以縮短產品研發與制造周期，增加產品系列，提高產品質量，快速應對市場為變化；另一方面，可以減少或消除對環境的不利影響，方便重用、升級、維修和產品廢棄后的拆卸、回收處理。

3.4 可拆卸性設計

良好的可拆卸性，是產品維護性好、零件材料可回收、可再生的重要保證。只有良好的拆卸，才能實現完全的材料回收和可能的零部件再利用，從而達到節省成本，減少污染，保護環境的目的。為此，首先應從觀念上重視可拆卸性設計。設計人員應經常與用戶、產品維護及資源回收部門取得聯系，獲取產品結構在拆卸方面存在的不足，并為可拆卸性設計的發展準備有關數據資料。其次，為便于拆卸，家電產品在整機設計時，就要從結構上考慮拆卸的難易程度，提出相應的設計目標、結構方案。對模塊間、部件間的連接方式等問題，要進行細致的研究與設計。在家電產品的設計中，應盡量避免采用焊接、膠粘、鉚接等不可拆卸連接方式，而盡可能優先選擇易于分離的搭扣式連接。

3.5 可維修設計

用可維修設計方法設計出的家電產品，在發生故障后，可通過適當的維修，使產品恢復功能，從而延長產品的壽命，實現節能、省料、無廢少廢的綠色目標。為了便于維修，除產品整機結構要采用模塊化設計、可拆卸性設計外，各獨立模塊內部也要盡可能設計成可維修的。比如對易耗易損的零件、元器件，應盡量將其設計得集中一些，便于維修裝卸。

3.6 節能設計

節能設計，就是設計合理的產品結構、功能、工藝或利用新技術、新理論，使產品在使用過程中消耗能量最少、能量損失最少。在產品的設計階段，應對其使用造成的能源消耗問題應給予足夠的重視。例如對錄像機等這類產品設計時，就應特別注意減少待機能耗。

例如科龍研究的節能冰箱BCD－209冰箱，每個家庭每天可省電0.87 kW·h，1.3億臺這樣的冰箱，每年可節電412億kW·h，兩年的節電量即接近三峽水電站全部工程竣工后全年的發電量。

3.7 綠色包裝設計

為了減少家電產品在運輸、銷售過程中對環境造成的污染，應盡量采用“綠色包裝”，綠色包裝是指從原材料到產品的加工生產對環境無污染，可以回收循環使用或者再生利用和可在大自然中自行化解的包裝。

4 結束語

從某種意義上講，設計師成了環境的守門員。加入這場設計大革命的，還有包括惠普、戴爾、摩托羅拉等重要的電子電器產品制造商，他們在產品設計之初，已經開始考慮產品淘汰時的報廢問題。有遠見的電子產品設計師們，正試圖讓他們的產品從誕生之始，就為綠色輪回做好準備。進入21世紀，人類社會的可持續發展將是一項極為緊迫的課題，綠色設計必然會在重建人類良性的生態家園的過程中，發揮關鍵性的作用。

[1]劉曉敘，陳敏.機械產品綠色設計理念[J].機械設計，2005，（11）：1-2.

[2]薛培軍，劉冬敏.基于機械產品綠色設計與開發策略研究[J].中州大學學報，2008，(4)：110-111.

[3]蘇 純，陳志偉.綠色設計法在機械產品設計中的應用[J].中國制造業信息化，2008，(7)：30-32.