主题:【资料】聚氯乙烯(PVC)对环境的影响及对应措施

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摘要:聚氯乙烯(PVC)已广泛应用于工业和日常生活用品中, PVC对环境和人体健康的危害一直成为人们争论的焦点之一。本文详细分析了PVC生命周期期间的各种环境问题,并提出了一些措施来减少对环境的影响。
1导言
    欧盟委员会就PVC对环境以及人体健康的影响作了综合的分析,在《废弃汽车指标》中建议 ;欧盟委员会将研究废弃PVC的环境问题,并根据研究成果,重新考虑其政策,在建议中, 委员会将基于本工作提出对PVC,包括在汽车上使用的建议。
    在最近几十年中,PVC一直成为人们争论的焦点。PVC对人体健康和环境的影响,从科学、技 术和经济等方面分析,存在着不同的观点。许多欧盟成员国已采用一些方法来研究PVC生命 周期的特殊问题。这些方法不是统一的,它们中的一些可能存在为内部市场机制制约的问题 。综合方法对分析PVC生命周期是十分必要的,采取适当的方法以确保高度保护人体健康和 环境以及适应内部市场机制功能。
    本文件的两个目标是:首先在科学的基础上分析在PVC生命周期期间的各种环境问题,包括 对人体健康的影响:其次,从持续发展的观点,采取一些方法来减少这些影响。
    2PVC工业和它的产品
    2.1 PVC材料和它的应用
    聚氯乙烯(PVC)是一种聚合材料(或树脂),它是由分子式为CH2-CHCI的单体氯乙烯(VCM)多次叠加而成。除了含氯外,PVC与聚乙烯具有相同的结构,氯在PVC中占纯聚合树脂的57%,3 5%氯来自氯醛钾的电析。
    纯PVC是颗粒状材料,机械硬度高,非常好的防气候变化,防水,防化学物性能以及是电绝 缘材料。但是,对热和光相对不稳定,加热和紫外光导致了氯在氯化氢(HCL)中丢失,这可 以通过加稳定剂来避免,稳定剂通常由金属盐如铅、钡、钙、镉或有机锡化合物组成。
    PVC的机械特性可以通过低分子量化合物混合于聚合物矩阵中来改变。加上这种称为增塑剂 使各种材料具有重要的可变特性,使PVC具有广泛的用途。这种可塑性材料为有机盐,主要 为邻苯二甲酸盐和乙二酸。主要应用为刚性PVC(总用量的2/3)和柔性PVC(总用量的1/3)。
    下表表示PVC在欧洲使用的百分比,PVC使用的生命周期范围如用作结构材料,从几个月直到 50年,PVC在欧洲主要应用于建筑行业,占总使用量的57%,产品有较长的平均使用寿命。
表一 PVC在欧洲(1999)主要使用领域

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2.2 PVC和PVC化合物的生产过程
    PVC开始生产于30年代,到50和60年代大量生产和使用。
    今天全世界每年生产2千万吨PVC,而在1965年为3百万吨,相当于总塑料产量的1/5,因此PVC是最重要的合成材料,产品主要在美国、西欧和亚洲,西欧产量1998年为550万吨(大约是 全世界产量的26%),近几年PVC产品的平均增长率为2-10%,它随地区不同而不同(亚洲高、 欧洲低),随应用也不同(颗粒高柔性低)。由于供求方面的变化和原材料价格的变化,PVC的 价格是经常变化的。
    PVC主要有二个生产过程,VCM的悬浮聚合物(80%)和乳化聚合物(10%):
    从乙烯和氯,或乙烯和氯化氢生产VCM是一个封闭的工业化生产过程,排放的氯气、乙烯、去氯乙烯、HCL、VCM和含氯副产品包括二恶英,可排放到工作环境和外部环境如空气和水中 ,这些化学物质中有些是有物质,必须严格控制排放。一些技术导则已应用于PVC和VCM 生产过程,在化学工业的其它部门,多年来一直致力于改进生产过程生产VCM和悬浮粒PVC的 技术已经建立,并在保护东北太平洋区域海洋环境公约(OSPAR)决议中制定了一些排放限制 。早在1995年,欧洲PVC产生者(ECVM)协会签订了自愿承诺。在1998年底前VCM和PVC生产的 工业部门要严格限制一些化学物质的排放、并通过一独立的审计来实现。通过审计表明:有 88%达到标准,ECVM已表示尽可能地全部遵守各项标准,除了对VCM和PVC产品的特许之外。ECVM在1998年签署了关于生产乳化PVC的契约,并严格控制VCM排放到空气和水中,以及VCM在最终聚合物中的含量。这些公司虽然早已遵守目前的国家和地方法规或要求,但并没有服从严格的志愿限制承诺。规定他们要在2003年完成,外部确认将在2004年实施。
    原始PVC在经过一些处理成最终产品前,必须加入一些称为PVC化合物的添加剂。PVC是一种热塑材料,也就是通过加热溶化能形成许多形状。冷却后,材料显示它原始特性。利用该原理,采用大量不同方法促使PVC的转化,如挤出、轮压、注入翻砂、吹造形、旋转造形、热走形和吹膜等。
    在合成和进一步转化期间,一些有害物质的排放使工人受到接触,PVC粉末和添加剂的合成( 以粉末或液体形式)通常在密闭设备中进行,工人仅当在混合器中合成时才受到接触,这可 以按照欧盟指导文件98/ 24/ EC中关于防止工人在工作中遭受化学剂风险来减少或排除。
    PVC在通过加热形成和冷却转化过程中出现过热情况,存在一些可降解化合物排放的风险, 其中HCL是最重要的一种。然而,总量是很少的,对环境只有很低的负面效应。VCM单体在转 换过程中排放也认为是非常小的。稳定剂和增塑剂的排放在采取适当的方法后也是很少的。
    一般来说,采取工作保护措施,以符合目前的关于工人健康和环境保护法规。
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2.3 PVC工业结构和描述
    据最近统计,估计在西欧PVC总的生产和转化工业有21000多个企业和530000多个职位,营业额大于72亿欧元,大致可将工业分成四组:PVC聚合生产者,稳定剂生产者,增塑剂生产者 和PVC转化者。
    PVC聚合物生产企业相对较少,大多数位于欧洲、美国和日本,在发展中国家生产能力也稳步上升。在西欧年消费量稍高于年产生量,自90年代初起,进口量稍高于出口量,在1998年 净进口量为23万吨(西欧生产量约为550万吨)。一些加工企业融合于氯或石化工业中,同时 也生产乙烯氯和VCM单体。在1999年,有10个企业生产VCM和PVC,在10个成员国和挪威有40 个场地和52工厂,雇用了大约1000人。
    七个欧洲企业(22个厂)生产98%稳定剂在欧洲销售,他们雇用了大约5000人,生产16万吨稳定剂,总产值为3.8亿欧元。
    在1999年,欧洲20个企业生产大约100万吨增塑剂,三个最大企业占总生产量的40%,生产企 业数量正在逐步减少。小的企业被禁止生产或为大企业收购,这种工业,估计大约有6500雇 员,产量从1990年到1995年平均每年增长1.5%,西欧是增塑剂的净出口者。PVC转变成最后 产品,需要2-3个不同的加工程序,基本上是在21000个小的和中等企业完成,这些中小企 业90%少于100雇员,5%雇员在100和500之间,5%企业雇员大于500人,表2显示了从事PVC工 业企业数,产量和雇员。
表2 PVC工业、企业、产量、雇员:

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3PVC中添加剂的使用
    3.1 添加剂的范围和类型
    为了提供最终产品的特殊范围,PVC聚合物根据它的用途与一些添加剂相混合。PVC化合物的成份(树脂+添加剂)根据不同量的添加剂有较大的变化。如加入到聚合物中作为填充剂、稳 定剂、润滑利、成形剂、着色剂和阻燃剂,大量不同型式PVC化合物用作加工产品,增塑剂( 主要是邻苯二果酸盐)和稳定剂的使用量是很高的,构成了PVC比其它塑料加工的特殊性质。 所有其它类型的添加剂也用于其它塑料材料中。
    添加剂的最重要的类型是稳定剂,需要科学地分析其危险特性和对人体健康及环境的风险,特别是包含重金属如铅、镉和增塑剂如邻苯二甲酸盐。
    3.2 稳定剂
    为了防止热和光降解,稳定剂加入到PVC聚合物中,在最终产品中使用何种类型的稳定剂,是根据应范围的技术要求而定。
    铅稳定剂是最常用的一种,特别是硫化铅和氟化铅。1998年欧洲共使用了112000吨铅稳定剂,包含5100吨铅金属,占总稳定剂消耗量的70%。1995年欧洲消耗了160万吨的铅,铅稳定剂占总消耗量的3%,铅稳定剂主要用于导管,断面和电缆线。
    镉稳定剂仍被一些生产厂家用作稳定剂,用于PVC窗框架生产,它的使用仍然为欧盟法规所允许。在欧洲,镉的使用已大大减少,大约从1992年的600吨/年到1997年的100吨/年和1998 年的50吨/年。
    1998年欧洲大约使用了14500吨混合金属固态剂和16400吨液态稳定剂,在这些稳定剂中,钙/锌和钡/锌体系是最常用的。
    有机锡化合物,总的消耗量为15000吨,大约是欧洲消耗稳定剂的9.3%。各种类型的有机锡化合物,特别是单和双有机锡化合物的混合物被用作稳定剂,多数用于颗粒物的包装薄膜, 瓶,顶和内衬层。
    按照欧盟指导文件67/548/EEC关于修正的危险物质标签和分类,大多数铅化合物包括用于PVC被归于有害物质,对环境是有害的(生态毒性),表现累积效应,铅是持久的,在一定有机体内能积累。
    按照欧盟指导文件67/548/EEC,大多数镉化合物属于对环境有害(生态毒性),有些镉化合物属于高度有害,还有一些化合物属于致癌物(第二类),镉是持久性的,一些镉化合物会在一些有机体内积累。
    有机锡化合物用作PVC的稳定剂的数据显示二辛基锡对免疫系统是有毒害的。这种免疫毒性效应对其它有机锡化合物用作PVC稳定剂并没有观察到,(二甲基锡、十二烷基锡,邻苯二甲 酸锡),二辛基锡对水环境化合物存在可能的环境风险。
    化学物质的有害和风险之间的关系应当分开。目前,对镉和铅化合物用作PVC产品的稳定剂 ,还没有完成综合的风险分析。于1993年3月23日颁布的欧盟法规793/93关于现有物质风险 的评价和控制中,对镉和氧化镉的风险分析接近完成。对于铅,毒性和生态毒性科学和环境 委员会(CSTEE)最近采纳了丹麦的在产品中禁止使用铅的意见。目前CSTEE正在对铅的使用的 风险进行评价,特别是关于铅对环境和人体健康的影响的研究应当于2001年中被采纳。
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对大多数重金属,镉和铅除了应用于产品中外还以各种方式排放于环境中,这些重金属多数以分散形式分布于环境中,即通过工业活动、石油、肥料生产和下水道污泥。铅和镉,这两 种重金属也应用于其它产品中,如在干电池和蓄电池中。除了在电池中使用外,PVC稳定剂 也代表了铅的主要用途之一。
    铅和镉稳定剂在PVC中的风险表现在以下方面:
    •铅和镉稳定剂,在使用状态下被束缚在PVC中,因此不会引起与人体接触,在PVC中使用铅 和镉稳定剂可能对环境的污染来自生产过程和废物处理中。
    •在生产过程和废物处理中,为了减少和消除对工人的危害,必须采取一些保护和防护措施 ,并遵守EU关于工人健康和安全的法规。
    •对于在PVC中铅稳定剂混在城市生活垃圾中埋填和焚烧,对总的铅含量的贡献还没有确切 的数据,各种计算和估计范围为1%、3%、6%、10%和28%。对PVC废物焚烧或填埋,镉估计为1 0%。
    •包括铅和镉的PVC废物在填埋场中的行为至今还没有实验研究结果。可以预期铅和镉化合 物将存在于固态PVC的废物中,在柔性PVC中的铅,情况还不太确切。特别是,有研究已经显 示10%的铅稳定剂从一种包括各种混合增塑剂的柔性PVC电缆中释放。PVC中铅含量在填埋场 渗漏液中的贡献还没有研究。
    •焚烧PVC和其它废物过程中,所有的铅和镉将存在于残渣和飞灰中。由于重金属、粉尘、 残渣的高度污染性,这些应当在填埋场中填埋处置,底灰或者再利用或者填埋。由于危害物 质 在废物中存在这一事实,欧盟废物管理制定了战略:EC法规的保护措施是限制重金属在产品 中或在生产过程中存在,或禁止特种类型的物质。为了防止危险物的产生,既不再使用也不 回收,直接完全处置这些物质是环境能接受的最好解决方案。
    保护人类和环境免受镉的危害是欧盟近几年来的政策之一。在1988年1月25日,欧盟通过了 "与镉的环境污染斗争"的欧盟行动计划。欧盟表达了在没有替代品存在的地方,镉的使用 将被限止。
    关于镉在PVC稳定剂中的使用,欧盟指导文件91/338/EEC早已限制了镉在一些PVC应用中作为 稳定剂,然而,镉在PVC生产中仍允许使用。瑞典、奥地利和荷兰已禁止镉作为稳定剂的使 用,欧盟指导文件1999/51/EC废除了适用于瑞典和奥地利关于镉的严格法规。 关于铅化合物作为稳定剂,目前还没有法规限制使用,丹麦、瑞典、奥地利和德国已呼吁进一步限制、强制或自愿不用铅和镉作为PVC的稳定剂。
    更一步,如上所述,CSTEE已对镉作出了风险分析,对铅也作了科学评价。在科学评价的基 础上,采取可能的减少风险措施并在新的科学发展的基础上应作重新评价,包括可能的进一 步风险分析结果。
    铅和镉的可能替代品早已使用,主要替代品为钙锌稳定剂和有机锡稳定剂,钙/锌化合物比 铅和镉化合物具有更大的优越性,并分类为无害物质。由于技术原因(生产量、标准、测试 要求等)和经济原因(价格高)阻碍了铅的替代品的开发。预期在今后几年铅稳定剂和钙/锌稳 定剂之间价格的差异由于新的生产能力提高而进一步缩小。锡稳定剂对环境和人体影响,其 优越特性不太明显。
    2000年3月,PVC工业(ECVM、 ECPI、ESPA、EUPC)自愿签订了承诺,声明要达到如下目标:通过采取综合措施来实现从摇 篮到坟墓的管理,以满足持续发展的需要。
    签字方代表了98%以上的PVC聚合物,添加剂和化合物的生产者,以及60-80%的门窗框架和PVC管道的生产者。
    志愿承诺表达了PVC对环境的各种影响,也包括各种计划要重视在生产过程中减少排放,限止镉的使用,回收利用目标和包括创建研究课题的基金等也取得了很大进展,主要的行动计划为:
    --特殊义务:包含的时间周期为2000-2010年。在本文的适当地方,详细途述。
    --对回收一定种类的废物和逐步淘汰镉制定定量的和循序渐进的目标。
    --对感兴趣的成员国发表年度报告。
    --在2003年至2008年间,由独立的第三者确定和评价所取得的成果。
    --考虑到技术和科学进步以及感兴趣成员国的进一步建议对目标再作评论和修订。
    本承诺的签署和实施表明了欧盟以及欧洲议会关于环境范围的协议(COM(96)561最终文件)取得重要的进展。
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这种方法的成功将取决于实现协议中,特别是减少生产和使用某种添加剂,增加回收利用量 ,工业界增加对焚烧费用的投入,以及建立运行基金机制等方面取得进展。
    关于镉的使用,工业界承诺直到2001年逐步减少镉稳定剂的使用,这承诺并不包括从发展中 国家进口含镉的PVC。
    关于铅的使用,欧洲稳定剂生产协会(ESPA)已经承诺在2004年前完成在CEEIC和ICCA计划中铅稳定剂的初步风险评价。
    ESPA已经承诺每年统计稳定剂的销售额。ESPA预期1999年用于PVC中的铅量12万吨将减少 到2010年8万吨,并说明通过开发合适的替代品来支持这种减少趋向。目前PVC稳定剂工业没 有采取任何措施来逐步减少铅在PVC中的应用,而是继续研究和开发铅体系的替代稳定剂。 
    3.3 增塑剂
    增塑剂对生产柔性PVC产品是十分必要的,在西欧每年生产大约100万吨邻苯二甲酸盐,其中 90万吨被用作PVC增塑剂。在1997年,93%的PVC增塑剂是邻苯二甲酸盐,最通常用的是DEHP 、DIDP和DINP。最近几年,DEHP的使用已经减少,而DIDP和DINP增加了,增塑剂加入到PVC 聚合物中的量是依据所需的特性而不同,根据最终用途,增塑剂的量在15-60%之间变化, 对大多数柔性应用来说典型的范围是35-40%。
其它增塑剂,特别是已二酸、有机磷盐和环氧化豆油,也可用作PVC的柔性剂,这些增塑剂 仅代表了使用中增塑剂的一小部分。这些增塑剂在PVC中应用对环境和人体健康的资料很有 限。为了分析需要,应有进一步的数据,根据使用的量和对环境影响情况,本节将集中在最 重要增塑剂--邻苯二甲酸盐。
    邻苯二甲酸盐是高产量的化学品,由于其可能对人体健康和环境的风险,根据79393法规 ,它们中的五种已经列的首先三类风险分析名录中。这五种物质的风险分析已为成员国所完 成。DEHP、DIDP、DINP、DBP的风险分析已经或预期于2000年完成,BBP于2001年完成。
    DEHP、DINP和DIDP具有可能的生物积累性,而依据法规793/93的风险分析已得出结论,对DB P、DINP和DIDP还不存在积累性,对DEHP和BBP仍在分析之中。长连邻苯二甲酸盐在正常处理 下水污泥情况下具有低的生物积累性,在通常浸出液和下水污染处理厂中只是部分降解,并 积累在悬浮颗粒。
    有些邻苯二甲酸盐以及它们的代谢物和降解产品可以引起对人体健康的负面效应(对DINP影 响肝和贤,对DEHP影响睾丸),是否对内分泌失调有影响正在评估中。
    由于在PVC应用中大量使用邻苯二甲酸盐,对当今全球环境来说是到处存在的,大气中的 扩散和在某些应用中的渗漏似乎是进入环境的主要途径,高浓度的邻苯二甲酸盐多数存在于 沉淀物和下水污泥中,在丹麦已有报告说邻苯二甲酸盐浓度可以超过下水污泥浓度的国家 限定值。
    由于柔性PVC用于玩具和儿童用中,邻苯二甲酸盐对儿童可能造成的风险已经由毒性, 生 态和环境科学委员会(CSTEE)作了分析。当婴儿吸吮时邻苯二甲酸盐从玩具和儿童用品中渗 出。毒性、生态和环境科学委员会表示了对儿童在使用上述产品时接触两种邻苯二甲酸盐(D IN P和DEHP)所引起的风险,可能会对肝、肾和睾丸产生负面效应。委员会于1999年11月10日提 出了建议,并于1999年12月7日颁布了92/59/EC应急程序政令,禁止含有邻苯二甲酸盐 用于能放入嘴中的儿童玩具和物品中。
还未等到上述风险分析的最后阶段,三个成员国早已开始基于减少邻苯二甲酸盐使用的全球 目标的管理战略。瑞士政府已经通过一提案"瑞士环境质量目标",目的是减少主要邻苯二 甲酸盐DEHP的使用。德国政府已采取了行动计划在下一个十年度中来减少50%邻苯二甲酸盐 的使用,柔性PVC的耐久性也已为德国所分析。由于柔性物质特别是邻苯二甲酸盐在环境中 的持续损失,决定有安全替代品存在情况下,逐步减少柔性PVC的使用。
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4.PVC的废物管理
    欧盟委员会已对PVC废物进行废物管理在技术方面的四项主要优选项目,即机械回收,化学回收,焚烧和填埋进行评估。
    对PVC废物的管理应该在欧洲废物管理政策范围内进行评估。委员会关于对废物管理一般战略的评估已经证明了"体系原则",即预防废物优先,其次是回收,最后是废物的安全处置。进一步说,在环境无害的情况下,在能量回收操作中材料的回收应该优先。这个一般原则是建立在材料恢复比能量回收对废物的预防具有更大影响的事实基础之上的。然而这将必然考虑到环境,经济和科学各方面的影响。在某些情况下,对这些影响的评估将倾向于能量回收优先。在1997年2月24日决议中,委员会已经签署了体系原则。
    4.1 当前形势及未来发展
    当前形势
    PVC废物的总量是PVC消耗的一个函数。然而,由于其生命周期长达50年,对于例如管道和外廓的应用可能更长。所以在PVC消耗和废物流中PVC含量中存在"时间滞后"。在60年代PVC产品占有重要的市场份额,考虑到30年以及更长的生命周期,PVC废物数量的显著增长预计将在2010年左右开始。
    由于PVC的广泛应用,EU中PVC废物的数据并不确定。有关PVC废物最新最具体的数据来源于工业界提出的基于用年产量和平均产品生命周期进行计算的估计。
    据估计,1999年社会中PVC废物年总产生量将近410万吨,它可被分为360万吨的PVC消费后废物和50万吨的消费前废物。消费前废物产生于PVC产品生产的中间过程和最终PVC产品,以及对PVC产品的处理和安装。目前PVC废物的组成有三分之二是柔性PVC,三分之一是刚性PVC。
    近100万吨的PVC存在于建筑和废墟废物流中。大约100万吨的PVC废物存在于城市固体废物中,它由家用废物收集和类似的商业工业废物收集组成。近70万吨PVC包装废物被生成,近70万吨的PVC废物来自废弃的车辆、电力电子设备。
    目前对于社会中各类型的消费后废物的主要废物管理途径是填埋。这同样适用于消费后的PVC废物。当前每年近260至290万吨的PVC废物被填埋。机械回收只被应用于消费后废物的一小部分(近10万吨)。社会上每年近60万吨的PVC被焚烧。
    未来的发展:基本方案
    这个方案描述了在2000,2010及2020年的PVC废物量和主要的废物管理途径,并假设除了那些在团体和国家级正在实施或正在准备中的法律,法规和自发强制手段外,没有特别的PVC手段被采用。在这一方案下,它假设对填埋,焚烧,包装和电力电子废物的目前的和将来的指导将被应用。
    对消费后PVC废物管理的关键因素是预期的PVC废物量的增加。对未来PVC废物产生概要的具体不确定性,但是期望中PVC废物量将在2010年明显增长30%,在2020年增长80%,特别是由于来自长生命周期产品的重要增长。消费后废物将从现在的360万吨增长到2010年的470万吨和2020年的620万吨。PVC消费前废物从50万吨增长到90万吨。
    与目前情况对比、予期来自产品的PVC消费后废物有所变化。PVC建筑废物和来自家用,商业产品的废物所占份额将增加,然而包装的贡献将显著减少。柔性PVC废物的比例也将减少。
    考虑到PVC废物基本方案,废物管理法规和实践的改变预计将有下列影响:
    •填埋方式将对废物管理带来一些重要的改变,主要是因为预计的填埋费用的增长。-些成员国,特别是德国,奥地利,荷兰和丹麦已经宣布了国家禁止填埋未经处理的有机废物,包括塑料的政策,对PVC废物除外。
    •回收预计将在下几个十年显著增长,特别是那些将被建立回收目标的废物流。对不能回收的废物,能量回收预计将同样增长。
    这将如何影响PVC废物的处理将在随后的关于主要废物管理选择的几节中进行更细致的讨论。
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4.2 机械回收
    机械回收指PVC废物的回收过程只是机械处理,主要通过切碎,筛选,磨碎。最终的回收物(主要以粉末形态)能被加工到新产品中。PVC回收物的质量随着污染程度和所选材料的组成将有很大变化。回收物的质量决定了原始材料能够被回收物替代的程度:"高质量"的回收物能够在PVC同样类型的应用中再利用,然而来自于混合废物部分的"低质量"的回收物只能被"低级回收"到通常用其他材料制作的产品中。
    在EU消费后废物的回收仍然处于低级别上,而且回收的数量仅为总量的不到3%。目前在EU每年近10万吨被回收。在电缆废物(近38,000吨)和包装废物(近19,000吨)领域中,消费后废物回收的主要部分(近70%)是低级回收。
    对消费后废物的高质量的机械回收仍然在初级阶段,而且少量的仅存在于少数产品组中(近3,600吨的刚性外廓,5,500吨的PVC管道和550吨的地板材料)。
    似乎没有那个成员国对消费后废物的回收率明显高于EU的平均值。在一些国家,收集机构通常通过自愿的方法建立。但是,回收率总是低于5%,而且很大一部分是建立在对包装和电缆的低级回收的基础上的。
    就消费前废物来说,1998年近42万吨的PVC被回收,代表了消费前PVC废物的近85%。所有成员国中都对消费前废物进行机械回收,并能作为一种可获利的经济活动被考虑。
 -些关于特殊PVC产品生命周期的评估已经表明机械回收对可分离的产品废物,切割物和消费后PVC废物提供了一个环境优势。对可替代混凝土,木材或其他非塑料应用的混合塑料的低级回收的环境优势并不明显。
然而,由于有害的添加剂的存在,如铅,镉,多氯联苯等,在它们回收过程中。大量PVC废物流引起了特殊的环境问题。由于必须加入原始材料,对包含重金属的PVC废物的回收导致这些物质在大量的PVC中被稀释。在回收过程和再生服务周期中重金属并不直接释放到环境中。对包含这些重金属的PVC材料的回收把最终处理推迟到了一个更靠后的阶段。尽管很难控制对回收包含铅,镉的PVC的应用,由于技术原因,在高质量回收中,把来自不同应用的PVC废物一起回收是不可能的。由于产品特殊添加剂的形成,回收者更愿意回收相类似应用的PVC。其他方法如限制不受控制的含重金属的回收剂的出售及其低级回收也可考虑。禁止对含重金属的PVC废物的回收将消除对建筑应用中消费后PVC废物的机械回收-对于高质量回收具有最高可能性的废物流-由于它们本质上都含有铅和镉。应该注意的是,除了丹麦,禁止使用镉作为稳定剂的成员国允许对含镉PVC废物的回收。PVC电缆废物中的PCBs问题已经在关于PCB和PCT处置的EC/96/59的指导中得到解决,它提出包含PCBs超过50ppm的电缆被考虑为PCBs,因此消污或处置必须和在这个指导下建立的规定一致。
    PVC对在混合塑料废物中的其他塑料的回收具有负影响。当PVC和其他塑料一起处理时,例如在包装废物流中。处理温度被限制在PVC处理的范围之内,这一范围对比其他塑料的相对较小。由于相似密度,聚乙烯对苯二酸盐(PET)和PVC废物很难分离,而且PVC的存在对一些PET回收机构提出附加成本,如PET瓶。在某些情况下,PVC工业已经意识到这一课题并资助这一附加成本。
    就像其他材料一样,PVC的回收同样受整体回收成本的限制。当净回收成本(即收集,分离和处理的整体成本减去回收剂的卖出收入)比用其他对相关PVC废物进行废物管理的途径所需价格要低时,经济上能够达到获利。如果不能达到经济获利,在自由市场条件下对PVC废物的回收将不能发生,除非有法律责任或自愿手段强制或促进PVC的回收。考虑到废物的可得性和成本,收集主要为瓶颈。
    消费后废物的高质量回收(特别是管道,外廓,地板材料)目前并不能获利,因为净回收成本正好高于填埋或焚烧的成本。另外。在建筑场所分离废物对废物所有者要求更高的成本。 消费后废物的低质量回收,如包装废物,经济上不能获利。其他适合低质量回收的废物流也不可能达到经济获利,例如办公用品,打印胶片。由于存在有价值的金属。例如铜,电缆绝缘体是仅有的能在竞争成本下进行回收的消费后废物。
    总而言之,消费前废物的回收原则上能够获利。然而,消费后PVC废物的回收远远达不到经济竞争性。除了建立覆盖更广阔区域的回收机制外,财政上的激励对于分别收集PVC废物是必须的。同样,PVC总是作为合成材料的一个组成部分或混杂的需要特殊收集和分类操作的被污染的废物流中而存在。具有很大易变性(在05到08欧元/kg之间)的原始材料的价格对回收的获利性具有很大影响。另外,填埋和焚烧的价格比较低。然而,可以预计在将来的几年中回收的经济条件将可能改善,特别是因为填埋和焚烧的成本增长。
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未来的发展和政策趋势
    在基本方案中,近9%的总PVC废物能在2010和2020年被机械回收,代表着2010年的40万吨PVC废物和2020年的55万吨废物。回收率根据所考虑的特殊废物流而变化。
    •对于高质量回收,对于建筑和废墟PVC废物能达到下列回收率:管道25%左右,窗户外框40%左右,地板材料12%左右。
    •对于低质量回收,存在于建筑和废墟废物流中的电缆的回收率能达到65%左右,来自电力电子设备为30%左右,包装为20%左右。
    •其他废物流,如家用和商业废物根据方案的情况不可能被回收。
    对比基本方案,估计出最大回收能力。它代表了能被回收的PVC的数量并考虑到PVC回收的技术和经济限制。根据这一假设,消费后废物的回收在2010年达80万吨左右,2020年达120万吨左右,代表了近18%的回收率。这就意味着PVC废物的机械回收只能为PVC消费后废物的五分之一。其他废物管理途径因此将依旧重要。
    在2000年3月份的协议中,PVC工业已经根据对管道,装置和窗户框架的机械回收做出定量的承诺。对于管道,承诺"2005年前至少回收管道和装置废物可收集量的50%"。对于窗户门框,承诺"2005年前至少回收窗户外框废物可收集量的50%"。这些目标并非基于废物的产生,而是废物的收集。
    根据PVC工业,估计2005年的年回收量如下:管道15,000吨,窗户外框15,000吨。然而,以下的能被用于高质量回收的大量PVC废物流并不包括在协议中:除了窗户外框外的刚性外廓(2005年240,000吨左右),装饰地板(2005年240,000吨左右),柔性外廓和软管(2005年120,000吨左右)。然而,在协议中,PVC工业已经表明在其他可能应用中,如PVC电缆,地板和屋顶薄膜,"需要作更多的工作来发展适当的后勤,技术以及再利用应用"。另外,工业界已经承诺它将"尽快"支持包括实现更高机械回收目标在内的发展。
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未来的发展和政策趋势
    在基本方案中,近9%的总PVC废物能在2010和2020年被机械回收,代表着2010年的40万吨PVC废物和2020年的55万吨废物。回收率根据所考虑的特殊废物流而变化。
    •对于高质量回收,对于建筑和废墟PVC废物能达到下列回收率:管道25%左右,窗户外框40%左右,地板材料12%左右。
    •对于低质量回收,存在于建筑和废墟废物流中的电缆的回收率能达到65%左右,来自电力电子设备为30%左右,包装为20%左右。
    •其他废物流,如家用和商业废物根据方案的情况不可能被回收。
    对比基本方案,估计出最大回收能力。它代表了能被回收的PVC的数量并考虑到PVC回收的技术和经济限制。根据这一假设,消费后废物的回收在2010年达80万吨左右,2020年达120万吨左右,代表了近18%的回收率。这就意味着PVC废物的机械回收只能为PVC消费后废物的五分之一。其他废物管理途径因此将依旧重要。
    在2000年3月份的协议中,PVC工业已经根据对管道,装置和窗户框架的机械回收做出定量的承诺。对于管道,承诺"2005年前至少回收管道和装置废物可收集量的50%"。对于窗户门框,承诺"2005年前至少回收窗户外框废物可收集量的50%"。这些目标并非基于废物的产生,而是废物的收集。
    根据PVC工业,估计2005年的年回收量如下:管道15,000吨,窗户外框15,000吨。然而,以下的能被用于高质量回收的大量PVC废物流并不包括在协议中:除了窗户外框外的刚性外廓(2005年240,000吨左右),装饰地板(2005年240,000吨左右),柔性外廓和软管(2005年120,000吨左右)。然而,在协议中,PVC工业已经表明在其他可能应用中,如PVC电缆,地板和屋顶薄膜,"需要作更多的工作来发展适当的后勤,技术以及再利用应用"。另外,工业界已经承诺它将"尽快"支持包括实现更高机械回收目标在内的发展。
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4.3 化学回收
    有几种过程是属于化学回收,在这些过程中,组成塑料的高分子被打碎成为小一些的分子。这些小分子要么是单体分子,可以直接用来产生新的高分子;要么可以作为基础化学工业中那些可以作为原材料的物质。
    对PVC来说,除了高分子链被击碎之外,链上连接的氯原子也以HCI的形式释放出来。HCI要么在提纯之后被再利用,要么就必须被中和而形成不同的产品,有的可以再利用,有的就必须被处置掉,这都是受处理过程使用的技术决定的。
    在过去5年的实践中,只采取了有限数量的主动措施,这些主动措施导致了一些工厂的建立以及意识到了在不久的将来建设这样的工厂的必要性。化学回收过程可以按照它们可以回收高氯含量的废物还是低氯含量的废物来进行分类,对于那些归类为低氯含量废物处理的过程,PVC中氯的最大含量为4%-5%。在过去建立的三个化学回收低氯含量废物的工厂中,两家已经为经济和供给方面的问题而倒闭。对于高氯含量的废物,现在有一种基于焚烧技术再加上HCI回收的操作性过程,在未来的几年已经建设的两家试点厂将投入运行。
    根据一些有关生命周期的评估(LCH),一些化学回收过程在能量利用和防止全球气候变暖方面将比城市固体废物焚烧以及填埋过程更好。另外,在一些过程中氯可以被回收,这样就避免了电离氯产生的新产物。可供利用的评估不允许对分析过的任何一种化学回收技术进行挑选。直接对高PVC含量的废物进行机械回收是一个适合环境的较好过程,尤其是考虑到要回收高质量的废物,并且它不包括废物分类和预处理。
    从经济角度来看,似乎化学回收高含量PVC废物并不具有吸引力。在那些领域中,机械回收除了地板材料外,已经证明其技术可行性。这就意味着对高含量PVC废物进行化学回收的处理厂将不得不集中在那些机械回收不可行的地方,以及那些由于要求附加分离步骤,含有过多杂质问题或由于有关环境问题相关的其他限制而不能机械回收的各种类型的废物。
    在欧盟国家,化学回收过程主要是与填埋场以及焚烧场这样的废物处理过程进行竞争。填埋场和焚烧方法有最低的进场收费。有目的建立的化学回收工厂也将面临着来自于高炉和水泥窑运作过程的竞争,它们可以吸收大量有限PVC含量的混合塑料废物。
    在考虑到不同种类废物的时候,可以看出在当前废物分类的形式下(诸如农业废物、工业废物和非包装家庭废物),化学回收虽然在技术上是可行的,但是还面临着缺少立法、缺少操作设备的竞争。对于汽车和电子废物,混合塑料废物中的PVC的含量似乎非常高,以至于不适合用回收低氯含量混合塑料废物的方法来进行回收:但是这里面的PVC含量似乎又太低,以至于在经济上不适合用先分离再处理的方法。
    总的来说,可以这样断定:化学回收工厂运作是否成功主要建立在经济的基础上。在现阶段还存在着很重要的问题,它们掩盖了运作这些工厂的可行性。
    未来的发展和政策倾向
    在不能选择机械过程来回收废物的时候,化学回收可以作为一个潜在的方法,尤其是在政策有利、设备有效的时候,这些便利条件可以竞争过那些有成本效益的回收过程。
    在2010年,基本方案中可以化学回收的总PVC废物量是:8万吨混合低氯含量废塑料,16万吨高氯含量的废塑料,这些主要来源于汽车废物、电子废物、电力废物。
    工业部门有责任在2001年投资300万欧元建立一个试点厂来回收PVC包装的材料中的氯和碳氢化合物。这个试点厂的结果可以在2002年中期得到,这样就可以做出是否投入商业运营的决定。
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