浅析现代设计中电子产品的污染问题

孟 颖，洪 如，董 韵

（厦门华厦学院电子信息部，福建厦门361000）

人类在感受着日新月异的高新技术产品所带来的诸多益处的同时，电视、计算机等电子产品废弃物的污染，对人体及环境的影响与危害也越来越大。废弃电子信息产品携带的铅、汞、六价铬等有毒有害金属，如果不能妥善处理，将会对土壤、水质和大气造成严重污染，对人类健康构成极大威胁。

电子污染控制并不仅仅是政府和生产企业的事，也不单纯依赖于某个生产工艺环节的创新，而是涉及到整体每一环节的设计创新问题。产品从设计伊始，就将环保节能作为产品的缺省项进行相应开发，在产品设计中，处处体现绿色环保和节能设计的思想。绿色设计运动倡导人与自然共生存，这就要求我们在进行设计活动时，在思想上和设计上首先应考虑到，人类的生存和发展不能损坏到自然界生态的平衡健康发展，这对子孙后代，对整个人类社会的贡献和影响都将是不可估量的。

1 现状

1973年发生在美国Massachusetts州的聚溴联笨（PBB）污染事件，使人们进一步认识到电子废弃物对环境和健康的危害性。以中国广东贵屿镇为例，始于1995年的电子垃圾产业，每年处理逾百万吨来自美国、日本、韩国等地的电子垃圾。由于处理手段极原始，造成了非同寻常的环境污染。电子垃圾对人体健康的影响，已经成为突出的社会问题。

2 对策

鉴于电子垃圾对环境所造成的越来越大的危害，各国政府也把电子垃圾的治理及立法工作提到了议事日程。

美国加州的立法机构2004年通过了一项在美国首开先河的提案，要求顾客在购买新的电脑或电视机时，交纳每件10美元的“电子垃圾回收费”，旨在为环保提供额外资金。

欧盟则做了“扩展的生产者责任”的尝试，起草制定了相关法律，保证制造商对电脑的整个生命周期负责，并要求他们将回收电脑及配件的费用加到产品成本中。同时，制造商必须同意不添加任何有毒原料。

日本在2000年颁布的《家用电器再生利用法》，规定制造商和进口商负责自己生产和进口产品的回收和处理。

瑞典的法律规定，处理费用由制造商和政府承担。而法国更强调全社会共同尽责，规定每人每年要回收4 kg电子垃圾。

德国采取多种方法进行回收、处理和利用，不仅大大降低了废旧电器对环境可能造成的污染，同时又充分利用了旧电器中的有效成分。德国根据欧盟指令着手制定本国的废旧家电回收利用法。德国希望通过相关法律法规，进一步明确制造商对其设计、制造和销售的家用电器和电子产品有义务进行收集、再使用和处置等，促使制造商开发绿色家电，即从电器的原材料选择和产品设计开始，就为将来的使用和废弃考虑，形成资源—产品—再生资源的良性循环，从根本上解决环境与发展的矛盾。

新修订的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》自2005年4月1日期开始实施，这部法律中规定了对从生产、生活和其他活动中产生的固态、半固态的废弃物质污染环境的防治。

因此，大力推进家电产品的绿色设计及制造进程具有非常迫切的现实意义。

3 应对方法——家电产品的绿色设计

3.1 绿色材料选择设计

材料的选择，不仅仅影响产品的制造，而且还影响产品的销售、使用、维修及回收等过程。绿色设计要求产品设计人员，要改变现有设计中只注重技术性能和经济性能的材料选择思路，而要将环境因素融入到设计开发之中，必须了解材料对环境的影响。由于家电产品中的材料种类比较多，如有色金属、黑色金属、玻璃、各种塑料等。具体在选择时应遵循以下原则：

（1）首选可再生利用材料，尽量选用回收材料，提高资源利用率；

（2）尽量选用低能耗、无毒、少污染、无腐蚀性的材料；

（3）尽量选择环境兼容性好的材料及零部件，同一产品单元尽量选用较少的材料种类，以便于产品废弃后的有效回收；

（4）为便于回收，材料上要标注出其型号、种类、等级等。如在冰箱生产过程中，选用环保性制冷剂，以减少对臭氧层的破坏。

3.2 可回收性设计

减少环境污染和节省自然资源，是绿色设计的根本目标，而合理的回收和再生利用，无疑有利于这一目标的实现。家电设计如果在其产品设计阶段，就能同时考虑回收和再生利用，那么就可大大提高废弃产品的再生利用率，减少甚至消除产品废弃过程中直接或间接的污染性。因此，在实际产品设计中，应该首先考虑产品的可回收性。

3.3 绿色模块化设计

模块化设计，是产品结构设计的一种有效方法。模块化设计就是在一定范围内，在对不同功能、或相同功能下的不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合，可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求。家电产品，特别是一些结构复杂的家电产品，都是由若干具有一定功能的部件组成的。设计时应尽可能将各部件设计成相对独立的功能模块，例如在电冰箱的设计过程中，通常是将电冰箱划分为门体、箱体、制冷系统和电气系统四大模块。这样，将绿色设计思想与模块化设计方法结合起来，可以同时满足产品的功能属性和环境属性。一方面，可以缩短产品研发与制造周期，增加产品系列，提高产品质量，快速应对市场为变化；另一方面，可以减少或消除对环境的不利影响，方便重用、升级、维修和产品废弃后的拆卸、回收处理。

3.4 可拆卸性设计

良好的可拆卸性，是产品维护性好、零件材料可回收、可再生的重要保证。只有良好的拆卸，才能实现完全的材料回收和可能的零部件再利用，从而达到节省成本，减少污染，保护环境的目的。为此，首先应从观念上重视可拆卸性设计。设计人员应经常与用户、产品维护及资源回收部门取得联系，获取产品结构在拆卸方面存在的不足，并为可拆卸性设计的发展准备有关数据资料。其次，为便于拆卸，家电产品在整机设计时，就要从结构上考虑拆卸的难易程度，提出相应的设计目标、结构方案。对模块间、部件间的连接方式等问题，要进行细致的研究与设计。在家电产品的设计中，应尽量避免采用焊接、胶粘、铆接等不可拆卸连接方式，而尽可能优先选择易于分离的搭扣式连接。

3.5 可维修设计

用可维修设计方法设计出的家电产品，在发生故障后，可通过适当的维修，使产品恢复功能，从而延长产品的寿命，实现节能、省料、无废少废的绿色目标。为了便于维修，除产品整机结构要采用模块化设计、可拆卸性设计外，各独立模块内部也要尽可能设计成可维修的。比如对易耗易损的零件、元器件，应尽量将其设计得集中一些，便于维修装卸。

3.6 节能设计

节能设计，就是设计合理的产品结构、功能、工艺或利用新技术、新理论，使产品在使用过程中消耗能量最少、能量损失最少。在产品的设计阶段，应对其使用造成的能源消耗问题应给予足够的重视。例如对录像机等这类产品设计时，就应特别注意减少待机能耗。

例如科龙研究的节能冰箱BCD－209冰箱，每个家庭每天可省电0.87 kW·h，1.3亿台这样的冰箱，每年可节电412亿kW·h，两年的节电量即接近三峡水电站全部工程竣工后全年的发电量。

3.7 绿色包装设计

为了减少家电产品在运输、销售过程中对环境造成的污染，应尽量采用“绿色包装”，绿色包装是指从原材料到产品的加工生产对环境无污染，可以回收循环使用或者再生利用和可在大自然中自行化解的包装。

4 结束语

从某种意义上讲，设计师成了环境的守门员。加入这场设计大革命的，还有包括惠普、戴尔、摩托罗拉等重要的电子电器产品制造商，他们在产品设计之初，已经开始考虑产品淘汰时的报废问题。有远见的电子产品设计师们，正试图让他们的产品从诞生之始，就为绿色轮回做好准备。进入21世纪，人类社会的可持续发展将是一项极为紧迫的课题，绿色设计必然会在重建人类良性的生态家园的过程中，发挥关键性的作用。

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[2]薛培军，刘冬敏.基于机械产品绿色设计与开发策略研究[J].中州大学学报，2008，(4)：110-111.

[3]苏 纯，陈志伟.绿色设计法在机械产品设计中的应用[J].中国制造业信息化，2008，(7)：30-32.