节能灯检测

摘要：截止到目前，青岛至少有300万盏节能灯已经代替白炽灯“上岗”。含有大量有毒物质的节能灯的报废问题开始凸显，高污染旧灯无处安身，成为节能灯推广之后一个难以解决的“后遗症”。 　　10月31日晚，宁夏路一超市内，市民选购节能灯。 　　从2008年开始的“绿色照明”工程，对于节能灯进入普通市民家庭功不可没。10月31日，记者采访获悉，据不完全统计，截止到目前，全市至少有300万盏节能灯已经代替白炽灯“上岗”。但是随着大量节能灯进入集中报废期，含有大量有毒物质的节能灯的报废问题开始凸显，高污染旧灯无处安身，成为节能灯推广之后一个难以解决的“后遗症”。 　　旧节能灯含毒，污染惊人 　　家住太湖路社区的赵敏2009年从社区购买了10只节能灯。上个月，家里厨房和卫生间的两只灯泡先后“熄火了”。当记者问到坏掉的节能灯如何处理时，她说，随手扔到垃圾桶里和生活垃圾一起扔走了。 　　记者在岛城的家乐福、佳世客等超市的节能灯柜台前看到，各种形状的节能灯堆满柜台。“您听说过节能灯含有害物吗?”记者随机询问了商场的几个售货员，结果没有一个人对此情况有所了解。 　　据了解，按照2006年信息产业部发布的《电子信息产品中有毒有害物质的限量要求》，有的螺旋形电子节能灯毛管中的铅、汞，镇流器中的铅，塑料件中的多溴联苯、多溴二苯醚超标 而有的节能灯则在毛管、灯头、镇流器全部铅超标，毛管中汞超标。 　　有数据显示，一只节能灯所含的汞，渗入地下后会污染约180吨水及周围土壤。此外，废弃的节能灯管破碎后，瞬时可使周围空气中的汞浓度严重超标。一旦进入人体，可能破坏人的中枢神经。 　　回收成本高，企业不愿做 　　“节能灯还要回收?”记者随机采访了多位市民，对于废旧节能灯含毒需要回收一事，大家都认为匪夷所思。他们说，自己对待节能灯的态度就是“一扔了之”。 　　在福岭农贸市场的一家废品回收站，记者询问是否回收节能灯时，收废品的林师傅连连摇头。他说：“那东西收了干吗?根本没有人要啊。” 　　青岛市照明协会的一家会员企业的负责人韩先生说，如果对节能灯进行回收，不光是不好运输，而且运输完了现在也没有合适的设备可以进行处理。此外，回收过程的成本太高，企业根本不可能去做这件事。 　　山东省大型废物回收企业青岛新天地投资有限公司的高工程师表示，山东省每年废旧灯管回收率不足1%。而这一现象在全国各地都相当普遍。到目前为止 ，几乎没有地方提供废旧节能灯的免费回收。 　　专家建议设固定回收点 　　市人大代表、市委党校经济专家刘文俭建议 ，大力宣传的节能灯，不能用后“一扔了之”。虽然节能灯2008年就被纳入《国家危险废物名录》，但社会至今仍只知其节能之利、不知污染之害。为此，要加大宣传力度，树立节能灯作为“危废”严禁随意丢弃和非法处理的社会共识。 　　目前 ，我国《电子信息产品中有毒有害物质的限量要求》属于行业性推荐标准，没有强制力，为此可探索率先在节能灯这类“危废”电子产品领域率先建立强制性行业标准，切实降低污染。同时，要求厂商在广告、产品包装、销售现场设立醒目标识，警示污染风险。 　　“从一些先进国家和地区的经验看，废旧节能灯回收有销售市场、社区和民间环保组织三种渠道。”刘文俭介绍，鉴于节能灯易碎、资源回收利用价值低且处理成本高，国家应将其回收利用纳入财政支持范畴。要制订实施细则扶持社区、企业、环保公益组织设立固定回收点 对居民上缴废灯给予物质鼓励 把节能灯推广财政补贴与中标单位建立回收机制相挂钩 对企业和中心城市在合理规划范畴内建立无害化处理中心，给予财税扶持。文/记者 杨冰 娄花 图/本报记者 孙传浩 　　■他山之石 　　社区收废灯管企业处理利用 　　据了解，在日本、欧美、中国台湾地区，废旧节能灯回收率达80%以上。 　　中国台湾的“中国电器公司”及其控股公司“中台资源科技股份有限公司”，形成了一个制造、销售和回收废弃照明光源循环体系，汞、荧光粉、玻璃的回收利用率分别达100%、60%和30%。在地方公告应回收项目(照明光源类)管理基金补贴下，“中国电器”处理社区上缴废灯管生产线保持着正常负荷运行。 　　■链接　　“绿色照明”工程 　　2008年国家启动“绿色照明”工程，城乡居民购买使用中标企业节能灯，由财政补贴50%，企事业单位等大宗用户购买，补贴30%。在我国首批上市的节能灯，使用寿命一般为3年，据此判断，我国第一批财政补贴推广中上市的上亿只老旧节能灯正进入集中报废期，且未来每年消费量将超过10亿只。老旧节能灯因为含有汞、铅等有毒有害元素，被专家称为是仅次于废电池的第二大生活垃圾“汞污染源”，与之相对，我国节能灯回收处理体系却非常“幼稚”，如处置不当，污染风险不容忽视。

2012年3月19日下午，在位于北五环外的森馥科技公司的屏蔽室里，清华大学工程物理系电磁兼容实验室主任倪建平，森馥科技公司总经理朱琨及几位感兴趣的记者和公众，共同见证了对于节能灯的电磁辐射测试过程。 目前电磁辐射的安全方面我国当前的通行标准是《电磁辐射防护规定》（GB8702-88），专门针对节能灯的电磁辐射检测尚没有标准，如果按照国外标准，则针对灯具的电磁辐射检主要是参照《照明设备涉及人体暴露于电磁场的评估》EN62493：2010（IEC62493：2010），由于不同的标准需要不同的测量仪器和检测方法，因此，针对节能灯的电磁辐射检测，我们将分成两个阶段进行，第一阶段（本次测量），按照中国现行《电磁辐射防护规定》（GB8702-88）进行，采用目前与此标准相适应的德国Narda公司生产的NBM550电磁辐射分析仪和EHP200A选频电磁分析仪，第二阶段，初步定在4月中旬，采用与EN62493：2010（IEC62493：2010）标准相应的意大利PMM公司生产的VDH-01灯具电磁辐射检测专用仪。我们将会进一步跟进我们的工作，为大家提供进一步的检测结果信息。 本次检测 仪器一：NBM550电磁辐射分析仪，频率范围是100KHz-3GHz 仪器二：EHP200电磁辐射选频分析仪，频率范围是9KHz-30MHz 仪器生产商：德国Narda公司 测试地点：北京森馥科技有限公司屏蔽室 测试灯具： 1）节能灯4款，功率分别为9W，13w，18W，36W， 2）白炽灯，功率60W 3）LED灯，功率2W。 4）备好的另外一盏卤素灯则因为接口不同而无法进行测试，略有遗憾。 在5厘米和20厘米的距离下不同灯具的电场强度，测试结果表明白炽灯和LED灯的电场强度低于节能灯。而不同品牌不同功率的节能灯，随着距离的变化，其测试结果呈现显著差别，并且两台测试仪器因为其测试频宽、工作原理等区别及距离的微小差异，测试结果在某些时候也呈现显著差别。 在这一阶段的测试中，测得最大值来自NBM550，在测试36W节能灯，距离为5厘米时出现，其最高值为109.04v/m，而相应的EHP200A的测量数据为46.00v/m，造成这种测量差别的原因在于NBM550仪器的高阻线与信号发生偶合而带来测量的不准确，因此，在此情况下，EHP200A的测量结果更为准确。由于在实际使用中，人体与灯具的距离通常都会大于20cm，所以，在此次测量中，我们以20cm的测量结果作为主要参考数据，从整个测量的结果来看，在20cm处的测量，没有超标的情况发生，可以放心使用。 但另一方面，我们需要提醒的是，根据测量的结果表明，节能灯功率越大，距离越近，其电磁辐射强度越高，因而，功率较大的节能灯，在作为台灯使用时请保持良好的使用距离。 此外，为摸清节能灯的电磁发射规律，我们还对功率分别为13W和36W的两盏节能灯进行了20K-1MHz的选频测量，结果如附表二，测得电场强度最高值分别出现在41KHz和35KHz，与节能灯电子镇流器变换频率20KHz&mdash 100KHz的范围相吻合。 《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）标准中，40v/m的限值仅适用于100KHz－3MHz频段，而产生节能灯电磁辐射的主要频率则在20KHz-100KHz之间，不在此标准的约束范围之内。鉴于我国尚未发布低于100KHz电磁场的国家标准，我们在这里仅公布此次检测的数据结果。至于是否超过标准，关心这一问题的朋友，我们将在第二阶段（初步定在4月中旬），采用与EN62493：2010（IEC62493：2010）标准相应的VDH-01灯具电磁辐射检测专用仪进行检测，为大家提供进一步的检测结果信息。 赫晓霞 达尔问自然求知社 附一：测试记录表 编号 灯具类型及功率 测试距离 cm NBM550 (100K-3GHz) EHP200A (100K-1MHz) 背景值 0.40 1 节能灯 9W 5 23.00 21.20 20 7.02 0.82 2 白炽灯 60W 5 1.45 2.28 20 0.35 0.39 3 节能灯 18W 5 75.10 18.42 20 10.12 0.84 4 LED 2W 5 1.20 1.8820 0.31 0.56 5 节能灯 36W 5 109.04 46.00 20 21.11 7.30 测试：倪建平 朱琨 记录：赫晓霞 附二、考虑100KHz以下的情况 编号 灯具类型及功率 测试距离 cm EHP200A (20K-1MHz) 6 节能灯 13W 10 16.58 20 6.14 7 节能灯 36W 10 44.38 20 测试谱图： 1、13W节能灯，距离10CM

为了履行《美国能源独立和安全法案》(U.S. Energy Independence and Security Act)和《欧盟生态化设计指令》(EU Ecodesign Directive)，人工照明系统从白炽灯过渡到节能灯(CFL)和LED，这是为了节省能源和减少温室气体排放。同传统的白炽灯泡相比，节能灯(CFL，Compact fluorescent lamp)与发光二极管(LED)等新型灯泡可节省70~85%的能源消耗，使用寿命也大大增加，因而被认为是一种具有巨大节能潜力的技术，然而，这些新型灯泡比传统灯泡的设计要复杂得多，具有潜在的环境不利影响，甚至与消费类电子设备相当。CFL和LED组件中含更多的金属。这些组件有不确定性的潜在环境影响，当到达其工作寿命需要废弃时，是否需要作出特别的规定呢?Seong-Rin Lim等在本月出版的“环境科学与技术”(Environ. Sci. Technol.)上发表了一篇文章“LED的潜在环境影响：是金属资源，还是有毒的危险废弃物”(Potential Environmental Impacts of Light-Emitting Diodes (LEDs): Metallic Resources, Toxicity, and Hazardous Waste Classification)。他们综合三种类型灯泡(普通白炽灯、LED和节能灯)在许多方面的情况进行了环境与资源方面的评价。 　　节能灯要消耗更多的锑、铜(主要是用于线圈和印刷线路板)、铁、铅(印刷线路板和焊料)、汞(螺旋式节能灯)、磷、钇(荧光)和锌(防护性涂层钢)。LED灯泡需要更多的铝(散热片)、锑(LED芯片)、钡、铬(不锈钢)、铜(线圈)、镓(LED芯片)、金(LED线)、铁、铅(印刷线路板)、磷、银(反光涂层)和锌(保护层)。白炽灯泡只有钨(灯丝)和镍。回收利用节能灯和LED灯中的金属是非常有必要的，如铜估计有26%的岩石圈储量已经用于永久使用状态或者废弃掉。对节能灯和LED灯泡的废弃物管理政策应包括制造商对废弃灯泡的回收系统或“抵押返还”(deposit-refund)制度。此外，在产品上标示其潜在的危险性，让其放入正确的垃圾分类和回收系统中，避免将其丢到常规的生活垃圾中。环境设计项目(Design for the Environment Program，DfE)是美国环保署1992年开发的一个项目，致力于防止污染以及给人类和环境带来的污染风险。DfE要求在设计过程中考虑产品生命周期内的环境质量问题，从材料管理一直贯穿到回收和再利用减少对环境的影响。DfE项目提供有关更安全的电子设备、更安全的阻燃剂、更安全的化学配方以及最佳环境实践。DfE采用多种设计方法，试图减少产品的生产、过程和服务环节(整个生命周期)中对人类健康和环境影响。补贴灯泡产品的回收，倒是可以激励制造商执行DfE程序，这样也节省资源消耗，通过减少产品中的金属含量消除了不良影响。 　　废弃物毒性特性溶出程序(TCLP)是美国环保局的一种测试方法，包括总阈值限制浓度(TTLC)和可溶性阈值限制浓度(STLC)，旨在模拟垃圾填埋场中通过水溶出而进入地下水的过程。TTLC分析可首先确定样品中各目标分析物的总浓度。当任何目标分析物超过TTLC的限制时，这个废弃物就可被归为危险废弃物，不需进一步的测试。如果TTLC没有超出限制，其结果就用于确定STLC或废料提取试验(WET)是否必要。Calscience环境实验室还需要用鱼进行生物测定(96小时半致死浓度)。 　　经过上述测试发现，由于LED灯泡需要金、银、锑、铜，所以在资源消耗上比白炽灯高2个数量级，比节能灯高2-5倍高。对节能灯来说，在资源消耗上有重要影响的物质是铜。银和金是稀贵金属，在欧盟锑也列为存在资源危机的材料。虽然在美国铜还没有达到危机的程度，但在节能灯和LED中，铜的用量非常高，是其他金属材料的1-6个数量级，发展下去也令人担忧。LED灯泡中金属含量最多的是铝、钡、铬、镓，它们并会不明显导致总资源的消耗。这里需要注意的是，在考虑供应风险上，虽然镓在全球的储量估计相当大，但仍被认为是一种可能面临危机的材料，因为镓只是作为处理铝土矿和锌矿石的副产品而获取。相反，钇、钆和铈虽然也属于稀土元素，但不太会成为危机材，因为钇、铈在全球还算储量丰富，钆的用量非常少。 　　如果LED和节能灯以目前的速度持续地取代白炽灯泡，就会产生相当大的资源消耗，因为金、银、锑、铜的资源供应是不足的。由于金具有低电热阻抗，主要用于连接LED芯片中电极的导线。银作为LED中优良的反光涂层材料。锑是LED芯片的核心材料。铜是用于LED和节能灯中的线圈为和印刷电路板。因此，在DfE中，这些辅助的组件(非发光技术本身)是有希望进行改造和革新的，以减少其金属含量，正如在信息和通信产业，光纤电缆取代铜电缆一样。附加的例子在实际产品的成功的DfE可以发现在美国EPA DfE网站。除了改造组件技术，回收技术和管理策略也应该跟进，确保在LED和节能灯中回收的贵重金属能进入再循环。 　　在现有的美国联邦与加州州政府的法规中，通过应用基于生命周期影响和基于危害的评价方法，评估这些灯泡产品是否可归为危险废弃物。基于生命周期影响的方法，与常规的生命周期评估(LCA)是不同的，它是要量化LCA中元素的毒性潜力。节能灯和LED灯都可归为危险废弃物，因为可流失的铅已经极度过量了(分别为132 mg/L与44mg/L，而安全标准规定为5)和高含量的铜(111 000mg/kg和31600mg/kg，而安全标准规定为2500)、铅(CFL灯泡为3860mg/kg，安全标准规定为1000)和锌(CFL灯泡为34500mg/kg，安全标准规定为5000)，而白炽灯泡是不危险的。注意，CFL灯泡的结果中，没有考虑灯泡汞蒸气，实验样品制备过程中没有进行捕获)。与白炽灯相比，节能灯和LED灯具有较高的导致资源枯竭和毒性的潜力，主要是由于它们具有较高的铝、铜、金、铅、银和锌。 　　LED具有最高的毒性潜力，主要是由于含铜和铝，节能灯次之，因为主要金属是铜。这些结果与潜在毒性指标(Toxic Potential Indicator，TPI)的结果有所不同。TPI的结果表明，节能灯具有最高的毒性可能主要是由于其中含锌和铜，其次才是含铜的LED。白炽灯泡含铝、铜、镍，但量很低，毒性潜力小。节能灯的具有最高的人类毒性和生态毒性潜力，LED次之。节能灯的人类毒性和生态毒性分别比LED高2.5倍和1.3倍，是白炽灯的2个数量级。考察灯泡中各金属元素对人类毒性和生态毒性的相对贡献，锌和铜是最高的，分别占89-98%和74-89%。 　　综合来说，节能灯和LED灯的环境潜在影响分别高于白炽灯3-26倍和2-3倍。目前的节能灯和LED灯泡技术需要进一步发展，降低整体资源消耗和毒性潜力。权衡收益与成本的综合评估认为，从DfE生命周期角度证明寻找替代材料是很有必要，尽量减少铝、铜、金、铅、银、锌的使用。另一种方法是开发寿命更长的节能灯和LED灯泡，可减少新的资源的使用和废弃物数量。因此，在照明产品开发中，要遵循保护和可持续发展政策，除了提高能源利用效率，还应该重点开发一些在不影响他们的性能和寿命的前提下，减少危险和稀有金属含量的技术。而从资源回收角度来讲，灯泡中的一些金属其实又是非常有限的。因此，迫切需要适当的废弃物管理措施，或者通过革新技术减少毒性物质、金属的含量，或者延长灯泡寿命。