輪胎的生產(chǎn)和回收利用對(duì)環(huán)境的影響

1、輪胎的生產(chǎn)和回收利用對(duì)環(huán)境的影響中國廢舊輪胎網(wǎng)1.概述 廢舊輪胎主要由橡膠、炭黑以及金屬等組成，具有極高的資源再生利用價(jià)值，但不恰當(dāng)?shù)馁A存、再生、處置等過程會(huì)造成環(huán)境和安全問題影響人們的身體健康。因此，如何合理有效地利用和處置廢舊輪胎，防止環(huán)境污染，成為人們必須面對(duì)的問題。1.輪胎的組成、來源及性質(zhì)輪胎主要由橡膠(包括天然橡膠、合成橡膠)、碳黑、金屬、紡織物以及多種有機(jī)、無機(jī)助劑(包括增塑劑、防老劑、硫黃和氧化鋅等)組成。其中，橡膠橡膠約占輪胎重量的45一48。硫硫在輪胎中起到硬化橡膠并防止其高溫變形的作用，約占輪胎總量的1。碳黑碳黑用來強(qiáng)化橡膠并且增強(qiáng)摩擦阻力，約占22。加速劑、硬脂酸和氧化

2、鋅加速劑、硬脂酸和氧化鋅在輪胎生產(chǎn)過程中起到控制硬化過程及改善輪胎性能的作用，其中氧化鋅約占總重的1一2，加速劑等其他添加劑約占8。金屬金屬主要是優(yōu)質(zhì)鋼絲優(yōu)質(zhì)鋼絲，主要作用是增強(qiáng)輪胎鋼性和強(qiáng)度，約占15一25。輪胎中含有控制危險(xiǎn)廢物危險(xiǎn)廢物越境轉(zhuǎn)移的巴塞爾公約所控制的物質(zhì)，如銅化合物、鋅化合物、鎘、鉛及其化合物、硬脂酸以及有機(jī)鹵化物(氯丁橡膠)等，這些物質(zhì)以化合物或合金元素的形式存在于輪胎內(nèi)，約占輪胎重量的15。因此廢舊輪胎被聯(lián)合國納廢舊輪胎被聯(lián)合國納入危險(xiǎn)廢物管理入危險(xiǎn)廢物管理，并制訂了舊輪胎環(huán)境無害管理訂正技術(shù)準(zhǔn)則。1.輪胎的組成、來源及性質(zhì)去除輪胎中的鋼絲和紡織物后，輪胎主要由碳、氫、氮

3、、硫、氧等元素組成，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)80以上。廢輪胎具有良好的燃燒特性燃燒特性，發(fā)熱量高，揮發(fā)分高達(dá)62.2；可燃組分高達(dá)93.73以上，低位發(fā)熱值(LttV)可達(dá)31.6 kJg以上，高于煤(18.627.9 kJg)、碳(27.0 kJg)、木材(10.2 kJg)等的熱值，且具有水分和灰分含量低的優(yōu)點(diǎn)。轎車和卡車輪胎因其組成物質(zhì)有所差異，其燃燒特性等略有不同。輪胎不會(huì)自燃。研究表明輪胎的最低著火溫度為182，點(diǎn)燃時(shí)間為將溫度182保持65.4 d之后。因車輛類型的不同，輪胎在重量上也會(huì)有所變化。轎車輪胎平均重量 6.510kg條，廂式車11kg條，卡車52.5 kg條。2.廢舊輪胎主要流向

4、及其環(huán)境影響2.1輪胎的主要流向輪胎在部分磨損、胎體完好且不影響其使用功能時(shí)，可以送輪胎翻新廠翻新，延長其使用壽命，這類輪胎稱為舊輪胎舊輪胎。不能再用于原定制造用途的輪胎為廢輪胎廢輪胎。輪胎報(bào)廢后，其流向主要有工程利用或材料回收、能量回收以及填埋、堆存等。廢輪胎的流向與市場(chǎng)需求及相關(guān)政策法規(guī)導(dǎo)向有關(guān)，美國、日本、韓國等發(fā)達(dá)國家主要以能量利用為主。中國、墨西哥等發(fā)展中國家則多以材料利用為主。2.2堆存廢舊輪胎長期堆存易孳生蚊蟲和造成鼠類繁殖。廢舊輪胎長期堆存易孳生蚊蟲和造成鼠類繁殖。跨區(qū)域轉(zhuǎn)移則擴(kuò)大了蚊蟲及疾病傳播的范圍，增加了非本土物種的引入及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)控制的難度。20世紀(jì)40年代，美國將二戰(zhàn)期

5、間在亞洲使用的已受到蚊蟲侵害的剩余輪胎運(yùn)回國，造成了輸入性疾病的傳播，人們首次發(fā)現(xiàn)報(bào)廢輪胎和攜帶疾病的蚊蟲之間的關(guān)系。廢舊輪胎大量簡單堆存和無序存放，容易因縱火或雷擊等其他偶然因素造成火災(zāi)廢舊輪胎大量簡單堆存和無序存放，容易因縱火或雷擊等其他偶然因素造成火災(zāi)，而且一旦燃起便難以控制和撲滅，并會(huì)持續(xù)燃燒很長時(shí)間，產(chǎn)生大量煙霧和有毒油性污染物，污染土壤、水和空氣。廢輪胎的露天焚燒會(huì)產(chǎn)生大量的黑煙、廢輪胎的露天焚燒會(huì)產(chǎn)生大量的黑煙、CO2、揮發(fā)性有機(jī)污染物和有毒有害大氣污染、揮發(fā)性有機(jī)污染物和有毒有害大氣污染物物，如多環(huán)芳烴、二惡英類、呋喃、氯化氫、苯、多氯聯(lián)苯、砷化合物、鎘、鎳、鋅、鉻和釩等；也會(huì)

6、因橡膠的高溫分解而產(chǎn)生大量的油類物質(zhì)，含有鋅、鎘、鉛、砷、銅、雙環(huán)氧乙烷、多氯聯(lián)苯和多環(huán)芳烴等污染物。污染土壤、地下水和地表水；燃燒后的灰燼等殘余物通常含有氧化鋅、鎘、鉛等重金屬，處置不當(dāng)也容易污染土壤和水體。2.3輪胎翻新翻新可延長輪胎的使用壽命，節(jié)約大量的橡膠資源，減少新輪胎生產(chǎn)過程中的污染物排放和能源消耗，而且翻新輪胎價(jià)格低廉，僅為新輪胎的20-50。在北美，每年因使用翻新卡車輪胎節(jié)省約30億美元；生產(chǎn)新輪胎約需能源970MJ，翻新僅需400 MJ。生產(chǎn)新卡車輪胎約需83.28 L的石油，翻新僅需26.5L研究表明，每條翻新輪胎比新輪胎減少CO2排放26.4 kg。每翻新一次，可重新獲得

7、相當(dāng)于新輪胎60-90的使用壽命，平均行駛里程可達(dá)5-7萬km。經(jīng)多次翻新，至少可使輪胎的總壽命延長1-2倍。因此，發(fā)達(dá)國家非常重視輪胎翻新和再使用。2005年美國只有18家輪胎制造商(其中有7家生產(chǎn)卡車和公共汽車輪胎)，48間輪胎生產(chǎn)廠，但輪胎翻新廠或銷售商多達(dá)1 094家，年翻新輪胎3 200萬條，翻新率10.7。2007年我國輪胎翻新量1 200萬條，翻新率約為6，與世界發(fā)達(dá)國家相比有一定的差距，但與以往相比，有較大的進(jìn)步。然而根據(jù)我國及國際標(biāo)準(zhǔn)，轎車輪胎只能翻新1次，載重汽車輪胎也只能進(jìn)行有限次數(shù)的翻新，每年仍然有大量的輪胎徹底報(bào)廢。翻新過程的環(huán)境影響與翻胎工藝關(guān)系密切。翻新過程的環(huán)境

8、影響與翻胎工藝關(guān)系密切。翻胎硫化過程中溶劑、膠合劑和橡膠化合物所產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物，對(duì)環(huán)境和人類健康有一定的危害。熱硫化工藝在涂膠修補(bǔ)后粘貼的胎冠膠未經(jīng)預(yù)先硫化，在高溫高壓下用翻胎硫化模具進(jìn)行硫化成型，長時(shí)間高溫易使胎體老化，且揮發(fā)性氣體產(chǎn)生量大；預(yù)硫化翻新工藝翻新時(shí)胎體不經(jīng)受高溫高壓，減少了造成胎體老化的因素。增加了胎體的可翻新次數(shù)，延長了胎體的使用壽命，減少了硫化過程中有機(jī)污染物的排放。更為環(huán)保的聚氨酯彈性體翻胎技術(shù)也逐漸成熟并開始得到推廣應(yīng)用，這種技術(shù)可大幅提高翻新輪胎的質(zhì)量，減少對(duì)天然膠的依賴及橡膠配合劑對(duì)環(huán)境的污染。目前，我國普遍應(yīng)用的是熱硫化翻胎法，發(fā)達(dá)國家普遍應(yīng)用的預(yù)硫化釀新

9、工藝已引進(jìn)我國，但應(yīng)用的比例還不高。2.4原形利用和材料利用(1)原形利用原形利用。即通過捆綁、剪裁、沖切等方式，將廢舊輪胎改造為填埋場(chǎng)工程土工布保護(hù)層、港口碼頭及船舶的護(hù)舷、防波護(hù)堤壩、漂浮燈塔、公路交通墻屏、路標(biāo)以及海水養(yǎng)殖漁礁、游樂游具等的方法。該法充分利用輪胎良好的耐腐蝕、彈性強(qiáng)的特點(diǎn)，但利用量有限，僅占廢輪胎產(chǎn)生量的1。只是一種輔助途徑。(2)熱解。熱解。廢輪胎的熱裂解是在無氧或氧氣濃度極低不會(huì)引起燃燒的情況下的熱降解過程。廢輪胎經(jīng)高溫裂解可提取具有低熱值的燃?xì)?、低能含量且富含芳烴的油類、炭黑及鋼鐵等。該方法該方法技術(shù)復(fù)雜，成本高，易造成二次污染。技術(shù)復(fù)雜，成本高，易造成二次污染。且

10、回收物質(zhì)質(zhì)量欠佳又不穩(wěn)定。高溫分解產(chǎn)生的炭黑雜質(zhì)多，無法達(dá)到輪胎制造所需炭黑的性能要求，商業(yè)價(jià)值極低；裂解產(chǎn)生的廢鋼鐵由于受到碳污染，不利于鋼鐵廠的回收利用，銷路有限；裂解產(chǎn)生的可燃?xì)獯嬖谥孤┪廴经h(huán)境以及爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。因此，目前我國產(chǎn)業(yè)政策是禁止的，在其他國家的應(yīng)用也非常有限。但是近幾年，隨著能源特別是石油價(jià)格的不斷升高并持續(xù)高位，全國均出現(xiàn)了利用廢輪胎土法煉油現(xiàn)象，并有蔓延之勢(shì)，已造成巨大的環(huán)境影響和生態(tài)破壞。廢舊輪胎的藝術(shù)廢舊的輪胎一般是進(jìn)回收廠，再造或者加工成粉末橡膠。今天這廢舊的輪胎又有了新的生命，變成了一件件壯觀的雕塑。除了框架每一件雕塑全部由廢舊輪胎制作而成。蹬在廢輪胎上的環(huán)保鞋介

11、紹你一個(gè)品牌，叫做U-Roads。特點(diǎn)？這個(gè)品牌乃是全世界眾多的具有環(huán)保意識(shí)的品牌中的一個(gè)。這個(gè)意大利的鞋品牌公司，用回收的輪胎重新利用做成他們鞋和靴子的大底（也就是做外層的鞋底），當(dāng)然，也是相當(dāng)環(huán)保的一家公司。2.4原形利用和材料利用(3)生產(chǎn)再生橡膠。生產(chǎn)再生橡膠。廢舊橡膠經(jīng)過粉碎、加熱，機(jī)械加工以及物理化學(xué)處理等過程。橡膠中的碳硫鍵和硫硫鍵斷裂(脫硫)，其彈性狀態(tài)變成具有塑性和黏性的、能夠再硫化的橡膠即再生膠。再生膠具有良好的塑性，收縮性小，流動(dòng)性好，耐老化性，以及良好的耐熱、耐油和耐酸堿性等優(yōu)點(diǎn)，也有吸水性、耐磨性及耐疲勞性差的缺點(diǎn)。再生膠生產(chǎn)存在著利潤低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)流程長、能源

12、消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重能源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，因此發(fā)達(dá)國家早已逐年削減再生膠產(chǎn)量，有計(jì)劃地關(guān)閉再生膠廠。與新膠相比，再生膠品質(zhì)低、價(jià)格高，無市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，目前僅占廢輪胎市場(chǎng)的1一2。由于歷史原因，我國再生膠生產(chǎn)仍是廢輪胎回收利用的主要途徑，2007年產(chǎn)量超過200萬t，占世界再生膠產(chǎn)量的85以上，是名符其實(shí)的“再生膠王國再生膠王國”。目前主要的脫硫技術(shù)有化學(xué)法(動(dòng)態(tài)脫硫法、水油法)、超聲波、微波和生物4種。再生膠生產(chǎn)存在較嚴(yán)重的環(huán)境問題，國外有研究指出，化學(xué)法和超聲波法均可導(dǎo)致包括苯、甲苯和庚烷等50多種有機(jī)化合物的排放。氣流分選機(jī)廢舊輪胎再生膠粉設(shè)備廢舊輪胎處理設(shè)備除塵收集器廢舊輪胎破碎設(shè)

13、備廢舊輪胎處理2.4原形利用和材料利用(4)生產(chǎn)硫化橡膠粉。生產(chǎn)硫化橡膠粉。硫化橡膠粉是由廢輪胎碾磨成的分散度良好的橡膠顆粒。其中金屬、紡織物已去除，性質(zhì)輕且干燥，具有很好的表面積。與傳統(tǒng)的再生膠相比，膠粉生產(chǎn)污染小，利用率高?？缮a(chǎn)高附加值且能夠循環(huán)使用的新型產(chǎn)品，例如生產(chǎn)熱塑性彈性體替代部分新輪胎材料；直接生產(chǎn)橡膠制品、防水材料；生產(chǎn)橡塑枕木代替水泥、木材枕木；生產(chǎn)膠粉改性瀝青，可以替代SBS合成橡膠，并具有降低噪音、降低成本和延長道路使用壽命的優(yōu)點(diǎn)；生產(chǎn)改性混凝土用于公路路面鋪裝。近年來，膠粉制造工業(yè)發(fā)展很快，2007年產(chǎn)量達(dá)50萬t，但應(yīng)用技術(shù)相對(duì)滯后，應(yīng)用市場(chǎng)還比較有限。膠粉的生產(chǎn)工

14、藝主要有常溫破碎法和低溫破碎法2種。常溫破碎時(shí)最高操作溫度可達(dá)120，主要環(huán)境影響是噪聲、粉塵以及SOx、NOx的排放；低溫破碎法是將廢輪胎整體或碎塊用液氮冷卻到-80以下，再經(jīng)機(jī)械破碎，即可得到粒度分布較廣(10-0.2mm)的膠粉。低溫破碎的唯一缺點(diǎn)是制備液氮的成本高，目前在我國還處于實(shí)驗(yàn)階段。廢輪胎做成“綠色跑道”2.5能量回收廢輪胎具有熱值高、水分和灰分含量低等優(yōu)點(diǎn)，利用輪胎生產(chǎn)衍生燃料(TDF)回收能量是發(fā)達(dá)國家目前較為普遍且最為主要的利用方式。水泥廠、發(fā)電廠、造紙廠等需要熱能的鍋爐或窯爐均成為轉(zhuǎn)化輪胎能量的場(chǎng)所。廢輪胎一般先經(jīng)破碎后，再按一定的比例與其他燃料混合，制成輪胎衍生燃料，

15、供高爐噴吹代替煤、油和焦炭，作燒水泥的燃料或代替煤以及火力發(fā)電用。2005年，美國水泥窯TDF利用量約占40，發(fā)電廠鍋爐33，造紙廠鍋爐20，其他7。117個(gè)TDF利用設(shè)施共協(xié)同處理廢輪胎214萬t，155億條。廢輪胎協(xié)同處理可能產(chǎn)生二惡英、呋喃等持久性有機(jī)污染物以及鋅、鎘、鎳、鉛等重金屬污染物。由于水泥窯排放的氣體量極大，超出了監(jiān)測(cè)儀器的監(jiān)測(cè)極限，因而缺乏水泥窯大氣污染物潛在環(huán)境影響的結(jié)論性研究，人們對(duì)廢輪胎焚燒造成的大氣污染物排放數(shù)據(jù)存在爭議。加利福尼亞大學(xué)的Schwartz教授對(duì)加州4個(gè)燃燒20輪胎作為替代燃料的水泥窯進(jìn)行的研究表明，二惡英、呋喃、多環(huán)芳烴、鉛、鉻等污染物均有不同程度的增

16、加，其中多環(huán)芳烴最多增加了2230。在對(duì)美國目前焚燒廢輪胎的43個(gè)水泥廠中的31個(gè)廠的大氣排放數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上。由美國波特蘭水泥協(xié)會(huì)資助開展的一項(xiàng)獨(dú)立研究表明，TDF水泥窯二惡英一呋喃排放水平僅及普通燃料(煤、天然氣、焦炭)水泥窯的13，顆粒物排放則低35，NOx、CO2、SO2、總烴以及金屬的排放水平也相對(duì)較低(均低于10)，僅CO排放水平稍高。盡管焚燒處理回收能量的方式消納了大量的廢輪胎，但隨著越來越嚴(yán)格的大氣排放要求，以及環(huán)保團(tuán)體和公眾的強(qiáng)烈反對(duì)，歐美國家開始減少或關(guān)閉廢輪胎焚燒回收熱能的設(shè)施。2.6填埋填埋作為處置廢輪胎的一種方式，正逐漸被其他利用方式所替代。歐盟廢物管理指令規(guī)定2

17、003年后禁止整胎填埋，2006年后禁止輪胎破碎后填埋。美國許多州也禁止用專門的垃圾填埋場(chǎng)填埋廢輪胎。2005年美國仍有占產(chǎn)生量的15，約59萬t的廢輪胎被填埋處置。3.我國廢舊輪胎回收利用的主要問題、對(duì)策和建議3.1主要問題發(fā)達(dá)國家非常重視廢舊輪胎的管理，紛紛建立了以生產(chǎn)者和消費(fèi)者責(zé)任延伸制度為基礎(chǔ)的綜合管理體系，采取一整套政策、法規(guī)和經(jīng)濟(jì)措施，以經(jīng)濟(jì)杠桿和嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)為手段，促進(jìn)廢舊輪胎的合理流向。在確保廢輪胎回收利用方面，采取了嚴(yán)格的市場(chǎng)準(zhǔn)人制度、專項(xiàng)基金收費(fèi)和補(bǔ)償制度等，促使最大限度地減少廢舊輪胎的產(chǎn)生，最大限度地重復(fù)利用和回收處理。我國廢舊輪胎回收利用行業(yè)在管理、回收利用和污染控制

18、技術(shù)等方面與發(fā)達(dá)國家有較大差距。主要表現(xiàn)在：缺乏相應(yīng)的管理政策、法規(guī)和統(tǒng)一的管理，導(dǎo)致回收市場(chǎng)混亂，流向不合理；缺乏嚴(yán)格的市場(chǎng)準(zhǔn)入制度，大多數(shù)企業(yè)規(guī)模小、回收利用和污染防治技術(shù)水平低，污染嚴(yán)重；缺乏合理有效的經(jīng)濟(jì)政策和激勵(lì)機(jī)制，技術(shù)含量較高的回收利用企業(yè)稅賦過重，回收成本高，處境困難。3.2對(duì)策與建議(1)建立完善的廢舊輪胎回收利用政策法規(guī)體系，規(guī)范市場(chǎng)流向。加快制訂廢舊輪胎回收利用管理?xiàng)l例廢舊輪胎回收利用污染控制技術(shù)規(guī)范等法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范回收利用市場(chǎng)，完善回收、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、利用等全過程環(huán)境污染控制要求。采取積極有效的經(jīng)濟(jì)政策和激勵(lì)機(jī)制，建立以舊換新或者抵押金制度和征收輪胎銷售稅、環(huán)保稅、廢輪胎

19、處置費(fèi)等制度，一方面強(qiáng)制廢舊輪胎回收，另一方面對(duì)從事回收利用的有關(guān)環(huán)節(jié)給予補(bǔ)貼。(2)大力推廣回收利用新技術(shù)，淘汰落后工藝和裝備。加快預(yù)硫化翻胎技術(shù)、聚氨酯彈性體翻胎技術(shù)以及輪輞(轂)翻新技術(shù)的推廣應(yīng)用，加速淘汰熱硫化翻胎技術(shù)及設(shè)備；積極推廣新的再生膠脫硫技術(shù)，采用環(huán)境污染小，不釋放有毒、有害物的以光、電磁波(微波、遠(yuǎn)紅外、電子束)和超聲波等為能源的物理再生方法，以及生物再生和再生活化劑替代等技術(shù)方法，加速淘汰靜態(tài)水油法等落后工藝及產(chǎn)能；加快推進(jìn)膠粉深加工和制品生產(chǎn)技術(shù)；從物質(zhì)和能量的梯級(jí)利用角度來看，不鼓勵(lì)廢輪胎熱能回收技術(shù)的應(yīng)用。對(duì)研究廢舊輪胎新工藝、新技術(shù)、消除環(huán)境污染的單位，在資金、政策上給予支持，以促進(jìn)我國廢舊輪胎回收利用技術(shù)的提升。3.2對(duì)策與建議(3)實(shí)施嚴(yán)格的行業(yè)準(zhǔn)人制度，促進(jìn)行業(yè)規(guī)范化、規(guī)?；l(fā)展。落實(shí)環(huán)境保護(hù)部作為廢舊輪胎回收利用污染控制的行政主管部門的責(zé)任，實(shí)行廢輪胎的回收利用許可證制度。針對(duì)廢舊輪胎回收利用的各個(gè)環(huán)節(jié)制定更加嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，提升產(chǎn)業(yè)水平。對(duì)規(guī)范的、符合國家環(huán)保要求的回t收利用者在經(jīng)濟(jì)政策上給予優(yōu)惠和扶持；對(duì)于不能達(dá)標(biāo)的小翻新、小再生膠、小膠粉企業(yè)禁止從事廢舊輪胎的回收利用，堅(jiān)決清理關(guān)閉土法煉油小企業(yè)；對(duì)屢關(guān)屢建的小企業(yè)實(shí)施重罰，直至究其法律責(zé)任。(4)開展宣傳