综述:电子废物塑料分散式微回收系统的兴起趋势与现实潜力:文献计量分析与定量基准评估
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时间:2025年10月04日
来源:Sustainable Chemistry One World CS2.1
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本综述创新性地融合文献计量分析与定量性能评估,系统解析了电子废物(E-waste)塑料分散式微回收系统(DMRS)的研究态势与实地效能。研究通过PRISMA协议筛选247篇文献,揭示DMRS可降低运输成本70%、减少排放60-70%,并提升能源效率与就业创造能力,为循环经济框架下的可持续电子废物管理提供实证支持。
本研究采用PRISMA协议系统检索Web of Science(WoS)数据库,通过布尔运算符组合关键词("E-waste plastic"、"polymeric recycling"、"sustainable construction"等)筛选2007-2024年间发表的2,472篇期刊论文。文献计量分析依托VOSviewer软件实现合作网络、关键词共现与主题演化的可视化。
分析显示印度、澳大利亚、中国和日本为全球电子废物塑料回收研究的主要贡献国。印度理工学院系统与CSIR印度成为核心研究机构,主要成果发表于《Journal of Cleaner Production》《Waste Management》等权威期刊。研究主题呈现从传统金属回收(湿法冶金、热解)向循环经济模型(生命周期评估、环境风险管理)的显著转向。
2022年全球电子废物总量达6,200万吨,其中塑料组分占比20-27%,主要包含ABS、HIPS、PVC和PC等聚合物。这些材料常含有溴化阻燃剂(BFRs)及汞、铅、镉等重金属,在非正规回收过程中通过露天焚烧或酸浸处理可能释放微塑料和持久性有机污染物,对土壤和地下水造成长期风险。
机械回收通过粉碎、清洗和再熔融工艺将塑料转化为建筑复合材料或3D打印线材;化学回收如溶剂萃取和催化热解可分解聚合物为单体或燃料;先进分选技术(包括AI驱动的光谱识别)提升杂质分离效率。值得注意的是,电子废物塑料的高热值(calorific value)使其成为具有潜力的替代能源。
DMRS作为模块化处理方案,在运输成本削减(70%)、排放控制(60-70%减排)及能源效率提升方面显著优于集中式系统。其小规模特性适用于基础设施薄弱地区,通过本地化处理减少环境泄漏风险,同时创造就业机会。实验数据表明DMRS生产的再生塑料颗粒可满足建筑材料的力学性能要求。
文献计量识别出五个主题集群:①循环经济模型集成 ②危险物质管控 ③生命周期评估 ④社会行为学分析 ⑤政策法规设计。存在的四大研究空白包括:再生材料耐久性标准缺失、监管框架不完善、DMRS规模化部署障碍,以及健康风险量化数据不足。
研究建议加强DMRS与正式回收体系的整合,开发针对溴化阻燃剂和重金属的定向去除技术,建立基于区块链的废物追溯系统,并推动适用于发展中国家的低成本处理装备研发。多尺度生命周期评估(从微流程到宏观系统)将成为下一阶段的研究重点。
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