作者:开萌

现代生活物质丰富,带来了不少便利。手机可以随时连接到网络,汽车飞机等交通工具可以带你到想去的任何地方,快递能在几天内把新玩具送上门,点外卖就能吃到各种美食,等等等等。这样方便的生活也产生了一些副产物。比如废纸箱、塑料包装、食物残渣、金属饮料罐等我们不需要的生活垃圾,还有报废的手机电脑等电子产品,还有报废的汽车退役的飞机等。你了解过这些被废弃的垃圾去了哪里么?

垃圾的去向主要分三种,一部分可以再利用的被回收,无法回收的垃圾中有些可以燃烧的被拿去发电,剩下的部分送到垃圾填埋场被埋进土里。每年全球能产生几十亿吨的垃圾,几亿吨垃圾最终被埋在填埋场里,其中20%左右是食物残渣,另外一部分什么都有。

这样的处理方式也带来了一些问题:燃烧垃圾产生各种温室气体和有毒有害气体,需要特殊的装置来净化。填埋进土里的垃圾有些带有重金属污染物,时间长了会慢慢渗入地下,污染土地和地下水源。塑料垃圾在自然环境下需要几百年甚至几千年才会分解,同时塑料分解产生的有害物质也会污染土地。是否可以减少填埋,把那么多废弃的垃圾重新使用呢?

这正好和制造业遇到的另一个问题有关。地球的石油和矿产资源是有限的,要制造各种生活用品不能完全依赖开采新的资源。既然塑料垃圾本身来源于石油,汽车飞机的金属部分来自于矿产,那就从垃圾中获取资源好了。

想象一下这样的场景,你喝完饮料把铝罐丢进垃圾桶,经过工厂高温熔化后变成金属原材料,然后送到铝罐加工厂再次制造出饮料罐。而废弃塑料经过加工后被还原成石油,重新进入塑料工厂制造出玩具、塑料袋。按照这样的思路理论上就可以循环使用任何材料,不用再把垃圾埋进土里,也不用再开采更多的地球资源。但是在现实中为了实现垃圾循环利用,科学家们遇到了不少需要解决的问题。

首先就是垃圾分类。使用石油矿产等自然资源进行加工有个优势,它们是纯的原材料,而垃圾里面什么都有。产品设计和包装混合使用各种各样的材料,超市面包使用塑料纸,软饮料使用塑料瓶,蛋糕有纸杯,铝罐上有油墨,笔记本电脑含有塑料、金属、有机玻璃等材料。要进行回收首先就要把不同材料分开。很多城市都在推广居民垃圾分类,就是因为这个原因。

垃圾在居民区进行粗分类后,运到处理厂再用人工和机器进行更细致的分类。因为混在一起的东西太多,这是个费时费力的活,如何提高效率呢?对于像铁这样可以被磁铁吸起来的材料,只要用电磁铁就可以分开。而铝、塑料这样的材料就要使用一些高科技,比如垃圾分拣机器人。垃圾分拣机器人主要是两部分组成,一个是摄像机和人工智能算法判断垃圾的种类,另一个是机械手,把不同材料从流水线上挑出来。处理垃圾的流水线上有几个机器人24小时不间断工作,机器人识别垃圾能达到98%的准确度,一批垃圾经过几个机器人的处理就能把错误的概率降得很低。几个机器人就能完成几十个人的工作量。

垃圾分拣成塑料、纸张、铁、铝等等,这样是不是完成了呢?还没有。就拿铝来说,用在汽车、饮料罐、铝合金门窗上的铝是不一样的,是不同的铝合金。由于掺杂了镁、铜、锌、锰等不同元素,不同合金的物理化学性能差别很大。使用矿产制造这些合金的成本比回收高,所以制造商们愿意购买符合要求的回收材料,也就有人愿意去回收铝材。大件的金属垃圾先被粉碎,通过X射线仪判断合金的种类,然后用高压气体将不符合要求的碎片吹掉。分拣后的铝片会被再次熔化做成铝锭和铝卷,然后运到制造汽车、铝合金门窗的工厂里。

当然如果垃圾原料只有铝罐就好办多了,铝罐破碎后用瞬间高温把油墨和纸张蒸发,然后做成铝锭和铝卷,最后做成新的铝罐,这样材料就在工厂和生活中循环。所以有些地方铝罐单独回收是有道理的。有趣的是,一部分重铸的铝材会被拿去造火箭,所以,我们喝完饮料丢进垃圾桶的铝罐,它们的去处不仅可能有再次被制成饮料罐,还有可能会跟随火箭发射升空呢。

来源: 科普中国

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