当代新技术发展中的环境风险控制——以电子浆料技术为例

刘宏钊，陈立桥

(1.重庆大学法学院，重庆　400045；2.浙江海洋学院，浙江　舟山　316000)



当代新技术发展中的环境风险控制
——以电子浆料技术为例

刘宏钊1，陈立桥2

(1.重庆大学法学院，重庆400045；2.浙江海洋学院，浙江舟山316000)

摘要：本文运用交叉学科的研究方法，以代表信息技术进步的电子浆料技术为例，从新技术产品整个生命周期过程中所产生的环境风险进行综合对比分析，发现电子浆料新技术应用在提高电子电器性能的同时，却从主客观上带来了新的、甚至更大的环境风险。有效处理电子浆料中的环境风险需要各社会主体引起重视并预先做好应对，检视中外关乎电子浆料技术发展中的环境风险控制策略并对改进中国环境风险控制的不足提出建议，以促进科技与环境的协调、可持续发展。

关键词：技术发展；电子浆料；环境风险；控制策略

1引言

科技是现代文明的主导，它不仅本身具有博大精深的内涵，而且直接决定或影响着经济的增长、社会的进步和文化的转型[1]。然而，科技发展在给人类带来福祉的同时，也给社会带来了风险和危机，工业革命之后人类就步入了乌尔里希·贝克所描述的“风险社会”时代。与此同时，随着各种新技术的开发和广泛运用，人类活动对自然资源和生态系统造成的影响与日俱增，对人体健康及生态环境构成了越来越大的危害，“环境风险”随之产生并成为全球性的现代风险之一。技术进步产生环境风险已变成了现实，也成为风险研究者们关注的焦点。透视整个风险社会理论，新技术发展与应用是当今社会重要的环境风险源，而环境风险控制是消解技术工具理性与社会理性“断裂”的重要手段。

2技术发展中环境风险控制研究的文献综述及本文的分析框架

梳理科技与环境风险控制的相关研究文献，以乌尔里希·贝克和安东尼·吉登斯为代表的“风险社会”理论具有支配性地位，并使“风险”概念很快从单纯的科技——经济范畴拓展到社会科学领域而被广泛使用。在国内研究层面，科技风险研究主要集中在借鉴西方“风险社会”理论的基础上，通过科技伦理、科技政治、科技文化、科技认知差异及科技风险管理等方面建构社会以实现技术工具理性与社会理性的融合。代表性的成果如薛晓源等主编的《全球化与风险社会》、庄友刚的《跨越风险社会——风险社会的历史唯物主义研究》、李瑞昌的《风险、知识与公共决策》等。关于新技术发展中产生的环境风险控制研究，著述较少且主要集中在宏观管理领域。代表性的成果如肖薇的《环境风险中的科技缺陷》、王芳的《转型加速期中国的环境风险及其社会应对》、王金南的《国家环境风险防控与管理体系框架构建》等。随着高新技术产生及新的环境风险出现，部分研究具体到纳米技术风险、转基因技术风险、危险化学品环境风险控制等领域，但内容大多仍源于对西方国家高科技风险管理方法的介绍或移植而缺乏“本土化”科技发展现实的考虑，给出的环境风险控制策略理想化色彩较浓而实践性不强。代表性的成果如王军英的《发展纳米技术的潜在风险及对策》、徐振伟的《转基因技术风险及控制探究》、黄政的《危险化学品环境风险防控立法问题研究》等。

本文在这些国内外研究的基础上，运用交叉学科的研究方法，以代表工业信息技术进步的电子浆料技术为例，从原材料端——产品端——产品废弃及再利用端等新技术产品整个生命周期过程中所产生的环境风险进行综合对比分析，发现电子浆料新技术应用在促进电子电器性能提高的同时，却从主客观上带了新的、甚至更大的环境风险。这一问题需要各社会主体引起重视并预先做好应对，检视目前中外关乎电子浆料技术发展中的环境风险控制策略，希冀探求一条科技与环境协调、可持续发展之路，为中国绿色科技、生态科技发展提供智力支持。

3电子浆料技术及其环境风险

几乎所有的电子电气设备中都有电子浆料存在。随着现代电子信息技术的飞速发展，小型化、低温化、柔性化、低成本制造是电子元器件发展的趋势[2]。这一趋向对电子浆料技术发展的要求是：制备浆料的固体粉末走向了纳米化，采用有机高分子树脂代替无机氧化物或玻璃粉末作为粘结剂，而且金属导电相则要求从微米或亚微米球形朝着纳米结构或片状形貌转变；采用贱金属代替贵金属作为导电相。然而，电子浆料技术沿着如此方向的更新及应用却都存在着新的、甚至更大的环境风险。

3.1金属导电相纳米化带来的环境风险分析

据估算，在2011年，全球纳米银浆料及填料的市场价值约为2.9亿美元，至2016年大约将增长到12亿美元[3]。电子浆料中导电粉末的纳米化已成为行业发展的必然。对于金属导电相，90%以上的电子浆料均为银粉。大多数研究结果均表明，类似于银这样的纳米颗粒比其相应的大颗粒具有更大的毒性，因此，有人建议根据全球化学品统一分类和标签制度(GHS)将纳米粒子作为一种新生物种归入“急性类1”[4]。纳米粒子除了本身带来的环境威胁之外，在制备的过程中，纳米粒子通常比微米粒子的制备产生更大的环境风险。以纳米银为例，一方面，更苛刻的粒径分布要求，需要一些特殊的试剂、更多的表面活性剂。当下纳米银粉通常需要采用有机银化合物、有机溶剂等作为试剂[5]。有学者从银前驱体、溶剂、还原剂、稳定剂等几个方面对目前的银纳米粒子的制备方法进行了详细总结，结果发现，纳米银的合成过程绝大多数是非环保的，只有24%方法是相对绿色环保的。他们还发现，粒径小于20纳米的银粉制备工艺基本均为非环保的方法[6]。另一方面，纳米粒子的制备为保证较小的粒径，需要更多的有机表面活性剂并需另外工序过滤掉大颗粒，而这些处理手段既降低了银粉的产率，也增加了额外的能耗。此外，纳米墨水的银粉粒径在1～50纳米，属于典型的胶体，在溶液中形成均匀的体积而难以沉淀[7-8]。这也将造成更多成分随生产废水流失于环境当中产生危害。

3.2贱金属替代贵金属带来的环境风险分析

传统的导电浆料主要以贵金属金、银为导电相。随着加工设备和工艺技术的改进，并在成本的驱动下，近来业界一直大力推动铜浆、镍浆的发展。以铜、镍为主导的贱金属开始逐步代替贵金属金、银等进入电子浆料行业。单从金属价格方面，导电浆料贱金属化对浆料使用者是非常有吸引力的，但对于环境影响来说未必是有利的。首先，由于金、银贵金属离子的还原电位比铜、镍高出很多，因此对于金银这两种贵金属粒子基本可以通过醇类、抗坏血酸等常见无毒或低毒还原剂还原，而且通常只需理论比例即可彻底还原，但铜、镍通常只能采用有毒的、强还原性的硼氢化钠或水合肼等还原剂来实现[9-11]。为了保证还原的彻底性，还原剂的加入量一般是理论量的2倍以上。而贱金属在高温和过量有毒的强还原剂下发生，不仅产生了直接的毒副产品，还大大提高了能耗。其次，由于贵金属本身的稳定性和离子较高的氧化还原电位，在环境中大多仍以金属单质的形式存在。即使当少量银逐渐溶解为银离子时，也便会与空气中的硫生成化学性质稳定的硫化银，这可以减少银对土壤的毒性风险。而铜、镍因单质却容易被氧化，一般以离子态存在环境中，使得铜、镍对生物体将产生更大的危害。最后，由于贵金属本身的价格昂贵，生产者、使用者(也包括浆料生产者和使用者)对贵金属都有严格的管理程序和规范，这减少了贵金属造成环境影响的人为因素，基于同样的原因，贵金属被回收再利用也比贱金属更彻底。与此相反，对于铜、镍等金属的管理，一般没有这么严格的管理措施。从金属的整个生命周期来评估对环境的影响几率，贱金属对环境的影响比贵金属大的多。

3.3浆料朝着低温化发展趋向带来的环境风险分析

为满足电子元器件的柔性化和低温化工艺制作的要求，传统的很多高温导电浆料开始走向低温化[12]。对于金属导电相，高温浆料的组成一般为球形银粉而低温浆料主要是机械球磨制备的片状银粉[13-14]。片状银粉主要是在球形银粉的基础上，进一步通过机械球磨处置获得(通常为48～96小时)[15]，在球磨的过程中，由于引入了一些球磨助剂并消耗大量能源而带来了更大的环境压力。对于有机溶剂与助剂，这两类浆料的主要组分与类别相近，但低温浆料的含量大约为高温浆料的2倍，这明显增加了有机挥发物的环境危害性。由此可见，浆料的低温化发展趋势，尽管满足了元器件柔性化工艺发展的需要并在使用过程中降低了固化温度，但在浆料的制备过程中却增加了更多的环境风险。

4发达国家对电子浆料技术中的环境风险控制策略

正如研究者们所述：电子浆料技术升级后，固体粉末由于采用的纳米粉体而带来的这一新的污染与危害，截至2012年8月，国际组织和各国都还未制定出相应的管控制度和预防措施[16]。“在纳米科技已成为改变全球产业版图的同时，如何规范纳米技术对环境、健康和安全风险的争论却滞后于技术创新……”[17]。然而，电子浆料属于化工产品，涉及金属粉末、氧化物或玻璃粉、高分子及多种助剂等的化学制备和使用。同时，其又作为原材料应用在多种电子电器中并随着这些电子电器废弃而成为电子垃圾。故此，电子浆料技术中的环境风险控制可以从两大方面去分析，即制备过程中的环境污染控制和作为电子电器废弃物处置中的环境影响控制。欧美是全球科技发达的地区，追溯这些国家涉及电子浆料技术发展中的环境风险控制策略，主要表征为：

(1)完善的技术风险评估机制。汲取工业技术革命高速发展带来环境污染、资源衰竭及生态破坏的教训，欧美等发达国家都加强了高新技术风险的管理和研究，尤其是注重技术对环境影响的评估，从源头防范工业新技术运用可能带来环境威胁。在联邦政府管理机构中，美国环保局、农业部、食品与药品管理局、商检局4个机构主要负责联邦环境风险评价与管理工作。此外，为了规避纳米技术运用可能对环境和健康带来的潜在风险，欧美国家在纳米研发前期很注重风险研究。例如，欧盟在2005年公布的《欧盟纳米技术发展战略行动计划》中特别强调：要在推广纳米技术应用的同时，加强对纳米技术对环境、健康及安全可能产生的负面影响研究；美国联邦政府从2006年开始，每年拨出纳米技术研发总投资的4%用于支持纳米技术的环境、健康和安全的影响研究及风险评估，这笔资金总数达10亿美元[18]。

(2)健全的环境风险法律控制体系。1990 年美国环保局(EPA)发布了《减轻风险:环境保护重点和战略的确定》报告，标志着风险控制成为美国环境管理的重要策略，美国环保局还规定：具有特定设施及风险较高的企业和经营者必须准备和实施包括风险评估、预防、应急处置等内容的风险管理计划(RMP)以及强制投保环境责任险。美国诸多与环境相关的法规都涉及风险防范之内容，而且在环境立法中也贯彻了风险预防原则。例如，《有毒物质控制法》、《综合环境反应、赔偿和责任法》(也称《超级基金法》)、《清洁空气法》、《应急规划和社区知情权法》等，并在这些法规基础上还形成了一套相关的导则、指南体系来指导各领域的环境管理工作。此外，法律上也最大限度地保障了公众对环境风险的知情权、决策权、监督权等环境民主权利。历史上欧盟国家的电子废物管理制度一直比较成熟，2002年《欧盟电子废物管理法令》就明确采用生产者延伸责任制度确定生产商、经销商的责任，在此基础上，2003年又出台了欧盟2002/95/EC号指令和2002 /96 /EC号指令。即《电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》(也称ROHS)和《废弃电子电气设备指令》。由于电子电器产品中涉及许多新化学物质，2007年6月欧盟又正式实施了《化学物质注册、评估、授权和限制条例》(简称为REACH)，通过注册、评估、授权、限制等综合程序对进入市场的所有化学品进行监管。REACH被广泛认为是欧盟20年来最重要的立法，并对全球工业产生了巨大影响。此外，欧盟的WEEE系列指令也为其他国家制定电子电器废物管理法规提供参照，生产者延伸责任(EPR)已成为各国电子垃圾管理立法的一项基本制度。

5中国对电子浆料技术中环境风险控制的不足及其改进建议

2015年天津港“8·12”特别重大火灾事故的原因已经查明，危险化学品仓库爆炸是酿成惨剧的“元凶”。事故之后，如何有效防控危险化学品的环境风险再次引起关注。电子浆料的化工产品属性、中国电子垃圾产量居全球“第二”的严峻现实，都亟需考量环境风险控制策略的合宜性。检视电子浆料技术中环境风险控制的不足，在实质上也凸显了国家科技发展中环境风险防控策略的缺陷。中国对电子浆料技术中环境风险控制的不足主要体现在：

(1)科技风险规制不足。一是政府科技风险管控职能的缺位。与传统风险相比，现代科技风险具有更强的不确定、隐蔽性及更大的破坏性，政府主导、条块分割的部门化管理模式，确定指标、明确职责及义务的静态管理方式使科技风险在管控、治理时缺乏有效的沟通和协调，重复管理、政出多门等“诟病”难以统一应对和处置突发风险的发生。二是企业环境责任的缺失。企业是生产和经营风险的最大主体，唯经济利益及基于获得最大利润的驱使，往往在强调科技风险高投资、高回报、高收益的同时却忽略了应该承担的环保责任及义务。三是科技风险沟通机制欠缺。在科技发展与管理中，政府既是“裁判员”，又是“运动员”的双重角色，致使公众参与和社会监督缺失，风险信息的不透明也导致了政府与企业的风险“规制合谋”或“社会风险放大”。

(2)环境风险法律控制不足。检视中国的环境风险法律规范，在2011年《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》中首次提出要“完善以预防为主的环境风险管理制度”，之后发布的《国家环境保护“十二五”规划》中，“防范环境风险”才列为国家环境保护的主要任务之一。环境风险防控的现实“需求”与环境法律政策的有效“供给”之间仍然存在较大差距，结构性、布局性等突出的环境风险问题很难通过现行的环境管理制度措施进行彻底地解决。例如，据不完全统计，每年2/3以上的突发环境事件都与危险化学品生产、使用、存储及运输有直接或间接的关系，而《危险化学品安全管理条例》(2011年修订)、《新化学物质环境管理办法》等立法对于危险化学品的环境风险评估等方面却缺乏系统的规定。从化学品全过程管理的要求看，现行法律法规偏重于危险化学品环境风险产生的事后防范，缺乏从源头消除或减少危险化学品环境风险的相关规定。

本文提出以下几点改进建议：

(1)完善环境风险规制体系。一是建立协商民主及多元共治的环境风险管理模式。高科技产生的环境风险涉及范围广、损害性大，亟需包括政府、企业、公众及社会组织等不同主体的协同参与才能有效地防控和治理。应明晰企业环境风险防控的主体地位和责任，加强政府的风险监管和引导，实施公众参与，发挥公众的社会监督作用，调动社会组织力量提供风险技术支撑与监督保障。二是完善技术风险评估、技术风险沟通机制，加强环境风险的科学研究和宣传教育，提高全社会风险防控的意识和水平。应加强第三方技术风险评估机构的设立和管理，政府、企业要充分利用媒体、网络等多种途径公开环境风险信息并加强对科技风险知识的宣传教育，以消除社会的风险恐慌和信任危机。

(2)健全环境风险法律控制体系。一是修订和完善不符合风险预防原则为指导的科技法、环境法等法规，完善以风险治理为中心的法律制度保障环境风险的“良法善治”。二是针对新技术发展中的电子浆料、纳米高科技产品、化学新物质及电子垃圾等对人体健康和环境带来严重危害或存有潜在危险的新技术产品，必须借鉴发达国家的相关立法经验，尽快健全风险管理的法律应对。如制定《技术评估法》、《化学物质控制法》和《科技及环境风险防控法》等专项法律规范。

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(责任编辑刘传忠)

Environmental Risk Control in the Development of Modern New Technology-Taking Electronic Paste Technology as An Example

Liu Hongzhao1，Chen Liqiao2

(1.School of Law,Chongqing University,Chongqing 400045,China;2.Zhejiang Ocean University,Zhoushan 316000，China)

Abstract：The paper uses research methods of the cross discipline，taking the information technology progress of the electronic paste technology as an example，to do a comprehensive comparison analysis of environmental risks generated from the life cycle process of the new technology products .It finds that the new technology application of electronic paste can improve electronic and electrical properties，but it may bring new and even greater environmental risks from the subjective and objective aspects.The interested parties should focus on this issue and make a countermeasure in advance.The paper observes the control strategy of environmental risk,and puts forward some suggestions for China to improve the sustainable development between technology and environment.

Key words:Electronic paste；Technology development；Environmental risks；Control strategy

中图分类号:F832.5

文献标识码:A

基金项目：国家社科基金重大项目(12&ZD209)，国家社科基金西部项目(14XFX018)，国家自然科学基金项目(51261008)。

收稿日期：2015-07-24

作者简介：刘宏钊(1978-)，男，河南信阳人，重庆大学法学院博士研究生，讲师；研究方向：风险规制、环境法学。