Elektroschrott (auch bekannt als Elektro- und Elektronik-Altgeräte; WEEE) ist einer der am schnellsten wachsenden Abfallströme weltweit. Angesichts dieses rasanten Wachstums sind wichtige Probleme im Zusammenhang mit Elektroschrott ein ernstes Problem: (i) Die zunehmenden Mengen an Elektroschrott haben durch unsachgemäßes Recycling und Endlagerung schädliche Auswirkungen auf die Umwelt und die öffentliche Gesundheit, (ii) in Entwicklungsländern sind informelle Recyclingpraktiken weit verbreitet und die Recyclingmethoden sind rudimentär, und (iii) ein erheblicher Teil der Elektroschrottkomponenten landet auf unhygienischen (unkontrollierten) Mülldeponien und offenen Mülldeponien. Um diese Probleme anzugehen, setzt sich diese Dissertation das folgende Ziel: die Umweltauswirkungen der aktuellen unsachgemäßen Elektroschrottbewirtschaftungspraktiken in Entwicklungsländern im Vergleich zu modernsten Technologien zu bewerten, die die bestehenden ungeeigneten Praktiken ersetzen können. Um dieses Ziel zu erreichen, führte diese Dissertation einen systematischen Ansatz im jordanischen Kontext ein, um einen integrierten Ansatz für die Elektroschrottbewirtschaftung vorzuschlagen, IEWM (Integrated E-waste Management).
Diese Dissertation besteht aus sechs Kapiteln. In Kapitel 1 wurden Probleme des E-Waste-Managements und damit verbundene Studien in Entwicklungsländern und Jordanien untersucht und das Forschungsproblem sowie Forschungslücken erläutert. Basierend auf der Problemstellung wurde ein systematischer Ansatz entwickelt, um die mit dem E-Waste-Management verbundenen Probleme anzugehen. In Kapitel 2 wurde das Konzept des integrierten Abfallmanagements (IWM) als Ausgangspunkt für die Diskussion über ein ordnungsgemäßes Abfallmanagement untersucht, da es dazu beitragen kann, Lösungen für komplexe Probleme des E-Waste-Managements zu finden. Daher wurden sieben mit dem IWM verbundene Themen erörtert: (1) die Entstehung des Konzepts, (2) die Definition des Konzepts, (3) die Harmonisierung des Konzepts mit der Abfallmanagementhierarchie, (4) die Planung eines angemessenen IWM-Systems, (5) die Umsetzung des Konzepts in Industrie- und Entwicklungsländern, (6) ein Vergleich zwischen dem konventionellen und dem integrierten Ansatz und (7) die analytischen Methoden, die zur Planung und Bewertung von IWM-Systemen eingesetzt werden. Basierend auf den Diskussionen in Kapitel 2 wurden eine Definition und Ziele des IEWM-Ansatzes in dieser Dissertation vorgeschlagen und der IEWM-Ansatz vorgestellt. IEWM wies darauf hin, dass die Integration von Siedlungsabfall- und Elektroschrott-Managementsystemen theoretisch möglich sei. Denn beide Systeme nutzen gemeinsame Abfallfraktionen sowie Behandlungs- und Entsorgungstechnologien.
Das vorgeschlagene IEWM schlägt als ersten Schritt die Verwendung einer geeigneten Methode zur Schätzung von Elektroschrott vor, die für Entwicklungsländer geeignet ist. Daher wurden in Kapitel 3 die Vor- und Nachteile von fünf Methoden zur Schätzung von Elektroschrott untersucht, die in Entwicklungsländern verwendet werden, und die Anwendbarkeit dieser Methoden diskutiert. Anschließend wurden die Gesamt- und Einzelmengen von sechs in Jordanien erzeugten Geräten geschätzt, darunter sowohl neue als auch gebrauchte Elektro- und Elektronikgeräte. Aufgrund der begrenzten Datenverfügbarkeit in Entwicklungsländern wurde die Verbrauchs- und Verwendungsmethode (C&U) häufig zur Schätzung von Elektroschrott verwendet. Sie wurde für eine breitere Verwendung in Entwicklungsländern modifiziert.
In Kapitel 4 wurde das Konzept des IWM angewendet, um neun Alternativen für die kommunale Abfallwirtschaft (MSWM) für Jordanien zu entwerfen. Die Methode der Lebenszyklusanalyse (LCA) wurde verwendet, um die Umweltauswirkungen der alternativen Systeme zu bewerten, und sie wurden im Vergleich zum gegenwärtigen System diskutiert. Die wirtschaftlichen Kosten der Alternativen wurden ebenfalls geschätzt. Ziel war es, die umweltfreundlichste und wirtschaftlichste Alternative zu ermitteln. Die Bewertungen der MSWM waren als zweiter vom IEWM vorgeschlagener Schritt eine Notwendigkeit. Dies lag daran, dass (i) der Elektroschrottstrom in den meisten Entwicklungsländern mit dem Hausmüll vermischt ist und (ii) es vorteilhaft ist, die vorhandene MSWM-Infrastruktur zu nutzen. Die Ergebnisse von Kapitel 4 zeigten, dass das Szenario, das die maximale theoretische Recyclingrate mit Mülltrennung in einer Materialrecyclinganlage (MFA) und hygienischer Deponierung des verbleibenden Abfalls mit Energierückgewinnung nutzt, hinsichtlich der Umweltauswirkungen und der Kosten am besten ist. Diese Ergebnisse wurden zur Entwicklung und Bewertung von Szenarien zur Elektroschrottbewirtschaftung in Kapitel 5 verwendet.
Der letzte Schritt des vorgeschlagenen IEWM-Ansatzes besteht darin, die Emissionen von Elektroschrott, die derzeit praktiziert werden, im Vergleich mit fortschrittlichen Managementoptionen abzuschätzen und zu bewerten. Daher wurden in Kapitel 5 sechs Szenarien für sechs EEE der Handhabung von Elektroschrott in Bezug auf die derzeitige Situation bewertet. Diese Szenarien umfassen drei fortschrittliche Technologien: Recycling von Materialien, Metallen, Edelmetallen und Verbrennung von Kunststoff und Sondermüll sowie Deponierung des verbleibenden Abfalls auf einer geordneten Deponie. Die Szenarien wurden auf ihr Potenzial hin bewertet, die bestehenden unsachgemäßen Praktiken zu ersetzen. Die Ergebnisse von Kapitel 5 zeigten, dass das beste IEWM-Szenario dasjenige ist, das das Recycling von Materialien, Edelmetallen und unedlen Metallen mit einer Materialrecyclinganlage (MRF) zur Mülltrennung beinhaltet. Ein solches Szenario beinhaltet auch die Verbrennung von Kunststoff und Leiterplatten (PCBs) sowie die Deponierung von MSW und Elektroschrottrückständen mit der aus der Verbrennung und Deponierung gewonnenen Energie auf einer geordneten Deponie. Diese Bewertung basierte auf halbtrockenen bis trockenen Klimabedingungen wie in Jordanien.
Kapitel 6 enthält die Schlussfolgerungen dieser Dissertation, ihre Grenzen und die zukünftigen Studien. Insgesamt zeigten die Ergebnisse, dass die Umweltauswirkungen von Elektroschrott in der gegenwärtigen Situation erheblich hoch sind. Unter 70 untersuchten Fällen für das Management von Elektroschrott für sechs Elektro- und Elektronikgeräte (Mobiltelefon, Laptop, CRT-Fernseher, LCD-Fernseher, Waschmaschine und Kühlschrank) kam die Studie zu dem Schluss, dass die integrierten Technologien, denen Beachtung geschenkt werden sollte, folgende sind: Recycling mit einem angemessenen Anteil an Materialien, Metallen (Edelmetallen und unedlen Metallen) mit Mülltrennung von MSW in MRFs. Zu solchen Technologien gehört auch die geordnete Deponierung des MSW mit Energierückgewinnung mit einer angemessenen Rückgewinnungseffizienz. Diese Technologien tragen zur Verringerung der Umweltauswirkungen bei. Die Ergebnisse zeigten auch, dass Kompostierung oder Biogasifizierung oder beides der organischen Fraktion von MSW vielversprechende Technologien für ein IEWM-System sind. Die Verbrennung eines brennbaren Abfalls des MSW-Stroms ist eine Technologie, der in Entwicklungsländern für ein IEWM-System mit einer angemessenen Effizienz der Energierückgewinnung ebenfalls Beachtung geschenkt werden sollte. Sie minimiert die Umweltauswirkungen eines IEWM-Systems erheblich. Die Implementierung einer Verbrennungstechnologie würde jedoch zu höheren Kosten des Gesamtsystems führen.