集成电路制造工业大气环境影响评价及关注问题探讨.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：支卫川（1979），男，汉族，山东菏泽人，硕士，研究方向为环保安全卫生。-24-集成电路制造工业大气环境影响评价及关注问题探讨 支卫川 上海市浦东新区环保协会，上海 200129 摘要：摘要：本文探讨了集成电路制造业对大气环境的多方面影响，强调了通过全面方法解决环境问题的重要性。文章强调了数据收集、先进的空气质量监测和排放测量技术的重要性，以了解排放及其后果。将环境法规与行业进展相一致化对于促进减排和提高空气质量至关重要。可持续技术创新，包括材料、制造过程和能源效率，显示出减小该行业环境足迹的潜力。积极的利益相关者参与和企业社会责任实践有助于培养有责任感的环保产业文化。在更广泛的背景下，协调技术进步与环境保护对于更可持续和环保的未来至关重要。关键词：关键词：集成电路制造业；大气环境；影响评价；问题探究 中图分类号：中图分类号：TN40;X823 1 背景 集成电路（IC）制造业，常被视为现代技术的基石，近几十年来经历了指数级的增长和转变。随着电子设备和数字技术的需求飙升，集成电路的生产已成为全球电子行业的基本组成部分。这一产业的广泛发展已经带来了巨大的技术进步，推动着世界进入了数字时代。然而，这一迅速的增长也引发了对其对环境，尤其是对大气环境的影响的担忧。集成电路制造涉及复杂的生产过程，包括半导体、印制电路板和各种其他电子元件的生产。这个产业部门利用大量资源和能源，排放各种污染物，产生大量废物，所有这些都为其环境足迹做出了贡献。集成电路的生产涉及使用危险化学品、排放温室气体以及产生电子废物，共同构成了环境挑战。为了全面应对这些问题，有必要评估该产业对大气环境的影响并讨论相关的关切问题。2 研究目的 本研究的主要目标是评估和分析集成电路制造业对大气环境的影响。这一评估旨在了解与该产业运营相关的空气污染、资源消耗和废物产生的程度。此外，它旨在研究这些环境影响对空气质量、公共健康和生态系统的影响。为实现这一目标，本研究将采用各种数据收集方法、空气质量监测技术和排放测量技术。它还将检查该产业是否遵守环保法规，并调查可持续技术创新。研究将为理解集成电路制造业对大气环境的环境挑战以及潜在的缓解策略提供宝贵的见解。3 研究的重要性及意义 这项研究具有多重重要性。首先，它填补了文献中的重要空白，全面评估了集成电路制造业对大气环境的影响。随着电子设备和数字技术继续渗透到现代生活的方方面面，了解它们的生产对环境的影响对于明智决策至关重要。这项研究为在技术行业的可持续发展方面做出明智决策提供了知识基础。其次，该研究在环境保护和公共健康方面具有重要意义。由于集成电路制造过程产生的空气污染可能严重影响我们呼吸的空气质量以及当地社区的福祉。本研究的结果可以为政策制定者和产业利益相关者提供有关实施措施以最小化环境危害的必要性。最后，该研究对企业社会责任和利益相关者参与具有重要影响。它探讨了该产业如何适应以减轻其环境影响，以及利益相关者，包括政府、公司和公众，如何协力有效解决这些挑战。4 对大气环境的影响 4.1 污染物和温室气体的排放 4.1.1 碳排放 碳排放是集成电路制造业内的一个重要关切点。该行业能源密集型的运营，特别是在半导体制造过程中，导致大量的二氧化碳（CO2）排放。制造过程的高能耗性质，包括高温化学反应、各种机械设备和洁净室的运营，是碳排放的主要来源。这些排放加剧了全球气候变化的挑战，有助于温室效应和全球气温上升。随着全球对气候变化和碳减排的认知不断增强，审查该行业的碳足迹是至关重要的。1 中国科技期刊数据库 工业 A-25-4.1.2 化学污染物 化学污染物是该行业排放的另一个重要方面。集成电路的生产涉及使用各种化学品，包括溶剂、蚀刻剂和掺杂剂。这些物质可以通过各种途径逸散到大气中，对空气质量和人体健康都构成多方面的风险。这些化学排放物可以促使地面臭氧的形成，这是雾霾的主要组成部分，对呼吸健康和环境有害。此外，在制造过程中使用的一些化学品可能被归类为有害大气污染物，因此需要特别关注，因其对环境的潜在长期影响。4.1.3 颗粒物排放 颗粒物排放通常包括悬浮在空气中的微小固体或液体颗粒，是另一个重要问题。这些颗粒物可以源自该行业内的各种过程，包括加工、磨削和废物焚烧。颗粒物排放物质可能对空气质量产生不利影响，根据制造活动的不同，它们可能携带有毒成分。吸入这些颗粒物可能导致呼吸问题和其他健康问题，因此它们是评估该行业运营的环境和健康后果的重要因素。4.2 健康和环境后果 4.2.1 空气质量下降 集成电路制造业排放的污染物和温室气体可以导致空气质量下降。空气质量的恶化以碳排放、化学污染物和颗粒物浓度的升高为特征，这可能导致雾霾的形成和地面臭氧的增加。这些空气质量问题对环境产生不利影响，包括对植被、水体和生态系统的损害。此外，它们对人类健康产生重要影响，导致或加重呼吸道疾病，如慢性支气管炎和哮喘，以及心血管问题。对环境的损害不仅限于空气质量，还影响土壤和水质，从而对生态系统和野生动植物产生影响。4.2.2 健康风险 与集成电路制造业排放物的接触相关的健康风险尤为关切。长期和慢性接触大气中的化学物质和颗粒物可能导致呼吸道疾病，如慢性支气管炎和哮喘，并增加患肺癌的风险。空气质量的恶化还对心血管健康产生影响，可能导致心脏病的发生。易感人群，包括已有健康问题的个体以及位于制造工厂附近的社区，可能更容易遭受不利的健康影响。了解这些健康风险对公共卫生机构和医疗保健提供者来说非常重要，以制定保护受影响人群福祉的策略。总之，集成电路制造业对大气环境的影响是多方面和普遍的，以排放污染物和温室气体为特征。这一影响延伸到空气质量的恶化，对人类健康和环境都构成风险。全面和持续的评估和缓解策略对于应对该产业所带来的环境和公共健康挑战至关重要。5 大气环境影响评价方法 5.1 数据收集 数据收集是评估集成电路制造业对大气环境影响的基本步骤。全面和准确的数据对于精确了解该行业的排放及其对空气质量的影响至关重要。这一过程涉及收集各种变量的数据，包括使用的化学品的类型和数量、能源消耗、生产水平以及废物生成情况。此外，气象条件的数据，如风速、温度和大气稳定性，对于模拟污染物扩散至关重要。获取这些数据需要产业利益相关者、政府机构和环境监测组织之间的合作。确保数据的透明性和准确性对于支持明智的决策至关重要。收集的数据应涵盖该行业的直接和间接排放。直接排放涉及制造过程中释放的污染物，如碳排放和化学污染物。间接排放涉及设施和供应链的能源消耗所关联的排放。分析直接和间接排放的数据对于进行全面评估至关重要。在这个背景下，生命周期评估（LCA）用于跟踪集成电路从原材料开采到制造、使用和处理的环境足迹。此外，关于排放的环境和健康效应的数据对于评估该行业运营的后果至关重要。数据收集是一个连续的过程，需要不断的监测和更新。监测系统、遥感和现场测量用于收集实时和准确的数据。先进的传感技术和遥感工具的整合使数据收集和分析变得更加高效。为确保数据的完整性，采用质量控制措施以最小化错误和不确定性。收集的数据的准确性和全面性为随后的评估和制定有效的缓解策略奠定了基础。5.2 空气质量监测方法和技术 空气质量监测是评估集成电路制造业对大气环境影响的关键组成部分。它包括系统性地测量和分析各种空气污染物，以评估其浓度、扩散模式和潜在的健康影响。空气质量监测网络包括一系列监测站，这些监测站位于制造设施附近和周边社区，使用各种技术，包括气体分析仪、颗粒采样器、气象仪器和遥感设备。从这些监测站收集的数据提供了有关实时空气质量和污染物的空间分布的宝贵见解。2 中国科技期刊数据库 工业 A-26-此外，高级空气质量建模工具的发展在评估该行业的影响中起着重要作用。这些模型整合来自监测站的数据，以及气象条件、排放清单和大气化学等因素。通过模拟污染物在大气中的扩散和变化，这些模型使研究人员和环境当局能够预测污染物的空间分布以及其对空气质量的潜在影响。此外，遥感技术的进展，如基于卫星的仪器，增强了监测大范围地区的能力，提供了更广泛的空气质量视角。5.3 排放测量 排放测量是环境影响评价的关键组成部分，旨在量化集成电路制造业直接排放到大气中的污染物的数量和组成。这些测量对于了解排放的规模以及验证环境法规的遵守至关重要。用于排放测量的方法各异，每种方法都适用于特定的污染物和工业过程。对于测量气态排放物，如碳排放和化学污染物，通常使用连续排放监测系统（CEMS）。CEMS 由分析仪器和传感器组成，安放在制造设施内的战略位置，以实时监测和记录排放数据。通过 CEMS 收集的数据对于评估空气质量标准的遵守以及随时间追踪排放至关重要。包含各种固体和液体颗粒物的颗粒物排放需要不同的测量技术。高效颗粒空气过滤器（HEPA）、静电除尘器和旋风收集器用于捕集颗粒物。这些收集器安装在排气系统中，以捕获颗粒物，并定期分析以确定颗粒物的组成和数量。此外，颗粒物排放的测量可能涉及使用连续颗粒物监测器（CPM），提供颗粒物浓度的实时数据。排放测量是一个多方面的过程，涉及各种工具和技术的使用，其目的是提供关于排放的准确和代表性数据。这些测量对于法规遵守、评估环境影响以及指导缓解策略至关重要。排放测量方法和技术的不断改进对于确保环境问责和减少集成电路制造业的环境足迹至关重要。6 关注问题的讨论 6.1 环境法规与合规性 环境法规和合规性是解决与集成电路制造业对大气环境影响相关的问题的关键方面。随着该行业不断增长和发展，监管机构需要适应并加强环境标准，以跟上技术的进步。更严格的法规可以为减少排放、提高空气质量和减轻环境风险提供一个框架。此外，强有力的执法机制和合规性监测对于确保制造设施遵守这些法规至关重要。6.2 可持续技术创新 发展和采用可持续技术创新是解决与集成电路制造业对大气环境相关问题的一种有前途的途径。可持续创新侧重于减少资源消耗、排放和废物生成，同时保持或提高运营效率。这些创新涵盖了该行业的各个方面，包括材料、制造过程和能源使用。致力于开发更清洁和更可持续材料的努力，如低环境影响的化学品和毒性降低的材料，可以显著减少该行业的环境足迹。此外，实施绿色能源来源、节能机械和废物减量措施可以大幅改善能源消耗和排放。可持续制造实践，包括洁净室的优化和废物管理，对减轻环境影响起着至关重要的作用。3 在污染控制和减排方面的技术进步，如先进的空气污染控制系统，有助于降低污染物和温室气体的排放。采用更清洁的生产技术，如闭环过程和使用环保溶剂，可以进一步减小该行业的环境足迹。然而，这些技术的开发和实施需要行业和政府机构的共同努力。6.3 利益相关者参与与企业社会责任 利益相关者的参与和企业社会责任（CSR）是解决与集成电路制造业对大气环境影响相关问题的重要组成部分。与利益相关者（包括当地社区、环保组织和政府机构）进行合作和对话，对于确保透明性和促进合作至关重要。与这些利益相关者的协作和对话为解决社区关切、分享信息以及将多样的观点纳入环境决策提供了平台。企业社会责任涉及到公司对社会和环境的责任。集成电路制造业的公司有责任将其环境影响降到最低，并积极为他们经营的社区做出积极贡献。这不仅仅是遵守法规的问题，还包括积极努力减少排放、保护资源，以及投资可持续举措。可持续实践，如绿色供应链管理、原材料的负责采购和支持清洁能源技术，对于该行业内的企业社会责任至关重要。7 结论 本文探讨了集成电路制造业对大气环境的多方面影响，并讨论了一些关键关注领域。强调解决这些问题需要一个全面的方法，从强有力的数据收集方法开始，以了解排放范围及其环境后果。先进的空气质量监测技术的整合对于实时评估至关重要，而排放测量技术可确保符合环境标准。中国科技期刊数据库 工业 A-27-本文强调了将环境法规与行业进步相一致化的重要性，为减少排放和提高空气质量创造条件。追求可持续技术创新在减小该行业的环境足迹方面具有潜力，尤其是通过优化材料、制造过程和能源使用。最后，利益相关者的积极参与和企业社会责任实践可以培养一种有责任感的环保产业文化，既有益于大气又有益于这些运营所在的社区。在更广泛的背景下，对于集成电路制造业来说，将技术进步与环境保护相协调，为更加可持续和环保的未来铺平道路至关重要。参考文献 1张钟平.中国半导体产业碳排放影响因素分析J.能源环境保护,2022(2):37-42.2张峰,陈文匹.集成电路制造业环境污染分析及应对措施研究J.环境保护,2023(3):21-25.3陈志杨.集成电路产业绿色可持续发展路径探究J.中国清洁生产,2022,22(3):101-106.