An updated review and conceptual model for optimizing WEEE management in China from a life cycle perspective

Highlights

China is now implementing a series of latest regulations on WEEE management.

Website-based collection pattern for WEEE has gradually appeared in China.

Current WEEE management system is focused on centralized disassembly rather than the whole life cycle of WEEE.

A conceptual framework for life cycle management of WEEE is proposed.

Abstract

Waste electrical and electronic equipment (WEEE) is a rapidly growing category of solid waste. China is now facing WEEE problems from both growing domestic generation and illegal imports. Currently, the amount of WEEE formally treated has increased steadily in China. The layout of the formal sector has been basically completed. Meanwhile, by controlling illegal disassembly activities, the informal sector has been gradually transformed to formal one. Beginning with the overview of the WEEE recycling industry in China, this paper first lists the latest progress in WEEE management from such aspects as the new edition of China RoHS Directive (Restriction of Hazardous Substances Directive), the updated WEEE Treatment List, the updated WEEE fund standard, the revised National Hazardous Waste List, and a brand-new plan on extended producer responsibility. In so doing, we elucidate the current challenges on WEEE management in detail: the imbalance between fund levies and subsidies, the gap in the supervision scope, the homogenization of recycling industry and the lack of life cycle approaches. Finally, a conceptual framework for integrated management of WEEE is proposed from a life cycle perspective. Overall, the life cycle management of WEEE includes three aspects: developing life cycle information for decision-making, implementing life cycle engineering with life cycle tools, and improving WEEE legislation based on life cycle thinking. By providing specific operating strategies, this life cycle framework should help to optimize WEEE management in developing countries where legislation is imperfect and the recycling system is relatively immature.

Graphical abstract

Keywords

Waste electrical and electronic equipment / E-waste / Life cycle management / China

References

[1] Tan Q Y, Dong  Q Y, Liu  L L, Song  Q B, Liang  Y Y, Li  J H. Potential recycling availability and capacity assessment on typical metals in waste mobile phones: a current research study in China. Journal of Cleaner Production, 2017, 148: 509–517

[2] Stevels A, Huisman  J, Wang F ,  Li J H ,  Li B Y ,  Duan H B . Take back and treatment of discarded electronics: a scientific update. Frontiers of Environmental Science & Engineering, 2013, 7(4): 475–482

[3] Zhou L, Xu  Z. Response to waste electrical and electronic equipments in China: legislation, recycling system, and advanced integrated process. Environmental Science & Technology, 2012, 46(9): 4713–4724

[4] Yang J, Lu  B, Xu C . WEEE flow and mitigating measures in China. Waste Management (New York, N.Y.), 2008, 28(9): 1589–1597

[5] Li J, Yang  J, Liu L . Development potential of e-waste recycling industry in China. Waste Management & Research, 2015, 33(6): 533–542

[6] Lu C Y, Zhang  L, Zhong Y G ,  Ren W X ,  Tobias M ,  Mu Z L ,  Ma Z X ,  Geng Y, Xue  B. An overview of e-waste management in China. Journal of Material Cycles and Waste Management, 2015, 17(1): 1–12

[7] Awasthi A K, Li  J H. Management of electrical and electronic waste: a comparative evaluation of China and India. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 2017, 76: 434–447

[8] Zeng X L, Duan  H B, Wang  F, Li J H . Examining environmental management of e-waste: China’s experience and lessons. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 2017, 72: 1076–1082

[9] Cao J, Lu  B, Chen Y Y ,  Zhang X M ,  Zhai G S ,  Zhou G G ,  Jiang B X ,  Schnoor J L . Extended producer responsibility system in China improves e-waste recycling: government policies, enterprise, and public awareness. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 2016, 62: 882–894

[10] Yu L, He  W, Li G ,  Huang J ,  Zhu H. The development of WEEE management and effects of the fund policy for subsidizing WEEE treating in China. Waste Management (New York, N.Y.), 2014, 34(9): 1705–1714

[11] Wang Z, Zhang  B, Guan D . Take responsibility for electronic-waste disposal. Nature, 2016, 536(7614): 23–25

[12] UNEP. Guide to Life Cycle Management—A Bridge to Sustainable Products, 2006

[13] Palmer P F, Puig  R, Bala A ,  Baquero G ,  Riba J, Raugei  G. From life cycle assessment to life cycle management: a case study on industrial waste management policy making. Journal of Industrial Ecology, 2011, 15(3): 458–475

[14] Song X, Yang  J, Lu B ,  Li B. Exploring the life cycle management of industrial solid waste in the case of copper slag. Waste Management & Research, 2013, 31(6): 625–633

[15] Weitz K, Barlaz  M, Ranjithan R ,  Brill D ,  Thorneloe S ,  Ham R. Life cycle management of municipal solid waste. International Journal of Life Cycle Assessment, 1999, 4(4): 195–201

[16] Yu J L, Williams  E, Ju M T ,  Shao C F . Managing E-waste in China: Policies, Pilot Projects and Alternative Approaches. Resources, Conservation and Recycling, 2010, 54(11): 991–999

[17] Wang F, Kuehr  R, Ahlquist D ,  Li J H . E-waste in China: A Country Report. Bonn: United Nations University, Institute for Sustainability and Peace, 2013

[18] China Association of Circular Economy. HUISHOUGE opens the “Internet+ collection” model. Available at: http://www.chinacace.org/news/view?id=5868

[19] CHEARI. White Paper on Chinese WEEE Recycling Industry in China (2015). Beijing, 2016 (in Chinese)

[20] Solid Waste and Chemicals Management Center. MEP. The announcement of the review of WEEE dismantling (2015). Available at: http://trhj.mep.gov.cn/gtfwhjgl/dzdcplfqw/201606/W020160628607995132234.pdf

[21] Solid Waste and Chemicals Management Center. MEP. The announcement of the review of WEEE dismantling (2016). Available at: http://www.crra.org.cn/html/2016/tongzhi_1109/381.html

[22] CHEARI. White Paper on Chinese WEEE Recycling Industry in China (2013). Beijing, 2014 (in Chinese)

[23] CHEARI. White Paper on Chinese WEEE Recycling Industry in China (2014). Beijing, 2015 (in Chinese)

[24] Kwatra S, Pandey  S, Sharma S . Understanding public knowledge and awareness on e-waste in an urban setting in India: a case study for Delhi. Management of Environmental Quality, 2014, 25(6): 752–765

[25] []  Song Q B ,  Li J H . Environmental effects of heavy metals derived from the e-waste recycling activities in China: A systematic review. Waste management, 2014, 34(12): 2587–2594

[26] Chi X, Streicher-Porte  M, Wang M Y L ,  Reuter M A . Informal electronic waste recycling: a sector review with special focus on China. Waste Management (New York, N.Y.), 2011, 31(4): 731–742

[27] BAN. Exporting harm: the high-tech trashing of Asia. Basel Action Network, 2002

[28] He Y, Xu  Z. The status and development of treatment techniques of typical waste electrical and electronic equipment in China: a review. Waste Management & Research, 2014, 32(4): 254–269

[29] Herat S, Agamuthu  P. E-waste: a problem or an opportunity? Review of issues, challenges and solutions in Asian countries. Waste Management & Research, 2012, 30(11): 1113–1129

[30] EID. The development of Guiyu circular economy park. 2015. Available at: http://www.ezaisheng.com/news/show-32991.html

[31] Zeng X L, Li  J H, Stevels  A L N, Liu  L L. Perspective of Electronic Waste Management in China based on a Legislation Comparison between China and the EU. Journal of Cleaner Production, 2013, 51: 80–87

[32] Ongondo F O, Williams  I D, Cherrett  T J. How are WEEE doing? A global review of the management of electrical and electronic wastes. Waste Management (New York, N.Y.), 2011, 31(4): 714–730

[33] MIIT. (Ministry of Industry and Information Technology, China). The Restriction of Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment. Available at: http://www.miit.gov.cn/n1146285/n1146352/n3054355/n3057254/n3057260/c4608532/content.html

[34] NDRC. (National Development and Reform Commission, China). WEEE Treatment List (2014 edition). Available at: http://www.sdpc.gov.cn/zcfb/zcfbgg/201502/t20150213_664456.html

[35] MF. (Ministry of Finance, China). Updated WEEE fund standard. Available at: http://szs.mof.gov.cn/bgtZaiXianFuWu_1_1_11/mlqd/201511/t20151126_1584250.html

[36] MEP. (Ministry of Environmental Protection, China). The National Hazardous Waste List (2016 edition). Available at: http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bl/201606/t20160621_354852.htm

[37] MIIT. (Ministry of Industry and Information Technology, China). The pilot project on extended producer responsibility (EPR) in electronic industry. Available at: http://ltfzs.mofcom.gov.cn/article/ztzzn/an/201507/20150701036769.shtml

[38] Chinese State Council. Promotion Plan on EPR Principle. Available at: http://www.miit.gov.cn/n1146290/n1146392/c5452579/content.html

[39] Zeng X, Gong  R, Chen W Q ,  Li J. Uncovering the Recycling Potential of “New” WEEE in China. Environmental Science & Technology, 2016, 50(3): 1347–1358

[40] EUR-Lex. DIRECTIVE 2012/19/EU of the European Parliament and of the Council of 4 July 2012 on Waste Electrical And Electronic Equipment (WEEE). 2015. Available at: http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:32012L0019

[41] Tang A J, Wan  L. Discussion on the development and trend of dismantling industry of waste electrical and electronic equipment. Renewable Resources and Circular Economy, 2014, 7(3): 21–24 (in Chinese)

[42] Kiddee P, Naidu  R, Wong M H . Electronic waste management approaches: an overview. Waste Management (New York, N.Y.), 2013, 33(5): 1237–1250

[43] Williams E. Environmental effects of information and communications technologies. Nature, 2011, 479(7373): 354–358

[44] ISO. ISO 14040—Environmental Management—Life Cycle Assessment—Principles and Framework. Geneva, Switzerland, 2006

[45] Xu Q B, Yu  M J, Kendall  A, He W Z ,  Li G M ,  Schoenung J M . Environmental and economic evaluation of Cathode Ray Tube (CRT) funnel glass waste management options in the United States. Resources, Conservation and Recycling, 2013, 78: 92–104

[46] Rocchetti L, Beolchini  F. Environmental burdens in the management of end-of-life cathode ray tubes. Waste Management (New York, N.Y.), 2014, 34(2): 468–474

[47] Noon M S, Lee  S J, Cooper  J S. A life cycle assessment of end-of-life computer monitor management in the Seattle metropolitan region. Resources, Conservation and Recycling, 2011, 57: 22–29

[48] Scharnhorst W, Althaus  H J, Classen  M, Jolliet O ,  Hilty L M . The end of life treatment of second generation mobile phone networks: strategies to reduce the environmental impact. Environmental Impact Assessment Review, 2005, 25(5): 540–566

[49] Alston S M, Arnold  J C. Environmental impact of pyrolysis of mixed WEEE plastics. Part 2: Life cycle assessment. Environmental Science & Technology, 2011, 45(21): 9386–9392

[50] Song Q B, Wang  Z S, Li  J H, Zeng  X L. The life cycle assessment of an e-waste treatment enterprise in China. Journal of Material Cycles and Waste Management, 2013, 15(4): 469–475

[51] Nakano K, Aoki  R, Yagita H ,  Narita N . Evaluating the reduction in green house gas emissions achieved by the implementation of the household appliance recycling in Japan. International Journal of Life Cycle Assessment, 2007, 12(5): 289–298

[52] Johansson J G ,  Björklund A E . Reducing life cycle environmental impacts of waste electrical and electronic equipment recycling: case study on dishwashers. Journal of Industrial Ecology, 2009, 14(2): 258–269

[53] Menikpura S N M ,  Santo A ,  Hotta Y . Assessing the climate co-benefits from Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) recycling in Japan. Journal of Cleaner Production, 2014, 74: 183–190

[54] Reich M C. Economic assessment of municipal waste management systems—Case studies using a combination of life cycle assessment (LCA) and life cycle costing (LCC). Journal of Cleaner Production, 2005, 13(3): 253–263

[55] Dowdell D C, Adda  S, Noel R ,  Laurent D ,  Glazebrook B ,  Kirkpatrick N . An Integrated Life Cycle Assessment and Cost Analysis of the Implications of Implementing the Proposed Waste from Electrical and Electronic Equipment (WEEE) Directive. Proceedings of the 2000 IEEE International Symposium on Electronics and the Environment (Cat. No. 00CH37082), 2000: 1–10

[56] Lu B, Yang  J X. Eco-efficiency analysis of recycling strategies of WEEE in China. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2010, 4(1): 183–188 (in Chinese)

[57] UNEP. Guidelines for Social Life Cycle Assessment of Products. 2009

[58] Umair S, Björklund  A, Petersen E E . Social impact assessment of informal recycling of electronic ICT waste in Pakistan using UNEP SETAC guidelines. Resources, Conservation and Recycling, 2015, 95: 46–57

[59] Lu B, Yang  J X, Song  X L. Social life cycle assessment and its application to WEEE management.  China Population•Resources & Environment, 2010, 20: 217–221 (in Chinese)

[60] Wilhelm M, Hutchins  M, Mars C ,  Benoit-Norriset C . An overview of social impacts and their corresponding improvement implications: a mobile phone case study. Journal of Cleaner Production, 2015, 102: 302–315

[61] Graedel T, Allenby  B. Industrial Ecology and Sustainable Engineering, 3rd ed. Upper Saddle River: Prentice-Hall, Inc.,  2009

[62] Brunner P H, Rechberger  H. Practical Handbook of Material Flow Analysis. Boca Raton, Florida: Lewis Publishers, 2004

[63] Yoshida A, Tasaki  T, Terazono A . Material flow analysis of used personal computers in Japan. Waste Management (New York, N.Y.), 2009, 29(5): 1602–1614

[64] Navazo J M V ,  Méndez G V ,  Peiró L T . Material flow analysis and energy requirements of mobile phone material recovery processes. International Journal of Life Cycle Assessment, 2014, 19(3): 567–579

[65] Cheng G S, Li  J H, Liu  L L. Recycling process and metabolic rule of electronic waste. China Environmental Science, 2010, 30(5): 658–665 (in Chinese)

[66] Habuer N J, Nakatani  J, Moriguchi Y . Time-series product and substance flow analyses of end-of-life electrical and electronic equipment in China. Waste Management (New York, N.Y.), 2014, 34(2): 489–497

[67] Yin J F, Gao  Y N, Xu  H. Survey and analysis of consumers’ behaviour of waste mobile phone recycling in China. Journal of Cleaner Production, 2014, 65: 517–525

[68] Kumar A, Holuszko  M, Espinosa D C R . E-waste: an overview on generation, collection, legislation and recycling practices. Resources, Conservation and Recycling, 2017, 122: 32–42

[69] Duan H, Hu  J, Tan Q ,  Liu L, Wang  Y, Li J . Systematic characterization of generation and management of e-waste in China. Environmental Science and Pollution Research International, 2016, 23(2): 1929–1943

[70] Bennett M, Bouma  J J, Wolters  T. Environmental Management Accounting: Informational and Institutional Developments.  Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2002

[71] He W, Li  G, Ma X ,  Wang H, Huang  J, Xu M ,  Huang C . WEEE recovery strategies and the WEEE treatment status in China. Journal of Hazardous Materials, 2006, 136(3): 502–512

[72] Govindan K, Kaliyan  M, Kannan D ,  Haq A N . Barriers analysis for green supply chain management implementation in Indian industries using analytic hierarchy process. International Journal of Production Economics, 2014, 147: 555–568

[73] Zeng X, Yang  C, Chiang J F ,  Li J. Innovating e-waste management: from macroscopic to microscopic scales. Science of the Total Environment, 2017, 575: 1–5

Acknowledgements:

The authors would like to acknowledge the financial supports from the National Natural Science Foundation of China (No. 41501598) and Innovation Program of Shanghai Municipal Education Commission (No. 15ZZ102). We also thank the Open Foundation of the State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology of China (No. SKLURE2017-2-1) for funding and support.

RIGHTS & PERMISSIONS

2017 Higher Education Press and Springer–Verlag Berlin Heidelberg