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电子废物不当处置环境中多溴联苯醚和重金属污染研究

文档作者：罗勇		点击数：	更新时间： 2023年04月23日
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中山大学博士学位论文：摘要
电子废物不当处置环境中多溴联苯醚和重金属污
染研究
专业：生态学博士生：罗勇指导老师：杨中艺教授
摘要
全球电子电气工业技术更新的加快，产品的升级换代周期不断被缩短。它在
给人类带来方便和益处的同时也给社会带来大量的电子废物，电子废物给全球生
态环境造成的消极影响也引起世人关注。本研究对典型电子废物不当处置地区
(龙塘镇和石角镇)环境介质中的土壤、沉积物、水和植物中多溴联苯醚(PBDEs)
和重金属等污染物进行了调查取样，分析了污染物在研究区域内环境介质中的含
量水平、空间分布和不同介质中的分布模式，并初步探讨了它们在环境中的来源、
迁移和归宿。
1．环境介质中的PBDEs
土壤样品中共22个PBDEs单体被检测出，土壤中ΣPBDEs(不包括BDE209)
和BDE209的含量分别为0．16～3123 ng／g和1．31～6319 ng／g。来自处置厂附近
的表层土壤污染最为严重。土壤样品中PBDEs几乎都是以BDE209为主，其次
是3个九溴醚单体(BDE207，206，208)，这可能十溴联苯醚商业品被大量使用
消费所导致。PBDEs与总有机碳的相关性高于黑碳，这意味着有机碳总量影响
着土壤中PBDEs的含量分布。PBDEs通过大气传输从处置厂向农田迁移过程中，
其土壤的PBDEs单体有明显的分馏作用。
五种植物样品中共有14个PBDEs单体被检出。油荬菜(Lactuca sibiricaL)
含量最高为25．64ng／g，上海青(Brassica campestris L)含量最低为0．05 ng／g。
BDE209是植物体中PBDEs最主要的单体，占57．3％～91．02％。相对于土壤来讲，
植物体内高溴联苯醚的相对丰度要高于低溴醚。土壤背景值PBDEs的高低与生
长在该地的植物体中PBDEs含量不一定呈正比关系。植物对PBDEs的吸收积累中山大学博士学位论文：摘要
有可能具有选择性。
大燕河沉积物中共有15种PBDEs单体被检测。中游中段采集的样品中
PBDEs总含量最高，达到610．47ng／g，此段正处于龙塘镇和石角镇的电子废物处
置回收活动最频繁的地段。样品中的平均含量分别高于世界各地海洋、河口三角
洲、湖泊中的沉积物，虽低于点源污染严重的河流沉积物样品，但也达到了点源
附近河流沉积物中含量的17％。BDE209在被检测的PBDEs单体中含量最高。
电子废物回收地区水体及悬浮颗粒物样品的分析结果显示，水体中颗粒态
和溶解态的PBDEs均高于世界已有研究数据。BDE209在PBDEs中是最主要的
单体。PBDEs在水体样品中含量分别是井水>库水>泉水。同一水体中颗粒态的
PBDEs含量要高于溶解态。
2．环境介质中的重金属
电子废物焚烧迹地土壤中所测的10种元素的平均含量大都超过了国家三级
土壤标准。其焚烧迹地山坡土壤中Cu、CA、Pb的平均含量明显高于国家二类土
壤标准，说明这些金属可以通过烟气迁移到地势较高的区域。迹地土壤中重金属
污染的特点是多金属高含量污染。
电子废物处置厂附近表层土壤中五种重金属(Zn、Ou、Cd、Pb和Or)的
平均含量均显著高于当地的农田土壤(p<0．05)，说明电子废物回收活动造成的
多种重金属复合污染效果显著。电子废物处置厂附近表层土壤中五种金属的总量
最高值(11136．72 mg／kg)低于焚烧迹地平地土壤对应五种元素的含量(17559
mg／kg)。Cu、Zn、Pb在各类土壤的重金属污染物中占主要成分，三者合计占重
金属总量的80％以上。
电子废物回收地区大燕河沉积物中所测10种重金属总和顺序是中游下段
(3759mg／kg)>中游中段(3641mg／kg)>中游下段(3538mg／kg)>上游
(2564mg／kg)>下游(981mg／kg)。各重金属含量最高值都是出现在河流中游，
金属的主要污染是Mn、Cu和Zn。
草本植物类芦(Neyraudia reynaudiana(Kunth)Keng ex Hitchc．F)和铁
芒箕(Dicranopteris dichotom(Thunb)Bernh．)体内各器官重金属的含量高于
木本植物桉树(Eucalyptus spp．)和南洋楹(Albiziafalcataria L)。轻度污染下植
Ⅱ中山大学博士学位论文-摘要
物各器官元素的富集系数都显著大于强度污染。铁芒箕各器官元素含量比较高，
富集能力较强，可以考虑作为污染地区植被恢复的先锋植物。
电子废物焚烧迹地离污染源较近池塘中水体pH值较低(2．05～3．17)，各重金
属的含量均大大超过国家五类水质标准。水库水体中Cd和Mg含量也超过国家
五类水质标准。上游泉水中Pb的含量(70pg／L)己超过了国家二类水质标准和
世界卫生组织标准的7倍。当地井水中的Mg含量超过WHO规定的90倍。
应用潜在生态危害指数法进行重金属的环境风险评价。结果表明沉积物中重
金属潜在生态危害大d,IR序为：CA>Cu>Pb>Ni>Zn>Mn>Cr。土壤中重金属潜
在生态危害大d,JR序为：Cd>Cu>Pb>Zn>Cr。从重金属污染度总值(＆)和潜在
生态危害指数(RD上看，沉积物中污染最严重的是在大燕河中游中段附近(肠：
52．31；R／：963．S1)，土壤中污染最严重的是龙塘处置厂附近表层土(翰：1187．16；
R／： 23203．76)。环境风险评价充分证明了电子废物的不当处置是当地水体沉积
物和土壤中重金属污染的主要来源，并且能够以大气和水体为载体迁移到其他地
区，因而必定对北江及其下游珠江三角洲地区造成了污染。对于这样一个拥有数
量巨大的有机和无机污染物的库，有必要对其所造成的环境风险进行更加深入的
研究并探讨风险控制的有效方法。
关键字：电子废物多溴联苯醚重金属土壤污染水体污染污染物迁移
Ill中山大学博士学位论文：前言
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第1章前言
1．1电子废物与环境危害
生活中，我们拥有各种各样的电器，小到手机、随身听，大到电脑、冰箱、
电视，它们在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，已经成为现代生活中
不可缺少的一部分。随着产品使用寿命的终结以及产品的更新换代，它们都面临
被废弃的命运，而近年来新产品的更新换代的速度不断加快，刺激了人们的购买
欲望，大量电器产品往往没到使用年限就已经被新产品所取代。当那些更现代，
更高端的产品纷纷走进我们的生活中时，我们无形中也在加速制造各种各样的电
子废物。
1．1．1电子废物的定义、来源
电子废物(Electronic&amp;amp;Electric waste，E-waste)，又称电子垃圾，是指各类
报废的电子产品，包括各种废旧电脑、通信设备、电视机、电冰箱以及被淘汰的
精密电子仪器仪表等。当前全球每年产生大约5000万吨的电子废物(C．E。C，
2000)。在发达国家，电子垃圾已成为增长最快的垃圾流，占市政固体垃圾的
5％以上。美国是世界上最大的电子产品生产国和消费国，同时也是电子废物的
最大制造国。国际电子回收企业协会表示，现在美国人每年要丢弃200万吨电子
产品(包括5000万台计算机和1．3亿部手机)，到2010每年将丢弃4亿件电子
设备。目前电子废物已成为美国数量增长最快的一神固体垃圾。在1997～2007
年期间，专家估计仅美国至少有5亿台电脑被升级淘汰。因为美国一直拒绝签署
旨在控制危险废物越境转移及处理的《巴塞尔公约》，该国的一些电子废物以惊
人的数量被转移到一些发展中国家(u．N．E P．，2005)。世界上约80％的电子废
物被运到亚洲，其中有90％以“回收”等名义非法输入到中国(u．N．E．P．，2005)，
我国已成为电子废物的主要受害国之一。根据国家环保总局的估计，从2003年
起，我国每年将报废电视机500万台，电冰箱400万台，洗衣机500万台，电脑
500万台，手机超过7000万部。“电子垃圾”的日产生量约为3000吨，相当于1000

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