废旧电子产品拆解对农田土壤复合污染特征及其调控修复研究

摘要

当前，电子垃圾已成为世界上增长速度最快的固体废弃物。在我国，进口的和国内淘汰的电子垃圾数量都十分巨大。随着近年来经济的飞速发展，我国对各种原材料的需求急剧增加，回收废弃物资，利用再生资源是解决目前我国资源困境的一种有效途径。由于电子垃圾中80％～90％的物质是有价值可利用的，在原材料需求和经济效益的驱动下电子垃圾拆解业在我国沿海地区迅速发展.特别是广东贵屿和浙江台州已发展成国内两个最大的电子垃圾拆解基地。由于拆解行业发展初期的一些不规范拆解方式，导致废旧电子产品拆解影响区土壤出现污染现象，并表现出由单一污染向复杂性、复合型污染转变。本研究对长江三角洲典型废旧电子产品拆解区周边农田土壤污染状况进行系统的调查研究，明确该区农田土壤主要污染物质的含量及其分布特征，并以该区典型污染源影响的严重复合污染农田土壤为研究对象，开展室内模拟和田间调控修复试验研究。主要得出以下结论： (1)该区5个主要污染源附近土壤中可检测出19种多氯联苯同系物，检出率高达100％，其总量范围为0～10611μg／kg,n=114。不同污染源周边土壤多氯联苯含量不同，其中酸洗源影响土壤的多氯联苯含量在15.07~1061μg/kg，废弃物品拆卸源为8.12～110.9μg／kg，变压器拆卸源为37.45～104.1μg/kg，焚烧源为8.20~135.9μg/kg，冶炼源为0.92～143.1μg／kg。不同污染源影响下不同土地利用方式土壤的多氯联苯积累也存在较大差异，其中水田土壤的多氯联苯含量(平均值为98.97μg/kg)>菜地土壤(平均值为40.35μg/kg>林地土壤(平均值为10.63μg/kg)。从迁移规律上看，该区焚烧源及冶炼源的土壤多氯联苯可能存在随着大气干湿沉降迁移的方式，在盛行风向上存在一定运输过程，而酸洗源周边土壤的多氯联苯分布可能主要受污水灌溉的造成，废弃物拆卸源和变压器拆卸源土壤多氯联苯分布无明显规律，这与废弃物拆卸、堆放点位污染有关。 (2)该典型区农田表层土壤Cu、Cd、Pb、Zn.全量范围分别为11.2～721.2mg/kg、0.3～15.3mg／kg、5.0～1.57.2mg／kg、53.5～758.2mg／kg，其平均值分别为115.1mg／kg、1.9mg／kg、51.8mg／kg、209.8mg／kg，均明显高于浙江省该地区土壤背景值(Cu：19.8mg／kg，Cd：0.20mg／kg，Pb：24.5mg/kg，Zn：84.8mg／kg)。与国家土壤环境质量二级标准相比，供试土壤Cu、Cd、Zn全量平均值分别超过了土壤环境质量二级标准值(Cu：50.0mg／kg，Cd：0.30mg／kg，Zn：200.0mg／kg)的2倍、6倍、1倍。Pb未超过土壤环境质量二级标准值(Pb：250.0mg／kg)。已经对当地环境产生了危害。并且各污染源土壤重金属的迁移规律不同，酸洗源和焚烧源存在盛行风向上的迁移过程，变压器拆解和废弃物拆解迁移规律比较类似，冶炼厂主要造成Zn的污染，在各个方向上都有迁移现象。该地区存在多种重金属和有机污染物复合污染的现象，并且其污染来源较为复杂。 (3)初步探讨了多氯联苯和重金属复合污染农田土壤的多目标修复措施。通过施用酸化改良剂(石灰)和重金属钝化剂(钙镁磷肥)再配合合理的耕作管理措施降低污染土壤速效态重金属的含量，从而降低土壤重金属Cu、Cd毒性，并且提高土著微生物活性提高其有机污染物多氯联苯的降解效率，实现多目标修复。酸化改良剂(石灰)的施用量经过初步试验确定为120kg/mu，重金属钝化剂(钙镁磷肥)30kg/mu，可以达到比较好的修复效果，并且可以为植物提供较好的土壤环境，并为进一步进行植物修复打下基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1废旧电子垃圾的现状及其环境问题

1.1废旧电子垃圾的来源及其生产现状

1.2废旧电子垃圾的回收利用与资源化

1.3废旧电子垃圾的环境问题及其防治

2我国农田土壤的有机-重金属复合污染状况及其修复研究

2.1复合污染的概念与分类

2.2我国农田土壤的复合污染现状

2.3有机污染物和重金属在农田中的交互作用

2.4有机污染物与重金属复合污染土壤的修复研究

2.5持久性有机污染物多氯联苯的污染特性及其修复研究

2.5.1多氯联苯的来源

2.5.2持久性有机污染物多氯联苯的污染特性

2.5.3多氯联苯污染土壤的修复研究进展

3本论文研究问题的提出、研究内容及研究目标

3.1本论文研究问题的提出

3.1.1长江三角洲典型废旧电子产品拆解影响区农田污染特征

3.1.2长江三角洲典型污染农田土壤调控修复效应研究

3.2本文研究内容与目标

3.2.1长江三角洲典型废旧电子产品拆解影响区农田多氯联苯组分及其含量

3.2.2长江三角洲典型废旧电子产品拆解影响区农田重金属污染特征及迁移规律

3.2.3典型污染农田土壤调控修复效应研究

4长江三角洲典型废旧电子产品拆解对农田土壤污染特征

4.1引言

4.2材料与方法

4.2.1供试土壤

4.2.2样品处理与分析

4.3结果与讨论

4.3.1不同污染源周边土壤中多氧联苯组分与含量

4.3.2不同科用方式下土壤中多氯联苯组分及含量

4.3.3不同污染源周边土壤中多氯联苯分布规律探讨

4.3.4典型污染区周边农田土壤重金属含量

4.3.5不同污染源周边土壤重金属污染特征

4.3.6不同污染源周边土壤Cu、Cd、Zn的迁移分布规律探讨

4本章小结

5调控措施对多氯联苯-重金属复合污染农田土壤的修复效应

5.1引言

5.2室内模拟试验

5.2.1供试土壤

5.2.2供试材料及研究方法

5.2.3土壤分析

5.2.4结果与讨论

5.3田间调控试验

5.3.1研究区域以及研究方法

5.3.2结果与讨论

5.4本章小结

6全文总结与讨论

6.1全文主要结论

6.1.1典型污染区多氯联苯污染状况及迁移规律

6.1.2典型污染区重金属污染状况及迁移规律

6.1.3调控措施对多氯联苯-重金属复合污染农田土壤的修复效应

6.2全文讨论

6.3本文的不足与展望

致谢

参考文献

附录