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电子垃圾影响区多氯联苯污染农田土壤的生物修复机制与技术发展

2013-02-22 21:27 环卫科技网 作者:涂晨 滕应等

摘要:电子垃圾中含有大量多氯联苯等有毒有害物质,对电子垃圾的不当拆解可造成土壤、水体和大气的污染,进而对生态环境和人体健康构成潜在的威胁。生物修复是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能,加速去除环境中污染物质的过程。根据修复所用的主体,生物修复又可分为植物修复、微生物修复、动物修复及其联合修复等。本文结合笔者的研究工作,综述了我国东南沿海某典型电子垃圾拆解区土壤多氯联苯的污染特征,并介绍了当前国内外对多氯联苯污染土壤的微生物修复、植物修复和植物-微生物联合修复技术及其机理研究的现状,并提出未来研究趋势,旨在为促进污染区土壤环境生物修复的深入研究、保障污染区的农产品质量安全和人体健康提供理论参考。
关键词:电子垃圾;土壤污染;多氯联苯;生物修复
中图分类号X53文献标识码A
  电子垃圾(Electric and Electronic Wastes,E-Wastes)是指那些已经废弃的或者不能再使用的电子产品。电子垃圾中一方面含有大量可回收的有色金属、黑色金属、塑料、玻璃以及一些仍有使用价值的零部件等,具有广阔的回收利用前景;另一方面,电子垃圾中含有多种有毒有害物质,包括铅、汞、镉、铬、多氯联苯和多溴联苯醚等[1]。其中,多氯联苯(Polychlorinated Biphenyls,PCBs)因具有较强的化学惰性、热稳定性以及致癌、致畸、致突变的“三致”效应而被《斯德哥尔摩国际公约》列为首批需要削减和有限控制的12种持久性有机污染物之一[2]。
我国经济快速发展的长江三角洲某典型区有着较长的露天拆卸废旧变压器、电子洋垃圾及焚烧废弃电缆电线的历史,导致大量PCBs类有机污染物以及重金属等化学材料直接或间接通过污灌进入农田土壤,使该地区成为我国典型的PCBs污染区,对当地的粮食安全和人体健康造成了潜在的威胁[3-5]。近年来,笔者所在课题组一直在该地区开展土壤环境质量变化研究工作。本文在长期、大规模面上调查的基础上,系统总结了该地区的土壤PCBs污染特征,同时结合国内外的研究进展,综述了PCBs污染土壤的微生物修复、植物修复以及植物-微生物联合修复技术与机理的研究现状,旨在为保障污染区的农产品质量安全和人体健康、促进污染区土壤环境修复调控的深入研究提供理论参考。
1典型污染区土壤中多氯联苯的污染现状
  污染区地处我国东南沿海,经纬度范围(28°30'8″~28°33'13″N,121°19'46″~121°24'30″E),属典型亚热带季风气候,四季分明,年平均气温16.9~17.3℃,无霜期241~270d,年平均降水量1480~1530mm。该地区属于丘陵地区,主要土壤类型有红壤、水稻土和潮土。该地区具备较为完整的工业、农业和商业体系,工业以汽摩、再生金属资源、新型建材、机电和塑模等五大行业为支柱产业。农业以种植水稻为主,也有蔬菜和葡萄等经济作物。
  再生金属资源方面以废旧电子垃圾的资源回收作为重要的支柱产业。自20世纪80年代以来,由于不断引进大量的废旧变压器、电子洋垃圾及废弃电缆电线,至2006年,该区已累计拆解废旧物资达1000万余t,产生拆解垃圾多达25万t。因当地没有采取有效的环保措施,并且拆解手段和技术落后,许多小作坊式的拆解场大多在露天农田场地采用原始、粗糙的焚烧、酸溶、热熔等方式回收含有PCBs的电子垃圾,导致大量PCBs类有机污染物以及重金属等化学材料直接或间接通过污灌进入农田土壤,给农田生态和生存环境带来了严重的危害[6]。已有一些研究者对该地区土壤多氯联苯含量进行了部分调研,但大多集中在局部点位,其研究的空间尺度较小,缺乏对该地区农田土壤PCBs组分及含量状况的全面、系统了解。

来源:土壤学报

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