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电子废物堆场表层土壤重金属元素的生态地球化学预警——以广东贵屿为例

2013-10-05 21:14 环卫科技网 罗杰 方楚凝等

摘要:电子垃圾及贵金属回收会造成严重的环境污染并使居民健康受损。通过基于元素形态的缓变型地球化学灾害模型和基于元素全量的多重分形,对广东省贵屿镇表层土壤有毒有害元素含量及分布进行研究。结果表明,贵屿镇家电拆解区的有毒有害元素Ni、Zn、Cd、As的可释放总量分别为11.42、39.00、0.111和1.25mg/kg,均超过对应临界值8.11、19.67、0.054和0.69mg/kg。80%的Cu的可释放总量为12.15mg/kg,超过临界值10.42mg/kg,说明TRCP的释放向有效形态转化的速度加速,具有爆发缓变型地球化学灾害的可能性;Hg、Pb元素服从高浓集的连续多重分形叠加模式,说明受人类活动影响强烈,Cd具有较小的分维数,自低含量点到高含量点的转化慢,表明有较多的高含量点分布,污染发展趋势较严重。贵屿镇与家电拆解有关的有毒有害元素污染均有进一步恶化的趋势。
关键词:家电拆解;缓变型地球化学灾害;多重分形;分形维数
中图分类号:X53;P595文献标识码:A文章编号:1672-9250(2012)01-0108-07
  废弃的电子垃圾中含有丰富的可回收物资,包括贵重金属、塑料、玻璃以及一些能再利用的零部件[1]。研究表明,1吨卡可以分离出129.73千克铜、0.45千克黄金、19.96千克锡[2],因此对这些电子垃圾进行不需要先进技术、设备、成本的手工拆解是非常有利可图的事。但是,电子废物的不当处置除了对当地环境造成严重的重金属污染外,其村庄内电子废物堆场以及拆解作坊附近等靠近人居环境的区域也是受其直接影响的污染区。附近农田也可能受到上述污染源的重金属迁移的影响。
  贵屿问题在世界范围内广受关注,但对污染程度的描述和报道多局限于感官,主要的研究集中于产业转型,针对人居环境的调查和风险评估则近乎空白。当地一些有关人体受污染情况的研究已经说明了人居环境受污染情况的严重性[3],这些研究结果显示电子废物的不当处置已经严重威胁到人居环境及居民健康。温汉辉等对贵屿表层、深层土壤重金属元素分布及污染现状进行了评价[4],童莉等人按贵屿的环境现状对其发展规划提供了建议[5],徐锡金等及李燕等分别对电子垃圾拆解区儿童血铅水平[6]和新生儿脐带血铬水平[7]进行了评估。前人对电子垃圾拆解造成的环境污染、生态效应、对人类的影响及产业规划等各个方面进行了详细的研究,但对有毒有害元素进一步恶化的趋势缺乏相应的研究。
  本文以贵屿镇及周边农田区为例,采用缓变型地球化学灾害模型和多重分形分别从有毒有害元素的有效态和全量入手,对该地区靠近村庄的电子废物堆场和处理作坊以及附近农田土壤中重金属的含量水平及赋存形态进行了调查和分析,进而评价了各有毒有害元素的潜在危害程度,阐明了贵屿爆发生态地球化学灾害的可能性和重金属元素污染发展的趋势。

来源:地球与环境

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