典型电子电器废弃物拆解场地土壤污染调查、风险评价与堆制修复研究

摘要

在全球资源短缺和电子电器产品消耗量巨大的背景下，电子电器废弃物拆解回收行业快速发展。然而由于工艺手段落后、缺乏监管等原因，电子电器废弃物拆解对局部地区土壤环境造成了严重的污染，威胁人类与生态健康。因此，有必要对电子电器废弃物拆解污染场地进行风险评估与修复控制研究。本研究对我国东南沿海典型电子电器废弃物拆解场地进行了表层土壤污染调查与风险评估，针对场地污染特征开展了土壤污染室内模拟生物堆制修复研究，并在实际污染场地进行了野外生物堆制修复中试。取得的主要研究结果如下:
　　(1)场地调查结果显示，该电子电器废弃物拆解场地表层土壤存在严重的有机-重金属复合污染。污染物浓度超过了《浙江省污染场地风险评估技术导则》（DB33/T892-2013）中筛选值，需启动风险评估。风险评估结果表明，该场地重点关注污染物为多氯联苯（polychlorinated biphenyl，PCBs）和Cu，最高致癌风险值和危害商分别为1.69×10-4和122，超过了可接受水平，需要对该场地进行修复。
　　(2)采集场地土壤进行实验室堆制小试实验，结果表明，该场地土壤中土著菌具有较强的降解PCB28(2，4，4'-Trichlorobiphenyl)和菲(Phenanthrene)的能力，初始浓度分别为0.84mg/kg和0.90mg/kg，经过120天的自然堆制，PCB28消减率最高达80.5％，菲消减率最高达71.2％，而翻堆处理无显著促进作用。翻堆、添加有机肥及降解菌剂等强化堆制方法对中高氯代PCBs和芘(Pyrene)的降解有显著促进作用，自然堆制处理组PCB52（2，2'，5，5'-Tetrachlorobiphenyl）去除率为32.6％，芘为65.5％，而强化处理组的PCB52去除率可达41.3％，芘89.4％。另外，堆制还可提高土壤有机污染物生物有效性，添加降解菌和有机肥进行堆制后PCBs生物有效态占总量比例提高了19.5％，而未添加组仅提高4.1％。堆制处理可降低土壤重金属生物有效性，从而降低其风险，添加有机肥处理可强化堆制对Pb和Cu的钝化作用。
　　(3)基于小试实验结果，在污染场地选取一小区进行野外堆制中试实验，该区域土壤PCBs平均含量为0.88mg/kg，超过了修复目标值（0.23mg/kg）。修复结果表明，静态强化堆制技术能有效去除土壤中的PCBs，经过195天的堆制处理，PCBs总去除率可达83.7％，达到了修复目标。
　　以上研究结果表明，生物堆制修复技术具有很好的应用于电子电器废弃物拆解等复合污染场地土壤修复的潜力。

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致谢

摘要

图表索引

CHART INDEX

第一章 绪论

1．1 电子电器废弃物拆解场地土壤污染

1．1．1 电子电器废弃物拆解及土壤污染问题

1．1．2 土壤有机污染物

1．1．3 土壤重金属污染

1．2 场地环境调查、风险评价与修复目标值

1．2．1 场地环境调查

1．2．2 污染场地风险评价及修复目标值

1．3 土壤污染生物堆制修复及其强化

1．3．1 土壤污染堆制修复技术研究现状

1．3．2 土壤污染堆制修复技术的强化措施

1．4 研究目标、主要内容和技术路线

1．4．1 研究目标

1．4．2 研究内容

1．4．3 技术路线

第二章 典型电子电器废弃物拆解场地表层土壤污染调查与风险评价

2．1 资料收集与分析

2．1．1 地理位置及现状

2．1．2 污染分析

2．2 样品采集与分析

2．2．1 布点方案

2．2．2 采样

2．2．3 分析

2．2．4 质量保证和质量控制

2．2．5 统计分析

2．3 调查结果与讨论

2．3．1 土壤理化性质分析

2．3．2 场地表层土壤重金属污染分析

2．3．3 场地表层土壤多氯联苯污染分析

2．4 风险评价及修复目标值

2．5 本章小结

第三章 有机-重金属复合污染土壤模拟堆制修复研究

3．1 实验部分

3．1．1 材料与试剂

3．1．2 实验设计

3．1．3 分析方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 自然堆制实验各氯代多氯联苯的消减

3．2．2 强化堆制实验各氯代多氯联苯的消减

3．2．3 多氯联苯生物有效性变化

3．2．4 多环芳烃的消减

3．2．5 多环芳烃的生物有效性变化

3．2．6 重金属总量及有效性的变化

3．3 本章小结

第四章 电子电器废弃物拆解污染土壤野外堆制修复研究

4．1 材料与试剂

4．2 实验与化学分析

4．2．1 堆制修复野外实验

4．2．2 样品采集、检测与堆制过程监控

4．3 结果与讨论

4．3．1 野外堆制修复过程中土壤多氯联苯总量变化

4．3．2 野外堆制过程中各氯代多氯联苯去除情况

4．4 本章小结

第五章 全文总结与研究展望

5．1 研究结论

5．1．1 典型电子电器废弃物拆解场地表层土壤污染调查与风险评价

5．1．2 有机-重金属复合污染土壤模拟堆制修复研究

5．1．3 电子电器废弃物拆解场地污染土壤野外堆制修复研究

5．2 创新点

5．3 研究展望

参考文献

作者简介