廢棄電子電器拆解地環(huán)境中持久性有毒鹵代烴的分布特征及對人體暴露的評估.pdf

1、隨著電子信息等高科技產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,廢棄電子電器(又稱電子垃圾)成為了增長速度最快的固體廢物。每年全世界大約有2～5千萬噸的電子垃圾產(chǎn)生,其中70％被運(yùn)至中國拆解回收,而就中國自身而言,每年還要廢棄大約4百萬臺電腦。浙江臺州已成為國內(nèi)目前最大的電子垃圾拆解基地之一,年拆解量超過2百萬噸,約4萬人從事拆解工作。廢棄電子電器在國內(nèi)的不當(dāng)拆解,導(dǎo)致持久性有毒污染物經(jīng)各種途徑的排放不斷上升,污染狀況呈現(xiàn)惡化趨勢,因排放量、暴露計量的增加造成的環(huán)

2、境安全和健康問題日趨嚴(yán)重,已引起國內(nèi)外各界的高度關(guān)注。然而目前對于臺州地區(qū)電子垃圾不當(dāng)拆解造成的污染水平、污染特征以及拆解工人暴露危害的狀況還缺乏系統(tǒng)的研究。
　　 為了全面了解臺州地區(qū)電子垃圾拆解基地對周邊環(huán)境造成的污染水平、污染特征以及拆解工人的暴露危害狀況,本論文建立并優(yōu)化了多種痕量、超痕量持久性有毒有機(jī)污染物在多介質(zhì)樣品中的前處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)了少溶劑高回收率的多組分同步凈化。突破了高溴取代物質(zhì)儀器分析的瓶頸,采用GC/MS

3、、HRGC/HRMS和GC-ECD儀器檢測方法的結(jié)合,研究了浙江臺州廢棄電子電器拆解地區(qū)多環(huán)境介質(zhì)(表層土壤、灰塵、植物葉片和電子垃圾碎屑)以及拆解工人頭發(fā)樣品中持久性有毒鹵代烴(包括多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)、氯代二噁英(PCDD/Fs)、溴代二嗯英(PBDD/Fs)、氯代多環(huán)芳烴(ClPAHs)和母體多環(huán)芳烴(PAHs))的濃度水平、污染特征、來源解析；同時選取背景對照點(diǎn)(農(nóng)業(yè)地區(qū))和不同功能區(qū)對照點(diǎn)(傳統(tǒng)化工區(qū))的土壤樣品進(jìn)行比較。

4、主要研究結(jié)果與結(jié)論如下:
　　 PBDEs在廢棄電子電器拆解地各環(huán)境介質(zhì)中100％檢出,平均最高濃度出現(xiàn)在拆解過的電子垃圾碎屑中,最高濃度甚至達(dá)到了163000 ng/g dw。拆解地區(qū)土壤中∑PBDEs高出化工區(qū)和農(nóng)業(yè)背景對照點(diǎn)土壤濃度約2～3個數(shù)量級。PBDEs濃度指紋圖譜與商用多溴聯(lián)苯醚混合物deca-BDE和penta-BDE的濃度指紋相似程度較高,從而推斷電子電器及其包裝材料中使用的添加型商用溴代阻燃劑,在不當(dāng)?shù)牟鸾膺^

5、程中大量釋放到周圍環(huán)境中,成為PBDEs主要的潛在釋放源。
　　 PCDD/Fs在電子垃圾拆解地各環(huán)境介質(zhì)中100％檢出,∑PCDD/Fs最高平均值出現(xiàn)在拆解車間地面灰塵中(最高達(dá)到111000 Pg/g dw)。拆解地土壤中濃度約為化工和農(nóng)業(yè)對照點(diǎn)土壤濃度的12倍和200倍。PCDD/Fs同系物/同族體指紋圖譜與文獻(xiàn)報道的PCDD/Fs釋放源指紋圖譜相似。且土壤中濃度超過了歐美等國規(guī)定的土壤中PCDD/Fs最大允許閾值,存在一

6、定的環(huán)境污染風(fēng)險。PBDD/Fs僅在電子垃圾拆解地各環(huán)境介質(zhì)中檢出,對照點(diǎn)未檢出；其污染特征與氯代二噁英相似,但大部分樣品中PBDD/Fs的毒性當(dāng)量高于相應(yīng)的PCDD/Fs的毒性當(dāng)量。由此表明廢棄電子電器的不當(dāng)拆解已成為氯代及溴代二嗯英的主要釋放源,且溴代二噁英被認(rèn)為是在電子垃圾不當(dāng)拆解過程中產(chǎn)生的新的特征性持久性有機(jī)污染物。
　　 對廢棄電子電器拆解地3環(huán)以上ClPAHs的首次研究發(fā)現(xiàn)拆解地各環(huán)境介質(zhì)中ClPAHs100％檢出

7、,拆解地土壤中濃度高出農(nóng)業(yè)背景對照點(diǎn)土壤濃度約178倍,傳統(tǒng)化工區(qū)土壤中ClAPHs濃度處于和電子垃圾拆解地各環(huán)境介質(zhì)中相當(dāng)?shù)臐舛取Ｄ阁wPAHs在電子垃圾拆解地各環(huán)境介質(zhì)中濃度分布為150～49700ng/gdw,且∑C1PAHs和∑PAHs之間,6-ClBaP和BaP之間均具有顯著相關(guān)性。結(jié)合QSAR和多介質(zhì)逸度模型對ClPAHs的預(yù)測發(fā)現(xiàn),隨著氯原子取代數(shù)的增加,ClPAHs的毒性可能會有所增加,且在環(huán)境中更趨向富集于土壤和底泥中。

8、部分樣品中ClPAHs的毒性當(dāng)量要大于相應(yīng)的PCDD/Fs和PBDD/Fs毒性當(dāng)量。由此表明廢棄電子電器拆解地和傳統(tǒng)化工區(qū)一樣是ClAPHs的主要釋放源,且區(qū)域污染特征明顯。其ClPAHs和母體PAHs相關(guān)性的研究表明ClPAHs,尤其是6-BaP,很可能是由BaP氯化產(chǎn)生；ClPAHs具有和二噁英類似的環(huán)境行為。
　　 超過90％的拆解工人頭發(fā)中有PBDEs和PCDD/Fs的檢出,且PBDEs和PCDD/Fs的濃度高出普通居民

9、頭發(fā)中濃度4倍和18倍,工人頭發(fā)與植物葉片中PBDEs和PCDD/Fs的指紋圖譜分別相吻合,從而表明頭發(fā)中的PBDEs和PCDD/Fs主要來自外源污染。
　　 綜合比較5種持久性有毒鹵代烴濃度、毒性當(dāng)量和相關(guān)性發(fā)現(xiàn),廢棄電子電器拆解地受5種持久性有毒鹵代烴的污染程度大于傳統(tǒng)化工園區(qū)和農(nóng)業(yè)背景區(qū)域；PCDD/Fs、PBDD/Fs和ClPAHs的濃度低于PBDEs和PAHs,但其毒性當(dāng)量濃度卻占5種持久性有毒鹵代烴總毒性當(dāng)量的主要份

10、額；各污染物之間存在顯著相關(guān)性。由此表明電子垃圾不當(dāng)拆解已成為持久性有毒污染物更為嚴(yán)重的釋放源；長期在高毒性有機(jī)污染物暴露下的拆解工人具有較高的健康風(fēng)險；各污染物之間相關(guān)性顯著,表明它們之間存在相互影響,可能存在復(fù)合污染效應(yīng)。
　　 采用VILER-HUMAAN暴露模型,估算了五種持久性有毒鹵代烴在土壤/灰塵的攝入、皮膚接觸和吸入大氣中可吸入顆粒物的三種非膳食性暴露途徑下的日攝入量,結(jié)果表明非膳食性攝入為主的暴露途徑符合職業(yè)暴露