优化热脱附技术对十溴联苯醚污染土壤的适用性及修复效果

为了探索绿色、高效、环保的修复PBDEs污染土壤的技术,在热脱附技术基础上将木炭同时作为尾气吸附剂和燃烧热源,处理不同十溴联苯醚污染水平的PBDEs(多溴联苯醚)污染土壤,通过14种不同溴代PBDEs同系物分析十溴联苯醚的降解产物组分并计算其去除率. 结果表明:在热脱附技术处理后,十溴联苯醚初始污染水平分别为500、800和1 000 μg/kg,污染土壤中PBDEs的去除率分别为63%、81%、94%. 14种不同溴代PBDEs同系物在热脱附反应后的残留产物中均有检出,其中热脱附处理后的土壤中以三溴和四溴PBDEs产物占优势,而尾气中则以四溴和五溴PBDEs产物为主. 根据热脱附试验前后土壤中PBDEs的结构组成对比及分析可知,降解和脱溴反应在整个热脱附反应过程中发挥了重要作用. 另外,XAD树脂吸附柱中虽有少量的氯代和溴代二英类物质(PCDD/Fs和PBDD/Fs)被检出,但其毒性当量浓度均小于0.1 ng/m3,符合欧盟、日本及我国所规定的二英物质排放标准. 研究显示,在利用优化的热脱附技术修复十溴联苯醚污染土壤过程中,PBDEs的去除率与污染土壤中其污染水平相关,并且热脱附过程以降解及逐级脱溴反应为主.      

典型电子垃圾拆解区大气中多溴联苯醚的污染

分别在典型电子垃圾拆解区(E)和其上风向参考点(S)采集了大气颗粒相和气相样品.以研究该区域大气中PBDEs的浓度水平、污染特征和气/固分布特点.分析过程中运用气相色谱.质谱联用仪,负化学离子源(GC-NCI-MS)检测了11种PBDEs结果表明,电子垃圾拆解造成r比较严蘑的PBDEs污染,三溴-十溴联苯醚的浓度范围为51.1～2 685 pg.m-3,(平均值830Pg.m-3),而对照区由于制衣行业的影响也造成了一定程度的PBDEs污染,三溴～十溴联苯醚的浓度范围为1.00-98.9Pg.m-3(平均值28.7 Pg.m-3).在气/固分布的研究中发现,不同的PBDEs在气相和颗粒相的分布比例相差很大,从低溴至高溴PBDEs在气相中的比例呈降低趋势,而在颗粒相中的比例呈上升趋势.电子垃圾拆解区以五溴.联苯醚污染为主,占∑11PBDEs总量的54.3%;而十溴-联苯醚污染次之,占∑11PBDEs总最的23.8%,该污染特征进一步证实了该地区电子垃圾的来源,不仅来自亚洲国家,而且还来自欧美等国家.     

电子废物拆解与焚烧场地多溴联苯醚污染特征

为了解不同类型电子废物场地土壤PBDEs污染的差异,对典型电子废物拆解和焚烧场地土壤中PBDEs的污染特征进行了比较研究。结果表明,拆解场地土壤中∑21PBDEs含量为28.19²3 517.27 ng/g(dw),平均为5 812.90 ng/g(dw);焚烧场地土壤中∑21PBDEs含量为5.2723 517.27 ng/g(dw),平均为5 812.90 ng/g(dw);焚烧场地土壤中∑21PBDEs含量为5.27²2 108.39 ng/g(dw),平均为2 282.98 ng/g(dw)。2种类型污染场地土壤中PBDEs含量均较高,以拆解场地污染更为严重;2种场地均主要表现出十溴联苯醚工业品使用的污染特征,而焚烧场地还表现出了一定的八溴联苯醚工业品使用的污染特征。两种类型场地土壤中污染物均发生了垂向迁移,其中拆解场地土壤中PBDEs的纵向迁移能力更强。     

电子垃圾拆解地表层土壤中的多卤代芳烃及其潜在污染源

通过收集典型电子垃圾拆解区的电子垃圾碎屑以及拆解现场和对照区的表层土壤（0～5 cm深度）样品.采用GC/MS 5975B对样品中PHAHs进行分析.结果发现,在采集的三大类电子垃圾碎屑中电缆绝缘层含有最高浓度的PBBs（35.25 ng·g^-1）,其中以PBB2、PBB3和PBB15为主的低溴代联苯占到总量的38%.电子元件填充物中的∑PBDEs和PBDE209检出浓度最高,分别为29.71 ng·g^-1和4.19×103 ng·g^-1;PBDE153和PBDE183是最具支配地位的同族体,分别占PBDEs总量的43%和24%.电缆绝缘层中的PCBs浓度在所收集的电子垃圾碎屑中最高（680.02 ng·g^-1）.拆解现场表层土壤中PHAHs的污染特征与电子垃圾碎屑中PHAHs的污染特征相一致,而且其污染水平明显高于对照区土壤相应PHAHs的浓度水平.表明电子垃圾中PHAHs是当地土壤环境的重要污染源.     

多溴联苯醚污染土壤的新型强化修复技术

为建立表面活性剂和营养盐强化电气石类芬顿联合微生物对PBDEs污染的高效土壤修复技术,分别选择两种氮源营养盐——氯化铵和硝酸铵,两种表面活性剂——TW-80和TX-100,考察它们的剂量及类型对电气石类芬顿去除土壤PBDEs效果及土壤真菌的影响.结果表明,高剂量的营养盐更能促进电气石类芬顿辅助微生物对PBDEs的降解,且修复效率最高可达75%;两种表面活性剂均能够促进电气石类芬顿辅助微生物对PBDEs的降解,降解效率最高可达76%.并且针对不同单体BDE,营养盐和表面活性剂均对促进低溴代联苯醚降解程度更高.氯化铵比硝酸铵更有利于土壤中微生物生长,且高浓度的营养盐促进土壤中真菌的生长和活性效果明显;TW-80比TX-100更有利于微生物生长,且较低浓度的表面活性剂促进土壤中真菌活性的效果更为明显.因此,不同类型营养盐和表面活性剂能够有效地强化电气石类芬顿联合微生物对PBDEs污染的土壤修复技术.     

我国典型电子废弃物拆解地农田土壤中的多溴联苯醚

选择我国主要电子垃圾拆解地清远龙塘-石角地区作为研究区,以14种多溴联苯醚(Polybrominated Diphenyl Ethers,PBDEs)化合物为研究对象,探讨了PBDEs化合物在龙塘-石角地区农田土壤中的含量、同系物组成及空间分布状况,分析了土壤TOC、土地利用方式(水旱轮作)等对农田土壤PBDEs含量特征的影响.结果表明,清远龙塘-石角地区农田土壤中14种PBDEs化合物的总量平均为(19.0±20.1)ng·g-1(以干重计),明显低于来自路边、拆解中心、居民区等表土中的PBDEs含量.研究区农田土壤中PBDEs的空间分布与土壤TOC呈现出一致性特征,当去除TOC的影响后,作为点源的电子垃圾拆解地成为土壤PBDEs分布的关键控制因素.水旱轮作的土地利用方式下,在一个轮作周期内,当轮作为水稻且土壤处于淹水状态时土壤中的PBDEs含量最低.总体来看,农田土壤中的PBDEs动态受土壤水含量、作物种植情况、土壤水旱状态等多因素的综合影响,表现出不确定的变化特征.本文的研究成果对土壤-作物系统PBDEs的行为研究进行了补充,并可为完善现有的土地质量评估体系提供基础资料.     

电子垃圾拆解区土壤污染与生物修复技术

近年来,随着经济和技术的快速发展,电子垃圾的产生量日益增加,已成为全球增速最快的固体废物流之一。由于电子垃圾的不当拆解,大量的重金属和持久性有机污染物(POPs)进入环境,从而对当地居民尤其是儿童的健康构成潜在威胁。生物修复技术是指利用生物有机体(绿色植物、微生物和酶类)的作用将环境中污染物转化为危害或低毒产物的过程。生物修复技术具有成本低、高效和环境安全等特征,被认为是可替代传统的土壤污染修复技术的最佳选择。因此,文章综述了电子垃圾拆解区土壤污染现状及其生物修复技术的最新研究进展,以期为今后电子垃圾污染土壤的修复提供有益参考。最后,文章对今后电子垃圾拆解区土壤污染的生物修复研究做了进一步讨论与展望。     

工业园及电子垃圾区大气中的溴代阻燃剂(BFRs)

对广州市主要的工业园以及清远电子垃圾回收拆解园周边空气中溴代阻燃剂（BFRs）进行了分析.结果表明,两地区大气中均以多溴联苯醚（PBDEs）和十溴二苯乙烷（DBDPE）为主（城市地区占比分别为30.0%和68.0%,电子垃圾区分别为74.5%和22.8%）,其中PBDEs在城市地区和电子垃圾区的浓度中值分别为184和411pg/m³;DBDPE则分别为414和193pg/m³.在城市地区,PBDEs的浓度高值多出现在与机械、电子、装饰材料和汽车制造业有关的工业园,新型阻燃剂DBDPE高浓度则多在与机械和电子产品制造业相关的大气中,而1,2-二（2,4,6-三溴苯氧基）乙烷（BTBPE）可能受当地面源污染影响较大.城市地区低分子量的PBDEs的组成波动较大,与五溴联苯醚的禁用（直接排放减少）和来源复杂有关;而电子垃圾区低分子量PBDEs组成稳定,气-固相分配更接近平衡,说明来源较为单一.通过模型估算,城市地区的21个工业园每年约向空气中释放48.0kg的BDE209与163kg的DBDPE,4个电子垃圾拆解园每年约释放31.8kg的PBDEs与12.0kg的DBDPE.     

典型废旧塑料处置地土壤中多溴联苯醚污染特征

选择我国北方典型废旧塑料处置地为研究区域,对土壤中21种PBDEs(多溴联苯醚)的含量、同系物组成和分布特征进行了研究. 结果表明,该区域土壤中w(∑PBDEs)为1.25~3673.41ng/g,平均值为749.29ng/g,其中w(BDE209)占w(∑PBDEs)的92%以上. 整体上,处置作坊内土壤中w(∑PBDEs)明显高于作坊间道路土壤和处置地周边土壤. 塑料中添加的十溴联苯醚工业品是该区域土壤中PBDEs的主要来源. 该区域土壤PBDEs污染水平与我国电子废物集中处置场地相当,高出我国一般城市及工业城市土壤1~3个数量级,是我国另一类PBDEs高污染区,其环境风险性应引起足够的重视.      

大气环境变化对污染土壤中PBDEs自然降解过程的影响研究

以模拟电子垃圾拆解区污染土壤中的多溴联苯醚(PBDEs)为研究对象,采用室内模拟的方法,考察了臭氧浓度的上升及光照条件、温度和土壤pH值等环境因素对土壤中PBDEs自然降解过程的影响.研究结果表明:臭氧浓度的升高能明显促进PBDEs的自然降解,且臭氧浓度越高BDE-209的降解率越高,随着土壤深度增加,BDE-209去除率则相应降低,10 mg·L-1的臭氧在2 h内对深层土壤中BDE-209的去除率可达99%.光照强度为1.0 m W·cm-2的持续紫外光照条件下,土壤中BDE-209的降解现象较为明显,且光降解速率随光强的增强而增大.40℃的夏季地面高温及pH=9.0的弱碱性土壤均有利于PBDEs的自然降解.此外,PBDEs的降解过程是逐步脱溴的过程.PBDEs的降解过程既包括了BDE-209的降解,也包括了中间产物(BDE-28、BDE-47、BDE-99、BDE-100、BDE-153、BDE-154和BDE-183)的降解.当BDE-209去除率达到一定程度且中间产物逐渐积累达一定量时,中间产物的降解反应逐渐成为主导反应,导致PBDEs总量逐渐降低.