电子垃圾拆解地污染现状与修复技术
摘要：本文概述了我国当前电子垃圾拆解地土壤污染的状况，对主要污染物及常用的污染修复技术进行了介绍，并针对其中有效的污染修复技术进行了分析。
关键词：电子垃圾；土壤修复；环境问题
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0079-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.047
Abstract： In this paper， the pollution status of soil contaminated by e-waste was reviewed. The main pollutants and commonly used pollution repair techniques were analyzed.
Key words： E-waste； Soil repaired； Environmental problem
目前，我國是全球第二第2大电子废弃物制造国，2010年电子垃圾产量达到230万t，并以高于全球增长速度增长，每年约新增5%-10%。现有拆解设备和技术的落后，导致电子垃圾中所含的重金属物质（主要包括Cr、Hg、Cd、Pb、As等）以及持久性有机污染物（主要包括多氯联苯、多溴联苯醚等）进入到环境中，引起拆解场地所在区域的水环境、大气环境、土壤环境和生态环境受到严重污染。
1 电子垃圾主要污染物
1.1 电子垃圾的重金属污染
重金属主要由土壤进入环境，在土壤中不断累积。污染物通过土壤与水、空气和生物圈的相互作用长期持续缓慢释放。受电子垃圾污染的土壤成为二次污染源。我国一些主要的电子垃圾拆解区土壤中的重金属含量高于对照区。以Cu及Pb作为重金属含量表征，贵屿镇土壤和沉积物中Cu为8360mg/kg，Pb为10000mg/kg；而在清远龙塘、石角地区，电子废弃物焚烧场地周边土壤中的Cu含量最高值为14138.7mg/kg、Pb为13288.6mg/kg；在电子垃圾焚烧烟气沉降区附近，土壤中Cu、Pb、Cd最高含量分别达到437.6mg/kg，209.9mg/kg及2.44mg/kg，平均含量分别为202.6mg/kg，106.4mg/kg和1.57mg/kg[1]。
1.2 电子垃圾土壤中持久性有毒物质污染
电子垃圾污染土壤中毒害有机污染物主要包括PCBs、PBDEs、PAHs、钛酸酯、磷化物、邻苯二甲酸脂等，部分有机污染物和重金属发生化学反应生成络合物。多种重金属和多种毒害有机物复合污染成为电子垃圾拆解区污染土壤的特征。
2 电子垃圾污染土壤修复
目前，在中国发展的土壤修复技术主要处理单一的污染类型，主要为处理重金属或有机污染物。对污染土壤中重金属有机污染物复合修复的研究尚处于起步阶段。
2.1 物理修复技术
物理修复技术主要包括填埋法和通风法。填埋法主要通过置换土壤，即将污染土壤挖出，换上未受污染的清洁土壤，然后把污染土壤再运输到指定地点填埋。该方法只适用于小面积污染的土壤修复，且存在后续处理—填埋前必须处理置换土。主要缺点是处理成本高，污染物不能彻底清除。通过在土壤中人工鼓风，在气流的作用下，土壤孔隙中的有机污染物的加快挥发，从而达到去除土壤中污染物的目的，这种技术称为通风技术。该方法的适合范围较局限，为处理易挥发的有机污染物[2]。
2.2 生物修复技术
生物修复是利用特定的微生物、植物或动物吸收、转化、去除或降解有机污染物，实现土壤和生态功能恢复的技术。常用的生物修复技术包括微生物修复、植物修复、动物修复和酶修复。微生物修复是一种利用微生物的生命代谢来降解有机污染物的方法。该方法具有成本低、修复效果好的优点。同时，也存在修理效率低、修复条件不可控等缺点。植物修复可以通过3种途径来实现吸收、转化和降解有机物的目的，即植物对有机污染物的直接吸收、根系分泌的酶以及有机污染物与根和根际微生物的联合代谢。植物修复技术的中间代谢产物复杂，许多代谢产物难以采取有效的方法进行观察检测，适用于土壤中有机污染物的原位处理，但由于多氯联苯存在生物活性低且的疏水性强的特点，植物很难利用，限制了该方法在修复多氯联苯污染土壤上的应用。动物修复是指生活在土壤中的一些大型原生动物和小动物物种，通过吸收或积累土壤中的有机污染物，并通过自身代谢过程，使部分有机污染物降解成低毒或无毒的物质，但土壤条件对该方法影响很大。酶法生物修复技术为利用某些特定的酶来分解有机物，该方法的特点为对环境的营养条件要求较低，适用于低浓度的污染物去除，能降解某些特定的难降解的污染物，但该技术具有提取时间长，酶不稳定容易失活和高成本等缺点。生物修复在电子废弃物回收区污染严重的土壤中难以实现理想的修复效果。一般只适用于处理大面积低浓度污染土壤[3]。
2.3 化学修复技术
化学修复是利用液压推动清洗剂冲刷污染土壤，促使其中污染物分离的方法，通过合适的清洗剂提高有机物的溶解度，从而促进土壤中污染物溶解到水溶液中。影响化学淋洗总效率的因素包括淋洗剂和污染物的相互作用、淋洗液本身的理化性质、污染物在土壤的吸附性和在清洗剂的溶解性。常用于污染土壤的清洗剂包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、生物表面活性剂和生物制品。生物表面活性剂是一种天然的表面活性剂，产生于微生物、植物和动物，分子结构通常比合成的表面活性剂复杂，具有临界胶束浓度较低及可生物降解等特点[4]。污染土壤淋洗处理同时产生的含有污染物、脱除剂和土壤组分的淋洗液，其后处理难度极大，已成为制约该技术应用和推广的一个重要因素。此外，淋洗处理后的土壤土质贫瘠，且含有少量残留的活化污染物。根据统计，电子拆解场场址大部分位于农用地周边，农用地存在面积大污染程度相对较低的特点。淋洗处理后的土壤若直接用于耕作，将不利于作物生长，而且土壤中被活化的污染物有向作物食用部位转移的风险，因此还需要对淋洗处理后的土壤以及周边中低度污染土壤做进一步的土质恢复和活化污染物的去除。由于淋洗后土壤及周边农地污染物浓度较低，采取生物修复去除土壤中的残留污染物是较好的选择。淋洗后土壤堆放回原位后，通过施加可降解PBDEs、PAHs、PCBs等有毒有害有机物的降解菌，种植可吸收Cu、Zn、Cd、As、Pb等重金属和可促进有毒有害有机物降解的大生物量修复植物，投加促进污染物降解和吸收的助剂，通过调节、优化土壤水分、养分、pH值和氧化还原状况等土壤生态因子，改善土壤条件，进一步去除土壤中残留的少量重金属和有毒有害有机污染物及脱除剂，恢复农用土壤肥力。这一技术方向上，利用生物量大、生长快、能同时积累几种重金属的超积累植物具有较高的效率。
3 结语
电子垃圾污染场地土壤中多种重金属和毒害有机物共存，难以通过单一的方法达到修复目的，物理、化学、生物等多种技术方法组合搭配的综合处理方法将会成为未来的发展趋势。
参考文献
[1]朱崇岭.珠三角主要电子垃圾拆解地底泥、土壤中重金属的分布及源解析[D].广州：华南理工大学，2013.
[2]杨勇，何艳明，栾景丽等.国际污染场地土壤修复技术综合分析[J].环境科学与技术，2012，35（10）：92-98.
[3]吴志能，谢苗苗，王莹莹.我国复合污染土壤修复研究进展[J].农业环境科学学报，2016，35（12）：2250-2259.
[4]张方立.多氯联苯重度污染土壤的淋洗修复技术研究[D].广州：华南理工大学，2014.
收稿日期：2018-04-10
作者简介：陈思茹（1985-），女，中级工程师，本科，研究方向为环境影响评价冶金机电类项目。
关键词：电子垃圾；土壤修复；环境问题
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0079-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.047
Abstract： In this paper， the pollution status of soil contaminated by e-waste was reviewed. The main pollutants and commonly used pollution repair techniques were analyzed.
Key words： E-waste； Soil repaired； Environmental problem
目前，我國是全球第二第2大电子废弃物制造国，2010年电子垃圾产量达到230万t，并以高于全球增长速度增长，每年约新增5%-10%。现有拆解设备和技术的落后，导致电子垃圾中所含的重金属物质（主要包括Cr、Hg、Cd、Pb、As等）以及持久性有机污染物（主要包括多氯联苯、多溴联苯醚等）进入到环境中，引起拆解场地所在区域的水环境、大气环境、土壤环境和生态环境受到严重污染。
1 电子垃圾主要污染物
1.1 电子垃圾的重金属污染
重金属主要由土壤进入环境，在土壤中不断累积。污染物通过土壤与水、空气和生物圈的相互作用长期持续缓慢释放。受电子垃圾污染的土壤成为二次污染源。我国一些主要的电子垃圾拆解区土壤中的重金属含量高于对照区。以Cu及Pb作为重金属含量表征，贵屿镇土壤和沉积物中Cu为8360mg/kg，Pb为10000mg/kg；而在清远龙塘、石角地区，电子废弃物焚烧场地周边土壤中的Cu含量最高值为14138.7mg/kg、Pb为13288.6mg/kg；在电子垃圾焚烧烟气沉降区附近，土壤中Cu、Pb、Cd最高含量分别达到437.6mg/kg，209.9mg/kg及2.44mg/kg，平均含量分别为202.6mg/kg，106.4mg/kg和1.57mg/kg[1]。
1.2 电子垃圾土壤中持久性有毒物质污染
电子垃圾污染土壤中毒害有机污染物主要包括PCBs、PBDEs、PAHs、钛酸酯、磷化物、邻苯二甲酸脂等，部分有机污染物和重金属发生化学反应生成络合物。多种重金属和多种毒害有机物复合污染成为电子垃圾拆解区污染土壤的特征。
2 电子垃圾污染土壤修复
目前，在中国发展的土壤修复技术主要处理单一的污染类型，主要为处理重金属或有机污染物。对污染土壤中重金属有机污染物复合修复的研究尚处于起步阶段。
2.1 物理修复技术
物理修复技术主要包括填埋法和通风法。填埋法主要通过置换土壤，即将污染土壤挖出，换上未受污染的清洁土壤，然后把污染土壤再运输到指定地点填埋。该方法只适用于小面积污染的土壤修复，且存在后续处理—填埋前必须处理置换土。主要缺点是处理成本高，污染物不能彻底清除。通过在土壤中人工鼓风，在气流的作用下，土壤孔隙中的有机污染物的加快挥发，从而达到去除土壤中污染物的目的，这种技术称为通风技术。该方法的适合范围较局限，为处理易挥发的有机污染物[2]。
2.2 生物修复技术
生物修复是利用特定的微生物、植物或动物吸收、转化、去除或降解有机污染物，实现土壤和生态功能恢复的技术。常用的生物修复技术包括微生物修复、植物修复、动物修复和酶修复。微生物修复是一种利用微生物的生命代谢来降解有机污染物的方法。该方法具有成本低、修复效果好的优点。同时，也存在修理效率低、修复条件不可控等缺点。植物修复可以通过3种途径来实现吸收、转化和降解有机物的目的，即植物对有机污染物的直接吸收、根系分泌的酶以及有机污染物与根和根际微生物的联合代谢。植物修复技术的中间代谢产物复杂，许多代谢产物难以采取有效的方法进行观察检测，适用于土壤中有机污染物的原位处理，但由于多氯联苯存在生物活性低且的疏水性强的特点，植物很难利用，限制了该方法在修复多氯联苯污染土壤上的应用。动物修复是指生活在土壤中的一些大型原生动物和小动物物种，通过吸收或积累土壤中的有机污染物，并通过自身代谢过程，使部分有机污染物降解成低毒或无毒的物质，但土壤条件对该方法影响很大。酶法生物修复技术为利用某些特定的酶来分解有机物，该方法的特点为对环境的营养条件要求较低，适用于低浓度的污染物去除，能降解某些特定的难降解的污染物，但该技术具有提取时间长，酶不稳定容易失活和高成本等缺点。生物修复在电子废弃物回收区污染严重的土壤中难以实现理想的修复效果。一般只适用于处理大面积低浓度污染土壤[3]。
2.3 化学修复技术
化学修复是利用液压推动清洗剂冲刷污染土壤，促使其中污染物分离的方法，通过合适的清洗剂提高有机物的溶解度，从而促进土壤中污染物溶解到水溶液中。影响化学淋洗总效率的因素包括淋洗剂和污染物的相互作用、淋洗液本身的理化性质、污染物在土壤的吸附性和在清洗剂的溶解性。常用于污染土壤的清洗剂包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、生物表面活性剂和生物制品。生物表面活性剂是一种天然的表面活性剂，产生于微生物、植物和动物，分子结构通常比合成的表面活性剂复杂，具有临界胶束浓度较低及可生物降解等特点[4]。污染土壤淋洗处理同时产生的含有污染物、脱除剂和土壤组分的淋洗液，其后处理难度极大，已成为制约该技术应用和推广的一个重要因素。此外，淋洗处理后的土壤土质贫瘠，且含有少量残留的活化污染物。根据统计，电子拆解场场址大部分位于农用地周边，农用地存在面积大污染程度相对较低的特点。淋洗处理后的土壤若直接用于耕作，将不利于作物生长，而且土壤中被活化的污染物有向作物食用部位转移的风险，因此还需要对淋洗处理后的土壤以及周边中低度污染土壤做进一步的土质恢复和活化污染物的去除。由于淋洗后土壤及周边农地污染物浓度较低，采取生物修复去除土壤中的残留污染物是较好的选择。淋洗后土壤堆放回原位后，通过施加可降解PBDEs、PAHs、PCBs等有毒有害有机物的降解菌，种植可吸收Cu、Zn、Cd、As、Pb等重金属和可促进有毒有害有机物降解的大生物量修复植物，投加促进污染物降解和吸收的助剂，通过调节、优化土壤水分、养分、pH值和氧化还原状况等土壤生态因子，改善土壤条件，进一步去除土壤中残留的少量重金属和有毒有害有机污染物及脱除剂，恢复农用土壤肥力。这一技术方向上，利用生物量大、生长快、能同时积累几种重金属的超积累植物具有较高的效率。
3 结语
电子垃圾污染场地土壤中多种重金属和毒害有机物共存，难以通过单一的方法达到修复目的，物理、化学、生物等多种技术方法组合搭配的综合处理方法将会成为未来的发展趋势。
参考文献
[1]朱崇岭.珠三角主要电子垃圾拆解地底泥、土壤中重金属的分布及源解析[D].广州：华南理工大学，2013.
[2]杨勇，何艳明，栾景丽等.国际污染场地土壤修复技术综合分析[J].环境科学与技术，2012，35（10）：92-98.
[3]吴志能，谢苗苗，王莹莹.我国复合污染土壤修复研究进展[J].农业环境科学学报，2016，35（12）：2250-2259.
[4]张方立.多氯联苯重度污染土壤的淋洗修复技术研究[D].广州：华南理工大学，2014.
收稿日期：2018-04-10
作者简介：陈思茹（1985-），女，中级工程师，本科，研究方向为环境影响评价冶金机电类项目。
