【摘要】： 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(zhǎng)速度最快的固體廢物。每年全世界大約有2～5千萬(wàn)噸的電子垃圾產(chǎn)生,其中70%被運(yùn)至中國(guó)拆解回收,而就中國(guó)自身而言,每年還要廢棄大約4百萬(wàn)臺(tái)電腦。浙江臺(tái)州已成為國(guó)內(nèi)目前最大的電子垃圾拆解基地之一,年拆解量超過(guò)2百萬(wàn)噸,約4萬(wàn)人從事拆解工作。廢棄電子電器在國(guó)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(shì),因排放量、暴露計(jì)量的增加造成的環(huán)境安全和健康問(wèn)題日趨嚴(yán)重,已引起國(guó)內(nèi)外各界的高度關(guān)注。然而目前對(duì)于臺(tái)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(tái)州地區(qū)電子垃圾拆解基地對(duì)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、HRGC/HRMS和GC-ECD儀器檢測(cè)方法的結(jié)合,研究了浙江臺(tái)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VA英(PCDD/Fs)、溴代二VA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(lái)源解析;同時(shí)選取背景對(duì)照點(diǎn)(農(nóng)業(yè)地區(qū))和不同功能區(qū)對(duì)照點(diǎn)(傳統(tǒng)化工區(qū))的土壤樣品進(jìn)行比較。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(guò)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(duì)照點(diǎn)土壤濃度約2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。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^(guò)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(duì)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(bào)道的PCDD/Fs釋放源指紋圖譜相似。且土壤中濃度超過(guò)了歐美等國(guó)規(guī)定的土壤中PCDD/Fs最大允許閾值,存在一定的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。PBDD/Fs僅在電子垃圾拆解地各環(huán)境介質(zhì)中檢出,對(duì)照點(diǎn)未檢出;其污染特征與氯代二VA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VA英的主要釋放源,且溴代二VA英被認(rèn)為是在電子垃圾不當(dāng)拆解過(guò)程中產(chǎn)生的新的特征性持久性有機(jī)污染物。 對(duì)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,拆解地土壤中濃度高出農(nóng)業(yè)背景對(duì)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�。母體PAHs在電子垃圾拆解地各環(huán)境介質(zhì)中濃度分布為150～49700 ng/g dw,且∑ClPAHs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(duì)ClPAHs的預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn),隨著氯原子取代數(shù)的增加,ClPAHs的毒性可能會(huì)有所增加,且在環(huán)境中更趨向富集于土壤和底泥中。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VA英類似的環(huán)境行為。 超過(guò)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(lái)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(zhǎng)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(xiǎn);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VlIER-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)暴露的特點(diǎn)。結(jié)合文獻(xiàn)數(shù)據(jù)得出對(duì)PCDD/Fs的總?cè)諗z入量接近世界衛(wèi)生組織(WHO)1998年制定的TCDD每日耐受量上限(TDI,1～4 pg TEQ/kg bw/day),PBDD/Fs的總?cè)諗z入量高出該耐受上限的2倍。BDE 99的最大允許攝入量高出文獻(xiàn)報(bào)道最大允許攝入量的2倍;ClPAHs和PAHs的初步致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表明均在可接受的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。由此表明拆解工人存在一定的職業(yè)暴露危險(xiǎn)。
【圖文】：

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論 第一章 緒論間，使得 PAHs 的環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性更大[53, 59]。流行病學(xué)調(diào)查統(tǒng)計(jì)也表明焦?fàn)t工人的肺癌發(fā)病率高，大氣中的 PAHs 與居民肺癌發(fā)病有明顯的相關(guān)性[53]。在數(shù)十種 PAHs 中，對(duì) BaP 的研究最為清楚。BaP、DBahA、BaA 及 Nap 對(duì)小鼠和大鼠有胚胎毒性。BaP 還具有致畸性和生殖毒性。在小鼠和兔中，BaP 能通過(guò)血-胎盤屏障發(fā)揮致癌活性，造成自帶肺腺瘤和皮膚乳頭狀瘤，，還觀察到有降低生殖能力和對(duì)卵母細(xì)胞有破壞作用，甚至有文獻(xiàn)將 BaP 歸為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物[12]。

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論 第一章 緒論1.3.3.2 氯代多環(huán)芳烴氯代多環(huán)芳烴（Chlorinated polycyclic aromatic hydrocarbons，ClPAHs）是一類氯代芳烴類污染物，已有文獻(xiàn)報(bào)道了城市大氣中檢測(cè)到 ClPAHs 的存在[60]。它們有著類似于二VA英的致癌、致突變毒性，其形成機(jī)理與二VA英和 PAHs 的形成機(jī)理類似，從結(jié)構(gòu)上看可以稱為二VA英與多環(huán)芳烴的雜交體[61]，圖 1-4 為本論文研究的 20 種 ClPAHs 結(jié)構(gòu)式。文獻(xiàn)報(bào)道了基于 YCM3 細(xì)胞的生物鑒定系統(tǒng)測(cè)定的 18 種 ClPAHs 以及相應(yīng) PAHs 的 AhR 活性[61, 62]，對(duì)于 3 環(huán)～5 環(huán)的ClPAHs 都能觀察到 AhR 活性，但是低于 2,3,7,8-TCDD。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：X503.1

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 吳明紅;王玉潔;劉文龍;唐量;KANNAN Kurunthachalam;OHURA Takeshi;馬靜;;上海中心城區(qū)道路灰塵中氯代多環(huán)芳烴的時(shí)空分布特征[J];上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2016年02期

2 張瓊;陳穎雯;時(shí)元元;張鏡波;岳東;;粗放型電子垃圾回收?qǐng)龅赝寥牢廴粳F(xiàn)狀及修復(fù)技術(shù)展望[J];環(huán)境衛(wèi)生工程;2015年04期

3 葉昊;李良忠;向明燈;高丹丹;于云江;;電子垃圾拆解場(chǎng)地土壤重金屬和溴代阻燃劑的污染現(xiàn)狀及其對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康影響[J];環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志;2015年03期

4 劉勁松;朱國(guó)華;尹文華;鞏宏平;周欣;王玲;李

本文編號(hào)：2587833