电子垃圾拆解区大气典型SVOCs污染特征及健康风险评估

发布时间：2020-10-23 21:55

　　 电子产品技术的不断创新和生产成本的不断降低,大量的电子产品被丢弃,变成电子垃圾。目前,电子垃圾已成为世界上增长最快的固体废物。电子垃圾含有大量的金属和非金属材料,具有很高的回收再利用价值。然而,在电子垃圾的回收过程中会产生大量的有毒有害物质,对周边区域环境和当地居民的健康造成危害,而且废气中的持久性有机污染物(POPs)会随着大气环流进行长距离迁移,对全球环境造成污染。因此,电子垃圾的回收与拆解受到了全世界的关注。本研究主要从电子垃圾拆解地区的区域环境入手,对电子垃圾循环经济产业园及其周边地区大气中的半挥发性有机污染物(SVOCs)包括多环芳烃(PAHs)、硝基多环芳烃(NPAHs)、羟基多环芳烃(OHPAHs)、多溴联苯醚(PBDEs)和多氯联苯(PCBs)的污染特征及其时空变化趋势进行分析,探讨其源汇关系,基于这些污染物在人体肺部的生物有效性,评估其对人体的健康风险。本研究在2015年四个季节和2016、2017年秋季,采集了中国南方某电子垃圾拆解工业园区及其周边地区的大气样品,包括PM_(2.5)、PM_(10)和TSP以及气相样品。研究表明,在这个地区,TSP、PM_(10)和PM_(2.5)的浓度分别为84.8~414、70.7~302和57.1~204μg m~(–3);相应三种颗粒相和气相中PAHs浓度分别为2.6~16.1、2.2~15.1、1.9~14.6和20.1~72.8 ng m~(–3);对应的NPAHs浓度分别为10.3~243、10.2~221、9.9~171和7.9~118pg m~(–3);对应的OHPAHs浓度分别为3.4~516、2.8~468、1.6~418和8.9~172 pg m~(–3);对应的PBDEs浓度分别为0.4~120、0.4~93.7、0.3~79.1和4.4~197 ng m~(–3);对应的PCBs浓度分别为0.09~2.88、0.06~2.68、0.03~2.44和0.34~3.79 ng m~(–3)。在2015年的四季中,PCBs在夏秋季的浓度稍微高于春冬季,与此相反,其他污染物浓度水平在春冬季稍微高于夏秋季。从2015年到2017年,大气颗粒物、多环芳烃和羟基多环芳烃浓度先上升,后下降,在2016年浓度最高;硝基多环芳烃浓度逐年上升;多溴联苯醚和多氯联苯浓度逐年下降。通过诊断比值法和主成分分析法对PAHs和NPAHs的来源进行分析,电子垃圾拆解过程被确定为该区域内PAHs和NPAHs的主要污染源之一;除直接排放产生的NPAHs外,大气光化学反应也是NPAHs的重要来源。在各个采样点中,电子垃圾拆解工业区的污染物水平和健康风险最高,尽管考虑了污染物在人肺中的生物有效性,该采样点的大气污染物仍会增加人类额外的致癌风险和非致癌风险。而且,婴儿受到空气污染的健康风险高于成年人。本研究提供了电子垃圾拆解地区大气颗粒相和气相中五类典型SVOCs时空分布特性的观察性证据,这将作为当地政府制定空气质量监测和管理措施的数据基础。
【学位单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X823;X76
【部分图文】：

图 1-1 美国 EPA 优控的 16 种多环芳烃Fig. 1-1 16 PAHs priority controlled by the US EPA水溶性（S）和亨利常数（H）降低。这些物理化学特性决定了 NPAHs 在不同环境介质（气相、大气颗粒相、水溶解相、水悬浮颗粒相、沉积物、生物群和土壤）之间的分配、运输和迁移，以及（生态）毒理学影响。与相应的 PAHs 相比，NPAHs 具有更高的 MW、KOA、KP和更低的 VP、S、KOW、KOC和 H。一般来说，PAHs 上单个硝基官能团取代的NPAHs 使 VP和 S 分别降低 3 和 1 个数量级，KOW通常可以降低 25–80%[36]。硝基多环芳烃主要由化石燃料和生物质的不完全燃烧和热解产生。NPAHs 与 PAHs，随着车辆、工业、家用炉灶、垃圾焚烧炉和天然火灾中的烟气一起排放到环境中[37,38]。燃烧装置（模拟，柴油或汽油车辆和发电厂）排放的 NPAHs 浓度通常比相应 PAHs 的排放量低 1~2 个数量级[39,40]。柴油发动机排放的硝基多环芳烃浓度远远高于汽油发动机排放的浓度[41]。随着燃烧温度的升高，可观察到 NPAHs/PAHs 比值是增加的。因此，来自柴油车（2700–3000 °C）、燃煤炉（900–1200 °C）和燃木炉（500–600 °C）排放的

图 1-2 环境中常见的 9 种单硝基多环芳烃Fig. 1-2 9 NPAHs commonly found in the environment1.3.3 羟基多环芳烃羟基多环芳烃（OHPAHs）是多环芳烃（PAHs）的衍生物，其在 PAHs 的芳族苯环上含有至少一个羟基官能团。环境中常见的单羟基 OHPAHs 如图 1-3 所示。大气中的OHPAHs 浓度比原型 PAHs 低 1~2 个数量级。2008 年西班牙 Madrid 大气中 OHPAHs 浓度为 0.015~0.26ngm–3[52]，低于 2004 年的中国南京（0.013~0.421ngm–3[53]、2008~200

第一章 绪论标志物。尿液中 1-OHPyr 与工人和一般人群体内丙二醛和 8-羟基-脱氧鸟苷的增加，这表明产生了氧化应激反应[60]。使用酵母双杂交测定法对 PAHs 和 OHPAHs 进行分析，结果表明 PAHs 对人体不具有结合活性，但单羟基多环芳烃（OHPAHs）能与人雌激素受体（ER）结合[6有四个芳环的 OHPAHs，例如 3-羟基苯并[a]蒽（3-OHBaA）和 4-羟基苯并[a]蒽（HBaA），显示出对人雌激素受体的强结合活性[61]。在人体内，内分泌破坏作用可能HPAHs 引起，但不由 PAHs 引起。OHPAHs 可能会影响哺乳动物的骨骼生长和发为雌激素作用于骨组织[62]。
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本文编号：2853588