电子废物拆解区典型污染农田的重金属空间分布特征及风险分析

发布时间：2017-09-04 00:35

  本文关键词：电子废物拆解区典型污染农田的重金属空间分布特征及风险分析

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【摘要】：电子废物是近年来产生的一类新型污染物,由于成分复杂,污染物含量高,容易对环境造成危害。电子废物拆解行业的主要工作就是将我国或进口的电子废物进行拆卸-拆解-销毁,其中拆解过程对环境污染最大,酸洗场地、焚烧场地的Cu、Pb含量往往极高,这就会造成当地自然环境的危害。现有研究表明,电子废物拆解区的生态系统(如大气、水体、土壤)中都存在较高含量的Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni等重金属元素,并且动植物体内Cd、Cu、Pb含量较高,人体血液、母乳中Pb、Zn含量超标。因此,有必要对拆解区的重金属污染程度和生态风险进行研究,为拆解区的环境治理、电子废物行业整治提供理论参考依据。研究选取广东省清远市龙塘石角地区为研究区域,以《清远市电子废弃物拆解重金属治理项目(首期工程)》为背景,对电子废物拆解区内的污染源进行归纳划分,将灌溉水渠、拆解场地、废渣选为污染源,选取了八处典型污染地点,分析了污染源与农田表层、剖面土壤的Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni、Fe、Mn含量,污染程度,分布特征,相关性与来源,理化性质和潜在生态风险等内容。针对不同的污染源,采集不同的“源”样品,并分析重金属含量就得到了污染源的“源强”。其中,灌渠类污染源采集渠泥,拆解场地采集废水,废渣采集渣本身。在污染源周围的农田中采用微小尺度网格进行精细化采样,并与污染源的重金属含量相对应,就可以大致了解污染源对周边农田的污染范围,状况。结果显示,灌渠底泥中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Ni的最大值分别达到3.19、265.42、715.22、1070.6、894.27和306.19mg.kg-1;拆解作坊排放废水中总镉、总铬、总铜、总铅、总锌和总镍的最大值分别为0.35、5.9、3.4、42.4、0.94和0.74 mg.L-1;废渣中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Ni的最大值为2.92、143.08、2081.05、9885.91、767.99、94.94 mg.kg-1。相对应的,灌渠周边农田土壤中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni、Fe和Mn的最大值分别为1.45、82.77、328.67、186.78、300.18、60.4、19831.98和220.98mg.kg-1;拆解场地周边农田土壤中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni、Fe和Mn的最大值分别为1.16、77.56、1166.91、281.54、180.47、29.04、23565.92和192.46 mg.kg-1;废渣周边农田土壤中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni、Fe和Mn的最大值分别为0.72、46.86、807.68、1325.97、878.65、42.38、13502.31、147.14、19831.98和271.92 mg.kg-1。相比土壤环境质量二级标准GB15618-1995,灌渠周边农田呈现Cd、Cu和Zn含量超标;拆解场地周边农田呈现Cd、Cu含量超标;废渣周边农田Cd、Cu、Pb和Zn含量超标。从超标重金属水平分布规律来看,电子废物拆解区农田土壤中Cd、Cu、Pb和Zn基本以斑块状分布。除Cd外均集中在污染源附近,说明当地农田土壤中的Cu、Pb和Zn主要来源于三种污染源,而Cd的超标主要是由于污水灌溉、化肥施用等因素造成。三种污染源周边的农田综合污染指数呈现出:拆解场地废渣灌渠的规律。通过建立回归方程发现,电子废物拆解区的污染程度与距离之间符合二次函数关系(r0.75)。拆解区农田土壤呈酸性(p H6.5),且电导率、有机质含量较高。随着深度增加,土壤p H升高,电导率和有机质含量均下降。此外,灌渠、拆解场地周边农田剖面土壤Cd、Cu、Pb和Zn与电导率、有机质相关性较高。三类污染源周边农田的潜在生态风险程度为中等或强。其中,河流灌渠和废渣周边农田的潜在生态风险较高。拆解区农田土壤中六种重金属元素的潜在生态风险顺序基本一致,依次为CdCuPb≈NiZn≈Cr。综合分析以上结果,可以看出电子废物拆解区的农田土壤普遍呈现Cd、Cu含量超标,且重金属潜在生态风险较高,这必然会对当地农产品及动植物造成影响。因此,根据本研究的结论,首先应当对灌渠定期清淤,以免渠泥中的Cd随环境因素变化重新释放到灌溉水中,造成污染。其次,禁止拆解作坊肆意排放废水,造成污染。并进一步开展“散户入院”工作,做到园区统一管理。最后排查废渣并将其清运,销毁。从污染地图的结果来看,三类污染源的重、中度污染区域范围较小,因此可以考虑采用异位修复技术进行土壤重金属修复,以适应当地实际情况。
【关键词】：电子废弃物 污染源 农田土壤 重金属污染 潜在生态风险评价
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X705;X53
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 引言11-13
• 1 绪论13-21
• 1.1 电子废物概述13-15
• 1.1.1 电子废物的定义13
• 1.1.2 电子废物的特点13-14
• 1.1.3 电子废物拆解过程产生的污染状况14-15
• 1.2 电子废物拆解区重金属来源、空间分布和影响因素的国内外研究进展15-17
• 1.2.1 电子废物拆解区的重金属来源15-16
• 1.2.2 电子废物拆解区重金属空间分布特征16
• 1.2.3 影响土壤重金属空间分布的影响因素16-17
• 1.3 土壤生态风险评价研究进展17-18
• 1.4 研究的目的及意义18-21
• 1.4.1 课题来源18
• 1.4.2 研究的目的18
• 1.4.3 研究的内容及意义18-20
• 1.4.4 研究的技术路线20-21
• 2 研究区域概况与实验方法21-32
• 2.1 研究区域概况21-27
• 2.1.1 研究区域总体环境概述21
• 2.1.2 各典型污染农田的基本情况及采样点布置21-27
• 2.2 实验方法27-32
• 2.2.1 样品采集27-28
• 2.2.2 样品分析28-30
• 2.2.3 重金属评价方法30
• 2.2.4 数据处理方法30-32
• 3 电子废物拆解区污染源的重金属含量分析32-37
• 3.1 灌溉水渠中沉积物的重金属含量及形态分析32-34
• 3.2 电子废物拆解场地排放废水的水质及重金属含量分析34-35
• 3.3 废渣的重金属元素含量及毒性分析35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 电子废物拆解区周边农田土壤中重金属空间分布特征37-57
• 4.1 电子废物拆解区周边农田土壤的重金属含量及污染程度分析37-45
• 4.1.1 灌渠周边农田的土壤重金属含量及污染程度分析37-40
• 4.1.2 拆解场地周边农田的土壤重金属含量及污染程度分析40-43
• 4.1.3 废渣周边农田土壤重金属含量及污染程度分析43-45
• 4.2 电子废物拆解区周边农田土壤重金属水平分布特征45-52
• 4.2.1 灌渠周边农田土壤重金属水平分布特征45-48
• 4.2.2 拆解场地周边农田土壤重金属水平分布特征48-50
• 4.2.3 废渣周边农田土壤重金属水平分布特征50-52
• 4.3 电子废物拆解区周边农田土壤重金属垂直分布特征52-56
• 4.3.1 灌渠周边农田土壤重金属垂直分布特征52-54
• 4.3.2 拆解场地周边农田土壤重金属垂直分布特征54-55
• 4.3.3 废渣周边农田土壤重金属垂直分布特征55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 5 电子废物拆解区周边农田土壤重金属相关分析57-76
• 5.1 电子废物拆解区周边农田表层土壤重金属相关分析57-66
• 5.1.1 灌渠周边农田表层土壤重金属自相关分析57-60
• 5.1.2 拆解场地周边农田表层土壤重金属自相关分析60-64
• 5.1.3 废渣周边农田表层土壤重金属自相关分析64-66
• 5.2 电子废物拆解区周边农田土壤理化性质-重金属含量相关分析66-70
• 5.2.1 土壤水平方向上理化性质-重金属含量间相关分析66-67
• 5.2.2 土壤垂直方向上理化性质-重金属含量相关分析67-70
• 5.3 电子废物拆解区周边污染源与周边农田污染程度之间的对应关系70-75
• 5.3.1 灌渠与周边农田土壤污染程度对应关系72-73
• 5.3.2 拆解场地与周边农田土壤染程度之间对应关系73-74
• 5.3.3 废渣与周边农田土壤污染程度之间对应关系74-75
• 5.4 本章小结75-76
• 6 电子废物拆解区周边农田土壤潜在生态风险76-85
• 6.1 灌溉水渠周边农田土壤潜在生态风险分析76-79
• 6.2 拆解场地周边农田土壤潜在生态风险分析79-82
• 6.3 废渣周边农田土壤潜在生态风险分析82-84
• 6.4 本章小结84-85
• 结论85-87
• 展望87-88
• 参考文献88-94
• 攻读学位期间的研究成果94

【参考文献】

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本文编号：788316