电子垃圾拆解废气中PBDEs特征与污染控制效果

本研究选取某电子垃圾集中拆解园区为对象,对采用的加热烤板和火法冶炼等典型拆解工艺产生的废气以及经不同净化处理系统排放废气中PBDEs的排放水平及其组成特征进行了研究,并进一步分析了各净化处理系统对PBDEs的控制效果.结果表明:加热烤板和火法冶炼拆解过程PBDEs浓度水平差别较大,其顺序为:电热炉二期(68210±12588)ng/m^(3)>滚板炉(10420±1785)ng/m^(3)>电热炉一期(9960±919)ng/m^(3)>火法冶炼(53±14)ng/m^(3).经净化处理系统后废气中PBDEs的排放浓度水平也具有一定差别,其顺序为:2号净化系统(1754±551)ng/m^(3)>1号净化系统(1630±344)ng/m^(3)>3号净化系统(1220±51)ng/m^(3)>4号净化系统(9.5±1.1)ng/m^(3).对不同拆解过程PBDEs组成特征分析发现,采用加热方式进行拆解的电热炉一期、电热炉二期和滚板炉废气PBDEs组成特征相似,以低溴代的BDE-99和BDE-47为主(两种单体质量分数之和均在60%以上),以高温燃烧方式进行拆解的火法冶炼废气则以高溴代的BDE-209为主(质量分数为52%);而不同拆解生产过程产生的PBDEs经4种净化处理系统后的组成特征基本相似,均以低溴代的BDE-28、BDE-47和BDE-99为主(3种单体的质量分数之和均在50%以上).4种废气净化处理系统对PBDEs的总去除率介于82.1%~97.4%,对不同电子垃圾拆解过程产生的PBDEs均具有较好的污染控制效果.

电子垃圾热解技术研究进展

总结了印刷电路板、钽电容、锂离子电池、发光二极管和液晶显示器等重要电子垃圾的组成特性。论述了常压热解、共热解、催化热解、真空热解、微波辅助热解和等离子体热解法处理电子垃圾的研究与应用进展,对比分析了各类方法的优缺点。指明电子垃圾热解技术存在的挑战并对未来的发展方向进行了展望。

全球电子垃圾产生量爆发式增长

目前全球电子垃圾产生量增长迅猛。联合国相关机构2024年3月发布的《全球电子垃圾监测》报告指出,2022年全球电子垃圾产生量已达到创纪录的620亿千克。预计到2030年,这一数字还将比2022年增长33%,达到820亿千克。在全球电子垃圾快速增长的同时,电子垃圾的回收处置能力却出现了倒退。2010年全球电子垃圾回收率为23.5%,2022年的回收率则降为22.3%。电子垃圾中含有砷、汞、铬、镉等重金属以及阻燃剂和各类复杂化学溶液,如得不到科学、规范处理,会对人体健康和生态环境造成巨大危害。近年来,欧盟、德国、日本、中国等国家和地区以及联合国等国际组织都采取了大量行动来应对电子垃圾污染危机,未来世界各国都应积极行动起来,避免电子垃圾污染危害的恶化。

惯性聚焦对多密度电子垃圾颗粒的分离影响研究

基于电子垃圾中稀贵金属环保、高效、低能耗的回收需求,采用CPFD(计算颗粒流体动力学法),Barracuda气固耦合数值分析软件建立电子垃圾颗粒气固分离模型,为避免颗粒受重力作用导致颗粒动能逐渐增大从而与空气作用后形成密度波以及颗粒在受到气流作用后混乱发散,在竖直方向上增加多个颗粒惯性聚焦板,模拟电子垃圾颗粒在多次横向气流及惯性聚焦作用下的分选特性,探究在不同质量流率、不同气流速度以及不同聚焦宽度下电子垃圾中稀贵金属颗粒的分离效率。结果表明,电子垃圾进口质量流率与聚焦宽度对电子垃圾中稀贵金属颗粒的分离有显著影响,当一次气流速度为4.2m/s、二次气流速度为4.8m/s、三次气流速度为3m/s、四次气流速度为3.2m/s、气流开口宽度为50mm、入料开口宽度为4mm、颗粒惯性聚焦板的聚焦宽度为9mm、一次气流口距离入料口150mm、进口质量流率为10g/s时,铜的品位可达84%、回收率为88.5%;金的品位和回收率分别为78.1%和90.2%。说明在多次横向气流和惯性聚焦作用下,可有效实现对电子垃圾中稀贵金属颗粒多梯度、高精度的有效分选。改变电子垃圾进口质量流率和聚焦宽度可以有效提高电子垃圾中稀贵金属的分离效率,同时对多密度颗粒的干法分选提供借鉴和参考。

基于CPFD多密度电子垃圾颗粒分离影响因素研究

基于电子垃圾中稀贵金属绿色、高效以及低能耗的分离回收需求,利用CPFD(计算颗粒流体动力学法),Barracuda气固耦合仿真分析软件建立电子垃圾颗粒气固分离模型,由于一次气流导致电子垃圾中稀贵金属颗粒分离效果不佳,颗粒混合度高,稀贵金属颗粒的品位和回收率较低,在一次气流基础上,引入二次气流,实现电子垃圾颗粒在竖直方向上的二次梯度分离,模拟电子垃圾中稀贵金属颗粒在两次气流作用下不同颗粒流的迁移轨迹、运移规律和稀贵金属颗粒的分选特性,探讨在两次气流参数、物料下落流量以及颗粒粒径下电子垃圾中稀贵金属颗粒的分离效率,包括品位和回收率。研究表明,多密度电子垃圾颗粒干法分选模型可以有效富集电子垃圾中稀贵金属;电子垃圾颗粒下落流量与颗粒粒径对稀贵金属的分离有显著影响,当一次进风的气流速度为3.8m/s、二次进风的气流速度为4.6m/s、入料开口宽度为4mm、两次气流开口宽度均为35mm、颗粒粒径为75~100μm时,Au的品位和回收率可达87.1%和99.1%;Cu的品位为70.8%,回收率为85.8%,富集比为35.4。说明在一次气流和二次气流的共同作用下,改变电子垃圾颗粒的入口流量、控制颗粒的粒径大小可以有效提升电子垃圾中稀贵金属的品位和回收率,同时对多密度颗粒多梯度、高精度的干法分选提供参考和借鉴。

广东省汕头市某电子垃圾拆解区河道底泥重金属污染特征及生态风险评价

以汕头市某电子垃圾拆解活动影响的河道为研究对象,沿河道中线间隔50 m采集表层底泥样品,检测分析其重金属含量,研究底泥重金属污染特征并综合评价了其生态风险。结果表明,参照GB4284—2018中的A级污泥产物标准,调查区域河道底泥主要受到镉、铜、砷、镍、铅、锌等重金属污染。内梅罗综合污染指数法评价结果表明,河道底泥重金属总体呈重度污染。潜在生态危害指数范围为132.60~5668.65,平均值为1982.97,总体生态风险为极高风险,亟需开展河道底泥的生态修复工程。

电子垃圾拆解区农田土壤和地表水重金属污染特征和潜在风险评价

电子垃圾的不当拆解导致大量污染物释放到环境中严重影响到生态环境和人类健康,本研究选取典型电子垃圾拆解区广东省汕头市贵屿镇周边区域农田土壤和地表水为研究对象,分别运用单因子指数法、内梅罗指数法、潜在生态风险评价模型和USEPA的健康风险评价模型分析Pb、Zn、Cu、Cr、Ni、As和Cd的浓度水平、污染特征并进行风险评价.结果表明:①农田土壤中所有元素均超过广东省背景值,其中Cu、Cd、Zn和Pb大于农用地筛选值,变异系数超过95%;②农田土壤重金属总体上属于较强生态风险(RI),其中Cd具有极强的生态风险,贡献率高达78.50%,Pb和Cu具有中等生态风险,Zn、Cr、As和Ni具有轻微生态风险;③贵屿儿童总致癌风险TCR为1.92×10^(−4),风险显著,成人总致癌风险TCR为6.31×10^(−5),存在一定程度的致癌风险;Cd和As是致癌风险的主要贡献元素,成人和儿童非致癌风险可接受;④地表水重金属含量符合一类水标准和饮用水标准;RI均值为801.01,处于强烈生态风险,Cd的贡献率高达99.05%;⑤不同人群不同暴露途径非致癌风险均小于1,处于可接受范围,致癌风险按降序排列:儿童饮水(6.87×10^(−3))>成人饮水(5.17×10^(−3))>成人接触(3.61×10^(−5))>儿童接触(1.50×10^(−5)),饮水途径是致癌风险的主要暴露途径,As元素是致癌风险的主要贡献因子.

废弃电子垃圾拆解地野生鸟类重金属暴露及肝脏病理学改变

由于严重的环境污染,我国取缔了粗犷的电子垃圾拆解活动,许多电子垃圾拆解地被废弃,但这些废弃场地野生动物体内重金属等电子垃圾相关污染物暴露水平及健康状况尚不清楚。本研究测定了一典型废弃电子垃圾拆解地白头鹎(Pycnonotus sinensis)、棕背伯劳(Lanius schach)、北红尾鸲(Phoenicurus auroreus)、鹊鸲(Copsychus saularis)和翠鸟(Alcedo atthis)等5种鸟类肝脏中Cr、Cu、Cd、Pb和Zn的含量,评估了这些重金属在鸟体内的蓄积特征,检查了翠鸟肝组织病理学形态,初步分析了废弃电子垃圾拆解地鸟类的健康状况及其与重金属含量之间的相关性。电子垃圾拆解地白头鹎和鹊鸲肝脏中Cr的含量分别是对照区的3.7倍和3.5倍,表明尽管取缔了粗犷的电子垃圾拆解活动,废弃电子垃圾拆解地野生鸟类重金属暴露水平仍然较高。杂食性鸟类肝脏中Zn、Cd和Pb的含量显著高于食虫鸟和食鱼鸟,而食虫鸟与食鱼鸟肝脏中这些重金属含量无显著性差异。此外,鸟类重金属残留具有性别差异,雄性白头鹎肝脏中Cr、Cu和Zn的含量显著高于雌性。翠鸟肝脏组织学分析发现,脂肪变性发生率为66%。发生脂肪变性的个体肝脏中5种重金属的含量均高于未发生病理学改变的个体。

典型电子垃圾拆解区周边耕地土壤重金属污染特征及风险评价

为探究电子垃圾拆解活动对周边耕地土壤重金属的污染情况,采集代表性样品,分析了贵屿镇典型电子垃圾拆解区周边耕地土壤及水稻重金属污染特征,评价了土壤生态风险和食用水稻的人体健康风险,通过相关性分析及主成分分析初步探讨了土壤重金属有效态的来源,并运用物种敏感性分布法计算出土壤Cd有效态的阈值。结果表明:(1)土壤主要受Cu、Hg、Cd、Pb、Zn、Ni的污染且总体生态风险为中风险;(2)水稻籽粒中Cd富集严重,成人与儿童食用水稻均有潜在健康风险;(3)土壤中6种重金属(Cu、Hg、Cd、Pb、Zn、Ni)有效态部分来源为电子垃圾拆解源;(4)基于农产品安全的土壤中Cd有效态阈值为0.072 mg/kg。

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,电子垃圾拆解造成了比较严重的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总量的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.

广东电子垃圾污染区水体底层鱼类对PCBs的富集效应

采用GC/MS分析方法测试了广东电子垃圾回收地水体沉积物中多氯联苯（PCBs）含量,并利用以前测定的底栖性鱼类（鲮鱼、鲫鱼和乌鳢）PCBs含量数据,计算了生物/沉积物富集因子（BSAF）和生物放大因子（BMF）,研究底栖性鱼类对PCBs的富集能力及其影响因素.研究表明,沉积物中总PCBs含量达到24.5~38.6μg/g干重,证实当地环境已受到PCBs严重污染.鲮鱼、鲫鱼和乌鳢的BSAF范围分别为0.05~2.52、0.01~1.20和0.01~5.03.根据乌鳢/鲮鱼和乌鳢/鲫鱼食物关系计算的BMF范围分别为0.14~2.23和0.14~4.93,其中大部分PCB同系物的BMF〉1,表明乌鳢对PCBs具有生物放大作用.BSAF及BMF均与PCBs的KOW和氯原子取代数具有显著相关性,说明化合物的理化性质是控制其生物富集的主要因素.

电子垃圾对环境与健康的影响研究进展

伴随电子信息等高科技产业的迅猛发展,电子垃圾已成为增长速度最快的固体废弃物,其对环境与健康的影响也越来越受到人们的关注。该文综述了电子垃圾对环境与人体健康影响的研究进展,指出了当前研究中的不足及今后应注重的研究方向。

贵屿电子垃圾处理对河流底泥及土壤重金属污染

以广东省汕头市贵屿镇电子垃圾处理场为对象,主要研究了电子垃圾场附近河流的底泥和农田土壤中重金属形态分布特征。结果表明,底泥中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn质量分数分别为52.9-67.1、309-359、79.2-1485、391-449、37.5-111 mg.kg^-1;土壤中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的平均质量分数分别是54.1-57.1、278-320、93.5-116、382-415、46.2-68.1 mg.kg^-1。底泥和土壤中Cd、Cr、Cu、Pb均超过《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）二级标准,其中以Cd和Cu污染最为严重。底泥及土壤中重金属的地球化学形态分布规律基本一致。重金属具有较高迁移性,重金属的迁移性为Cd〉Cr〉Pb〉Zn〉Cu。

长江三角洲某电子垃圾拆解区土壤中多氯联苯的残留特征

运用网格法(1.0km×1.0km)采集了长江三角洲某典型电子垃圾拆卸区38个土壤样品,分析了该地区17种土壤多氯联苯(PCBs)的总体残留特征。结果表明:研究区土壤PCBs污染以点源污染为主,其∑17PCBs的检出率为65.8%,检出范围在ND(未检出)～152.8μg/kg之间,平均含量为19.9μg/kg±32.5μg/kg,土壤PCBs的残留程度存在很大的差异,局部点位受到了严重污染。土壤中17种同系物又以3～5氯代化合物为主,三者占同系物总量的98.5%,其中PCB28、PCB77、PCB118含量高于其他同系物,分别为4.43、5.29和10.1μg/kg。不同土地利用方式土壤残留量顺序为果园>水田>荒地>林灌>菜地。因此,该地区土壤PCBs污染问题不容忽视,应从源头控制,并加强修复管理,保障当地土壤的安全可持续利用。

电子垃圾中塑料成分的回收利用研究现状

由于电子信息等高科技产业迅猛发展,电子垃圾成为增长速度最快的固体废物。塑料在电子垃圾中占有很大比例,由于塑料回收成本高而经济效益低,往往采取填埋和焚烧的处理方法,随着资源环境危机加剧和人们环境意识的提高,电子垃圾中塑料的回收利用引起了人们的重视。为了促进电子垃圾中塑料成分的回收利用,综述了电子垃圾中塑料的种类及其数量,介绍了国内外电子垃圾中塑料的回收处理研究现状。指出了电子垃圾中塑料的回收利用研究存在的问题,并提出了解决当前存在问题的建议。

电子垃圾拆解场多环境介质多氯联苯(PCBs)污染特征及风险评估

多氯联苯（polyehlorinated biphenyls，PCBs）是一组氯代烃类化合物，有较强的生物毒性效应。研究通过采集中国某典型电子垃圾拆解区手工拆解场和焚烧场不同环境介质（大气、土壤、饮用水、食物等）分析15种PCBs同系物的污染水平。利用主成分／因子分析方法分析不同拆解场PCBs的来源。根据世界卫生组织（WHO）推荐的毒性当量因子（TEFs）方法评价了两个拆解场环境介质中8种PCBs同系物的毒性。结果显示研究区大气、土壤、饮用水、农作物和农产品样品中PCBs同系物浓度均高于国际已有报道的同种介质中的PCBs污染水平，其中PCB-047和PCB-171污染最为严重。手工拆解场各介质PCBs同系物中PCB-047、PCB-171所占比例为2％-87％；焚烧场各介质PCBs同系物中PCB-047、PCB-171所占比例为2％～90％；来源分析表明除手工拆解场PCB-126和焚烧场PCB-114外，其余PCBs的来源具有相似性；毒性当量（TEO）评价结果显示区内大气∑TEQPCBs最高。环境介质中除红薯干外，∑TEQPCBa均是焚烧场高于手工拆解场，且TEQPCB-126和TEQPCB-169的毒性当量最高。

华南电子垃圾回收区农田土壤重金属污染及其化学形态分布

广东清远龙塘镇作为电子垃圾回收地区,已从事电子垃圾处置超过30年,可能给当地的农田土壤带来了严重的风险。为评价龙塘农田土壤中重金属污染程度,采集28个农田土壤样品,用于研究As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Sn、Zn10种重金属含量及其不同存在形态。结果表明,与中国食用农产品产地环境质量标准比较,大多数当地农田土壤已在不同程度上受到重金属污染,85.7%的土壤样品中有一种或多种重金属的含量超过了相应的评价标准值。化学形态分析结果表明,除Hg外,人为来源的其她重金属更多地进入了可迁移形态部分(弱酸可溶态+可还原态+可氧化态),从而具有更高的毒害性和生物有效性,该电子垃圾处置区农田土壤已基本不适于食用农产品种植。大多数重金属在0.05或0.01水平上具有显著的相关性,这表明龙塘镇土壤重金属污染主要来源于不受控制的电子垃圾回收活动。对中国或其他国家具有类似的粗放式电子垃圾回收处置地区来说,有关龙塘镇农田土壤中重金属污染水平及其潜在的生物毒害性研究具有代表性意义。

中国电子垃圾现状及环境管理对策分析

20世纪以来,随着电子信息等高科技产业迅猛发展,电子技术不断升级,电子产品寿命周期越来越短,电子垃圾的产生量迅速增大。另一方面,国内电子废物的飞速增长和国外电子废物的大量涌入,成为中国环境安全重大隐患。电子垃圾成分复杂且其污染物众多,对电子垃圾的不恰当处理势必造成了严重的环境污染。本文就中国电子垃圾现状、相应的国内外管理对策进行了分析,并针对中国电子垃圾处理现状,从可持续性发展的环保战略高度,对如何改善电子废弃物管理现状、提高废弃物循环利用率、减少电子废弃物产生、降低电子废弃物的危害等进行建议性分析。

多溴联苯醚在典型电子垃圾污染区域水生食物链上的生物富集特征

为调查电子垃圾回收活动对当地水生生物造成的多溴联苯醚(PBDEs)污染,测定了广东某电子垃圾回收地附近水库中水生生物样品(水蛇、鱼类、草虾和田螺)和对照区样品(鲮鱼)中18种PBDEs含量,通过对样品氮同位素的测定,探讨了PBDEs在该地淡水食物链上的生物富集特征.研究结果显示,∑PBDEs(总PBDEs含量)在水蛇、鱼类、草虾和田螺中分别为39.6～186、1.82～75.7、4.60～17.1和7.26～17.0μg·g-1(脂重),比华南地区鱼体中∑PBDEs的平均含量高3个数量级,表明电子垃圾回收活动已对当地水生生物造成了PBDEs的严重污染.除BDE66、BDE99、BDE153、BDE183和BDE209外,其他13种PBDE单体在食物链上均存在着生物放大效应,但生物放大能力(B值)与正辛醇-水分配系数logKOW相关性不明显,可能是由于某些PBDE单体在生物体内存在代谢作用.以上结果表明,由电子垃圾回收活动导致的PBDEs污染存在较大的生态风险,应该引起高度关注.

电子垃圾影响区多氯联苯污染农田土壤的生物修复机制与技术发展

电子垃圾中含有大量多氯联苯等有毒有害物质,对电子垃圾的不当拆解可造成土壤、水体和大气的污染,进而对生态环境和人体健康构成潜在的威胁。生物修复是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能,加速去除环境中污染物质的过程。根据修复所用的主体,生物修复又可分为植物修复、微生物修复、动物修复及其联合修复等。本文结合笔者的研究工作,综述了我国东南沿海某典型电子垃圾拆解区土壤多氯联苯的污染特征,并介绍了当前国内外对多氯联苯污染土壤的微生物修复、植物修复和植物-微生物联合修复技术及其机理研究的现状,并提出未来研究趋势,旨在为促进污染区土壤环境生物修复的深入研究、保障污染区的农产品质量安全和人体健康提供理论参考。