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触目惊心!如何拯救你——电子垃圾污染重镇贵屿 精选

已有 3644 次阅读 2017-4-21 09:44 |个人分类:科学书摘|系统分类:观点评述|关键词:电子垃圾污染生物修复技术及原理 尹华 唐少宇 彭辉 陈烁娜 科学出版社

随着高新科技的迅猛发展,电子技术的更新换代不断加快,由此产生的电子垃圾不断增大。电子垃圾成分复杂,富含铜、锌、铅、汞、铬、镉等多种重金属,以及各种塑料、溴代阻燃剂、调色剂、表面涂层等。由于电子垃圾的不恰当处理处置,其所含有的重金属和持久性有机污染物(POPs),如多溴联苯醚(PBDEs)、多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)等大量进入环境,由此产生的重金属和POPs复合污染所诱发的环境和社会健康问题已经引起了国际社会广泛关注。


电子垃圾污染现状


随着信息技术的发展与电子产品更新换代速度的加快,全球越来越多的废旧电子和电器设备被淘汰,形成巨量的电子垃圾。据报道,全世界每年有2000万~5000万t废旧电子产品被丢弃,并且正以每年3%~5%的速度增长,电子垃圾已成为继工业时代化工、冶金、造纸、印染等废弃物污染后新的一类重要环境污染物。据2010年联合国环境规划署发布的报告,我国已成为世界第二大电子垃圾生产国,每年产生超过230万t电子垃圾,仅次于美国的300万t。到2020年,我国的废旧计算机将比2007年翻一到两番,废弃手机将增长7倍。我国电子垃圾污染不仅来自于本国,还有进口的电子垃圾,全球的电子垃圾中80%被运到亚洲,其中90%在我国处理与丢弃。我国电子垃圾污染已经成为重要的环境问题,国内外环境工作者对电子垃圾拆解造成的区域环境污染及其导致的健康风险问题高度关注,从2000年至今,国际学术期刊上关于电子垃圾的论文呈显著增长趋势,Science、Environmental Health and Perspective、Environmental Science and Technology等国际学术期刊都对电子垃圾处置不当所造成的污染表示担忧。


电子垃圾成分复杂,富含铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、汞(Hg)、铬(Cr)、镉(Cd)等多种重金属,以及各种塑料、溴代阻燃剂、调色剂、表面涂层等。由于电子垃圾的不恰当处理处置,其所含有的重金属和持久性有机污染物(POPs),如多溴联苯醚(PBDEs)、多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、二噁英(Dioxin)等大量进入环境。POPs因具有远距离大气迁移性而成为全球性污染物,因此,包括我国在内的150多个国家和地区共同签署了旨在全球统一行动控制和消减POPs的《斯德哥尔摩公约》,其于2004年在我国生效。


目前,我国电子垃圾拆解主要分布在沿海地区,其中广东贵屿和浙江台州已经成为国际上重要的电子电器垃圾拆解基地。全国最大的电子垃圾集散地同时也是全世界最大的电子垃圾城——广东省贵屿镇,每年可处理逾百万吨来自美国、日本、韩国等地的电子垃圾。该镇地处潮阳、普宁、揭阳三地交界,位于练江中游北岸,面积52km2,现有人口13万。几十年来,电子垃圾的回收及综合利用已经成为当地人谋生的主要手段,其作为该镇的支柱产业,已形成了从回收、拆解到加工、销售的完整的电子垃圾产业链。但当地村民处理电子垃圾的手段极为原始,人们称之为“19世纪的工艺处理21世纪的垃圾”。当地工人大多采用焚烧、破碎、水洗(用王水等强酸腐蚀)等原始手工工艺处理电子垃圾来提炼重金属,这些工艺成本低廉且效益可观,余下的电子垃圾被随意丢弃,直接污染空气、水、土壤。电子垃圾拆解业的发展为当地居民带来了财富,却也给该镇造成了严重的环境污染。贵屿的水源污染状况十分严重,由于有毒物质、废液被填埋或渗入地下,绝大部分地表水和浅层地下水已不能饮用,只能作工业用水,居民饮水必须从30千米以外的地方运送。污染侵蚀过的土壤已经不能再种庄稼,大量有害气体和悬浮物致使空气质量变差,造成了严重的空气污染。对该地区河岸沉积物的抽样化验显示,对环境和身体健康危害极大的重金属中,Pb、Cr等的含量都超过危险污染标准数百倍,甚至上千倍,而水中的污染物含量也超过了饮用水标准数千倍。当地居民身体健康受到严重的威胁,与其他非电子垃圾拆解地区相比,皮肤损伤、头痛、眩晕、恶心、胃病、十二指肠溃疡等病症在当地居民中发生率高。



随处可见的电子垃圾(广东贵屿镇)


电子垃圾从哪来


电子垃圾是随着电子产品的出现而产生的。电子废弃物的来源主要有两大类:一类来源于人们的生活;另一类来源于电子产品的生产过程。前者可进一步划分为两部分:一是家庭和小商家;二是大公司、研究机构和政府。

1)家庭和小商家。随着电子设备更新换代的速度越来越快,电子设备尤其是手机和计算机,经常被家庭和小商家丢弃。当今的电子行业不断向市场推出新产品,几乎每隔1年就会进行全面的更新换代。由于手机和计算机不属于法定的有害废弃物的范畴,家庭用户和小商家可以合法地将其扔到废物箱里,进行填埋或焚烧处理。此外,回收机构向消费者收取处理费,也是废旧手机和计算机无法得到妥善回收的一个重要原因。


(2)大公司、研究机构和政府。这些大型机构经常对员工的电子设备进行更新换代。例如,微软全球有近5万名员工,约每3年就将计算机全部更新换代一次。这些大型机构丢弃的电子废弃物走向了回收处理和出口市场。


另一类是来源于电子产品生产过程的电子废弃物。从生产线上下来的商品不能满足质量标准而被废弃时,最初设备制造商就产生了电子废弃物。


有毒污染物正在威胁我们的健康!


电子垃圾回收处理中产生的有毒污染物主要是重金属(如Cd、Pb、Cr、Hg等)和持久性有机污染物(如PAHs、PBDEs、PCBs和呋喃等)。长期以来,由于这些有毒有害物质的污染越来越严重,对人类身体健康构成很大威胁,许多学者对这些污染物的毒性进行了研究。



1、重金属


Pb在环境中富集,对动植物和微生物有严重的慢性毒害,其毒性主要是损害神经系统、血液系统、肾脏和干扰内分泌系统,其进入孕妇体内会影响胎儿发育,造成畸形,并且高血铅影响儿童智力发育;Hg进入水体后,在微生物的作用下可转化成甲基汞,通过食物链在生物体内富集,可导致神经系统慢性损伤;Cd的化合物被列为有毒物质是由于其可能对人体产生不可逆的损害,它可在体内富集,尤其在肾脏中,Cd化合物可通过呼吸或食物进入人体,由于它的半衰期长而容易富集到导致中毒的量;Cr可引起各种毒性作用,如导致人体严重的过敏反应和DNA损伤,Cr的毒性与其存在的价态有关,六价铬容易透过细胞膜而被吸收并在体内蓄积,其毒性比三价铬高100倍。


2、持久性有机污染物


PBDEsPCBsPAHs和呋喃等持久稳定的有机化合物已成为各国普遍的污染物,并且可通过呼吸、饮用水和食物链在动物体内富集,因而在许多地区的动物及人体内发现此类污染物。PBDEs是一类毒性物质,有证据表明,它干扰甲状腺激素的分泌,并可导致新生哺乳动物神经的损害,尤其是怀孕妇女、胎儿和婴幼儿对此类污染物敏感。呋喃的化合物可引起免疫缺陷和神经系统病变、干扰内分泌、降低肺部功能和改变血浆激素水平并具有致癌性;PCBs与甲状腺激素、免疫功能、神经系统的改变有关,PCBs暴露可导致肝脏功能改变、皮肤疾病及增加患癌症的风险;PAHs可通过酶的感应过程改变繁殖率,影响细胞分裂、导致癌变,是一类“三致”(指致癌、致畸、致突变)污染物。


电子垃圾污染环境的生物修复


与其他修复技术相比,生物修复技术具有成本低、效率高、无二次污染、不破坏生态环境等优点,因此展现出广阔的应用前景。然而电子垃圾拆解区典型的POPs和重金属污染的高效微生物菌种和植物资源缺乏是制约生物修复在电子垃圾污染治理中应用的关键,因此需要寻找、筛选具有POPs/重金属高效降解/转化特性的菌株和植物,同时研究其降解转化机理,对于电子垃圾污染环境生物修复的实际应用具有重要的价值。通过十多年的研究,作者课题组筛选、积累了一批对电子垃圾污染环境中POPs和重金属具有降解/转化功能的植物和菌种。其中,起修复作用的植物包括:杂交狼尾草、紫花苜蓿、龙葵、再力花、空心菜、芥菜、苣菜、鱼腥草;微生物包括:短短芽孢杆菌、嗜麦芽窄食单胞菌、铜绿假单胞、苏云金芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌、蜡状芽孢杆菌、铅黄肠球菌、氧化节杆菌、热带假丝酵母、解脂假丝酵母、酵母融合菌。利用以上功能植物和微生物,作者研究团队对电子垃圾拆解区水体、底泥、土壤中的典型有机污染物PBDEs、PAHs和重金属污染及其生物修复进行大量基础性研究。







《电子垃圾污染生物修复技术及原理》

作者:尹华,唐少宇,彭辉,陈烁娜

责编:耿建业,万群霞,孙晋慧

北京:科学出版社,2017.3

ISBN:978-7-03-052234-4


《电子垃圾污染生物修复技术及原理》是一部关于电子垃圾污染区域土壤、水体持久性有机污染物/重金属生物修复技术及其原理研究的著作。在简单介绍了电子垃圾污染环境现状及危害、水/土环境有机物和重金属污染生物修复原理的基础上,系统总结作者及其研究团队十多年来对电子垃圾拆解区水体、底泥及土壤中的多溴联苯醚、多环芳烃等典型持久性有机污染物的生物降解,对重金属的生物吸附,以及对持久性有机污染物重金属复合污染的生物修复等方面的研究成果。这些研究成果为有效控制与修复电子垃圾拆解区域水体与土壤的严重污染提供科学依据与技术手段。



(本期责编:李文超)



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