梁嘯,劉曉文,吳文成,李杰,方曉航,李云標(biāo),陳顯斌
1. 環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所,廣東 廣州 510655;2. 蘭州交通大學(xué),甘肅 蘭州 730070
電子廢物拆解廢渣周邊農(nóng)田重金屬的污染特征及風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)
梁嘯1,2,劉曉文1*,吳文成1,李杰2,方曉航1,李云標(biāo)1,陳顯斌1
1. 環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所,廣東 廣州 510655;2. 蘭州交通大學(xué),甘肅 蘭州 730070
為揭示電子拆解行業(yè)產(chǎn)生的固體廢物對周邊農(nóng)田土壤重金屬的污染特征,選取廣東省清遠(yuǎn)市龍?zhí)伶?zhèn)的典型廢渣為研究對象,在其周邊農(nóng)田中采集33個(gè)土壤樣品,分析表層土壤與剖面土壤中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、綜合污染指數(shù)和潛在生態(tài)危害程度,以期為電子廢物拆解行業(yè)的整治與污染防治提供依據(jù)。調(diào)查結(jié)果表明:Cd、Cu、Pb和Zn在表層土壤(0~20 cm)中含量較高,呈現(xiàn)出表層富集型特征,其平均值分別是國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)的 1.40、2.94、1.25和1.28倍,Cr和Ni含量則接近于廣東省土壤重金屬背景值。研究區(qū)域的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)范圍為1.42~18.29,平均值為4.57,達(dá)到重度污染,嚴(yán)重威脅農(nóng)產(chǎn)品安全。土壤中Cu、Pb、Zn和Ni的來源可能相同,呈現(xiàn)出極顯著相關(guān)(P<0.01),而Cd、Cr的來源可能不同于上述4種元素。廢渣周邊農(nóng)田的潛在生態(tài)危害指數(shù)RI的范圍為275.56~596.47,危害風(fēng)險(xiǎn)程度屬于中等或強(qiáng),這主要是由于Cd的潛在生態(tài)危害系數(shù)較大所致,6種重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)排序是Cd>Cu>Zn>Pb>Ni>Cr。
電子廢棄物;拆解廢渣;農(nóng)田土壤;重金屬污染;潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)
據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界每年產(chǎn)生約5000×104t電子廢棄物,其中有近 70%進(jìn)入中國進(jìn)行拆解回收(Sepúlveda et al.,2010)。我國的電子廢棄物拆解產(chǎn)業(yè)新興于上世紀(jì) 90年代,主要集中在東南沿海等地,包括廣東汕頭市貴嶼鎮(zhèn)和清遠(yuǎn)市龍?zhí)梁褪堑貐^(qū)、浙江省臺州市(林文杰等,2011;黃華偉等,2015254;Luo et al.,2011;姜薇,2012)等地。電子廢棄物中通常含有 Cd、Cr、Cu、Zn、Pb和 Ni等重金屬元素,這些重金屬通過廢水排放、大氣干濕沉降和固體廢物堆放等途徑進(jìn)入土壤,造成土壤重金屬污染。
清遠(yuǎn)市位于廣東省中北部,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,年均氣溫20.7 ℃,年均降雨量1900 mm。龍?zhí)伶?zhèn)的電子廢棄物拆解歷史已有 20多年,是我國最早開展電子廢棄物處理處置的地區(qū),主要依靠家庭小作坊的生產(chǎn)經(jīng)營模式,即工人依靠改錐、鉗子等進(jìn)行廢舊電器的拆解,將有價(jià)值成份分類回收;或者采用簡單酸溶或露天焚燒等落后方式回收貴重金屬組分(黃華偉等,2015257-258;楊中藝等,2008534-535)。落后的拆解工藝和不完善的環(huán)保設(shè)施,導(dǎo)致龍?zhí)伶?zhèn)的自然環(huán)境遭受嚴(yán)重污染。有研究報(bào)道,龍?zhí)伶?zhèn)電子廢棄物焚燒場地和拆解作坊附近地區(qū)的土壤污染嚴(yán)重。其中拆解區(qū)周邊農(nóng)田土壤中Cd含量為國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)的3倍,焚燒場地的Cu、Pb、Cd含量分別是對照土壤的1268、179和 101倍(黃華偉等,2015257-258;羅勇等,2008a37-38)。
廢渣是電子拆解行業(yè)在拆解過程中難以回收利用的剩余組分,其中所含大量未被提取的重金屬對生態(tài)環(huán)境和人體造成極大危害。目前,針對電子廢棄物的研究主要集中在焚燒廠、拆解工廠、污灌區(qū)、河流沉積物等方面(羅勇等,2008a34;羅勇等,2008b123;羅勇等,2008c231;羅勇等,2008d343;余曉華等,2008;袁劍剛等,2013;羅杰等,2012),對于電子廢棄物加工處理后產(chǎn)生的廢渣鮮有報(bào)道。本文選取龍?zhí)伶?zhèn)典型的電子垃圾拆解、焚燒廢渣,對其周邊農(nóng)田土壤進(jìn)行調(diào)查分析,研究其污染特征與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),以期為電子廢物拆解行業(yè)的整治與污染防治提供依據(jù)。
1.1 樣品采集與處理
擬研究的廢渣位于龍?zhí)伶?zhèn)泗合村附近,重約5000 t,均來自電子垃圾拆解和焚燒后的不可利用廢物。2014年11月,依據(jù)現(xiàn)場情況,以微小采樣尺度設(shè)定(10 m×10 m)網(wǎng)格并采樣(潘明安,2009),采樣點(diǎn)分別記為Ai、Bi、Ci,共采集18個(gè)表層土壤樣品。同時(shí),使用柱狀采樣器,分別在距離廢渣1、25、50 m采集剖面樣(0~100 cm),按0~20、20~40、40~60、60~80和80~100 cm深度分5層,共采集15個(gè)土樣。樣品剔除植物殘?bào)w等雜質(zhì)后,封裝于聚乙烯袋中,樣品經(jīng)自然風(fēng)干,研磨,過 0.149 mm尼龍篩,待分析。采樣點(diǎn)設(shè)置見圖1。
圖1 采樣點(diǎn)位置及布置Fig. 1 The position and arrangement of sampling points
1.2 分析方法與質(zhì)量控制
稱取過篩土壤樣品0.3000 g,用HNO3、HCl、HClO4混合消解后,Cr、Cu、Zn、Pb和Ni用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES,Thermo fisher scientific ICAP 6300)進(jìn)行測定,Cd用石墨爐-原子吸收分光光度計(jì)(GF-AAS,PinAACLE 800T)測定。所有玻璃和塑料器皿使用前都在10%的HNO3溶液中浸泡過夜,再用超純水沖洗干凈;每批樣品在消解時(shí)同時(shí)設(shè)置空白、平行樣及質(zhì)量控制(標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采用GSS-7),其中Cd、Cr、Cu、Zn和Pb的平均回收率分別為103.2%、86.3%、98.2%、91.2%和88.3%。
1.3 統(tǒng)計(jì)分析
使用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)性分析,通過計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)來分析變量間相關(guān)性,并對各種重金屬元素進(jìn)行因子分析,以重金屬含量為變量進(jìn)行方差極大正交旋轉(zhuǎn)后,得到各因子變量的荷載分布。
內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法是國內(nèi)外進(jìn)行綜合污染指數(shù)計(jì)算的最常用方法之一,其不但考慮到各種影響參數(shù)的平均污染狀況,而且特別強(qiáng)調(diào)了污染最嚴(yán)重的因子,同時(shí)在加權(quán)過程中避免了權(quán)系數(shù)的主觀因素影響,克服了平均值法各種污染物分擔(dān)的缺陷,是一種應(yīng)用較多的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)(張江華等,2010)。內(nèi)梅羅綜合指數(shù)的計(jì)算公式為:
潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法是評價(jià)重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的一種相對快速、簡便和標(biāo)準(zhǔn)的方法。其綜合考慮了多元素的協(xié)同作用、毒性水平、污染濃度及生態(tài)對重金屬的敏感性等方面的因素,其具體計(jì)算參見有關(guān)文獻(xiàn)(Hakanson,1980;張山嶺等,2012;徐爭啟等,2008)。
3.1 農(nóng)田土壤重金屬空間分布特征及污染評價(jià)
18個(gè)農(nóng)田表層土壤中 6種重金屬元素(Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Ni)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如圖2所示。Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.30~0.71、4.95~32.47、38.29~807.68、98.00~1325.97、77.94~878.64、8.44~42.38 mg·kg-1,平均值分別為0.42、20.33、146.92、319.60、250.58、17.07 mg·kg-1,依次是國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)的1.40、0.14、2.94、1.28、1.25、0.85倍。其中Cd、Cu、Pb和Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值高且均超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn),Cu、Pb和Zn的元素含量極差大,變異系數(shù)分別為0.77、1.04和1.24,說明廢渣周圍的農(nóng)田土
壤已經(jīng)遭受到Cd、Cu、Pb和Zn不同程度的污染。為進(jìn)一步了解土壤重金屬污染程度,將調(diào)查結(jié)果與廣東省土壤背景值進(jìn)行比較得:18個(gè)土壤樣品的Cd、Cu、Pb和Zn測定值均高于背景值,16個(gè)樣品的Ni測定值高于背景值,Cr的測定值全部低于背景值,這表明Cd、Cu、Pb、Zn和Ni已經(jīng)在廢渣周邊農(nóng)田土壤中大量累積。
圖2 廢渣周圍農(nóng)田土壤重金屬含量(n=18)Fig. 2 Soil heavy metal content of farmland around slag (n=18)
有研究者對龍?zhí)伶?zhèn)電子廢棄物拆解區(qū)周邊土壤進(jìn)行了調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)焚燒場地的Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和 Ni平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 10.3、63.3、4850.6、1714.5、1016.7、100.3 mg·kg-1(羅勇等,2008a)35,酸洗作坊周邊的土壤中的Cd、Cu、Pb、Zn平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 39.3、6371.5、1635.4、3039.6 mg·kg-1(羅勇等,2008b)124,遠(yuǎn)高于本次所調(diào)查的結(jié)果,說明焚燒場地和酸洗作坊對土壤環(huán)境的影響明顯大于廢渣。這主要是由于焚燒、酸洗作坊內(nèi)的作業(yè)方式更容易使重金屬通過干濕沉降進(jìn)入周邊土壤所致。而龍?zhí)伶?zhèn)拆解場地周邊農(nóng)田中的Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Ni平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.00、19.70、39.01、51.47、84.01、8.56 mg·kg-1(張金蓮等,2015),受灌溉水影響的菜地周邊農(nóng)田中Cd、Cr、Cu、Pb平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.22、35.70、20.70、35.90 mg·kg-1(何健飛等,2015),均低于本次所調(diào)查的結(jié)果,說明拆解作坊和灌溉水對土壤環(huán)境的影響小于廢渣。這可能是因?yàn)椴鸾鈭龅貎H僅是進(jìn)行電子廢物的拆卸、剝離,重金屬僅依靠飛灰途徑遷移,因而污染程度較小。而灌溉水中的Cu、Pb、Zn濃度較低,在周邊農(nóng)田中累積較少,因此其污染程度也小于廢渣。廢渣周邊農(nóng)田的調(diào)查結(jié)果與廣東省另一個(gè)電子廢棄物拆解區(qū)(佛山市南
海區(qū))相比,土壤重金屬含量明顯偏高,這可能是由于兩地的拆解方式以及所處的產(chǎn)業(yè)鏈位置(楊中藝等,2008)534不同所致。南海區(qū)主要進(jìn)行電子廢物的拆卸,將能使用的組分回收出售,整體處于產(chǎn)業(yè)鏈的前端,而龍?zhí)伶?zhèn)將那些不能使用的組分進(jìn)一步剝離、酸洗、焚燒,位于產(chǎn)業(yè)鏈末端,因而更易造成環(huán)境的污染。
調(diào)查區(qū)域內(nèi)農(nóng)田土壤的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)范圍是1.42~18.29,平均值為4.57。為了更好地了解污染程度的空間分布規(guī)律,使用Arcmap軟件對內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)進(jìn)行Krigin插值,得到廢渣附近農(nóng)田的重金屬綜合污染程度分布圖(如圖3)??梢钥闯?,采樣區(qū)域東面的綜合污染指數(shù)較大,往西呈減小趨勢,即內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)隨廢渣距離增大而減小。說明在研究區(qū)域范圍內(nèi)的農(nóng)田已遭受重金屬污染,所種植的農(nóng)作物存在較大的風(fēng)險(xiǎn)(國家環(huán)境保護(hù)局,2006)。因此,應(yīng)當(dāng)及時(shí)清理廢渣,防止其繼續(xù)向周邊環(huán)境釋放污染物,并對已經(jīng)遭受污染的農(nóng)田開展生態(tài)修復(fù),恢復(fù)其生態(tài)功能。
圖3 廢渣周圍農(nóng)田重金屬綜合污染程度Fig. 3 Soil heavy metal comprehensive pollution level of farmland around slag
廢渣周邊農(nóng)田土壤重金屬垂向分布情況如圖 4所示,重金屬污染主要集中在中上層土壤(0~40 cm),在靠近廢渣近處(5 m)的剖面1污染最嚴(yán)重,Cd、Cu、Pb、Zn全部超標(biāo);但中下層土壤(40~100 cm)未表現(xiàn)出超標(biāo)現(xiàn)象。距廢渣中、遠(yuǎn)(25、50 m)距離的剖面只有表層(0~20 cm)Cu含量超標(biāo),中下層(20~100 cm)未超標(biāo)。有研究表明,污染土壤酸化可以加劇土壤中重金屬形態(tài)向活性形態(tài)的轉(zhuǎn)化(郭朝暉等,2003)。清遠(yuǎn)市年均降水pH值為4.44,年均酸雨頻率為65.4次,屬于重酸雨區(qū)(黃清鳳等,1999),而廢渣露天堆放,大量未被回收的重金屬受酸雨影響形成離子態(tài),隨雨水沖刷而進(jìn)入周邊土壤中,使得廢渣周邊的土壤中重金屬含量高,但影響范圍較為有限。
3.2 農(nóng)田土壤重金屬相關(guān)性
電子廢物經(jīng)過拆解、焚燒及酸洗產(chǎn)生的廢渣,含有大量未被回收的重金屬。以廢舊臺式電腦為例,其Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Ni的重量百分比占到 16.3%,其平均回收率只有總數(shù)的 70%左右(Puckett,2002),剩余的組分隨廢水、煙塵及廢渣進(jìn)入土壤。因此,研究不同重金屬之間的相關(guān)性能夠反映元素之間的關(guān)系。本文對 18個(gè)農(nóng)田表層樣品中6種重金屬相關(guān)關(guān)系進(jìn)行研究(見表1),可以看出,Cu、Pb、Zn和Ni達(dá)到極顯著相關(guān)(P<0.01),說明這 4種重金屬的來源可能非常接近;Cr僅與Pb達(dá)到顯著相關(guān)(P<0.05),Cd與其它元素的相關(guān)系數(shù)較小,表明Cr、Cd的來源可能不限于廢渣。采用因子分析法分析6種重金屬元素(如圖5),結(jié)果進(jìn)一步表明,6種重金屬主要可以分為3種主成分,總共貢獻(xiàn)率達(dá)到 95.11%。其中,Cu、Pb、Zn和Ni在成分1中有較高的正荷載,是構(gòu)成第一成分的主要元素,貢獻(xiàn)率達(dá)到66.96%。這進(jìn)一步表明Cu、Pb、Zn和Ni來源比較接近,可能主要來自廢渣中未被回收利用的組分。
表1 土壤重金屬線性回歸分析參數(shù)(n=18)Table 1 The parameters of linear correlation analysis between the heavy metals in the soils (n=18)
相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)(Huang et al.,2003)土壤使用磷肥會顯著增加土壤中的Cd總量和有效態(tài)Cd,施入農(nóng)田的污泥、煤泥、土壤改良劑等通常含有Cr,長期施用會導(dǎo)致農(nóng)田 Cr的積累,這可能是廢渣附近農(nóng)田中Cd和Cr的主要來源。對龍?zhí)伶?zhèn)電子垃圾回收區(qū)農(nóng)田土壤重金屬的研究結(jié)果表明,As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn在0.05或0.01水平上具有顯著的相關(guān)性(張朝陽等,2012),這與本研究的結(jié)果不同,可能是由于電子垃圾回收區(qū)主要研究的是拆解作坊周邊的農(nóng)田土壤,其重金屬遷移方式主要是隨廢水,飛灰,煙塵等方式,而廢渣的遷移方式主要靠風(fēng)力與降雨(楊中藝等,2008)538-539。因此,遷移方式的不同也可能會造成重金屬元素相關(guān)性之間的差異。
3.3 農(nóng)田土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)
圖4 不同距離剖面土壤重金屬的垂向分布(n=15)Fig. 4 Vertical distribution figure of heavy metal under the condition of different length(n=15)
圖5 農(nóng)田土壤重金屬因子荷載圖Fig. 5 Factor loading plot of heavy metals in farmland
表2 離廢渣不同距離土壤中重金屬的i和RI值Table 2iand RI values of heavy metals in different distance from slag
表2 離廢渣不同距離土壤中重金屬的i和RI值Table 2iand RI values of heavy metals in different distance from slag
n=18
距離 i RI Cd Cr Cu Pb Zn Ni 5 m 331.20 1.55 157.73 16.03 78.31 11.66 596.47 15 m 240.12 1.08 38.80 7.32 52.48 7.59 347.39 25 m 262.95 0.87 18.67 3.23 25.07 5.12 315.91 35 m 249.47 1.17 22.43 3.27 17.80 6.69 300.83 45 m 247.15 0.93 23.43 3.25 17.54 6.69 298.99 55 m 233.10 1.12 17.71 3.04 15.67 4.92 275.56平均值 260.33 1.12 46.46 6.02 34.48 7.11 362.53
233.10~331.20之間,危害風(fēng)險(xiǎn)程度達(dá)到很強(qiáng)或極強(qiáng)。Cu在離廢渣5 m處的范圍危害風(fēng)險(xiǎn)程度為強(qiáng),Zn在離廢渣 15 m之內(nèi)的范圍危害風(fēng)險(xiǎn)程度為中等,但從15 m之后起兩種元素的危害風(fēng)險(xiǎn)程度均為輕微。其余3種元素的潛在危害指數(shù)均較小,危害風(fēng)險(xiǎn)程度基本為輕微。6種重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)排序是Cd>Cu>Zn>Pb>Ni>Cr。
研究區(qū)域內(nèi)土壤樣品的RI值在275.56~596.47之間,潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)為中等或強(qiáng)。在距離廢渣35 m范圍之內(nèi)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)為強(qiáng),35 m范圍之外潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)為中等,潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)隨廢渣距離增大而遞減。此外,重金屬Cd在研究區(qū)域農(nóng)田土壤潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)中占較大貢獻(xiàn)率,不同距離下Cd潛在生態(tài)危害系數(shù)與RI值相一致,這說明當(dāng)?shù)谻d潛在生態(tài)危害較大,對該地區(qū)的Cd生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)引起高度重視。
相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),電子廢棄物拆解舊場地土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)為很強(qiáng),Cd、Ni、Cr、Cu、Pb、As、Hg的單一重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)平均值分別為842.23、8.97、4.10、10.46、8.80、7.23、825.76,各元素的生態(tài)危害程度依次為 Cd>Hg>Cu>Ni>Pb> As>Cr(尹芳華等,2013),這與本次調(diào)查結(jié)果相一致。說明電子廢物拆解舊場地與廢渣的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)危害相當(dāng),都對周邊土壤造成了較大的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。因此,亟需制定針對電子廢物拆解后產(chǎn)生的廢物及遺留場地的治理措施,包括清除廢渣,對周邊農(nóng)田土壤進(jìn)行生態(tài)修復(fù)治理,提高民眾的主動(dòng)環(huán)境保護(hù)意識,并制定針對電子拆解垃圾分類收集及集中處置的方案。
(1)龍?zhí)伶?zhèn)典型電子拆解廢渣周邊農(nóng)田表層土壤已經(jīng)嚴(yán)重遭受Cd、Cu、Pb、Zn的污染。Cd、Cu、Pb和Zn平均值分別為0.42、146.92、319.60和250.58 mg·kg-1,依次是土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)的1.4、2.94、1.28和1.25倍;調(diào)查區(qū)域內(nèi)農(nóng)田土壤的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)范圍是1.42~18.29,平均值為4.57達(dá)到重度污染,嚴(yán)重威脅農(nóng)產(chǎn)品安全;廢渣周邊農(nóng)田土壤重金屬主要集中在中上層土壤(0~40 cm)。
(2)相關(guān)性性分析表明,Cu、Pb、Zn和Ni有良好的相關(guān)性,達(dá)到極顯著相關(guān)(P<0.01),說明這4種重金屬的來源可能非常接近;Cr僅與Pb達(dá)到顯著相關(guān)(P<0.05),Cd與其它元素的相關(guān)系數(shù)較小。
(3)廢渣附近農(nóng)田的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到中等或強(qiáng),其中Cd危害程度最大,屬于極強(qiáng)(i>320)。Cr、Cu、Zn和Pb危害風(fēng)險(xiǎn)程度屬于輕微(i<40)。6種重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)排序是Cd>Cu>Zn>Pb>Ni>Cr。
(4)研究區(qū)域內(nèi)的廢渣已經(jīng)對當(dāng)?shù)刂苓呣r(nóng)田造成嚴(yán)重的重金屬污染,應(yīng)當(dāng)將其及時(shí)清除并對周邊農(nóng)田土壤實(shí)施重金屬修復(fù)治理。此外,還應(yīng)當(dāng)制定針對電子拆解垃圾分類收集及集中處置的相關(guān)規(guī)定,加強(qiáng)民眾的主動(dòng)環(huán)境保護(hù)意識,禁止隨意棄置廢渣。
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The Distribution Characteristic of Heavy Metals in Farmland Around Electronic Waste Slag
LIANG Xiao, LIU Xiaowen, WU Wencheng, LI Jie, FANG Xiaohang, LI Yunbiao, CHEN Xianbin
1. South China Institute of Environmental Science. MEP, Guangzhou 510655, China; 2. Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China
To reveal the pollution characteristics of heavy metals in agricultural soil contaminated by electric wastes generated in electric treating industry, 33 agricultural soil samples were collected around electric wastes at Longtang Town, Qingyuan City, Guangdong Province. The mass fraction, comprehensive pollution index and risk index of Cd, Cr, Cu, Pb, Zn and Ni in surface and profile soil were investigated to provide a basis for remediation and pollution prevention and cure of electric treating industry. The results indicated that Cd, Cu, Pb and Zn in surface soil (0~20 cm) are 1.40, 2.94, 1.25 and 1.28 times more than Environmental Quality Standard for Soils (GB19618─1995) which shows a surface enrichment feature whereas Cr and Ni were close to the Soil Environmental Background Value of Guangdong Province. Nemerow Pollution Index of research areas ranged from 1.42 to 18.29, with an average of 4.57 which reached severe pollution resulting aggravated potential hazards to safety of agricultural products. Cu, Pb, Zn and Ni in soils may originated from the same source for their highly significant correlation (P < 0.01) while Cd, Cr may differ from different sources. Potential ecological risk of agricultural soil around electric waste was medium or high with risk index in the range of 275.56~596.47 mainly due to high potential ecological risk index of Cadmium. Descending order of risk index of heavy metals in research soil was Cd > Cu > Zn > Pb > Ni > Cr.
E-waste; E-waste treating slag; Farmland soil; Pollution of heavy mental; Potential ecological risk assessment methods
10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.10.019
X53
A
1674-5906(2015)10-1718-07
梁嘯,劉曉文,吳文成,李杰,方曉航,李云標(biāo),陳顯斌. 電子廢物拆解廢渣周邊農(nóng)田重金屬的污染特征及風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2015, 24(10): 1718-1724.
LIANG Xiao, LIU Xiaowen, WU Wencheng, LI Jie, FANG Xiaohang, LI Yunbiao, CHEN Xianbin. The Distribution Characteristic of Heavy Metals in Farmland Around Electronic Waste Slag [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(10): 1718-1724.
中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)(206030201-21);清遠(yuǎn)市電子廢棄物拆解重金屬污染治理項(xiàng)目
梁嘯(1989年生),男,碩士研究生,主要從事重金屬污染修復(fù)研究。E-mail: liangxiao198913@sina.com *通信作者。劉曉文,E-mail: liuxiaowen@scies.org
2015-08-04