贵屿电子垃圾处理对河流底泥及土壤重金属污染

摘要：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、37.5~111mg•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、46.2~68.1mg•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。
关键词：电子垃圾；重金属污染；地球化学形态；底泥；土壤
中图分类号：X705文献标志码：A文章编号：1674-5906（2011）01-0160-04
上世纪80年代末和90年代初，贵屿镇就开始拆解废旧电器，由于获利丰厚，行业规模逐渐扩大。国外的电子垃圾通过转运，被集中输送到贵屿。为了节省成本，家庭作坊基本都采用原始的方式拆解，并将有毒有害的废弃物露天堆放，最终露天焚烧处理[1]。回收过程中产生大量的酸液和残渣，直接排放在当地河流，造成了河流严重污染，当地居民生活用水只能靠邻近区域供应，但是当地的农田土壤依赖于河流地表水进行灌溉。长期以来，该区域的河流及土壤重金属污染状况并不清楚。控制重金属污染扩散，修复受重金属污染水体和土壤成为该地区亟需解决的环境问题。
重金属不能被生物所降解，能长期存在环境中，重金属的环境风险主要受重金属的含量分布、迁移特征及生物有效性影响。重金属生物有效性的探索对生态修复技术具有重要指导作用[2]。重金属的化学形态直接影响了水溶性和重金属修复，单纯测定重金属总量并不能很好地评价污染土壤的环境风险[3-5]，重金属的形态及其迁移性的研究也是污染控制的基础。本研究以贵屿镇电子垃圾回收重点村——北林村为例，探讨河流和附近土壤的Cd、Cr、Cu、Pb和Zn地球化学特性，评价贵屿镇重金属污染的环境风险，为控制和治理该区域的重金属污染提供科学依据。
1材料与方法
1.1研究区域
贵屿镇地处潮阳区西部，潮阳、潮南、普宁三地交界，练江中游北岸，属南亚热带气候年均气温21.4℃，年降水量1386mm。各乡村都有自己的主打“垃圾产业”，如龙港、仙彭、仙马等几个村（居）主要从事的是废旧塑料回收，而镇中心所在地华美以及北面的北林等村（居）则是电子垃圾拆解的主战场。
1.2样品的采集和处理
选择该河段的上游、中游、下游3个采样区，每个采样区分别设置了3个采样点，样品编号分别为上游底泥（SU1、SU2、SU3）、中游底泥（SM1、SM2、SM3）、下游底泥（SD1、SD2、SD3）；同时选择农土1、农土2、农土3采样区，每个采样区分别采集3个样品，样品编号分别为农土1（S11、S12、S13）、农土2（S21、S22、S23）、农土3（S31、S32、S33）。具体位置如图1所示。土壤采自贵屿镇北林村到普宁县南径镇受电子垃圾污染的农田，水平采样深度为0~20cm（耕作层），所有样品均为用对角线采样法采取得到的混合样，混合均匀后用四分法留取1kg，底泥采自受污染河流的底泥。土壤和底泥样品在室温下自然风干后过100目尼龙筛，供实验分析。

图1采样点分布图
1.3样品分析
所有的底泥和土壤样品采用HCl-HNO3-HClO4混合酸进行消解，测定Cd、Cr、Cu、Pb、Zn总量；以上所有样品采用连续提取法分析样品的地球化学形态，提取过程参照文献资料[6-8]，具体步骤如表1所示，所得到的样品用原子吸收分光光度计（TAS-990）测定。
2结果与讨论
2.1底泥中重金属污染特征
电子垃圾焚烧场底泥重金属形态分布特征见表2，连续提取法分析的重金属5中形态之和与总量分析基本一致，差异小于10%，表明了连续提取和总量分析方法可靠性强。为了便于分析底泥各重金属形态百分比例，采用底泥各种形态总和代表重金属总量。上游底泥中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的平均质量分数分别是52.9、309、657、393、77.2mg•kg-1，依次分别是《国家土壤环境质量标准》（GB15618-1995）[9]二级标准的176、1.24、13.2、1.57、0.39倍。中游底泥中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的平均质量分数分别是67.1、325、1485、449、111mg•kg-1，是《国家土壤环境质量标准》（GB15618—1995）二级标准的223、1.30、29.7、1.80、0.56倍，含量大于上游区。相对于中上游区，下游底泥重金属Cu、Zn明显降低，其他重金属含量与中上游基本一致。废旧电子垃圾的不合理回收已经对当地的水体造成严重的重金属污染，以至于积累的底泥严重超标，其中Cd、Cu、Pb的污染相对严重。