电子废弃物拆解区土壤重金属污染的健康风险与修复技术优选

一、引言

随着电子信息技术的飞速发展，电子产品更新换代速度加快，电子废弃物（简称 “电子垃圾”）产生量急剧增加。据联合国发布的《2023 年全球电子垃圾监测》报告，全球电子垃圾产生量持续攀升，2022 年已达到 5740 万吨。电子废弃物中含有铜、铅、镉、汞等多种重金属元素以及溴化阻燃剂等有害物质。在一些非正规的电子废弃物拆解活动中，由于缺乏有效的处理手段和环保措施，大量重金属被释放到环境中，其中土壤成为重要的污染物蓄积载体。土壤重金属污染不仅会影响土壤生态系统功能，导致土壤肥力下降、农作物减产和品质降低，还会通过食物链传递进入人体，对人体健康构成严重威胁。

二、电子废弃物拆解区土壤重金属污染现状

（一）污染来源

电子废弃物种类繁多，其生产过程中为了满足各种性能要求，会添加大量重金属。例如，在印刷电路板中，铅用于焊料以提高焊接性能，镉用于电池和半导体器件；在电子显示屏中，汞用于液晶显示器的背光源等。非正规拆解活动通常采用露天焚烧、强酸浸泡等简单粗暴的方式提取其中的有价金属，这种拆解方式无法对重金属进行有效回收和处理，使得大量重金属直接进入土壤。焚烧过程中，重金属会以烟尘形式飘散，最终沉降在周边土壤；强酸浸泡后产生的废液未经处理排放，其中的重金属也会渗入土壤。

（二）污染特征

电子废弃物拆解区土壤重金属污染往往呈现出复合污染的特征，多种重金属同时存在且含量超标严重。其中，铅、镉、汞、铬等重金属污染较为突出。这些重金属在土壤中具有较强的稳定性和累积性，难以被微生物降解，会长期存在于土壤环境中。而且，不同重金属之间可能会发生相互作用，改变其化学形态和生物有效性，进一步增加了污染治理的难度。

三、电子废弃物拆解区土壤重金属污染的健康风险

（一）人体暴露途径

人体对土壤重金属的暴露途径主要包括经口摄入、皮肤接触和呼吸吸入。生活在电子废弃物拆解区周边的居民，在日常活动中，可能会因无意摄入受污染的土壤颗粒而接触重金属；在从事农业生产、户外活动时，皮肤与污染土壤直接接触，重金属也可能通过皮肤吸收进入人体；此外，土壤中的重金属在一定条件下会形成扬尘，通过呼吸进入人体呼吸道。

（二）健康风险评估方法

目前，健康风险评估常用的方法是美国环境保护署（USEPA）推荐的风险评估模型，该模型将健康风险分为致癌风险和非致癌风险。致癌风险评估主要针对具有致癌性的重金属，如铬（VI），通过计算个体因接触重金属而患癌症的概率来评估风险；非致癌风险评估则采用危害商（HQ）和危害指数（HI）来衡量，当 HQ 或HI 大于1 时，表明存在非致癌风险。通过对不同暴露途径下的重金属摄入量进行计算，并结合相应的毒性参考值，可以对电子废弃物拆解区土壤重金属污染对人体健康造成的风险进行定量评估。

（三）潜在健康危害

重金属进入人体后，会在体内蓄积，对多个器官和系统造成损害。铅会影响神经系统的发育，导致儿童智力发育迟缓、注意力不集中；镉会损害肾脏功能，引发肾功能衰竭，还可能导致骨质疏松和骨痛病；汞会对神经系统、免疫系统和生殖系统产生毒性作用，引起记忆力减退、失眠、不孕不育等症状。长期暴露在电子废弃物拆解区土壤重金属污染环境中，居民患癌症、心血管疾病、神经系统疾病等慢性疾病的风险显著增加。

四、电子废弃物拆解区土壤重金属污染修复技术

（一）物理修复技术

1. 客土法：是将受污染的土壤部分或全部移除，换上未受污染的新土。该方法操作简单，能快速降低土壤中重金属的含量，但需要大量的客土资源，成本较高，且会产生大量的废弃污染土壤需要处理，容易造成二次污染。

2. 热脱附法：是通过加热土壤，使其中的重金属挥发或转化为无害物质，然后进行收集处理。该方法适用于处理挥发性较强的重金属，如汞。但热脱附法能耗较高，设备投资大，且可能会对土壤结构和肥力造成一定破坏。

（二）生物修复技术

1. 植物修复法：是利用某些对重金属具有超富集能力的植物，将土壤中的重金属吸收并富集到植物地上部分，然后通过收获植物来去除土壤中的重金属。该方法具有成本低、环境友好、不破坏土壤结构等优点，但修复周期较长，且受植物生长条件和重金属种类、浓度的限制。近年来，一些研究通过基因工程技术培育具有更强重金属富集能力的植物品种，以提高植物修复的效率。

2. 微生物修复法：是利用微生物对重金属的吸附、转化和固定作用，降低重金属的毒性和迁移性。微生物可以通过分泌胞外聚合物、酶等物质与重金属结合，或者改变土壤的氧化还原条件，使重金属发生价态变化，从而降低其生物有效性。该方法具有成本低、环境友好等特点，但修复效果受土壤环境条件影响较大，且微生物的生长和代谢需要一定的时间。

五、修复技术优选

综合考虑电子废弃物拆解区土壤重金属污染的特点、修复成本、修复效果、环境影响等因素，对不同修复技术进行优选。对于污染程度较轻、面积较小的区域，可以优先考虑植物修复法和微生物修复法，这两种生物修复技术环境友好，不会对土壤造成二次破坏，虽然修复周期较长，但长期来看成本较低。对于污染程度较重、急需治理的区域，可以采用化学稳定化 / 固化法快速降低重金属的生物有效性，然后结合植物修复法进一步去除土壤中的重金属。在选择修复技术时，还可以根据实际情况，采用多种修复技术联合使用的方式，发挥不同技术的优势，提高修复效率和效果。例如，先利用化学淋洗法去除土壤中大部分的重金属，再通过植物修复法和微生物修复法对残留的重金属进行进一步处理，同时改善土壤生态环境。

六、结论

电子废弃物拆解区土壤重金属污染问题严峻，对土壤生态系统和人体健康造成了严重威胁。通过对污染现状、健康风险和修复技术的研究可知，了解污染来源和特征是治理的基础，准确评估健康风险有助于制定针对性的防护措施，而选择合适的修复技术是解决污染问题的关键。在实际治理过程中，应根据具体情况，综合运用多种修复技术，实现电子废弃物拆解区土壤重金属污染的有效治理和生态环境的可持续恢复。未来，还需要进一步加强对新型修复技术的研发，提高修复效率，降低修复成本，同时加强对电子废弃物拆解活动的监管，从源头上减少土壤重金属污染的发生。

参考文献

[1] 赵中秋，朱永官，蔡运龙。土壤重金属污染研究现状与趋势 [J]. 地学前缘，2021， 28 （3）： 169-185.

[2] 孙铁珩，周启星，李培军。污染生态学 [M]. 北京：科学出版社，2022.

[3] 陈同斌，黄泽春，雷梅等。我国电子废弃物处理处置现状与对策思考 [J].环境科学研究，2020， 33 （5）： 1013-1022.