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手机是小型通讯类设备的典型代表。据统计,2017年其保有量超过77亿部。手机的平均使用寿命随技术的发展和应用逐渐缩短,其废弃量也将逐渐增大。废旧手机中含有大量有毒有害物质,处理不当将对人体健康和生态环境产生严重威胁。因此,世界各国在此方面的政策也日趋严格。同时,技术的进步必然影响手机生产材料和工艺。遗憾的是,目前关于技术和政策对废旧手机的基本属性及其对人体健康和生态环境的潜在影响等相关研究极少。 本研究收集近10年(2002~2013年)间典型废旧手机(36个),分析技术和政策对其金属含量分布的影响;利用TCLP、生物有效性方法、改进BCR法评价了技术和政策对其环境属性的影响;在此基础上,利用USEtox模型,分析了废旧手机对人体健康和生态环境的潜在影响随技术和政策变化的规律,主要结论如下: 1.金属含量的分布,对整个样品而言,含量最高是Fe、Cu和Al,平均含量分别为34335、28351和27567 mg/kg,分别占金属总量的20%、16%和16%左右;Cr、Zn、Ni、Ba、Co、Mg和Sn分别占总金属含量的12.83%、7.73%、10%、1.38%、6.26%、5.45%和2.98%;Ag、As、Au、Mo、Pb、Pd、Se、Sb、Tl和V含量不到1%;样品中检测不到Be和Cd。废旧手机中金属总量,2002~2007间年从125,073 mg/kg增加到237,316 mg/kg,2007年之后减少,至2013年为174,745 mg/kg。分析表明技术对金属含量影响显著;相对而言,政策影响较小。 2.金属环境属性分析方法有三种。TCLP研究表明,样品中As和Cd低于检出限,Ag、Ba和Cr在限值以内。2003年金属生物有效性总和为380 mg/kg,2007年为591 mg/kg,2013年为1062 mg/kg,总体上升,单金属变化不一。金属生物有效性较高的是Co、Zn、Al、Fe、Cu、Ba、Pb、Ni和Sn,分别为142.47、113.82、89.63、88.7、74.09、28.77、24.31、17.71、14.57 mg/kg,其他金属生物有效性较低。金属化学形态分布:酸性可溶态含量最高的是Mg、Co和Al,分别为6420、4774和3607 mg/kg;可还原态含量最高的是Al、Fe和Mg,分别为13522、6739和5927 mg/kg;可氧化态含量最高的是Cu、Al和Fe,分别为12357、8625和7977 mg/kg;残渣态含量最高的是Fe、Cu和Cr,分别为257827、86073和61000 mg/kg。Ag、Ba、Be、Cr、Cu、Fe、Ni、Sb、Sn和V主要以残渣态形式存在;金属Al、As、Au、Pd、Co、Mg、Tl、Zn和Pb其他三态总和比残渣态多,表明这些金属迁移性更强。 3.金属人体健康和生态环境影响分析表明:生态毒性影响最大是Cu,为52344~123937 PAF·m3·day·kg-1;之后是Al(18236~81096 PAF·m3·day·kg-1)、Ni(10047~30070 PAF·m3·day·kg-1)。Cu、Al和Ni生态毒性贡献率分别为58%、28%和10%。Cr人体健康毒性最大,致癌性影响得分为1.16×10-4~2.57×10-4 cases/kgemitted,非致癌性影响得分为1.11×10-4~2.46×10-4 cases/kgemitted。Cr、Ag、Ni、Pb和As人体健康毒性(致癌和非致癌)贡献率超过99%。2002~2013年间,废旧手机金属生态毒性总和呈上升趋势;人体健康毒性,都表现出“三阶段”现象,2002~2006年风险最小,2007~2009年风险增加到最高,2010~2013年稍有下降,为中间时期。废旧手机的潜在毒性随时间而上升,技术进步和政策变化并没有带来积极影响。