固體廢物監(jiān)測(cè)

1、第4章 固體廢物監(jiān)測(cè)本章教學(xué)內(nèi)容4.1概述4.2固體廢物樣品的采集和制備4.3危險(xiǎn)特性的監(jiān)測(cè)4.4生活垃圾特性分析本章教學(xué)目的、要求：1 熟 悉有害工業(yè)固廢的定義和分類；2 掌 握固廢樣品的采樣和制備；3 了 解有害特性的監(jiān)測(cè)方法；4 掌握生活垃圾的特性；5 了解有害物質(zhì)的毒理學(xué)研究方法。本章重點(diǎn)：固廢樣品的采集和制備、生活垃圾特性分析本章難點(diǎn)：固廢樣品的采集和制備、危險(xiǎn)特性分析4.1 概 述4.1.1 固體廢棄物污染現(xiàn)狀及其危害：（1）固體廢棄物： 指人們?cè)陂_(kāi)發(fā)建設(shè)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和日常生活活動(dòng)中向環(huán)境排出的固體和泥狀廢 物，分為危險(xiǎn)固體廢物和一般固體廢棄物。（2）危險(xiǎn)固體廢物及其特性： 易燃性、

2、腐蝕性、反應(yīng)性、傳染性、放射性、浸出毒性、急性毒性等。凡具有一種或多種以上危險(xiǎn)特性者，即可稱為危險(xiǎn)廢物。是指列入國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄 或者根據(jù)國(guó)家規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定的具有危險(xiǎn)特性的廢物。（3）固體廢棄物危害：我國(guó)每年因固體廢物污染環(huán)境造成的直接經(jīng)濟(jì)損失已超過(guò)90億元人民幣，而 資源損失每年固體廢物中可利用而未被利用的資源價(jià)值就達(dá)250億元。4.1.2 固 體 廢棄 物分 類及 城市 生活 垃圾 固體廢棄物 分類 按不同的分類標(biāo)準(zhǔn)： 化學(xué)性質(zhì)：無(wú)機(jī)、有機(jī) 形狀：固體、泥狀 危害：一般、有毒（危險(xiǎn)） 來(lái)源：工業(yè)、礦業(yè)、城市垃圾、農(nóng)業(yè) 城市生活垃 圾來(lái)源、組成和處理 的方法 來(lái)源：主要

3、包括廚房垃圾，普通垃圾，庭院垃圾，清掃垃圾，商業(yè)垃圾， 建筑垃圾，危險(xiǎn)垃圾（如醫(yī)院傳染病房，放射性治療系統(tǒng)，核試驗(yàn)室等排 放的各種廢物）等。組成：城市生活垃圾的組成很復(fù)雜，通常包括食品垃圾、紙類、細(xì)碎物、 金屬、玻璃、塑料等。處理方法：城市生活垃圾的處理方式主要有衛(wèi)生填埋、焚燒（包括熱解 和氣化）、堆肥和再生利用四種方式。4.2 固體廢物樣品的采集和制備 采樣是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。所采樣本的質(zhì)量如何，直接關(guān)系到分析結(jié)果的 可靠性。使采集樣品具有代表性。4.2.1 工業(yè)固體廢物的采集 采集工 具： 包括尖頭鋼鍬、鋼錘、采樣探子、采樣鉆、氣動(dòng)和空探針、取樣鏟、 帶蓋盛樣桶或內(nèi)襯塑料薄膜的盛樣袋等。

4、 采樣程序： 確定采樣單元數(shù)：物料越不均勻，準(zhǔn)確度要求越高，單元應(yīng)越多。 確定采樣量：切喬特經(jīng)驗(yàn)公式Q=kda（縮分公式）計(jì)算。（見(jiàn)下表） 選用采樣方法：現(xiàn)場(chǎng)采樣；運(yùn)輸車及容器采樣；廢渣堆采樣法。最大粒（mm）最小份樣重量（kg）采樣鏟容量（mL）15030100-150151600050-1005700040-503170020-40280010-201300100.5125 選 用采樣方法：現(xiàn)場(chǎng)采樣：確定樣品的批量，按計(jì)算出采樣間隔，進(jìn)行流動(dòng)間隔采樣注意事項(xiàng)：采第一個(gè)份樣時(shí)，不準(zhǔn)在第一間隔起點(diǎn)開(kāi)始，可在第一間隔內(nèi)確定。運(yùn)輸車及容器采樣：在運(yùn)輸一批固體廢物時(shí)，當(dāng)車數(shù)不多于該批廢物規(guī)定的份樣數(shù)

5、時(shí)車應(yīng)采份樣數(shù)按下式計(jì)算：每車應(yīng)采樣單元數(shù)（小數(shù)進(jìn)整數(shù)）=規(guī)定采樣單元數(shù)/車數(shù)；當(dāng)車數(shù)多于規(guī)定的份樣數(shù)時(shí)，按規(guī)定（下表）選出所需最少的采樣車數(shù)后從所選車中各隨機(jī)采集一個(gè)份樣在車中，采樣點(diǎn)應(yīng)均勻分布在車廂的對(duì)角線上，端點(diǎn)距車角應(yīng)大于0.5m，表 層去掉30cm。廢渣堆采樣法：在渣堆兩側(cè)距堆底0.5m處畫第一條橫線，然后每隔0.5m劃一條橫線；再每隔2m劃一條橫線的垂線，其交點(diǎn)做為采樣點(diǎn)。4.2.2 城市生活垃圾的采集（1）采樣工具50L搪瓷盆、100kg磅秤、鐵鍬、竹夾、橡皮手套、剪刀、小鐵錘等。（2）方法與步驟采樣點(diǎn)的確定：在市區(qū)選擇23個(gè)居民生活水平與燃料結(jié)構(gòu)具有代表性的居民生活區(qū)作為 點(diǎn)；

6、再選擇一個(gè)或幾個(gè)垃圾堆放場(chǎng)所為面，定期采樣。方法與步驟： 將50L容器（搪瓷盆）洗凈、干燥、稱量、記錄，然后布置于點(diǎn)上，每個(gè) 點(diǎn)若干個(gè)容器；面上采集時(shí)，帶好備用容器。 點(diǎn)上采樣量為該點(diǎn)24h內(nèi)的全部生活垃圾；面上的取樣數(shù)量以50L為一個(gè)單位，要求從當(dāng)日卸到垃圾堆放場(chǎng)的每車?yán)羞M(jìn)行采樣（即每車5t），共取1m3 左右（約20個(gè)垃圾車）。 將各點(diǎn)集中或面上采集的樣品中大塊物料現(xiàn)場(chǎng)人工破碎，然后用鐵鍬充分 混勻。 混合后的樣品現(xiàn)場(chǎng)用四分法，把樣品縮分到90100kg為止，即為初樣品4.2.3 樣品的制備1）制備目的： 是將原始試樣制成滿足實(shí)驗(yàn)室分析要求的分析試樣，即數(shù)量縮減到幾百 克、組成均勻（能

7、代表原始樣品） 、粒度細(xì)（易于分解） 。2）制樣工具： 粉碎機(jī)（破碎機(jī)）、藥碾、鋼錘、標(biāo)準(zhǔn)套篩、十字分樣板、機(jī)械縮分器3）工業(yè)樣品制樣的步驟：包括破碎、過(guò)篩、混均、縮分。 粉碎:以減小樣品的粒度?？捎脵C(jī)械或手工粉碎。將干燥后的樣品根據(jù)其 硬度和粒徑的大小，采用適宜的粉碎機(jī)械、分段粉碎至所要求的粒度。 篩分： 使樣品 95以上處于某一粒度范圍。根據(jù)樣品最大粒徑選相應(yīng)的 篩號(hào)，分階段篩出全部粉碎樣品，篩上部分應(yīng)全部返回重新粉碎，不得隨 混合：使樣品達(dá)到均勻：混合均勻的方法有堆錐法、環(huán)錐法、掀角法和機(jī) 械拌均法等，使過(guò)篩的樣品充分混合?？s分：將樣品縮分，以減少樣品的質(zhì)量。采用圓錐四分法進(jìn)行縮分。圓錐

8、 四分法：即將樣品置于潔凈、平整板面 （聚乙烯板、木板等 ）上，堆成圓錐 形，將圓錐尖頂壓平，用十字分樣板自上壓下，分成四等分，保留任意對(duì) 角的兩等分，重復(fù)上述操作至達(dá)到所需分析試樣的最小質(zhì)量。（4）城市垃圾制樣的步驟：包括分檢、破碎、混均縮分。4.3 危險(xiǎn)特性的監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)性監(jiān)測(cè)分為：急性毒性（ LD50 ）、易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性4.3.1 急性毒性（LD50）（1）毒性大小的評(píng)定：能引起小鼠 （大鼠 ）在 48h 內(nèi)死亡半數(shù)以上者， 并參考制定有害物質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 的實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行半致死劑量 （LD50） 試驗(yàn)，評(píng)定毒性大小。（2）急性毒性鑒別方法： 將 100g 制備好的樣品置于 500ml

9、具塞磨口錐形瓶中， 加入 100mL 蒸餾 水（即固液 11），振搖 3min ，在常溫下靜止浸泡 24h 后，用中速定量濾紙過(guò)濾， 濾液留待灌胃實(shí)驗(yàn)用； 以 10 只體重 1824g 的小白鼠（或體重 200300g 的大白鼠 ）作為實(shí)驗(yàn) 對(duì)象。若是外購(gòu)鼠，必須在本單位飼養(yǎng)條件下飼養(yǎng) 7 10 天，健康者，方可使 用。實(shí)驗(yàn)前 812h 和觀察期間禁食； 灌胃采用 1（或 5 ）mL 注射器，注射針采用 9 （或 12 ）號(hào)，去針頭，磨 光，彎曲呈新月形，進(jìn)行經(jīng)口一次灌胃，灌胃量為小鼠不超過(guò) 0.4mL 20g（體重）， 大鼠不超過(guò) 1.0mL 100g（體重）； 對(duì)灌胃后的小鼠 （或大鼠 ）

10、 進(jìn)行中毒癥狀的觀察，記錄 48h 內(nèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的 死亡數(shù)目。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如出現(xiàn)半數(shù)以上的小鼠 （或大鼠 ）死亡，則可判定該廢 物是具有急性毒性的危險(xiǎn)廢物。4.3.2 易 燃 性鑒 別方 法（1）易燃性：是指閃點(diǎn)低于 60 的液態(tài)廢物和經(jīng)過(guò)摩擦、吸濕等自發(fā)的化 學(xué)變化或在加工制造過(guò)程中有著火趨勢(shì)的非液態(tài)廢物， 由于燃燒劇烈而持續(xù)， 以 至?xí)?duì)人體和環(huán)境造成危害的特性。鑒別易燃性的方法是測(cè)定閃點(diǎn)。（2）鑒別易燃性的儀器：常用的配套儀器有溫度計(jì)和防護(hù)屏。溫度計(jì)： 采用 1號(hào)溫度計(jì)（-30 170 ）或 2 號(hào)溫度計(jì)（100 300）。防護(hù)屏： 鍍鋅鐵皮制成，高 550-650mm ，寬以適用為度，

11、屏身內(nèi)壁漆成 黑色。（3）測(cè)定步驟：按標(biāo)準(zhǔn)要求加熱試樣至一定溫度， 停止攪拌，每升高 1點(diǎn)火一次， 至試 樣上方剛出現(xiàn)藍(lán)色火焰，立即讀出溫度值，該值即為測(cè)定結(jié)果。操作過(guò)程的 細(xì)節(jié)可參閱 GB261 77石油產(chǎn)品閃點(diǎn)測(cè)定法 （閉口杯法 ）。4.3.3 腐蝕性鑒別方法（1）腐蝕性：指通過(guò)接觸能損傷生物細(xì)胞組織，或使接觸物質(zhì)發(fā) 生質(zhì)變，使容器泄漏而引起危害的特性。（2）鑒別方法：主要是鑒別酸堿性，用 pH 計(jì)測(cè)定4.3.4 反應(yīng)性測(cè)定方法（1）反應(yīng)性：是指在通常情況下固體廢物不穩(wěn)定，極易發(fā)生劇烈 的化學(xué)反應(yīng)；或與水反應(yīng)猛烈；或形成可爆炸性的混合物；或產(chǎn)生有毒 氣體的特性。測(cè)定方法包括撞擊感度實(shí)驗(yàn)、磨

12、擦感度實(shí)驗(yàn)、差熱分析實(shí)驗(yàn)、 爆炸點(diǎn)測(cè)定、火焰感度測(cè)定、溫升實(shí)驗(yàn)和釋放有毒有害氣體試驗(yàn)等。（2）釋放有害氣體的測(cè)定方法 :250mL 高壓聚乙烯塑料瓶， 另配橡皮塞 （將 塞子打一個(gè) 6mm 的孔 ），插入玻璃管；振蕩器采用調(diào)速往返式水平振蕩器； 100mL 注射器，配帶 6 號(hào)針頭。（3）硫化氫氣的測(cè)定、氰化氫氣的測(cè)定。4.3.5 浸出毒性（1）浸出毒性：是指固體廢物按規(guī)定的浸出方法的浸出液中，有 害物質(zhì)的濃度超過(guò)規(guī)定值，從而會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的特性。鑒別固體廢 物浸出毒性的浸出方法有水平振蕩法和翻轉(zhuǎn)法。（2）浸出辦法：水平振蕩法：固定在水平往復(fù)式振蕩器上，在室溫下振蕩 8h，靜置 16h 后取

13、下，經(jīng)0.45m 濾膜過(guò)濾得到浸出液，測(cè)定污染物濃度。翻轉(zhuǎn)法：固定在翻轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)上，在室溫下翻轉(zhuǎn)攪拌 18h ，靜置 30min 后取下，經(jīng) 0.45 m 濾膜過(guò)濾得到浸出液，測(cè)定污染物濃度。4.4 生活 垃圾的特性分析垃圾的粒度：分級(jí)采用篩分法淀粉的測(cè)定：垃圾在堆肥處理過(guò)程中，需借助淀粉量分析來(lái) 鑒定堆肥的腐熟程度。生物降解度的測(cè)定： COD 、BOD 試驗(yàn)方法垃圾熱值的測(cè)定：熱值是廢物焚燒處理的重要指標(biāo)，分高熱 值和低熱值。熱值的測(cè)定可以用量熱計(jì)法或熱耗法。 粒度采用篩分法：將一系列不同的篩目的篩子按規(guī)格序列由小到大排列， 篩分時(shí)， 依次連續(xù)搖動(dòng) 15min ，依次轉(zhuǎn)到下一號(hào)篩子，然后計(jì)算

14、每一粒度微粒所占的百分比。如果 需要在試樣干燥后再稱量， 則需在 70的溫度下烘干 24h ，然后再在干燥器中 冷卻后篩分。 淀粉測(cè)定方法： 是利用垃圾在堆肥過(guò)程中形成的淀粉碘化絡(luò)合物的顏色變化與堆肥降解度 的關(guān)系。 當(dāng)堆肥降解尚未結(jié)束時(shí)，淀粉碘化絡(luò)合物呈藍(lán)色。 當(dāng)降解結(jié)束即呈黃色。堆肥顏色的變化過(guò)程是深藍(lán) -淺藍(lán) -灰-綠 -黃。分析試驗(yàn)的步驟是： 將 1g 堆肥置于 100mL 燒杯中，滴入幾滴酒精使其濕潤(rùn)， 再加 20mL36 的 高氯酸； 濾紙（90 號(hào)紙）過(guò)濾； 加入 20mL 碘反應(yīng)劑到濾液中并攪動(dòng)； 將幾滴濾液滴到白色板上，觀察其顏色變化。 生物降解度的測(cè)定分析步驟：稱取 0.5g 已烘干磨碎試樣于 500mL 錐形瓶中；準(zhǔn)確量取 20mL c (1/6(K2Cr2O7) )2mol/L 重鉻酸鉀溶液加入試樣瓶中并 充分混合； 用另一支吸管量取 20mL 硫酸加到試樣瓶中； 在室溫下將這一混合物放置 12 小時(shí)且不斷搖動(dòng)； 加入大約 15mL 蒸餾水； 依次加入 10mL 磷酸、 0.2g 氟化鈉和 30 滴指示劑，每加入一種試劑必須混 合； 用標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵銨溶液滴定， 在滴定