固體廢物監(jiān)測

第四章固體廢物監(jiān)測本章教學目錄第一節(jié)固體廢物概述第二節(jié)固體廢物樣品的采集和制備第三節(jié)有害特性的監(jiān)測方法第四節(jié)生活垃圾和衛(wèi)生保健機構廢棄的監(jiān)測第五節(jié)有害物質的毒理學研究方法環(huán)境監(jiān)測》第四章

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)測方法；

4.掌握生活垃圾的特性；

5.了解有害物質的毒理學研究方法。本章重點

固廢樣品的采集和制備、生活垃圾特性分析

本章難點

固廢樣品的采集和制備、危險特性分析本章教學目的、要求環(huán)境監(jiān)測》第四章一、固體廢物的定義和分類第一節(jié)固體廢物概述固體廢物：生產(chǎn)、建設、日常生活和其他

活動中產(chǎn)生的污染環(huán)境的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物

質。環(huán)境監(jiān)測》第四章分類方法按化學性質：有機物和無機物；按形狀：固體和泥狀；按危害狀況：危險廢物（有害廢物）和一般廢物；按來源：礦業(yè)、工業(yè)固體廢物、城市垃圾

（包括下水道污泥）、農(nóng)業(yè)和放射性固體廢物

等。在固體廢物中對環(huán)境影響最大的是:工業(yè)有害固體廢物和城市垃圾環(huán)境監(jiān)測》第四章危險廢物二、危險廢物的定義和鑒別危險廢物指在國家危險廢物名錄中，和根據(jù)國務院環(huán)境保護部門規(guī)定的危險廢物鑒別標準認定的具有危險性的廢物。（1）引起或嚴重導致人類

和動植物死亡率增加；（2）引起各種疾病的增加；（3）降低對疾病的抵抗力；（4）在處理、貯存、運送、

處置或其他管理不當時，對人

體健康或環(huán)境會造成現(xiàn)實的或

潛在的危害。環(huán)境監(jiān)測》第四章危險廢物的特性：易燃性腐蝕性反應性放射性浸出毒性急性毒性其他毒性放射性：含有天然放射性元素的廢物，比放射性大于1×10－7Ci/kg

者；含有人工放射性元素的廢物或比放射性大于露天水源限制濃度的10～100倍（半衰期>60天）者。易燃性：含閃點低于60℃的液體，經(jīng)摩擦或吸濕和自發(fā)的變化具有著火傾向的固體。腐蝕性:含水廢物，或本身不含水但加入定量水后其浸出液的pH≤2或pH≥12.5的廢物，或最低溫度為55℃以下時對鋼制品每年的腐蝕深度大于0.64cm的廢物。反應性：a.無爆震時就很易發(fā)生劇烈變化；b.和水劇烈反應；c.能和水形成爆炸性混合物；d.和水混合產(chǎn)生毒性氣體、蒸汽或煙霧；e.有引發(fā)源或加熱時能爆震或爆炸；f.常溫常壓下易爆炸和爆炸性反應；j.根據(jù)其它法規(guī)定義的爆炸品。浸出毒性：按規(guī)定的浸出方法進行浸取，當浸出液中有一種或一種以上有害成分的濃度超過表4.1所示鑒別標準的物質。急性毒性：指引起小鼠（大鼠）在48h內(nèi)死亡半數(shù)以上者。環(huán)境監(jiān)測》第四章環(huán)境監(jiān)測》第四章表4.1

有色金屬工業(yè)固體廢物浸出毒性鑒別標準序號項目浸出液的最高允許濃度/(mg·L-1)1汞及其無機化合物0.05（按Hg計）2鎘及其化合物0.3（按Cd計）3砷及其無機化合物1.5（按As）4六價鉻化合物1.5（按Cr6+計）5鉛及其無機化合物3.0（按Pb）6銅及其化合物50（按Cu）7鋅及其化合物50（按Zn）8鎳及其化合物25（按Ni）9鈹及其化合物0.1（按Be計）10氟化物50（按F計）環(huán)境監(jiān)測》第四章第二節(jié)固體廢物樣品的采集和制備我國于1986年頒發(fā)了《工業(yè)固體廢物有害特性試驗與監(jiān)測分析方法》（試行）。其中主要論述了有關采樣計劃的設計、實施和質量控制，固體廢物中金屬、有機物以及有害物特性等的分析實驗方法的選擇，地下水、土地處理監(jiān)測和廢物焚燒監(jiān)測等等。工業(yè)廢物的采樣和制樣應符合1998年頒布的《工業(yè)固體廢物采樣制樣技術規(guī)范》。環(huán)境監(jiān)測》第四章工業(yè)固體廢物的采集

采樣程序

①確定采樣單元(采樣點)個數(shù)。②確定采樣量。③選用采樣方法。環(huán)境監(jiān)測》第四章采樣單元數(shù)確定采樣單元的多少取決于兩個因素：①物料的均勻程度:物料越不均勻，采樣單元應越多。

②采樣的準確度:采樣的準確度要求越高，采樣單元應越多。環(huán)境監(jiān)測》第四章批量大小最少份樣數(shù)/(液體m3,固體t)/份

<555~101050~10015100~50020500~1000251000～500030>500035a.根據(jù)固體廢物批量大小確定應采份樣；b.根據(jù)固體廢物的最大粒度確定份樣量；c.根據(jù)采樣方法，隨即采集份樣，組成總樣，并認真填寫采樣記錄。尖頭鋼鍬、鋼尖鎬、采樣鏟、具蓋采樣桶或內(nèi)襯塑料的采樣袋。第二節(jié)固體廢物樣品的采集和制備一、樣品的采集

(一)采樣工具(二)采樣(三)份樣數(shù)(四)份樣量批量份樣份樣份樣份樣份樣樣品制備圖4.1采樣示意圖

份樣量和采樣鏟容量

最大粒度/mm最小份樣量/kg采樣鏟容量/mL

>15030100~150151600050~1005700040~503170020~40280010~201300<100.5125

環(huán)境監(jiān)測》第四章常見采樣工具：尖頭鋼鍬、鋼尖鎬（腰斧）、采樣鏟（采樣器）、具蓋采樣桶或內(nèi)襯塑料的采樣袋。環(huán)境監(jiān)測》第四章(五)采樣方法1.現(xiàn)場采樣當廢物以運送帶、管道等形式連續(xù)排出時，須按一定的間隔采樣。采樣間隔≤環(huán)境監(jiān)測》第四章車數(shù)/輛所需最少采樣車數(shù)/輛

<10510～251025～502050～10030>10050

容器個數(shù)/個所需最少采樣容器個數(shù)/個

<10510～251025～502050～10030>10050

2.運輸車及容器采樣當車數(shù)不多于該批廢物規(guī)定的份樣數(shù)時：每車應采份樣數(shù)＝規(guī)定份樣數(shù)/車數(shù)當車數(shù)多于該批廢物規(guī)定的份樣數(shù)時：車中采樣點的布設：對于一批若干容器盛裝的廢物：當把一個容器作為一個批量時：當把2～10個容器作為一個批量時：最少容器數(shù)＝最少份樣數(shù)/容器數(shù)圖4.2車廂中的采樣布點示意圖批量大小最少份樣個數(shù)/(液體m3,固體t)/份

<555~101050~10015100~50020500~1000251000～500030>500035環(huán)境監(jiān)測》第四章3.廢渣堆采樣法圖4.3

廢渣堆中采樣點的分布示意圖環(huán)境監(jiān)測》第四章粉碎機、藥碾、鋼錘、標準套篩、十字樣板、機械縮分器。(一)制樣工具(二)制樣要求(三)制樣程序1.粉碎把全部樣品逐級破碎，過5mm篩孔。粉碎過程中，不可隨意丟棄難于破碎的粗粒。2.縮分將樣品于清潔、平整不吸水的板面上堆成圓錐型，每鏟物料自圓錐頂端落下，使均勻地沿錐尖散落，不可使圓錐中心錯位。反復轉堆，至少三周，使其充分混合。然后將圓錐頂端輕輕壓平，攤開物料后，用十字板自上壓下，分成四等份，取兩個對角的等份，重復操作數(shù)次，直至不少于1kg試樣為止。(1)制樣過程中，防止樣品產(chǎn)生任何化學變化和污染；(2)濕樣品應在室溫下自然干燥，使其達到適于破碎、篩分、縮分的程度；(3)制備的樣品過篩后裝瓶備用。二、樣品的制備環(huán)境監(jiān)測》第四章三、樣品水分的測定（1）測定無機物：稱取樣品20g左右于105℃下干

燥，恒重至±0.1g，測定水分含量；（2）有機物：樣品于60℃下干燥24h，測定水分

含量；（3）固體廢物測定結果以干樣品計算，當污染物

含量小于0.1％時以mg/kg表示，含量大于0.1％時則以

百分含量表示，并說明是水溶性或總量。環(huán)境監(jiān)測》第四章四、樣品pH值的測定見本章第三節(jié)，三、腐蝕性試驗方法。由于固體廢物的不均勻性，測定時應將各點分別測定，測定結果以實際測定pH值范圍表示，而不是通過計算混合樣品平均值表示。由于樣品中二氧化碳含量影響pH值，并且二氧化碳達到平衡極為迅速，所以采樣后必須立即測定。環(huán)境監(jiān)測》第四章制好的樣品密封于容器中保存（容器對樣品不

吸附；不使樣品變質）貼標簽：注明編號、廢物名稱、采樣地點、批

量、采樣人、制樣人、時間。五、樣品的保存環(huán)境監(jiān)測》第四章第三節(jié)有害特性的監(jiān)測方法一、急性毒性試驗

急性毒性試驗的目的是簡便易行的鑒別和表達有害廢物的綜合急性毒性。環(huán)境監(jiān)測》第四章毒性試驗動物：試驗步驟：稱取制備好的樣品100g，置于500mL具磨口玻璃塞的三角瓶中，加入100mL（pH為5.8~6.3)水（固液比為1:1),振搖3min于室溫下靜止浸泡24h，用中速定量濾紙過濾，濾液留待灌胃用。對10只小白鼠（或大白鼠）進行一次性灌胃，每只灌浸出液0.50(或4.80)mL，對灌胃后的小白鼠（或大白鼠）進行中毒癥狀觀察，記錄48h內(nèi)動物死亡數(shù)。體重18～24g的小白鼠（或200～300g大白鼠）。急性毒性的初篩試驗方法環(huán)境監(jiān)測》第四章二、易燃性的試驗通過測定廢物的閃點鑒別其易燃性。鑒別試驗用專用儀器閉口閃點測定儀測定。閃點：可燃物在規(guī)定的條件下,加熱到它的蒸氣與空氣所形成的混合氣接觸火焰發(fā)生閃火（微小的爆炸）時的最低溫度稱為閃點。它是出現(xiàn)火災危險的最低溫度，因而可用于表征可燃物火災危險性的安全指標。環(huán)境監(jiān)測》第四章易燃性：試驗步驟：閃點較低的液態(tài)狀廢物和燃燒劇烈而持續(xù)的非液態(tài)狀廢物，由于摩擦、吸濕、點燃等自發(fā)的化學變化會發(fā)熱、著火，或可能由于它的燃燒引起人體或環(huán)境的危害。按標準要求加熱試樣至一定溫度，停止攪拌，每升高1℃點火一次，至試樣上方剛出現(xiàn)藍色火焰時，立即讀出溫度計上的溫度值。環(huán)境監(jiān)測》第四章閃點幾種油品的閃點：油品閃點范圍油品閃點范圍汽油－60～－20煤油28～60柴油50～90潤滑油120～340環(huán)境監(jiān)測》第四章對粉、粒、塊狀物料，稱取制備好的樣品50g（干基），置于1L塑料瓶中，加入新鮮蒸餾水250mL，使固液比為1:5，加蓋密封后，放在振蕩機上，于室溫下，連續(xù)振蕩30min，靜置30min后，測上清液pH值，每種廢物取兩個平行樣品測定其pH值，差值不得大于0.15。三、腐蝕性的試驗方法測定方法：方法：儀器：pH值的測定：一種是測定pH值；另一種是指測定在55.7℃以下對鋼制品的腐蝕率。pH計或酸度計對含水量高、呈流態(tài)狀的稀泥或漿狀物料，可將電極直接插入進行pH值測量。腐蝕性：通過接觸能損傷生物細胞組織或腐蝕物體而引起危害。對稠狀物料可離心或過濾后，測其液體的pH值。環(huán)境監(jiān)測》第四章四、反應性試驗方法撞擊感度測定摩擦感度測定差熱分析測定爆炸點測定火焰感度測定環(huán)境監(jiān)測》第四章五、遇水反應性試驗方法遇水反應性包括：（1）固體廢物與水發(fā)生劇烈反應而放出熱量，

使體系溫度升高。（2）與水反應釋放出有害氣體，如乙炔、硫化

氫、砷化氫、氰化氫。1.反應裝置2.試驗步驟稱取固體廢物50g，置于250mL的反應器內(nèi)，加入25mL水汽（用

1mol/LHCl調(diào)節(jié)pH值為4），加蓋密封后，固定在振蕩器上，振蕩頻率為110±10次/min,振蕩30min后停機，靜置10min.用注射器抽氣50mL，注入不同的5mL吸收液中，測定其氰化氫、硫化氫、砷化氫、乙炔的含量。圖4.4

固體廢物反應器示意圖1.固體廢物；2.250mL塑料瓶；3.橡皮塞；4.玻璃管；5.乳膠管；6.止水夾；7.氣體抽氣口環(huán)境監(jiān)測》第四章六、浸出毒性試驗浸出方法：稱取100g試樣，置于浸出容積為2L具蓋廣口

聚乙烯瓶中，加水1L。將瓶子垂直固定在水平往復

振蕩器上，在室溫下振蕩8h，靜置16h。通過

0.45μm濾膜過濾。濾液按各分析項目要求進行保護，

于合適條件下儲存?zhèn)溆谩－h(huán)境監(jiān)測》第四章

汞采用冷原子吸收法或雙硫腙分光光度法；

鎘、鉛、銅、鋅、鎳采用AAS，鎘、鉛、銅、鋅也可采用極譜法（含量高時用滴定法）；

砷采用二乙基二硫代氨基甲酸鹽分光光度法

六價鉻用二苯碳酰二肼分光光度法；

銻和鈹用AAS（亦可用分光光度法）；氟化物用離子選擇電極法；

氰化物用異煙酸-吡唑啉酮分光光度法；

硫化物用亞甲基藍分光光度法；

硝基苯類化合物用氣相色譜法。環(huán)境監(jiān)測》第四章一、生活垃圾及其分類（1）生活垃圾的概念城鎮(zhèn)居民在日常生活中拋棄的固體垃圾，主要包括：生活垃圾、醫(yī)院垃圾、市場垃圾、建筑垃圾和街道掃集物等。（2）生活垃圾的分類①廢品類；②廚房類(亦稱廚余垃圾)；③灰土類。（3）處理方法焚燒(包括熱解、氣化)；衛(wèi)生填埋；堆肥。第四節(jié)生活垃圾和衛(wèi)生保健機構廢棄物的監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測》第四章各種方法的測定項目和重點各不相同。焚燒方法的監(jiān)測重點是垃圾熱值；衛(wèi)生填埋的監(jiān)測重點是滲瀝水和蒼蠅密度；堆肥方法的監(jiān)測重點是生物降解度和堆肥腐熟程度。環(huán)境監(jiān)測》第四章充分研究垃圾產(chǎn)生地區(qū)的基本情況，如居民情況、生活水平、堆放時間；還要考慮在收集、運輸、儲存過程等可能的變化，然后制定周密的采樣計劃。采樣過程必須詳細記錄地點、時間、種類、表觀特性等。在記錄卡傳遞過程中，必須有專人簽署便于查核。分析試驗的步驟：（1）將1g堆肥置于l00mL燒杯中，滴入幾滴酒精使其濕潤，再加20mL36％的高氯酸；（2）用紋網(wǎng)濾紙(90號紙)過濾；（3）加入20mL碘反應劑到濾液中并攪動；（4）將幾滴濾液滴到白色板上，觀察其顏色變化。4.淀粉的測定G＝0.06d式中：G——試樣質量，kg；

d——垃圾的最大粒度，mm。粒度采用篩分法，按篩目排列，依次連續(xù)搖動l5min，依次轉到下一號篩子，然后計算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。二、生活垃圾特性分析1.垃圾采集和試樣處理

2.采樣量3.垃圾的粒度分級環(huán)境監(jiān)測》第四章在室溫下粗測COD的試驗步驟:（1）稱取0.5g已烘干磨碎的試樣于500mL錐形瓶中；（2）準確量取20mL[c1/6(K2Cr2O7)＝2mo1/L]重鉻酸鉀溶液加入樣品瓶中并充分混合；（3）量取20mL硫酸加到樣品瓶中；（4）在室溫下將這一混合物放置12h且不斷搖動；（5）加入約15mL蒸餾水；（6）再依次加入10mL磷酸，0.2g氟化鈉和30滴指示劑；（7）用標準硫酸亞鐵銨溶液滴定；（8）用同樣的方法在不放試樣的情況下做空白試驗。

5．生物降解性的測定環(huán)境監(jiān)測》第四章

6．熱值的測定高熱值與低熱值換算：式中：Hn——低熱值，kJ／kg；

Ho——高熱值，kJ／kg；

I——惰性物質含量，％；

W——垃圾的表面濕度，％；

WL——剩余的和吸濕性的濕度，％。

環(huán)境監(jiān)測》第四章三、熱值的測定方法(一)原理能量守恒定律，樣品完全燃燒放出的能量促使卡計本身及其周圍的介質(本實驗用水)溫度升高，測量了介質燃燒前后溫度的變化，就可以求算該樣品的燃燒熱，其關系式：WQv=(3000ρC+C卡）ΔT－2.9L式中：Qv——燃燒熱，(J／g)；

ρ——水的密度，g/cm3；

C——水的比熱，J／(℃·g)；

W——樣品的重量，kg；

C卡——卡計的水當量，J／℃；

L——為鐵絲的長度，cm(其燃燒值為2.9J／cm)；

3000——實驗用水毫升數(shù)，mL。熱值：生活垃圾固體廢物和無

法確定相對分子質量的混合物單位

量(克或千克)完全氧化時的反應熱。環(huán)境監(jiān)測》第四章測量熱效應的儀器：量熱計(卡計)。圖4.5為氧彈卡計。圖4.5氧彈外形示意圖環(huán)境監(jiān)測》第四章四、滲瀝水分析1．滲瀝水的特性

2．滲瀝水的分析項目滲瀝水是指從生活垃圾接觸中滲出來的水溶液，它提取或溶出了垃圾組成中的物質。理化分析和細菌學檢驗方法：色度、總固體、總溶解性固體與總懸浮性固體、硫酸鹽、氨態(tài)氮、凱氏氮、氯化物、總磷、pH值、BOD、COD、鉀、鈉、細菌總數(shù)、總大腸菌群等。其中細菌總數(shù)和大腸菌群是我國特有的監(jiān)測項目。（1）成分的不穩(wěn)定性：主要取決于垃圾組成；（2）濃度的可變性：主要取決于填埋時間；（3）組成的特殊性：垃圾中存在的物質，滲瀝水中不一定存在。而一般廢水中存在的組分滲瀝水中也不一定存在，例如油類、氰化物、鉻和汞等；（4）滲瀝水是不同于生活污水的特殊污水。環(huán)境監(jiān)測》第四章五、滲瀝實驗1．固體廢物堆場滲瀝水采樣點的選擇

正規(guī)設計的垃圾填埋場

一般廢棄物堆場

環(huán)境監(jiān)測》第四章圖4.14典型安全填埋場示意圖及滲瀝水采樣點示意圖I.廢物堆；II.可滲透性土壤；III.非滲透性土壤1.表層植被；2.土壤；3.粘土層；4.雙層有機內(nèi)襯；5.砂質土；

6.單層有機內(nèi)襯；7.滲出液抽汲泵（采樣點）；8.膨潤土漿；9.滲出液收集管；10.正常地下水位；11.堆場內(nèi)地下水位環(huán)境監(jiān)測》第四章圖4.15有害廢物淋浸過程示意圖A.水的擴散、產(chǎn)生淋浸液；B.最初的淋浸過程；C.吸附、pH效應、生物降解、沉淀等；D.過濾、析出沉淀等；

E.析出沉淀、離子交換、吸附、生物降解等；F.作用同E層，另有稀釋作用。①垃圾（或廢物）堆場中有害物濃度；②最初淋浸液中有害物濃度；③流離垃圾堆場前有害物濃度；④流離垃圾堆場后有害物濃度；⑤流離非含水層前有害物濃度；⑥含水層中采樣點有害物濃度。環(huán)境監(jiān)測》第四章2．滲瀝試驗(1)工業(yè)固體廢物滲瀝模型：圖4.16固體廢物滲瀝模型實驗裝置示意圖環(huán)境監(jiān)測》第四章(2)生活垃圾滲瀝柱：圖4.17生活垃圾滲瀝柱示意圖環(huán)境監(jiān)測》第四章試設計校園內(nèi)生活垃圾特性分析及垃圾滲瀝水分析項目及分析方法。校園垃圾圖環(huán)境監(jiān)測》第四章六、垃圾堆蠅類滋生密度的測定1.原理2.操作工具

3.試劑將蠅類用誘餌引誘，集聚至誘捕籠內(nèi)，加以分類、測定。

(1)捕蠅籠；

(2)長方形白搪瓷盤；

(3)鑷鉗；

(4)放大鏡；

(5)搪瓷菜盤。(1)速滅靈(或其他有效滅蟲劑)；(2)酒精(75％)。環(huán)境監(jiān)測》第四章1．廢棄物排放源及分類2．衛(wèi)生保健機構廢棄物的“處理”（1）首先應分類收集和貯存，例如銳利醫(yī)療器械應貯于耐扎的容器中。病理性、傳染性廢棄物須與其他廢棄物分開。危險性大的廢棄物可先高壓蒸汽消毒。（2）各類廢棄物應裝在專用的防潮的有一定強度的袋或容器中并以顏色、符號標記病理性、傳染性廢棄物。（3）不論在醫(yī)院內(nèi)外，應用專用運輸工具并嚴格消毒。（4）病理性和傳染性廢棄物的首選處置方法是焚燒，其他類廢物或焚燒或采取另外方法處置。（5）在整個過程需嚴格監(jiān)督、監(jiān)測和管理。七、衛(wèi)生保健機構廢棄物的定義、分類和處理(1)普通廢棄物；(2)病理性廢棄物；(3)放射性廢棄物；(4)化學性廢棄物；(5)傳染性廢棄物；(6)銳利器械；(7)藥理性廢棄物。環(huán)境監(jiān)測》第四章第五節(jié)

有害物質的毒理學研究方法一、實驗動物的選擇及毒性試驗分類（一）實驗動物的選擇（二）毒性試驗分類常用的動物有小鼠、大鼠、兔、豚鼠、貓、狗和猴等。魚類有鰱魚、草魚和金魚等。環(huán)境監(jiān)