固体废物监测

第4章固体废物监测本章教学内容4.1概述

4.2固体废物样品的采集和制备4.3危险特性的监测4.4⽣活垃圾特性分析本章教学⽬的、要求：

1熟悉有害⼯业固废的定义和分类；2掌握固废样品的采样和制备；3了解有害特性的监测⽅法；4掌握⽣活垃圾的特性；

5了解有害物质的毒理学研究⽅法。本章重点：

固废样品的采集和制备、⽣活垃圾特性分析本章难点：

固废样品的采集和制备、危险特性分析4.1概述

4.1.1固体废弃物污染现状及其危害：（1）固体废弃物：

指⼈们在开发建设、⽣产经营和⽇常⽣活活动中向环境排出的固体和泥状废物，分为危险固体废物和⼀般固体废弃物。（2）危险固体废物及其特性：

易燃性、腐蚀性、反应性、传染性、放射性、浸出毒性、急性毒性等。凡具有⼀种或多种以上危险特性者，即可称为危险废物。是指列⼊《国家危险废物名录》

或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别⽅法认定的具有危险特性的废物。（3）固体废弃物危害：

我国每年因固体废物污染环境造成的直接经济损失已超过90亿元⼈民币，⽽资源损失——每年固体废物中可利⽤⽽未被利⽤的资源价值就达250亿元。

4.1.2固体废弃物分类及城市⽣活垃圾⑴固体废弃物分类按不同的分类标准：化学性质：⽆机、有机形状：固体、泥状

危害：⼀般、有毒（危险）

来源：⼯业、矿业、城市垃圾、农业⑵城市⽣活垃圾来源、组成和处理的⽅法

来源：主要包括厨房垃圾，普通垃圾，庭院垃圾，清扫垃圾，商业垃圾，建筑垃圾，危险垃圾(如医院传染病房，放射性治疗系统，核试验室等排放的各种废物)等。

组成：城市⽣活垃圾的组成很复杂，通常包括⾷品垃圾、纸类、细碎物、⾦属、玻璃、塑料等。

处理⽅法：城市⽣活垃圾的处理⽅式主要有卫⽣填埋、焚烧（包括热解和⽓化）、堆肥和再⽣利⽤四种⽅式。4.2固体废物样品的采集和制备

采样是⼀个⼗分重要的环节。所采样本的质量如何，直接关系到分析结果的可靠性。使采集样品具有代表性。4.2.1⼯业固体废物的采集⑴采集⼯具：

包括尖头钢锹、钢锤、采样探⼦、采样钻、⽓动和空探针、取样铲、带盖盛样桶或内衬塑料薄膜的盛样袋等。⑵采样程序：

①确定采样单元数：物料越不均匀，准确度要求越⾼，单元应越多。②确定采样量：切乔特经验公式Q=k d a（缩分公式）计算。（见下表）③选⽤采样⽅法：现场采样；运输车及容器采样；废渣堆采样法。

⑶选⽤采样⽅法：

现场采样：确定样品的批量，按计算出采样间隔，进⾏流动间隔采样。

注意事项：采第⼀个份样时，不准在第⼀间隔起点开始，可在第⼀间隔内确定。运输车及容器采样：

在运输⼀批固体废物时，当车数不多于该批废物规定的份样数时车应采份样数按下式计算：每车应采样单元数（⼩数进整数）=规定采样单元数/车数；

当车数多于规定的份样数时，按规定（下表）选出所需最少的采样车数后从所选车中各随机采集⼀个份样。

在车中，采样点应均匀分布在车厢的对⾓线上，端点距车⾓应⼤于0.5m，表层去掉30c m。

废渣堆采样法：

在渣堆两侧距堆底0.5m处画第⼀条横线，然后每隔0.5m划⼀条横线；再每隔2m划⼀条横线的垂线，其交点做为采样点。4.2.2城市⽣活垃圾的采集（1）采样⼯具

50L搪瓷盆、100k g磅秤、铁锹、⽵夹、橡⽪⼿套、剪⼑、⼩铁锤等。（2）⽅法与步骤采样点的确定：

在市区选择2－3个居民⽣活⽔平与燃料结构具有代表性的居民⽣活区作为点；再选择⼀个或⼏个垃圾堆放场所为⾯，定期采样。

⽅法与步骤：

①将50L容器（搪瓷盆）洗净、⼲燥、称量、记录，然后布置于点上，每个点若⼲个容器；⾯上采集时，带好备⽤容器。

②点上采样量为该点24h内的全部⽣活垃圾；⾯上的取样数量以50L为⼀个单

位，要求从当⽇卸到垃圾堆放场的每车垃圾中进⾏采样（即每车5t），共取1m3左右（约20个垃圾车）。③将各点集中或⾯上采集的样品中⼤块物料现场⼈⼯破碎，然后⽤铁锹充分混匀。

④混合后的样品现场⽤四分法，把样品缩分到90～100k g为⽌，即为初样品。4.2.3样品的制备（1）制备⽬的：

是将原始试样制成满⾜实验室分析要求的分析试样，即数量缩减到⼏百克、组成均匀（能代表原始样品）、粒度细（易于分解）。

（2）制样⼯具：

粉碎机（破碎机）、药碾、钢锤、标准套筛、⼗字分样板、机械缩分器（3）⼯业样品制样的步骤：包括破碎、过筛、混均、缩分。

粉碎:以减⼩样品的粒度。可⽤机械或⼿⼯粉碎。将⼲燥后的样品根据其硬度和粒径的⼤⼩，采⽤适宜的粉碎机械、分段粉碎⾄所要求的粒度。

筛分：使样品95％以上处于某⼀粒度范围。根据样品最⼤粒径选相应的筛号，分阶段筛出全部粉碎样品，筛上部分应全部返回重新粉碎，不得随意丢弃。

混合：使样品达到均匀：混合均匀的⽅法有堆锥法、环锥法、掀⾓法和机械拌均法等，使过筛的样品充分混合。

缩分：将样品缩分，以减少样品的质量。采⽤圆锥四分法进⾏缩分。圆锥四分法：即将样品置于洁净、平整板⾯(聚⼄烯板、⽊板等)上，堆成圆锥形，将圆锥尖顶压平，⽤⼗字分样板⾃上压下，分成四等分，保留任意对⾓的两等分，重复上述操作⾄达到所需分析试样的最⼩质量。

（4）城市垃圾制样的步骤：包括分检、破碎、混均缩分。4.3危险特性的监测

危险性监测分为：急性毒性（LD50）、易燃性、腐蚀性、反应性4.3.1急性毒性（L D50）（1）毒性⼤⼩的评定：

能引起⼩⿏(⼤⿏)在48h内死亡半数以上者，并参考制定有害物质卫⽣标准的实验⽅法，进⾏半致死剂量(LD50)试验，评定毒性⼤⼩。

（2）急性毒性鉴别⽅法：

①将100g制备好的样品置于500ml具塞磨⼝锥形瓶中，加⼊100mL蒸馏⽔(即固液1∶1)，振摇3min，在常温下静⽌浸泡24h后，⽤中速定量滤纸过滤，滤液留待灌胃实验⽤；

②以10只体重18－24g的⼩⽩⿏(或体重200—300g的⼤⽩⿏)作为实验对象。若是外购⿏，必须在本单位饲养条件下饲养7－10天，健康者，⽅可使⽤。实验前8－12h和观察期间禁⾷；

③灌胃采⽤1（或5）mL注射器，注射针采⽤9（或12）号，去针头，磨

光，弯曲呈新⽉形，进⾏经⼝⼀次灌胃，灌胃量为⼩⿏不超过0.4mL／20g(体重)，⼤⿏不超过1.0mL／100g(体重)；④对灌胃后的⼩⿏(或⼤⿏)进⾏中毒症状的观察，记录48h内实验动物的死亡数⽬。根据实验结果，如出现半数以上的⼩⿏(或⼤⿏)死亡，则可判定该废物是具有急性毒性的危险废物。4.3.2易燃性鉴别⽅法

（1）易燃性：是指闪点低于60℃的液态废物和经过摩擦、吸湿等⾃发的化学变化或在加⼯制造过程中有着⽕趋势的⾮液态废物，由于燃烧剧烈⽽持续，以⾄会对⼈体和环境造成危害的特性。鉴别易燃性的⽅法是测定闪点。（2）鉴别易燃性的仪器：常⽤的配套仪器有温度计和防护屏。温度计：采⽤1号温度计(-30—170℃)或2号温度计(100— 300℃)。

防护屏：镀锌铁⽪制成，⾼550-650mm，宽以适⽤为度，屏⾝内壁漆成⿊⾊。（3）测定步骤：

按标准要求加热试样⾄⼀定温度，停⽌搅拌，每升⾼1℃点⽕⼀次，⾄试样上⽅刚出现蓝⾊⽕焰，⽴即读出温度值，该值即为测定结果。操作过程的细节可参阅GB261—77[⽯油产品闪点测定法(闭⼝杯法)]。4.3.3腐蚀性鉴别⽅法

（1）腐蚀性：指通过接触能损伤⽣物细胞组织，或使接触物质发⽣质变，使容器泄漏⽽引起危害的特性。（2）鉴别⽅法：主要是鉴别酸碱性，⽤pH计测定4.3.4反应性测定⽅法

（1）反应性：

是指在通常情况下固体废物不稳定，极易发⽣剧烈

的化学反应；或与⽔反应猛烈；或形成可爆炸性的混合物；或产⽣有毒⽓体的特性。测定⽅法包括撞击感度实验、磨擦感度实验、差热分析实验、爆炸点测定、⽕焰感度测定、温升实验和释放有毒有害⽓体试验等。

（2）释放有害⽓体的测定⽅法:250mL⾼压聚⼄烯塑料瓶，另配橡⽪塞(将塞⼦打⼀个6mm的孔)，插⼊玻璃管；振荡器采⽤调速往返式⽔平振荡器；100mL注射器，配带6号针头。

（3）硫化氢⽓的测定、氰化氢⽓的测定。4.3.5浸出毒性

（1）浸出毒性：是指固体废物按规定的浸出⽅法的浸出液中，有害物质的浓度超过规定值，从⽽会对环境造成污染的特性。鉴别固体废物浸出毒性的浸出⽅法有⽔平振荡法和翻转法。（2）浸出办法：⽔平振荡法：

固定在⽔平往复式振荡器上，在室温下振荡8h，静置16h后取下，经0.45µm滤膜过滤得到浸出液，测定污染物浓度。翻转法：

固定在翻转式搅拌机上，在室温下翻转搅拌18h，静置30min后取下，经0.45µm滤膜过滤得到浸出液，测定污染物浓度。4.4⽣活垃圾的特性分析﹡垃圾的粒度：分级采⽤筛分法

﹡淀粉的测定：垃圾在堆肥处理过程中，需借助淀粉量分析来鉴定堆肥的腐熟程度。

﹡⽣物降解度的测定：COD、BOD试验⽅法

﹡垃圾热值的测定：热值是废物焚烧处理的重要指标，分⾼热值和低热值。热值的测定可以⽤量热计法或热耗法。⑴粒度采⽤筛分法：

将⼀系列不同的筛⽬的筛⼦按规格序列由⼩到⼤排列，筛分时，依次连续摇动15min，依次转到下⼀号筛⼦，然后计算每⼀粒度微粒所占的百分⽐。如果需要在试样⼲燥后再称量，则需在70℃的温度下烘⼲24h，然后再在⼲燥器中冷却后筛分。⑵淀粉测定⽅法：

是利⽤垃圾在堆肥过程中形成的淀粉碘化络合物的颜⾊变化与堆肥降解度的关系。①当堆肥降解尚未结束时，淀粉碘化络合物呈蓝⾊。

②当降解结束即呈黄⾊。堆肥颜⾊的变化过程是深蓝-浅蓝-灰-绿-黄。分析试验的步骤是：

①将1g堆肥置于100mL烧杯中，滴⼊⼏滴酒精使其湿润，再加20mL36％的⾼氯酸；

②滤纸(90号纸)过滤；

③加⼊20mL碘反应剂到滤液中并搅动；④将⼏滴滤液滴到⽩⾊板上，观察其颜⾊变化。

⑶⽣物降解度的测定分析步骤：

①称取0.5g已烘⼲磨碎试样于500mL锥形瓶中；

②准确量取20mL c（1/6(K2Cr2O7)）＝2mol/L重铬酸钾溶液加⼊试样瓶中并充分混合；

③⽤另⼀⽀吸管量取20mL硫酸加到试样瓶中；④在室温下将这⼀混合物放置12⼩时且不断摇动；⑤加⼊⼤约15mL蒸馏⽔；

⑥依次加⼊10mL磷酸、0.2g氟化钠和30滴指⽰剂，每加⼊⼀种试剂必须混合；

⑦⽤标准硫酸亚铁铵溶液滴定，在滴定过程中颜⾊的变化是从棕绿-绿蓝-蓝-绿，在等当点时出现的是纯绿⾊；

⑧⽤同样的⽅法在不放试样的情况下做空⽩试验；

⑨如加⼊指⽰剂时易出现绿⾊，则试验必须重做，必须再加30mL重铬酸钾溶液；

⑩⽣物降解物质的计算BDM=1.28（V2- V1）VC/V2式中：BDM——⽣物降解度；V1——试样滴定体积(mL)；V2——空⽩试验滴定体积(mL)；V——重铬酸钾的体积(mL)；C——重铬酸钾的浓度；1.28——折合系数。

⑷垃圾渗滤液监测：参见⽔质监测