第四章 固體廢物監(jiān)測.doc

第四章 固體廢物監(jiān)測周次：第8周 教學(xué)時(shí)數(shù)：4教學(xué)目的與要求掌握固體廢物的分類和定義，工業(yè)有害固體廢物特性、定義和標(biāo)準(zhǔn)；理解固體廢物樣品的采集和制備，生活垃圾的特性分析；了解固體廢物有害特性的監(jiān)測方法和有害物質(zhì)的毒理學(xué)研究方法。教學(xué)的重點(diǎn)及難點(diǎn)本章重點(diǎn)為固體廢物的采集、制備和生活垃圾的分類以及生活垃圾的特性分析；本章難點(diǎn)為有害特性的監(jiān)測方法。教學(xué)手段與方法以課堂講授為主、ppt課件輔助教學(xué)考核目標(biāo) 1.固體廢物的分類和定義；2.固體廢物樣品的采集和制備方法；3.生活垃圾的特性、處置方式及其監(jiān)測重點(diǎn)；4.垃圾滲瀝水的主要來源和主要成分；5.毒理學(xué)試驗(yàn)對評價(jià)固體廢物毒性的意義。教學(xué)內(nèi)容與過程設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)：空氣和廢氣監(jiān)測引入：請大家談?wù)剬腆w廢物的了解？第一節(jié) 概述一、固體廢物的定義和分類定義：固體廢物是指人類在生產(chǎn)、加工、流通、消費(fèi)及生活過程中丟棄的固體物質(zhì)和泥漿狀物質(zhì)，包括從廢水、廢氣中分離出來的固體顆粒。分類：按化學(xué)性質(zhì)分為：有機(jī)廢物、無機(jī)廢物； 按形狀分為：固體、泥狀物 按危害狀況分：有害廢物、一般廢物 按來源分：礦業(yè)固體廢物、工業(yè)固體廢物、城市垃圾（包括下水道污泥）、農(nóng)業(yè)廢物、放射性固體廢物在固體廢物中對環(huán)境影響最大的是工業(yè)有害固體廢物和城市垃圾。固體廢物在處理、貯存、運(yùn)送、處置或管理不當(dāng)時(shí)，對人體健康或環(huán)境造成現(xiàn)實(shí)的或潛在的危害，引起各種疾病增加，降低對疾病的抵抗力，嚴(yán)重導(dǎo)致死亡率增加；對環(huán)境影響主要是侵占土地，污染土壤、水體和大氣。二、危險(xiǎn)廢物的定義和鑒別 危險(xiǎn)廢物指列入國家危險(xiǎn)廢物名錄或者根據(jù)國家規(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。 危險(xiǎn)特性通常指易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性、傳染性、放射性、浸出毒性、極性毒性等。 我國對危險(xiǎn)物的鑒別、分類分為兩個(gè)步驟：(1）將名錄中所列廢物納入危險(xiǎn)廢物管理體系。（2）通過鑒定標(biāo)準(zhǔn)將危險(xiǎn)性低于一定程度的廢物加以豁免。 工業(yè)有害固體廢物具有易燃性、腐蝕性、放射性、浸出毒性、急性毒性（包括口服毒性、吸入毒性、皮膚吸收毒性）以及其他毒性（包括生物蓄積性、刺激性、過敏性、遺傳變異性、水生生物毒性和傳染性）等特性。因此，對有害固體廢物的監(jiān)測與管理已成為人們關(guān)注的主要環(huán)境問題。三、城市生活垃圾的來源和組成 城市垃圾是指城市居民在日常生活中拋棄的固體廢物，主要包括：生活垃圾、零散垃圾、醫(yī)院垃圾、市場垃圾、建筑垃圾和街道掃集物等。其中醫(yī)院垃圾和建筑垃圾應(yīng)予單獨(dú)處理，其他由環(huán)衛(wèi)部門統(tǒng)一處理。城市生活垃圾主要來源包括廚房垃圾、普通垃圾、庭院垃圾、清掃垃圾、建筑垃圾、危險(xiǎn)垃圾等。 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。 目前，國內(nèi)廣泛采用的城市生活垃圾處理方式主要有衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥和再生利用四種方式。 第二節(jié) 固體廢物樣品的采集和制備一、樣品的采集 為了使采集的樣品有代表性，在采集前要調(diào)查研究生產(chǎn)工藝過程、廢物類型、排放數(shù)量、廢物堆積歷史、危害程度和綜合利用情況。如果采集有害廢物則應(yīng)根據(jù)有害特性采取相應(yīng)安全措施。（一）采樣工具 包括：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。對于城市生活垃圾的采樣工具：50L搪瓷盆、100kg磅秤、鐵鍬、竹夾等。（二）采樣程序（見圖）根據(jù)采樣方法，隨機(jī)采集份樣，組成總樣，并認(rèn)真填寫采樣記錄。批量份樣份樣份樣總樣樣品制備（1）采樣份數(shù)：根據(jù)固體廢物批量大小確定。批量大小m/t最少采樣份數(shù)批量大小m/t最少采樣份數(shù)55500100025510101000500030501001550003510050020（2）采樣量：粒度d/mm最小采樣質(zhì)量m/kg采樣鏟容量V/mL15030100150151600050100570004050317002040280010201300100.5125注：固體廢物的粒度指95%以上能通過的最小篩孔尺寸； 所采每個(gè)份樣量應(yīng)大致相等，其相對誤差不大于20%；采樣鏟容量為保證一次在一個(gè)地點(diǎn)或部位能取得足夠數(shù)量的份樣量。(三) 采樣方法 (1)現(xiàn)場采樣 在生產(chǎn)現(xiàn)場采樣，首先應(yīng)確定樣品的批量，然后按下式計(jì)算出采樣間隔，進(jìn)行流動間隔采樣。 采樣間隔批量（t）/規(guī)定的份樣數(shù) (2)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)時(shí)，每車應(yīng)采份樣數(shù)按下式計(jì)算。當(dāng)車數(shù)多于規(guī)定的份樣數(shù)時(shí)，按表4.3選出所需最少的采樣車數(shù)，然后從所選車中各隨機(jī)采集一個(gè)份樣。 每車應(yīng)采份樣數(shù)=規(guī)定份樣數(shù)/車數(shù) 在車中，采樣點(diǎn)應(yīng)均勻分布在車廂的對角線上，端點(diǎn)距車角應(yīng)大于0.5m，表層去掉30cm。 對于一批若干容器盛裝的廢物，按表 4.3 選取最少容器數(shù)，并且每個(gè)容器中均隨機(jī)采兩個(gè)樣品。 (3)廢渣堆采樣法在渣堆側(cè)西距堆底0.5m處畫一條橫線，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)作為采樣點(diǎn)。按表4.3確定的份樣數(shù)，確定采樣點(diǎn)數(shù)，在每點(diǎn)上從0.5-1.0m深處各隨機(jī)采樣一份。 城市生活垃圾的采樣點(diǎn)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)；再選擇一個(gè)或幾個(gè)垃圾堆放場所為面，定期采樣。二、樣品的制備（一）制樣工具粉碎機(jī)、藥碾、鋼錘、標(biāo)準(zhǔn)套篩、十字樣板、機(jī)械縮分器等。（二）樣品的制備干燥粉碎篩分縮分（1）粉碎：用機(jī)械或人工方法把全部樣品逐級破碎，通過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(cuò)位。反復(fù)轉(zhuǎn)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(gè)對角的等份，重復(fù)操作數(shù)次，直至不少于1kg試樣為止。城市生活垃圾樣品制備：分撿粉碎混合縮分三、樣品水分的測定測定無機(jī)物時(shí), 可稱取樣品20g左右，在105下干燥，恒重至0.1g，測定水分含量。 測定樣品中的有機(jī)物時(shí) , 應(yīng)稱取樣品20g左右 , 于60下干燥24h，確定水分含量。 固體廢物測定結(jié)果以干樣品計(jì)算，當(dāng)污染物含量小于0.1%時(shí)以mg/kg表示，含量大于0.1%時(shí)則以百分含量表示，并說明是水溶性或總量。四、pH測定50g樣品+250mL水（固液比15），室溫下振蕩30min，靜置30min，測上清液PH。五、樣品的保存 制好的樣品密封于容器中保存（容器應(yīng)對樣品不產(chǎn)生吸附、不使樣品變質(zhì)），貼上標(biāo)簽備用。標(biāo)簽上應(yīng)注明：編號、廢物名稱、采樣地點(diǎn)、批量、采樣人、制樣人、時(shí)間。特殊樣品，可采取冷凍或充惰性氣體等方法保存。 制備好的樣品，一般有效保存期為三個(gè)月，易變質(zhì)的試樣不受此限制。小結(jié)：1.危險(xiǎn)廢物的定義和鑒別 2.城市生活垃圾的來源和組成 3.樣品的采集 4.樣品的制備 5.樣品水分的測定 6.樣品的運(yùn)送和保存作業(yè)：復(fù)習(xí)：1.危險(xiǎn)廢物的定義和鑒別 2.城市生活垃圾的來源和組成 3.樣品的采集 4.樣品的制備 5.樣品水分的測定 6.樣品的運(yùn)送和保存引入：第三節(jié) 工業(yè)有害物質(zhì)特性的監(jiān)測方法一、急性毒性的初篩試驗(yàn)對小白鼠或大白鼠（健康）灌胃。1mL（5mL）注射器灌0.5mL（4.8mL），記錄48h內(nèi)動物死亡數(shù)。二、灌胃液制備100g樣品置于500mL具磨口玻璃塞的三角瓶中，加入100mL(pH5.8-6.3)的水中（固液比11），振蕩3分鐘于室溫下浸泡24小時(shí)，用中速定量濾紙過濾，濾液即為灌胃所用。三、易燃性試驗(yàn)測定閃點(diǎn)（閉口閃點(diǎn)測定儀），石油產(chǎn)品，國標(biāo)四、腐蝕性試驗(yàn)方法腐蝕性：通過接觸能損傷生物細(xì)胞組織或腐蝕物體而引起危害。pH計(jì)或酸度計(jì)（上清液測定，平行樣的測定）；55.7攝氏度以下對鋼制品的腐蝕率五、反應(yīng)性試驗(yàn)方法（標(biāo)準(zhǔn)）撞擊感度測定（立式落錘儀，爆炸百分?jǐn)?shù)為感度）、摩擦感度測定（擺式摩擦儀，一定條件下的發(fā)火率為摩擦感度）觀察是否發(fā)生爆炸、燃燒、分解；差熱分析測定（差熱分析儀）、爆炸點(diǎn)測定（爆發(fā)點(diǎn)測定儀，5s延滯期的爆發(fā)點(diǎn)溫度比較熱感度）、火焰感度測定（黑火藥柱能否通過灼熱的鎳鉻絲點(diǎn)燃樣品）遇水反應(yīng)性：六、浸出毒性試驗(yàn)浸出液制備：100g（干基）樣品置于2L具廣口聚乙烯瓶中，加入1L(pH5.8-6.3)的水中，水平往復(fù)振蕩器上振蕩8小時(shí)于室溫下浸泡16小時(shí)，用0.45微米濾膜過濾，濾液即為浸出液。記錄變化，瓶材料具體改變七、其他毒性試驗(yàn)哺乳動物：家兔、小鼠、大鼠等水生生物：經(jīng)典的有斜生柵藻、大型溞、魚（金魚、虹鱒魚等）分子水平毒性試驗(yàn)：主要用于慢性毒性試驗(yàn)和遺傳毒性試驗(yàn)急性、亞急性、慢性、終生試驗(yàn)半數(shù)致死量（濃度）、最小致死量、絕對致死量、最大耐受量、半數(shù)存活濃度曲線法：不同劑量不同組不同結(jié)果，繪成曲線，取50處對應(yīng)的劑量急性毒性分級：劇毒、高毒、中等毒性、低毒、微毒毒性試驗(yàn)方式：吸入染毒、皮膚染毒、經(jīng)口投毒、注入投毒等（靜態(tài)、動態(tài)）八、固體廢物的滲漏模型試驗(yàn)雨水或蒸餾水12mL/min進(jìn)入玻璃柱內(nèi)（通過0.5mm篩的固體廢物，20cm高）通過玻璃綿錐形瓶（即為滲濾液）測定其內(nèi)物質(zhì)含量研究廢物堆肥對周圍環(huán)境的影響第四節(jié) 生活垃圾特性分析 一、淀粉的測定 淀粉的測定可用于鑒定堆肥的腐熟程度。 方法是：利用垃圾在堆肥過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)系來分析。從降解開始至降解結(jié)束，堆肥顏色的變化為：深藍(lán)淺藍(lán)灰綠黃色。 二、生物降解度的測定 垃圾中含有大量天然的和人工合成的有機(jī)物質(zhì)，有的容易生物降解，有的難以生物降解。目前，對生物降解度的測定采用的是一種可以在室溫下對垃圾生物降解度作出適當(dāng)估計(jì)的COD試驗(yàn)方法。 生物降解物質(zhì)的計(jì)算 BDM（V2-V1)VC1.28/V2 三、熱值的測定 熱值是垃圾焚燒處理的重要指標(biāo)。熱值分高熱值（Ho）和低熱值（Hn）。垃圾中可燃物質(zhì)的熱值為高熱值，但實(shí)際上垃圾中總含有一定量不可燃的惰性物質(zhì)和水，當(dāng)燃燒升溫時(shí)，這些物質(zhì)要消耗熱量，同時(shí) 燃燒產(chǎn)生的水以水蒸氣的形式揮發(fā)也回消耗熱量，故實(shí)際的熱值要低得多，這一熱值叫低熱值，顯然其實(shí)際意義更大。 兩者的換算公式： Hn=HO100-(I+W)/(100-WL5.85W 熱值的測定方法：量熱計(jì)法和熱耗法。 四、滲瀝水分析 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(zhì)。產(chǎn)生原因：露天堆肥和填埋。因?yàn)闈B瀝水中的水量主要來自降水，所以滲瀝水是填埋處理中最主要的污染源。 特點(diǎn)：成分的不穩(wěn)定性：主要取決于垃圾的組成。濃度的可變性：主要取決于填埋時(shí)間。組成的特殊性：垃圾中存在的物質(zhì)，滲瀝水中不一定存在，一般廢水中有的它也不一定有。如生活污水中常有的油類、氰化物、金屬鉻和金屬汞等項(xiàng)目在滲瀝水中幾乎都沒有。因而，滲瀝水是不同于生活污水的特殊污水。 滲瀝水分析項(xiàng)目：典型項(xiàng)目有pH、COD、BOD、脂肪酸、氨氮、氯、鈉、鎂、鉀、鈣、鐵和鋅等。小結(jié)：1.固