《環(huán)境監(jiān)測(cè)》第6章___土壤污染監(jiān)測(cè)及固體廢物監(jiān)測(cè)

1、 第6章 土壤污染監(jiān)測(cè)及固體廢物監(jiān)測(cè) 6.1 土壤污染監(jiān)測(cè) 6.1.1 概述 1.土壤污染物的來源 （1）土壤的組成 從化學(xué)成分上可劃分為：礦物質(zhì)、有機(jī)物、水分或溶液、空氣和土壤微生物五種成分。 土壤中含有的常量元素有碳、氫、硅、硫、磷、鉀、鋁、鐵、鈣、鎂等；微量元素有硼、氯、銅、錳、鉬、鈉、釩、鋅等。（2）土壤污染物的來源 土壤污染是指人類活動(dòng)所產(chǎn)生的污染物質(zhì)通過各種途徑進(jìn)入土壤，其數(shù)目超過了土壤的容納和同化能力，而使土壤的性質(zhì)、組成及性狀等發(fā)生變化，并導(dǎo)致土壤的自然功能失調(diào)、土壤質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。 化肥、農(nóng)藥污染 污水灌溉 大氣、水體污染物質(zhì)的遷移 固體廢物污染2.土壤污染特點(diǎn)和類型 表6-

2、1 土壤中的主要污染物質(zhì) 土壤污染與水和大氣污染相比，有以下特點(diǎn)：（1）土壤污染比較隱蔽 （2）土壤被污染后很難恢復(fù) （3）土壤污染后果嚴(yán)重 （4）土壤污染的判斷比較復(fù)雜（續(xù)表） 6.1.2 土壤樣品的采集、制備及保存1.土壤污染樣品采集（1）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，收集資料（2）采樣點(diǎn)的布設(shè) 對(duì)角線布點(diǎn)法 梅花形布點(diǎn)法 棋盤式布點(diǎn)法 蛇形布點(diǎn)法 圖6-1 土壤采樣布點(diǎn)示意圖 （3）采樣深度和采樣量 采樣深度只需取由地面垂直向下15cm左右的耕層土壤或由地面垂直向下1520cm范圍內(nèi)的土樣。 （4）采樣時(shí)間（5）采樣注意事項(xiàng) 采樣點(diǎn)不應(yīng)選在田邊、路旁或肥堆旁等受人為干擾較大的地方。 樣品采集后應(yīng)裝入布袋或塑

3、料袋中，同時(shí)寫好兩張標(biāo)簽，一張?jiān)诖鼉?nèi)，一張?jiān)诖谏?，?biāo)簽上寫明采樣地點(diǎn)、采集深度、采樣日期及采樣人。 對(duì)采樣點(diǎn)的基本情況應(yīng)書面另行記錄。 2.土壤背景值樣品采集（1）土壤背景值 土壤背景值是指在未受或少受人類活動(dòng)的 影響下，尚未受或少受污染和破壞的土壤中有害物質(zhì)的含量。 （2）采樣點(diǎn)布設(shè) 采集土壤背景值樣品時(shí)，應(yīng)先確定采樣單元。采樣單元?jiǎng)澐謶?yīng)根據(jù)研究目的、研究范圍及實(shí)際工作所具有的條件等綜合因素確定。 采樣點(diǎn)不設(shè)在水土流失嚴(yán)重或表土被破壞處。 采樣點(diǎn)遠(yuǎn)離鐵路、公路至少300m以上。 選擇土壤類型特征明顯的地點(diǎn)挖掘土壤剖面，要求剖面發(fā)育完整、層次清楚且無侵入體。 在耕地上確定采樣點(diǎn)時(shí)，應(yīng)了解作

4、物種植及農(nóng)藥使用情況，選擇不施或少施農(nóng)藥、化肥的地塊作為采樣單元，以盡量減少人為活動(dòng)的影響。 （3）采樣方法 在每個(gè)采樣點(diǎn)均需挖掘土壤剖面進(jìn)行采樣。圖6-3 土壤剖面挖掘示意圖 圖6-4 土壤剖面A、B、C層示意圖 在山地土壤土層薄的地區(qū)，B層發(fā)育不完整時(shí)，只采A、C層樣。 干旱地區(qū)剖面發(fā)育不完整的土壤，采集表層（020cm）、中土層（50cm）和底土層（100cm）附近的樣品。 （4）采樣點(diǎn)數(shù)目的確定 通常一般類型土壤應(yīng)有35個(gè)采樣點(diǎn) 3.土壤樣品的制備及保存 （1）土樣的風(fēng)干 風(fēng)干后土壤含水率一般小于5%。 （2）磨碎和過篩 篩網(wǎng)規(guī)格有兩種表示方法：一種以篩孔直徑的大小表示，如孔徑為2mm

5、、1mm、0.5mm。另一種以每英寸長(zhǎng)度上的孔數(shù)來表示，如每英寸長(zhǎng)度上有80孔的篩子，為80目篩（或稱80號(hào)篩）；每英寸有100孔的為100號(hào)篩。（3）土樣的保存 一般土樣，通常要保存半年至一年，以備必要時(shí)查核；標(biāo)樣或?qū)φ諛悠?，則需長(zhǎng)期妥善保存，建議采用蠟封瓶口。6.1.3 樣品預(yù)處理1.酸溶法（又稱濕法氧化、濕法消化）（1）王水（鹽酸-硝酸）消化 （2）硝酸-硫酸消化 （3）硝酸-高氯酸消化（4）硫酸-磷酸消化 2.堿熔法3.干法灰化法4.溶劑提取 （1）振蕩浸取法 （2）索氏提取法 （3）柱層析法 圖6-5 氧瓶燃燒法示意圖 圖6-6 索氏提取器 6.1.4 土壤污染物的監(jiān)測(cè)1.監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及

6、方法 土壤常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括： 金屬化合物：鎘、鉻、銅、汞、鉛、鋅； 非金屬無機(jī)化合物：砷、氰化物、硫化物、氟化物等； 有機(jī)化合物：有機(jī)農(nóng)藥、苯并a芘、三氯乙醛、除草劑、多環(huán)芳烴、酚類化合物、石油類化合物、DDT、六六六等。 土壤污染監(jiān)測(cè)所用方法 重量法 滴定法 分光光度法、原子吸收法、等離子體發(fā)射光譜法 氣相色譜法 表6-2 土壤中某些金屬、非金屬組分的溶解、測(cè)定方法（續(xù)表）2.土壤監(jiān)測(cè)實(shí)例 （1）土壤含水量的測(cè)定 原理 測(cè)定 計(jì)算 水分含量% =式中 W 1 鋁盒（或玻璃稱量瓶）質(zhì)量，g； W 2 鋁盒（或玻璃稱量瓶）質(zhì)量+濕樣質(zhì)量，g； W 3 鋁盒（或玻璃稱量瓶）質(zhì)量+干樣質(zhì)量，g。

7、1001232WWWW（2）土壤中銅、鋅、鎘測(cè)定實(shí)例（AAS法） 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備 土樣預(yù)處理 銅、鋅、鎘標(biāo)準(zhǔn)系列混合溶液的配制 用原子吸收分光光度法（AAS）測(cè)定 結(jié)果計(jì)算 銅、鋅或鎘（mg/kg）=式中 m自標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得的銅（或鋅、鎘）含量，g； W稱量土樣的干質(zhì)量，g。Wm6.2 固體廢物監(jiān)測(cè) 6.2.1 概述 1.固體廢物概念 固體廢物是指在人類生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生的，在一定時(shí)間和地點(diǎn)無法利用而丟棄的污染環(huán)境的固態(tài)、半固態(tài)物質(zhì)。 2.固體廢物的來源與分類 （1）固體廢物的來源 （2）固體廢物的種類 按其組成成分可分為有機(jī)廢物和無機(jī)廢物；按其形態(tài)可分為固態(tài)廢物和半固態(tài)廢物；按其污染特性可分為

8、有害廢物與一般廢物。 城市固體廢物 工業(yè)固體廢物 有害廢物3.固體廢物的特性 （1）資源和廢物的相對(duì)性 （2）富集終態(tài)和污染源頭的雙重性（3）危害具有潛在性、長(zhǎng)期性、災(zāi)難性和不可稀釋性4.固體廢物的危害性（1）侵占土地 （2）污染土壤 （3）污染水體 （4）污染空氣 （5）影響環(huán)境衛(wèi)生6.2.2 固體廢物樣品的采集、制備和保存 1.樣品的采集 （1）采樣工具 （2）采樣程序 （3）采樣數(shù)目 按表6-7確定應(yīng)采子樣數(shù)目 表6-7 批量大小與最少子樣數(shù) （4）子樣量按表6-8確定每個(gè)子樣應(yīng)采的最小質(zhì)量。 表6-8 子樣量和采樣鏟容量（5）采樣方法 現(xiàn)場(chǎng)采樣 采樣間隔批量（t）/規(guī)定的子樣量運(yùn)輸車及

9、容器采樣 每車應(yīng)采樣數(shù)=規(guī)定子樣數(shù)/車數(shù)圖6-7 車廂中采樣布點(diǎn) 表6-9 所需最少采樣車數(shù) 廢渣堆采樣 圖6-8 廢渣堆中采樣點(diǎn)的分布2.樣品的制備（1）制樣工具（2）制樣要求 （3）制樣程序 粉碎 縮分 3.樣品的保存6.2.3 固體廢物監(jiān)測(cè) 1.有害物質(zhì)的監(jiān)測(cè)方法 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括水分含量、pH值、總汞、總鎘、總鉻、鉛、砷、氰化物等。 2.有害特性的監(jiān)測(cè)方法（1）急性毒性的初篩試驗(yàn)（2）反應(yīng)性的試驗(yàn)方法測(cè)定方法包括 撞擊感度測(cè)定； 摩擦感度測(cè)定； 差熱分析測(cè)定； 爆炸點(diǎn)測(cè)定； 火焰感度測(cè)定等五種，具體測(cè)定方法見標(biāo)準(zhǔn)。（3）腐蝕性的試驗(yàn)方法 測(cè)定方法： 對(duì)含水量高、呈流體狀的稀泥或漿狀物料，可

10、將電極直接插入進(jìn)行pH值測(cè)量; 對(duì)粘稠狀物料，應(yīng)經(jīng)離心或過濾后，測(cè)其液體的pH值。 對(duì)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(jī)上（頻率（11010）次.min，振幅40mm）。于室溫下連續(xù)振蕩30min，靜置30min后，取上清液測(cè)其pH值。注意每種廢物取兩個(gè)平行樣品測(cè)定其pH值，差值不得大于0.15，否則應(yīng)再取12個(gè)樣品復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，取中位值報(bào)告結(jié)果。對(duì)于高pH值（10以上）或低pH值（2以下）的樣品，兩個(gè)平行樣品的pH值測(cè)定結(jié)果允許差值不超過0.2。同時(shí)應(yīng)報(bào)告環(huán)境溫度、樣品來源、粒度級(jí)配、試驗(yàn)過程中

11、的異?，F(xiàn)象、特殊情況下試驗(yàn)條件的改變及原因等。 （4）易燃性的試驗(yàn)方法 儀器 測(cè)定步驟 （5）浸出毒性試驗(yàn) （6）固體廢物滲漏模擬試驗(yàn) 測(cè)定方法 原理 測(cè)定 圖6-9 裝配好滲漏模擬試驗(yàn)裝置 6.2.4 生活垃圾的特性分析1.垃圾采樣和樣品處理 采樣量通常依據(jù)被分析的量、最大粒度和體積來確定各類垃圾樣品的最低量。前聯(lián)邦德國(guó)按下式計(jì)算 G=0.06d 式中 G樣品質(zhì)量，kg； d垃圾的最大粒度，mm。2.粒度的測(cè)定 3.淀粉的測(cè)定 （1）測(cè)定方法 顯色指示法。（2）原理 堆肥顏色的變化過程是深藍(lán)淺藍(lán)灰綠黃（3）測(cè)定 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； 用紋網(wǎng)濾紙（90號(hào)紙）過濾； 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。其中試劑包括： 碘反應(yīng)劑：將2g反應(yīng)劑溶解到500mL水中，再加入0.08g I2 ； 36%的高氯酸； 酒精。4.生物可降解度的測(cè)定（1）原理 （2）測(cè)定（3）計(jì)算 生物可降解度（BDM）= 式中 V 0 空白試驗(yàn)所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL； V 1 樣品測(cè)定所消耗