第四章(2)固體廢物監(jiān)測-環(huán)境監(jiān)測

固體廢物監(jiān)測1固體廢棄物2002年，全國城市垃圾清運(yùn)量約為1.36億噸。至2003年，歷年的城鎮(zhèn)垃圾堆存量達(dá)60億噸；城鎮(zhèn)垃圾年產(chǎn)生總量每八九年就翻一番2006年，我國進(jìn)行無害化處理（主要通過填埋、堆肥和焚燒等手段）的城市垃圾量為7872.6萬噸，52.2%。預(yù)計(jì)未來十年，中國的城市垃圾無害化處理率將達(dá)到90%以上。234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(jī)構(gòu)廢棄物的監(jiān)測第五節(jié)：有害物質(zhì)的毒理學(xué)研究方法5一、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(shè)、日常生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的污染環(huán)境的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物質(zhì)。6FUSINA固體廢物處置中心固體廢物：放錯(cuò)地方的資源7分類方法按化學(xué)性質(zhì)：有機(jī)物和無機(jī)物按形狀：固體和泥狀按危害狀況：危險(xiǎn)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8危險(xiǎn)廢物二、危險(xiǎn)廢物的定義和鑒別指在國家危險(xiǎn)廢物名錄中，和根據(jù)國務(wù)院環(huán)境保護(hù)部門規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定的具有危險(xiǎn)性的廢物.（國家危險(xiǎn)廢物名錄，47類，626種，175種來源）（1）引起或嚴(yán)重導(dǎo)致人類和動(dòng)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(yùn)送、處或其他管理不當(dāng)時(shí)，對人體健康或環(huán)境會(huì)造成現(xiàn)實(shí)的或潛在的危害9國家危險(xiǎn)廢物名錄

（1998年7月，國家環(huán)保局）HW01醫(yī)院臨床廢物HW10含多氯聯(lián)苯廢物HW02醫(yī)藥廢物HW11精蒸餾殘物HW03廢藥HW12染料涂料廢物HW04農(nóng)藥廢物HW13有機(jī)樹脂類廢物HW05木材防腐劑廢物HW14新化學(xué)品廢物HW06有機(jī)溶劑廢物HW15爆炸性廢物HW07熱處理含氰廢物

HW16感光材料廢物HW08廢礦物油HW17表面處理廢物HW09廢乳化液

HW18

焚燒處置殘?jiān)?/p>

10HW19

含金屬羰基化合物廢物HW28含碲廢物HW20含鈹廢物HW29含汞廢物HW21含鉻廢物HW30含鉈廢物HW22含銅廢物HW31含鉛廢物HW23含鋅廢物HW32無機(jī)氟化物廢物HW24含砷廢物HW33無機(jī)氰化物廢物HW25含硒廢物HW34無機(jī)氰化物廢物HW26含鎘廢物HW35廢酸HW27含銻廢物HW36廢堿國家危險(xiǎn)廢物名錄

（1998年7月，國家環(huán)保局）11HW37石棉廢物HW38有機(jī)氰化物廢物HW39含酚廢物HW40含醚廢物HW41含鹵有機(jī)溶劑HW42廢有機(jī)溶劑HW43含多氯代二苯并呋喃同系物廢物HW44含多氯代二苯并二惡英同系物廢物HW45含有機(jī)鹵化物廢物HW46含鎳廢物HW47含鋇廢物國家危險(xiǎn)廢物名錄

（1998年7月，國家環(huán)保局）12危險(xiǎn)廢物的特性：易燃性腐蝕性反應(yīng)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1×10－7Bq/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(diǎn)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(shí)對鋼制品每年的腐蝕深度大于0.64cm的廢物。反應(yīng)性：a.無爆震時(shí)就很易發(fā)生劇烈變化b.和水劇烈反應(yīng)；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(shí)能爆震或爆炸f.常溫常壓下易爆炸和爆炸性反應(yīng)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(jìn)行浸取，當(dāng)浸出液中有一種或一種以上有害成分的濃度超過鑒別標(biāo)準(zhǔn)的物質(zhì)。

急性毒性：指引起小鼠（大鼠）在48h內(nèi)死亡半數(shù)以上者。13表4.8

危險(xiǎn)廢物浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)14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)份樣量尖頭鋼鍬、鋼尖鎬、采樣鏟、具蓋采樣桶或內(nèi)稱塑料的采樣

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

批量份樣份樣份樣份樣份樣樣品制備圖4.1采樣示意圖（1）根據(jù)固體廢物批量大小確定應(yīng)采份樣（2）根據(jù)固體廢物的最大粒度確定份樣量（3）根據(jù)采樣方法，隨即采集份樣，組成總樣，并認(rèn)真填寫采樣記錄批量大小最少份樣個(gè)數(shù)<555~101050~10015100~50020500~1000251000～500030>50003515(五)采樣方法1.現(xiàn)場采樣162.運(yùn)輸車及容器采樣當(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)＝規(guī)定份樣數(shù)/車數(shù)當(dāng)車數(shù)多于該批廢物規(guī)定的份樣數(shù)時(shí)：車數(shù)（容量）所需最少采樣車數(shù)<10510～251025～502050～10030>10050

車中采樣點(diǎn)的布設(shè)圖4.2車廂中的采樣布點(diǎn)173.廢渣堆采樣法圖4.3

廢渣堆中采樣點(diǎn)的分布18(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(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。(1)制樣過程中，防止樣品產(chǎn)生任何化學(xué)變化和污染(2)濕樣品應(yīng)在室溫下自然干燥，使其達(dá)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.樣品的制備粉碎機(jī)、藥碾、鋼錘、標(biāo)準(zhǔn)套篩、十字樣板、機(jī)械縮分器袋19三、樣品水分的測定（1）測定無機(jī)物：稱取樣品20g左右與105℃下干燥，

恒重至±0.1g，測定水分含量；（2）有機(jī)物：樣品于60度下干燥24h，測定水分含量；（3）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。20四、樣品pH值的測定固體樣品：樣品50g加水250mL,加蓋，室溫下連續(xù)振蕩30min,靜置后測定上清液pH值。由于固體廢物的不均勻性，測定時(shí)應(yīng)將各點(diǎn)分別測定，測定結(jié)果以實(shí)際測定pH值范圍表示，而不是通過計(jì)算混合樣品平均值表示。21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(zhì)）貼標(biāo)簽：注明編號、廢物名稱、采樣地點(diǎn)、批

量、采樣人、制樣人、時(shí)間。五、樣品的保存22一、急性毒性的初篩試驗(yàn)毒性試驗(yàn)動(dòng)物：試驗(yàn)步驟：第三節(jié)有害特性的監(jiān)測方法體重18～24g的小白鼠（或200～300g大白鼠）。稱取制備好的樣品100g，置于500ml具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，慮液留待灌胃用。對10只小白鼠（或大白鼠）進(jìn)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(jìn)行中毒癥狀觀察，記錄48h內(nèi)動(dòng)物死亡數(shù)。23二、易燃性的試驗(yàn)方法易燃性：試驗(yàn)步驟：閃點(diǎn)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(diǎn)燃等自發(fā)的化學(xué)變化會(huì)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(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)色火焰時(shí)，立即讀出溫度計(jì)上的溫度值。24三、腐蝕性的試驗(yàn)方法測定方法：方法：儀器：pH值的測定：一種是測定pH值；另一種是指在55.7℃以下對鋼制品的腐蝕率。pH計(jì)或酸度計(jì)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(jìn)行pH值測量。對稠狀物料可離心或過濾后，測其液體的pH值對粉、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(jī)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(gè)平行樣品測定其pH值，差值不得大于0.15.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。25四、反應(yīng)性試驗(yàn)方法撞擊感度測定摩擦感度測定差熱分析測定爆炸點(diǎn)測定火焰感度測定26五、遇水反應(yīng)性試驗(yàn)方法遇水反應(yīng)性包括：（1）固體廢物與水發(fā)生劇烈反應(yīng)而放出熱量，使體系溫度升高（2）與水反應(yīng)釋放出有害氣體，如乙炔、硫化氫、砷化氫、氰化氫1.反應(yīng)裝置2.試驗(yàn)步驟稱取固體廢物50g，置于250ml的反應(yīng)器內(nèi)，加入25ml水（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(jī)，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(yīng)器27六、浸出毒性試驗(yàn)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(fù)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(xiàng)目要求進(jìn)行保護(hù)，于合適條件下儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?8第四節(jié)生活垃圾和衛(wèi)生保健機(jī)構(gòu)

廢棄物的監(jiān)測29一、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30

生活垃圾的分類與收集31Fusina固體廢物處理廠32Fusina廠三種處置固體廢物的方式RDFPlant125,000t/aIncinerationPlant55,000t/aCompostingPlant:80,000t/a33G＝0.06d式中：G一試樣重量，kg；

d—垃圾的最大粒度，mm。分析試驗(yàn)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(yīng)劑到濾液中并攪動(dòng)。④將幾滴濾液滴到白色板上，觀察其顏色變化。二、生活垃圾特性分析1．垃圾采集和試樣處理

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(shí)間；還要考慮在收集、運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程等可能的變化，然后制定周密的采樣計(jì)劃。采樣過程必須詳細(xì)記錄地點(diǎn)、時(shí)間、種類、表現(xiàn)特性等。在記錄卡傳遞過程中，必須有專人簽署便于查核。2．采樣量3．垃圾的粒度分級4．淀粉的測定粒度采用篩分法，按篩目排列，依次連續(xù)搖動(dòng)l5min，依次轉(zhuǎn)到下一號篩子，然后計(jì)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度的溫度下烘干24h，然后再在干燥器中冷卻后篩分。34在室溫下COD試驗(yàn)步驟:①稱取0.5g已烘干磨碎的試樣于500mL錐形瓶中。②準(zhǔn)確量取20mLc1/6K2Cr2O7＝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(dòng)。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(biāo)準(zhǔn)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(yàn)。

5．生物降解度的測定

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6．熱值的測定高熱值與低熱值換算：Hn=H0[100-(I+W)/(100-W1)]×5.85W式中：Hn—低熱值，kJ／kg；H0—高熱值，kJ／kg；I—惰性物質(zhì)含量，％；W—垃圾的表面濕度，％；WL—剩余的和吸濕性的濕度，％。36三、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(jì)本身及其周圍的介質(zhì)(本實(shí)驗(yàn)用水)溫度升高，測量了介質(zhì)燃燒前后溫度的變化，就可以求算該樣品的燃燒熱，其關(guān)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—為水的比熱J／(℃·g)；W—樣品的重量，kg；C卡—為卡計(jì)的水當(dāng)量，J／℃；L—“為鐵絲的長度，cm；(其燃燒值為2.9J／cm)；①3000—實(shí)驗(yàn)用水毫升數(shù)，mL。熱值：生活垃圾固體廢物和無法確定分子量的混合物單位量(克或千克)完全氧化時(shí)的反應(yīng)熱。37測量熱效應(yīng)的儀器：量熱計(jì)(卡計(jì))。下圖為氧彈卡計(jì)。圖4.5氧彈外形圖圖4.6氧彈剖面圖1.筒；2.蓋；3.小皿；4.出氣道；5.進(jìn)氣管作電極；6.另一根電極38(二)儀器和試劑氧彈卡計(jì)；放大鏡；氧氣鋼瓶；貝克曼溫度計(jì)一支；氧氣表；0—l00℃溫度計(jì)一支；壓片機(jī)；萬用電表；變壓器；苯甲酸(分析純或燃燒熱專用)。鐵絲；39(三)實(shí)驗(yàn)步驟1．測定卡計(jì)的水當(dāng)量C卡(1)樣品壓片：(2)充氧氣：(3)燃燒和測量溫度：用臺秤稱取約lg左右苯甲酸(切勿超過1.1g)。用分析天平準(zhǔn)確稱量長度為l5cm長的鐵絲。40圖4.9鐵絲穿在模板內(nèi)圖4.10壓片機(jī)圖4.11壓制好的樣品（1）樣品壓片41圖4.12氧彈外形圖

圖4.13氧彈剖面圖1.筒；2.蓋；3.小皿；4.出氣道；5.進(jìn)氣管作電極；6.另一根電極加lmL蒸餾水（2）充氧氣42充氧氣手續(xù)：圖4.14充氣示意圖43（3)燃燒和測量溫度：低于溫室0.5-1.0℃的自來水3000mL圖4.15卡計(jì)安裝示意圖442．樣品熱值的測定(1)固體狀樣品測定：

(2)流動(dòng)性樣品的測定：將混勻具有代表性的生活垃圾或固體廢物粉碎成粒徑為2mm的碎粒，若含水率高，則應(yīng)于105℃烘干，并記錄水分含量，稱取1.0克左右，同法進(jìn)行上述試驗(yàn)。流動(dòng)性污泥或不能壓成片狀物的樣品，則稱1.0g左右樣品，放于小皿，鐵絲浸在樣品中間，兩端與電極相聯(lián)，同上法進(jìn)行試驗(yàn)。45(四)數(shù)據(jù)處理1．用圖解法求出由苯甲酸燃燒引起卡計(jì)溫度變化的差值ΔT1，并根據(jù)公式計(jì)算卡計(jì)的水當(dāng)量。2．用圖解法求出樣品燃燒引起卡計(jì)溫度變化的差值ΔT2，并根據(jù)公式計(jì)算樣品的熱值。46四、滲瀝水分析1．滲瀝水的特性

2．滲瀝水的分析項(xiàng)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(shí)間。③組成的特殊性：垃圾中存在的物質(zhì)，滲瀝水中不一定存在，一般廢水中有的它不一定有，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。理化分析和細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)方法：色度、總固體、總?cè)芙庑怨腆w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(xì)菌總數(shù)、總大腸菌數(shù)等。其中細(xì)菌總數(shù)和大腸菌數(shù)是我國將有的監(jiān)測項(xiàng)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(zhì)。47五、滲瀝實(shí)驗(yàn)1．固體廢物堆場滲瀝水采樣點(diǎn)的選擇

正規(guī)設(shè)計(jì)的垃圾堆場

一般廢棄物堆場

48圖4.16典型安全填埋場示意圖及滲瀝水采樣點(diǎn)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(jī)內(nèi)襯；5.砂質(zhì)土；6.單層有機(jī)內(nèi)襯；7.滲出液抽汲泵（采樣點(diǎn)）；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49圖4.17有害廢物淋浸過程A.水的擴(kuò)散、產(chǎn)生淋浸液；B.最初的淋浸過程；C.吸附、pH效應(yīng)、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