1、第四章 固體廢棄物監(jiān)測,本章內(nèi)容,4-1 概述 4-2 固體廢物樣品的采集和制備 4-3 危險特性的監(jiān)測 4-4 有害物質(zhì)的毒理學(xué)研究方法,4-1 概述,據(jù)統(tǒng)計，我國每年因固體廢物污染環(huán)境造成的直接經(jīng)濟(jì)損失已超過90億元人民幣，而資源損失每年固體廢物中可利用而未被利用的資源價值就達(dá)250億元。 因此，了解固體廢物的來源和危害，加強固體廢物的監(jiān)測和管理是環(huán)境保護(hù)工作的重要任務(wù)之一。 固體廢物是一個相對概念。 “放錯了地方的原料”,固體廢物的分類,按其化學(xué)性質(zhì)可以分為有機廢物和無機廢物； 按其形態(tài)可以分為固態(tài)廢物、半固態(tài)廢物和液態(tài)（氣態(tài)）廢物； 按其污染特性可以分為危險廢物和一般廢物； 按來源分為

2、工業(yè)固體廢物，農(nóng)業(yè)廢棄物和城市生活垃圾。,危險廢物是指列入國家危險廢物名錄或者根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定的具有危險特性的廢物。 危險特性通常是指易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性、傳染性、放射性、浸出毒性、急性毒性等。凡具有一種或多種以上危險特性者，即可稱為危險廢物。,有害固體廢物的鑒別,（一）特性 易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性、放射性、浸取毒性、口服毒性、吸入毒、皮膚、蓄積性、刺激性、遺傳變異、水生生物毒性、植物毒性、傳染性。,（二）我國對有害特性的定義 急性毒性，易燃性，腐蝕性，反應(yīng)性，放射性，浸出毒性及其他毒性（包括生物蓄積性、刺激或過敏性、遺傳變異性、水生生物毒性和傳染性等）,（三）鑒

3、別一種廢物是否有害的定義 可以用四點不良后果來定義： 1、引起或嚴(yán)重導(dǎo)致死亡率增加； 2、引起各種疾病的增加； 3、降低對疾病的抵抗力； 4、在處理、儲存、運送、處置或其他管理不當(dāng)時，對人體健康或環(huán)境會造成現(xiàn)實的或潛在的危害。,4-2 固體廢物樣品的采集和制備,采樣是一個十分重要的環(huán)節(jié)。所采樣本的質(zhì)量如何，直接關(guān)系到分析結(jié)果的可靠性。 使采集樣品具有代表性。 為采集具代表性樣品，采樣前應(yīng)進(jìn)行調(diào)查工藝生產(chǎn)過程廢物類型、排放數(shù)量、堆積歷史、危害程度、綜合利用情況。,4-2-1 工業(yè)固體廢物的采集,工業(yè)固體廢物的采樣工具包括尖頭鋼鍬、鋼錘、采樣探子、采樣鉆、氣動和真空探針、取樣鏟、帶蓋盛樣桶或內(nèi)襯塑

4、料薄膜的盛樣袋等。 采樣程序 確定采樣單元(采樣點)個數(shù)。 確定采樣量。 選用采樣方法。,批量大小與最小份樣數(shù),采樣單元數(shù)確定,采樣單元的多少取決于兩個因素： 物料的均勻程度:物料越不均勻，采樣 單元應(yīng)越多。 采樣的準(zhǔn)確度:采樣的準(zhǔn)確度要求越高， 采樣單元應(yīng)越多。,采樣量,采樣量可根據(jù)切喬特經(jīng)驗公式 （縮分公式）計算。 Q=K d a Q應(yīng)采的最小樣品量，kg； d固體廢物最大顆粒直徑mm； K縮分系數(shù)； a經(jīng)驗常數(shù)。,采樣方法,現(xiàn)場采樣 當(dāng)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。,運輸車及容器采樣 在運輸一批固體廢物時，當(dāng)車數(shù)不多于該批廢物規(guī)定的份樣數(shù)時車應(yīng)采份樣數(shù)按下式計算

5、。 每車應(yīng)采樣單元數(shù)（小數(shù)進(jìn)整數(shù)）=規(guī)定采樣單元數(shù)/車數(shù) 當(dāng)車數(shù)多于規(guī)定的份樣數(shù)時，按規(guī)定選出所需最少的采樣車數(shù)后從所選車中各隨機采集一個份樣。,車廂中的采樣布點的位置,在車中，采樣點應(yīng)均勻分布在車廂的對角線上，端點距車角應(yīng)大于0.5m，表層去掉30cm。,廢渣堆采樣法 在渣堆兩側(cè)距堆底0.5m處畫第一條橫線，然后每隔0.5m劃一條橫線；再每隔2m劃一條橫線的垂線，其交點做為采樣點。,工業(yè)固體廢物樣品制備,制樣工具 : 粉碎機械 藥碾 研缽 鋼錘 標(biāo)準(zhǔn)套篩 十字分樣板 機械縮分器。,工業(yè)固體廢物樣品的制備,將所采樣品均勻平鋪在潔凈、干燥、通風(fēng)的房間自然干燥。 (1) 粉碎 (2) 篩分 (3)

6、 混合 (4) 縮分,粉碎,經(jīng)破碎和研磨以減小樣品的粒度：粉碎可用機械或手工完成。將干燥后的樣品根據(jù)其硬度和粒徑的大小，采用適宜的粉碎機械、分段粉碎至所要求的粒度。,篩 分,使樣品保證95以上處于某一粒度范圍：根據(jù)樣品的最大粒徑選擇相應(yīng)的篩號，分階段篩出全部粉碎樣品篩上部分應(yīng)全部返回粉碎工序重新粉碎，不得隨意丟棄。,混合,使樣品達(dá)到均勻：混合均勻的方法有堆錐法、環(huán)錐法、掀角法和機械拌均法等，使過篩的樣品充分混合。,縮 分,將樣品縮分，以減少樣品的質(zhì)量。采用圓錐四分法進(jìn)行縮分。圓錐四分法：即將樣品置于潔凈、平整板面 (聚乙烯板、木板等)上，堆成圓錐形，將圓錐尖頂壓平，用十字分樣板自上壓下，分成四

7、等分，保留任意對角的兩等分，重復(fù)上述操作至達(dá)到所需分析試樣的最小質(zhì)量。,4-2-2 城市生活垃圾的采集,城市生活垃圾樣品的采集可參照工業(yè)固體廢物，也可按下列步驟進(jìn)行。 采樣工具 ：50L搪瓷盆、100kg磅秤、鐵鍬、竹夾、橡皮手套、剪刀、小鐵錘等。,采樣點的確定,為了使樣品具有代表性，采用點面結(jié)合確定幾個采樣點。在市區(qū)選擇23個居民生活水平與燃料結(jié)構(gòu)具代表性的居民生活區(qū)作為點；再選擇一個或幾個垃圾堆放場所為面，定期采樣。做生活垃圾全面調(diào)查分析時，點面采樣時間定為半個月一次。,采樣方法與步驟,（1）將50L容器（搪瓷盆）洗凈、干燥、稱量、記錄，然后布置于點上，每個點若干個容器；面上采集時，帶好備

8、用容器。 （2）點上采樣量為該點24h內(nèi)的全部生活垃圾；面上的取樣數(shù)量以50L為一個單位，要求從當(dāng)日卸到垃圾堆放場的每車?yán)羞M(jìn)行采樣，共取1m3左右（約20個垃圾車）。 （3）將各點集中或面上采集的樣品中大塊物料現(xiàn)場人工破碎，然后用鐵鍬充分混勻。 （4）混合后的樣品現(xiàn)場用四分法，把樣品縮分到90100kg為止，即為初樣品。,樣品的制備,制樣的目的是將原始試樣制成滿足實驗室分析要求的分析試樣，即數(shù)量縮減到幾百克、組成均勻（能代表原始樣品）、粒度細(xì)（易于分解）。 制樣的步驟包括：破碎、過篩、混均縮分。,城市生活垃圾樣品的制備,（1）分檢 （2）粉碎 （3）混合縮分,分 檢,將采取的生活垃圾樣品按

9、分類方法手工分揀垃圾樣品，并記錄下各類成分的比例或質(zhì)量。,粉 碎,分別對各類廢物進(jìn)行粉碎。對灰土、磚瓦陶瓷類廢物，先用手錘將大塊敲碎，然后用粉碎機或其他粉碎工具進(jìn)行粉碎；對動植物、紙類、紡織物、塑料等廢物，剪刀剪碎。粉碎后樣品的大小，根據(jù)分析測定項目確定。,混合縮分,混合縮分采用圓錐四分法。,樣品水分的測定,稱取樣品20g左右， 測定樣品中的無機物時可在105下干燥，恒重至0.1g，測定水分含量。 測定樣品中的有機物時應(yīng)于60下干燥24h，確定水分含量。,4-3 有害特性的監(jiān)測方法,急性毒性（LD50） 能引起小鼠(大鼠)在48h內(nèi)死亡半數(shù)以上者，并參考制定有害物質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的實驗方法，進(jìn)行半致

10、死劑量(LD50)試驗，評定毒性大小。 易燃性 易燃性是指閃點低于60的液態(tài)廢物和經(jīng)過摩擦、吸濕等自發(fā)的化學(xué)變化或在加工制造過程中有著火趨勢的非液態(tài)廢物，由于燃燒劇烈而持續(xù)，以至?xí)θ梭w和環(huán)境造成危害的特性。鑒別易燃性的方法是測定閃點。,腐蝕性 腐蝕性指通過接觸能損傷生物細(xì)胞組織，或使接觸物質(zhì)發(fā)生質(zhì)變，使容器泄漏而引起危害的特性。 反應(yīng)性 反應(yīng)性是指在通常情況下固體廢物不穩(wěn)定，極易發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)；或與水反應(yīng)猛烈；或形成可爆炸性的混合物；或產(chǎn)生有毒氣體的特性。測定方法包括撞擊感度實驗、磨擦感度實驗、差熱分析實驗、爆炸點測定、火焰感度測定、溫升實驗和釋放有毒有害氣體試驗等。,急性毒性鑒別方法,

11、(1) 將100g制備好的樣品置于500ml具塞磨口錐形瓶中，加入100mL蒸餾水(即固液11)，振搖3min，在常溫下靜止浸泡24h后，用中速定量濾紙過濾，濾液留待灌胃實驗用； (2) 以10只體重1824g的小白鼠(或體重200300g的大白鼠)作為實驗對象。若是外購鼠，必須在本單位飼養(yǎng)條件下飼養(yǎng)710天，健康者，方可使用。實驗前812h和觀察期間禁食； (3) 灌胃采用1（或5）mL注射器，注射針采用9（或12）號，去針頭，磨光，彎曲呈新月形，進(jìn)行經(jīng)口一次灌胃，灌胃量為小鼠不超過0.4mL20g(體重)，大鼠不超過1.0mL100g(體重)； (4)對灌胃后的小鼠(或大鼠)進(jìn)行中毒癥狀的

12、觀察，記錄48h內(nèi)實驗動物的死亡數(shù)目。根據(jù)實驗結(jié)果，如出現(xiàn)半數(shù)以上的小鼠(或大鼠)死亡，則可判定該廢物是具有急性毒性的危險廢物。,鑒別易燃性的方法,（1）儀器 應(yīng)采用閉口閃點測定儀，常用的配套儀器有溫度計和防護(hù)屏。 溫度計 溫度計采用1號溫度計(-30170)或2號溫度計(100300)。 防護(hù)屏 采用鍍鋅鐵皮制成，高度550-650mm，寬度以適用為度，屏身內(nèi)壁漆成黑色。 （2）測定步驟 按標(biāo)準(zhǔn)要求加熱試樣至一定溫度，停止攪拌，每升高1點火一次，至試樣上方剛出現(xiàn)藍(lán)色火焰時，立即讀出溫度計上的溫度值，該值即為測定結(jié)果。 操作過程的細(xì)節(jié)可參閱GB26177石油產(chǎn)品閃點測定法(閉口杯法)。,腐蝕性

13、測定方法,介紹pH值的測定：(1)儀器 采用pH計或酸度計，最小刻度單位在0.1pH單位以下。 (2)方法 用與待測樣品pH值相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液校正pH計，并加以溫度補償。,反應(yīng)性測定方法,釋放有害氣體的測定方法。 (1)反應(yīng)裝置 250mL高壓聚乙烯塑料瓶，另配橡皮塞(將 塞子打一個6mm的孔)，插入玻璃管； 振蕩器采用調(diào)速往返式水平振蕩器； 100mL注射器，配帶6號針頭。 (2)硫化氫氣的測定 (3)氰化氫氣的測定,浸出毒性,浸出毒性是指固體廢物按規(guī)定的浸出方法的浸出液中，有害物質(zhì)的濃度超過規(guī)定值，從而會對環(huán)境造成污染的特性。鑒別固體廢物浸出毒性的浸出方法有水平振蕩法和翻轉(zhuǎn)法。,浸出毒性測定

14、方法,浸出辦法： (1)水平振蕩法 固定在水平往復(fù)式振蕩器上，在室溫下振蕩8h，靜置16h后取下，經(jīng)0.45m濾膜過濾得到浸出液，測定污染物濃度。 (2)翻轉(zhuǎn)法 固定在翻轉(zhuǎn)式攪拌機上，在室溫下翻轉(zhuǎn)攪拌18h，靜置30min后取下，經(jīng)0.45m濾膜過濾得到浸出液，測定污染物濃度。,4-4 生活垃圾和衛(wèi)生保健機構(gòu)廢棄物的特性分析,4-4-1生活垃圾及其分類 1、生活垃圾的概念 生活垃圾是指城鎮(zhèn)居民在日常生活中拋棄的固體廢棄物，主要包括生活垃圾、市場垃圾、醫(yī)院垃圾、建筑垃圾和街道掃集物，它是一種不均勻、種類各異的異質(zhì)混合物。,2、生活垃圾的分類 1) 廢品類：廢金屬、廢塑料、廢玻璃、廢橡皮、廢纖維類

15、、廢紙類、磚瓦類。 2) 廚房類：飲食廢物、蔬菜廢物、肉類和肉骨，以及我國部分城市廚房燃料用煤、煤制品、木炭、木材的燃余物。 3) 灰土類：修建、清理時的土、煤、灰渣 3、處理方法：焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥。,1粒度的測定 篩分法 試樣在70干燥24h，冷卻后進(jìn)行篩分，按篩目排列，依次連續(xù)搖動15分鐘，轉(zhuǎn)入下一號篩子，計算每一號微粒所占百分比。 2淀粉的測定 垃圾在堆肥處理的過程中需借助淀粉量的分析來判斷堆肥的腐蝕程度。 （1）測定原理 淀粉與碘形成淀粉碘化絡(luò)合物顯藍(lán)色，隨著淀粉量由高低其顏色變化由深藍(lán)淺藍(lán)灰綠黃（碘溶解在水中顏色）,4-4-2 特性分析,（2）測定方法 （a）1g樣品置100mL

16、燒杯中加幾滴乙醇濕潤，加20mL36%HClO4（分解有機物，使淀粉溶解）。 （b）用紋網(wǎng)濾紙過濾（90號紙）取清液測定。 （c）加20mL碘反應(yīng)劑（2gKI溶于500mL水中，加0.08g碘）于濾液中援勻。 (d)取n滴混合液于白瓷板上觀察顏色。 3生物降解度的測定 通過測定常溫下的CODcr值來描述其降解度,0.500g試樣于500mL錐形瓶中，加20.0mL K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.2000mol/L, K2Cr2O7)搖勻,加20mL濃H2SO4振蕩12h,加15mL蒸餾水,10.0mL H3PO4 0.2g NaF,30滴鄰苯胺基苯甲酸指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)(NH4) 2Fe(SO4)

17、2液滴定至綠色為終點,做空白滴定 b空白滴定消耗Fe2+體積mL a試樣消耗Fe2+體積mL VK2Cr2O7體積mL CK2Cr2O7濃度（0.2000mol/L）,4垃圾熱值的測定 熱值 垃圾燃燒時釋放出來的熱量稱熱值。 高熱值（H0）垃圾中可燃性物質(zhì)完全燃燒時釋放出來的全部熱量（KJ /Kg）。 低熱值（H）垃圾燃燒時實際釋放出的熱量（不可燃燒物質(zhì)和水蒸發(fā)要消耗掉一部分熱量）（KJ /Kg）。,H0垃圾燃燒高熱值（KJ /Kg） H垃圾燃燒低熱值（KJ /Kg） I惰性物質(zhì)的量（%） W垃圾的表面濕度（%） WL剩余的和吸濕性的濕度（%） 測定方法見國標(biāo),4-4-3 垃圾滲瀝水分析,滲瀝

18、水是指垃圾由于垃圾本身的腐敗滲水，雨淋或其它原因被澆上水，然后滲瀝出來的水溶液，它能把垃圾中的可溶物全部溶解出來，是一種危害很大的污染源。垃圾填埋防滲措施不力，露天堆肥可產(chǎn)生滲瀝水。 （一）滲瀝水的特點 （1）組分特殊（2）成份不穩(wěn)定（3）濃度變化大 （2）常規(guī)分析項目 色度、總固體、總?cè)芙庑怨腆w、總懸浮固體、SO42、NH3N、凱氏氮、Cl、TP、pH、COD、BOD、K+、Na+、細(xì)菌總數(shù)、總大腸桿菌群數(shù)。,滲瀝試驗,擬議中的廢物堆場對地下水和周圍環(huán)境產(chǎn)生的可能影響可采用滲瀝試驗法。 (1)工業(yè)固體廢物的滲瀝模型 固體廢物長期堆放可能通過滲瀝污染地下水和周圍土地，應(yīng)進(jìn)行滲瀝模型試驗 。,固

19、體廢物滲瀝模型試驗裝置,1-雨水或蒸餾水；2-固體廢物；3-玻璃棉；4-滲漏液,4-4 有害物質(zhì)的毒理學(xué)研究方法,利用生物在該環(huán)境中的反應(yīng)來描述環(huán)境的質(zhì)量是毒理學(xué)研究最理想的手段。例如用魚類作毒性試驗，找出毒性和劑量的關(guān)系，稱為毒理學(xué)研究方法。 毒理學(xué)的研究方法,（一）實驗動物的選擇 1選擇依據(jù) 試驗要求、來源、經(jīng)濟(jì)價值、飼養(yǎng)。 2常用的試驗動物 大鼠、小鼠、兔、豚鼠、貓、狗、猴、魚類：金魚、鏈魚、草魚。 3制定一種毒物在環(huán)境中允許的濃度，除考慮其毒性外，還要考慮其穩(wěn)定性及在環(huán)境中的自凈能力。,4-4-1 實驗動物的選擇及毒性試驗分類,（二）毒性試驗的分類 1急性毒性試驗 一次投給試驗動物較大劑量毒物，觀察在短期內(nèi)的中毒反應(yīng)。 2亞急性毒性試驗 半數(shù)致死劑量的1/51/20投毒3個月了解毒物有無積累作用和耐分解情況，而且從觀察受試驗動物的生理生化變化和行為來研究污染毒物對生物的作用方式，致毒機理。 3慢性毒性試驗 低劑量毒物進(jìn)行3個月至一年的投毒在卵的孵化繁殖幼體發(fā)育，生物生長的主要時期進(jìn)行試驗，由生長率觀察毒物對生物繁殖、生長影響。用于觀察病理、生理、生化反應(yīng)、尋找中毒診斷指標(biāo)，為制訂毒物在環(huán)境中的最大允許濃度提供依據(jù)。,4-4-2 污染物的毒性作用劑量,