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(完整word)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=kda（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。

最大粒(mm)
最小份样重量（kg）
采样铲容量(mL）
＞150
30

100—150
15
16000
50—100
5
7000
40-50
3
1700
20—40
2
800
10—20
1
300
＜10
0。5
125
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30cm。

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、100kg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90～100kg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(LD50）
（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