固废监测PPT课件

第4章固体废物监测,本章内容：1）掌握固体废物的定义、分类，固体废弃物样品的的采样工具、采样方法、样品制备、处理和有害特性分析。2）了解有害物质的毒性试验分类、吸入、口服、鱼类毒性试验，固体废物的渗漏模型试验等病理学研究方法。,第一节固体废物概述第二节工业样品的采集和制备第三节危险废物有害特性的监测方法第四节生活垃圾的特性和监测,第一节固体废物概述,固体废物：指生产、建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。特性：无主性、分散性、危害性、错位性和潜在的资源性。废不废具有相对性。中国城市中，平均每人每天的垃圾排出量约为1-2公斤。人类每消耗自然资源100，则产生垃圾42,一、固体废物的定义和分类,固体废弃物的污染途径-通过水、气和土壤进行,固废的来源,固废的分类,5-10%为危险废物,二、危险废物的定义和鉴别,危险废物：1998年国家危险废物名录2006年国家危险废物名录（修订稿）442种2008年国家危险废物名录（修订稿）498种医疗废物分类名录,危险废物用四点来鉴别：1、引起或严重导致人类、动物、植物死亡率增加；2、引起各种疾病的增加；3、降低对疾病的抵抗力；4、在处理、储存、运送、处置或其他管理不当时，对人体健康或环境会造成现实的或潜在的危害。由于上述定义没有量值规定，因此在实际使用时往往根据废物具有潜在危害的特性及其物理、化学和生物的标准试验方法对其进行定义和分类。,我国对危险废物的危险特性的定义：,（1）毒性（2）易燃性（3）腐蚀性（4）反应性（5）放射性,危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别GB5085.12007危险废物鉴别标准急性毒性初筛GB5085.22007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB5085.32007危险废物鉴别标准易燃性鉴别GB5085.42007危险废物鉴别标准反应性鉴别GB5085.52007危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别GB5085.62007危险废物鉴别标准通则GB5085.72007,（1）毒性-急性毒性和浸出毒性,急性毒性：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。浸出毒性:按规定制备出的固体浸出液中任何一种危害成分含量超出浸出毒性鉴别标准值（下表）。,（2）易燃性,经摩擦或吸湿和自发的变化具有着火倾向的固体废物（含闪点低于60的液体），着火时燃烧剧烈而持续，以及在管理期间会引起危险。,（3）腐蚀性,含水固体废物，或本身不含水但加入定量水后其浸出液的pH2或pH12.5的废物；或最低温度在55以下时对钢制品的腐蚀深度大于等于0.64cm/y的废物。,（4）反应性,当具有以下特性之一者：在无爆震时就很容易发生剧烈变化和水剧烈反应能与水形成爆炸行混合物和水混合会产生毒性气体、蒸汽或烟雾在有引发源或加热时能爆震或爆炸在常温、常压下易发生爆炸或爆炸性反应其他法规所定义的爆炸品,（5）放射性,含有天然放射性元素，放射性比活度大于3700Bq/kg的固体废物；含有人工放射性元素的固体废物，或者放射性比活度大于露天水源限值10-100倍的国体废物。,第二节工业样品的采集和制备,一、样品的采集（一）采样工具包括：尖头钢锹、钢尖镐（腰斧）、采样铲、采样桶或采样袋。（二）采样方案的制定,设计方案：采样目的和要求、背景调查和现场踏勘、采样程序、安全措施、质量控制、采样记录和报告等工业固体废物采样制样技术规范（HJ/T201998）,二、采样方案的制定,特性鉴别和分类；环境污染监测；综合利用或处置；污染环境事故调查分析和应急监测；科学研究；环境影响评价；法律调查、法律责任、仲裁等。,1、目的和要求,2.背景调查和现场踏勘采样目的明确后，要调查以下影响采样方案制定的因素，并进行现场踏勘：工业固体废物的产生（处置）单位、产生时间、产生形式（间断还是连续）、贮存（处置）方式；工业固体废物的种类、形态、数量、特性（含物性和化性）；工业固体废物试验及分析的允许误差和要求；工业固体废物污染环境、监测分析的历史资料；工业固体废物产生或堆存或处置或综合利用现场踏勘，了解现场及周围环境,3、采样程序1、根据固体废物批量大小确定应采的份样个数（由一批废物中的一个点或一个部位，按规定量取出的样品）。2、根据固体废物的最大粒度确定份样量（95%以上能通过的最小筛孔尺寸）。3、根据采样方法，随机采集份样，组成总样，并认真填写采样记录表。,（三）份样数,表4-3批量与最少份样数,（四）份样量（构成一个份样的固体废物的质量）,份样量取决于固体废物的粒度，粒度越大，均匀性越差，份样量就应越多。最小份样量大致与固体废物的最大粒径的次方成正比，与固体废物的不均匀程度成正比。mKdmaxK缩分常数，0.06；经验常数，1,表4-4最小份样量和采样铲容量,（五）采样点的确定对于堆存、运输中的固态工业固体废物和大池（坑、塘）中的液体工业废物：可按土壤样品布点法确定采样点。粉末状、小颗粒工业固废：可按垂直方向、一定深度部位采样。对运输车和容器内工业固废：可在上（表面下总体积的1/6深处）、中（1/2处）、下（表面下总体积的5/6深处）部设采样点。采样点应均匀分布在车厢对角线上。采样车数按照表4-5确定。,表4-5所需最少采样车数,端点距车角应大于0.5m，表层去掉30cm。,废渣堆：,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。,0.5m,2m,（六）采样方法的确定简单随机采样法（抽签法、随机数表法）、系统采样法、分层采样法、两段采样法、权威采样法简单随机采样法：一批废物，当对其了解很少，且采取的份样比较分散也不影响分析结果时，对这一批废物不做任何处理，不进行分类也不进行排队，而是按照其原来的状况从批废物中随机采取份样。,抽签法：先对所有采份样的部位进行编号，同时把号码写在纸片上（纸片上号码代表采份样的部位），掺和均匀后，从中随机抽取份样数的纸片，抽中号码的部位，就是采份样的部位，此法只宜在采份样的点不多时使用。,随机数表法：先对所有采份样的部位进行编号，有多少部位就编多少号，最大编号是几位数，就使用随机数表的几栏（或几行），并把几栏（或几行）合在一起使用，从随机数表的任意一栏、任意一行数字开始数，碰到小于或等于最大编号的数码就记下来（碰上已抽过的数就不要它），直到抽够份数为止。抽到的号码，就是采份样的部位。,系统采样法：一批按一定顺序排列的废物，按照规定的采样间隔，每隔一个间隔采取一个份样，组成小样或大样。在一批废物以运送带、管道等形式连续排出的移动过程中，按一定的质量或时间间隔采份样，份样间的间隔可根据表1规定的份样数和实际批量按公式计算：式中：T采样质量间隔，t；Q批量，t；n按公式计算出的份样数或表1中规定的份样数；G每小时排出量，t/h；T采样时间间隔，min。,采第一个份样时，不可在第一间隔的起点开始，可在第一间隔内随机确定。在运送带上或落口处采份样，须截取废物流的全截面。所采份样的粒度比例应符合采样间隔或采样部位的粒度比例，所得大样的粒度比例应与整批废物流的粒度分布大致相符。,分层采样法：根据对一批废物已有的认识，将其按照有关标志分若干层，然后在每层中随机采取份样。一批废物分次排出或某生产工艺过程的废物间歇排出过程中，可分n层采样，根据每层的质量，按比例采取份样。同时，必须注意粒度比例，使每层所采份样的粒度比例与该层废物粒度分布大致相符。第I层采样份数n按式（2）计算：式中：ni第i层应采份样数；n按公式计算出的份样数或表1中规定的份样数；QL第I层废物质量，t；Q批量，t。,两阶段采样法：简单随机采样、系统采样、分层采样都是一次就直接从批废物中采取份样，称为单阶段采样。当一批废物由许多车、桶、箱、袋等容器盛装时，由于各容器件比较分散，所以要分阶段采样。首先从批废物总容器件数N0中随机抽取n1件容器（第一阶段），然后再从n1件的每一件容器中采n2个份样（第二阶段）。推荐当N06时，取n1=N0；当N06时，n1按式（3）计算：推荐第二阶段的采样数n23，即n1件容器中的每个容器均随机采上、中、下最少3个份样,权威采样法：由对被采批工业固体废物非常熟悉的个人来采取样品而置随机性于不顾。这种采样法，其有效性完全取决于采样者的知识。尽管权威采样有时也能获得有效的数据，但对大多数采样情况，建议不采用这种采样方法。,二.样品的制备,制样的目的是从采取的小样或大样中获取最佳量、具有代表性、能满足试验或分析要求的样品。自然风干：湿样品应在室温下自然干燥；粉碎：经破碎和研磨以减小样品的粒度；筛分：使样品保证95%以上处于某一粒度范围；混合：使样品达到均匀；缩分：将样品缩分成两份或多份，以减少样品的质量。,缩分法圆锥四分法：将样品置于洁净、平整的台面（地板革）上，堆成圆锥形，每铲自圆锥的顶尖落下，使均匀地沿锥尖散落，注意勿使圆锥中心错位，反复转堆至少三次，使充分混均，然后将圆锥顶端压平成圆饼，用十字分样板自上压下，分成四等分，任取对角的两等分，重复操作数次，直至最小样品量。,样品水分含量的测定,称取试样20g左右，测定无机物时，在105C干燥，恒重至0.1g，重量法测定水分含量。测定有机物时应于60C下干燥24小时，重量法确定水分含量。固体废物测定结果以干样品计算，当污染物含量小于0.1%时以mg/kg表示，含量大于0.1%时则以百分含量表示，并说明水溶性或总量。,.,46,第三节危险废物有害特性的监测方法,必测项目：急性毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、浸出毒性,以一定体重的小白鼠或大白鼠为实验动物，利用有害废物的浸出液对小白鼠或大白鼠进行一次性灌胃，之后观察其中毒症状，记录48h内的死亡数。,（一）、急性毒性初筛试验方法,（二）、易燃性的试验方法,仪器采用闭口闪点测定仪。温度计采用1号温度计(-30-170)或2号温度计(100-300）。防护屏采用镀锌铁皮。内壁黑色。测定时按标准要求加热试样预期闪点前10时，停止搅拌，对于闪电低于104的试样每增加一度进行一次点火试验，闪电高于104的试样每增加二度点火一次。至试样上方刚出现蓝色火焰时，立即独处温度计上得温度值,（三）、腐蚀性试验方法,腐蚀性：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。测定方法：pH计法。取100g试样置于容器中，加水1L，震荡8h，静止16h，分离固液相，立即测定滤液的pH值。,（四）、反应性试验方法,测定方法：撞击感度测定；摩擦感度测定；差热分析测定；爆炸点测定；火焰感度测定等五种。,（五）、浸出毒性试验,固体废物受到水的冲淋、浸泡，其中有害成分将会转移到水相而污染地面水、地下水，导致二次污染。浸出实验采用规定方法浸出水溶液，然后对浸出液进行分析。我国规定的分析项目有：汞、镉、砷、铬、铜、锌、镍、锑、铍、氟化物、氰化物、硫化物、硝基苯类化合物。,水平振荡法称取100g(干基)试样(无法采用干基重量的样品则先测水分加以换算)，置于浸出容积为2L(30160)具盖广口聚乙烯瓶中，加水1L(先用氢氧化钠或盐酸调pH至5.86.3)。将瓶子垂直固定在水平往复振荡器上，调节振荡频率为11010次/min，振幅40mm，在室温下振荡8h，静止16h。通过0.45m滤膜过滤。滤液按各分析项目要求进行保护，于合适条件下储存备用。翻转法称取70g(干基)试样，置于1L具盖广口聚乙烯瓶中，加水700mL，将瓶子固定在翻转式搅拌机上，调节转速为302r/m，在室温下搅拌18小时，静置30分钟后取下，经0.45m滤膜过滤得到浸出液，测定待测成分浓度,第四节生活垃圾的特性和监测,1、概念：是指城市居民在生活、商业活动、市政维护和管理中产生的垃圾。主要包括：生活垃圾、零散垃圾、医院垃圾、市场垃圾、建筑垃圾和街道扫集物。医院垃圾和建筑垃圾应单独处理，其余的通常由环卫部门集中处理，一般统称为生活垃圾。,一、生活垃圾及其分类,2、分类：废品类、厨房类和灰土类。3、处置方法：焚烧、堆肥和卫生填埋。,卫生填埋：为防止地下水和大气污染，利用坑洼地填埋城市垃圾，是一种既可处置废物，又可覆土造地的保护环境措施。现在主要进行厌氧填埋，同时可回收甲烷气体。,湖南省湘西丈县垃圾卫生填埋场,一定厚度的黏土层或高密度聚乙烯材料的衬层地表径流控制浸出液的收集和处理沼气的收集和处理监测井及适当的最终覆盖层,垃圾焚烧，或称垃圾焚化，是一种废物处理的方法，通过焚烧废物中有机物质，以缩减废物体积。焚化垃圾时会将垃圾转化为灰烬、废气和热力。垃圾焚化会减少原来垃圾80-85%的质量和95-96%的体积。废气处理。日本、荷兰、德国、法国。,堆肥是利用各种植物残体（作物秸杆、杂草、树叶、泥炭、垃圾以及其它废弃物等）为主要原料，混合人畜粪尿，在高温、多湿的条件下，经过发酵腐熟、微生物分解而制成的一种有机肥料。主要利用多种微生物的作用，将植物有机残体，进行矿质化、腐殖化和无害化，使各种复杂的有机态的养分，转化为可溶性养分和腐殖质，同时利用堆积时所产生的高温（6070）来杀死原材料中所带来的病菌、虫卵和杂草种子，达到无害化的目的。,焚烧、堆肥和卫生填埋。,垃圾热值,渗沥水和苍蝇密度,生物降解度和堆肥腐熟程度,监测项目,二、生活垃圾采样与样品制备,1、垃圾采样(1)采集有整体代表性的样品；(2)采样点的确定,(3)采样频率和时间每月两次。a)采样应避免在大风、雨、雪等异常天气条件下进行；b）在同一区域有多点采样点时，宜尽可能同时进行；c）各类垃圾收集点采样应在收运垃圾前进行；,(4)采样方法a)小于3m3的设施中，采用立体对角线布点法，在等距点采样（不少于3个）；b）大于3m3的设施中，每个设施采20kg以上，最少5个样品；c）垃圾收集站，应在间隔的每辆车或在其卸下的垃圾堆中用立体对角法在3个等距点采集共20kg以上；至少采5车。,2、样品预处理测定容重、粉碎（50mm）、干燥、储存等。容重：垃圾在一定容积内的质量称为容重。其单位g/L表示。容重是设计垃圾收集、清运和储存容器和垃圾处理构筑物的依据。,粉碎,1、粒度的测定筛分法：首先称出每只筛子的重量；按筛目叠加排列，放置试样，依次连续摇动15min，然后称量每一粒度筛子的质量，计算每一粒度微粒所占百分比。微粒（%）=（微粒质量+筛子质量）-筛子质量）*100/总样品质量,三、生活垃圾特性分析,2、淀粉的测定-堆肥腐熟度测定淀粉的测定可用于鉴定堆肥的腐熟程度。原理是：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来分析。从降解开始至降解结束，堆肥颜色的变化为：深蓝浅蓝灰绿黄色。,样品分析步骤：将1g堆肥置于100ml烧杯中，滴入几滴酒精使其湿润，再加入20ml36%的高氯酸；用纹网滤纸过滤；加入20ml碘反应试剂到滤液中，并搅动；将几滴滤液滴到白色板上，观察其颜色变化。,3、总有机碳的测定总有机碳仪TOC,原理：TOC分析仪，是将固体样品的总有机碳氧化为二氧化碳，并且测定其含量。利用二氧化碳与总有机碳之间碳含量的对应关系，从而对水溶液中总有机碳进行定量测定。仪器按工作原理：可分为燃烧氧化非分散红外吸收法,4、生物降解度的测定COD