固体废物监测学习课件

第四章固体废物监测第四章固体废物监测1本章教学目录第一节固体废物概述第二节固体废物样品的采集和制备第三节有害特性的监测方法第四节生活垃圾和卫生保健机构废弃的监测第五节有害物质的毒理学研究方法本章教学目录第一节固体废物概述2

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、危险特性分析本章教学目的、要求 1.熟悉有害工业固废的定义和分类；本章教学目的、要3一、固体废物的定义和分类第一节固体废物概述固体废物：生产、建立、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。一、固体废物的定义和分类第一节固体废物概述固体废物：生产、4分类方法按化学性质：有机物和无机物；按形状：固体和泥状；按危害状况：危险废物〔有害废物〕和一般废物；按来源：矿业、工业固体废物、城市垃圾

〔包括下水道污泥〕、农业和放射性固体废物

等。在固体废物中对环境影响最大的是:工业有害固体废物和城市垃圾分按化学性质：有机物和无机物；按形状：固体和泥状；按危害状5危险废物二、危险废物的定义和鉴别危险废物指在国家危险废物名录中，和根据国务院环境保护部门规定的危险废物鉴别标准认定的具有危险性的废物。〔1〕引起或严重导致人类

和动植物死亡率增加；〔2〕引起各种疾病的增加；〔3〕降低对疾病的抵抗力；〔4〕在处理、贮存、运送、

处置或其他管理不当时，对人

体安康或环境会造成现实的或

潜在的危害。危险废物二、危险废物的定义和鉴别危险废物指在国家危险废物名录6危险废物的特性：易燃性腐蚀性反响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废物，比放射性大于1×10－7Ci/kg者；含有人工放射性元素的废物或比放射性大于露天水源限制浓度的10～100倍〔半衰期>60天〕者。易燃性：含闪点低于60℃的液体，经摩擦或吸湿和自发的变化具有着火倾向的固体。腐蚀性:含水废物，或本身不含水但参加定量水后其浸出液的pH≤2或pH≥12.5的废物，或最低温度为55℃以下时对钢制品每年的腐蚀深度大于0.64cm的废物。反响性：a.无爆震时就很易发生剧烈变化；b.和水剧烈反响；c.能和水形成爆炸性混合物；d.和水混合产生毒性气体、蒸汽或烟雾；e.有引发源或加热时能爆震或爆炸；f.常温常压下易爆炸和爆炸性反响；j.根据其它法规定义的爆炸品。浸出毒性：按规定的浸出方法进展浸取，当浸出液中有一种或一种以上有害成分的浓度超过表4.1所示鉴别标准的物质。急性毒性：指引起小鼠〔大鼠〕在48h内死亡半数以上者。危险废物的特性：放射性：含有天然放射性元素的废物，比放射性大7固体废物监测学习课件8表4.1

有色金属工业固体废物浸出毒性鉴别标准序号项目浸出液的最高允许浓度/(mg·L-1)1汞及其无机化合物0.05（按Hg计）2镉及其化合物0.3（按Cd计）3砷及其无机化合物1.5（按As）4六价铬化合物1.5（按Cr6+计）5铅及其无机化合物3.0（按Pb）6铜及其化合物50（按Cu）7锌及其化合物50（按Zn）8镍及其化合物25（按Ni）9铍及其化合物0.1（按Be计）10氟化物50（按F计）表4.1

有色金属工业固体废物浸出毒性鉴别标准序号项9第二节固体废物样品的采集和制备我国于1986年颁发了?工业固体废物有害特性试验与监测分析方法?〔试行〕。其中主要论述了有关采样方案的设计、实施和质量控制，固体废物中金属、有机物以及有害物特性等的分析实验方法的选择，地下水、土地处理监测和废物燃烧监测等等。工业废物的采样和制样应符合1998年公布的?工业固体废物采样制样技术标准?。第二节固体废物样品的采集和制备我国于1986年颁发了?工业10工业固体废物的采集

采样程序

①确定采样单元(采样点)个数。②确定采样量。③选用采样方法。工业固体废物的采集11采样单元数确定采样单元的多少取决于两个因素：①物料的均匀程度:物料越不均匀，采样单元应越多。

②采样的准确度:采样的准确度要求越高，采样单元应越多。采样单元数确定采样单元的多少取决于两个因素：12批量大小最少份样数/(液体m3,固体t)/份<555~101050~10015100~50020500~1000251000～500030>500035a.根据固体废物批量大小确定应采份样；b.根据固体废物的最大粒度确定份样量；c.根据采样方法，随即采集份样，组成总样，并认真填写采样记录。尖头钢锹、钢尖镐、采样铲、具盖采样桶或内衬塑料的采样袋。第二节固体废物样品的采集和制备一、样品的采集

(一)采样工具(二)采样(三)份样数(四)份样量批量份样份样份样份样份样样品制备图4.1采样示意图

份样量和采样铲容量

最大粒度/mm最小份样量/kg采样铲容量/mL>15030100~150151600050~1005700040~503170020~40280010~201300<100.5125

批量大小最少份样数a.根据固体13常见采样工具：尖头钢锹、钢尖镐〔腰斧〕、采样铲〔采样器〕、具盖采样桶或内衬塑料的采样袋。常见采样工具：尖头钢锹、钢尖镐〔腰斧〕、采样铲〔采样器〕、具14(五)采样方法1.现场采样当废物以运送带、管道等形式连续排出时，须按一定的间隔采样。采样间隔≤(五)采样方法1.现场采样采样间隔≤15车数/辆所需最少采样车数/辆<10510～251025～502050～10030>10050

容器个数/个所需最少采样容器个数/个<10510～251025～502050～10030>10050

2.运输车及容器采样当车数不多于该批废物规定的份样数时：每车应采份样数＝规定份样数/车数当车数多于该批废物规定的份样数时：车中采样点的布设：对于一批假设干容器盛装的废物：当把一个容器作为一个批量时：当把2～10个容器作为一个批量时：最少容器数＝最少份样数/容器数图4.2车厢中的采样布点示意图批量大小最少份样个数/(液体m3,固体t)/份<555~101050~10015100~50020500~1000251000～500030>500035车数/辆所需最少采样车数/163.废渣堆采样法图4.3

废渣堆中采样点的分布示意图3.废渣堆采样法图4.3

废渣堆中采样点的分布示意图17粉碎机、药碾、钢锤、标准套筛、十字样板、机械缩分器。(一)制样工具(二)制样要求(三)制样程序把全部样品逐级破碎，过5mm筛孔。粉碎过程中，不可随意丢弃难于破碎的粗粒。将样品于清洁、平整不吸水的板面上堆成圆锥型，每铲物料自圆锥顶端落下，使均匀地沿锥尖散落，不可使圆锥中心错位。反复转堆，至少三周，使其充分混合。然后将圆锥顶端轻轻压平，摊开物料后，用十字板自上压下，分成四等份，取两个对角的等份，重复操作数次，直至不少于1kg试样为止。(1)制样过程中，防止样品产生任何化学变化和污染；(2)湿样品应在室温下自然枯燥，使其到达适于破碎、筛分、缩分的程度；(3)制备的样品过筛后装瓶备用。二、样品的制备粉碎机、药碾、钢锤、标准套筛、十字样板、机械缩分器。(1)制18三、样品水分的测定〔1〕测定无机物：称取样品20g左右于105℃下干

燥，恒重至±0.1g，测定水分含量；〔2〕有机物：样品于60℃下枯燥24h，测定水分

含量；〔3〕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％时那么以

百分含量表示，并说明是水溶性或总量。三、样品水分的测定〔1〕测定无机物：称取样品20g左右于1019四、样品pH值的测定见本章第三节，三、腐蚀性试验方法。由于固体废物的不均匀性，测定时应将各点分别测定，测定结果以实际测定pH值范围表示，而不是通过计算混合样品平均值表示。由于样品中二氧化碳含量影响pH值，并且二氧化碳到达平衡极为迅速，所以采样后必须立即测定。四、样品pH值的测定见本章第三节，三、腐蚀性试验方法。20制好的样品密封于容器中保存〔容器对样品不

吸附；不使样品变质〕贴标签：注明编号、废物名称、采样地点、批

量、采样人、制样人、时间。五、样品的保存制好的样品密封于容器中保存〔容器对样品不

吸附；不使样品变质21第三节有害特性的监测方法一、急性毒性试验

急性毒性试验的目的是简便易行的鉴别和表达有害废物的综合急性毒性。第三节有害特性的监测方法一、急性毒性试验22毒性试验动物：试验步骤：称取制备好的样品100g，置于500mL具磨口玻璃塞的三角瓶中，参加100mL〔pH为5.8~6.3)水〔固液比为1:1),振摇3min于室温下静止浸泡24h，用中速定量滤纸过滤，滤液留待灌胃用。对10只小白鼠〔或大白鼠〕进展一次性灌胃，每只灌浸出液0.50(或4.80)mL，对灌胃后的小白鼠〔或大白鼠〕进展中毒病症观察，记录48h内动物死亡数。体重18～24g的小白鼠〔或200～300g大白鼠〕。急性毒性的初筛试验方法称取制备好的样品100g，置于500mL具磨23二、易燃性的试验通过测定废物的闪点鉴别其易燃性。鉴别试验用专用仪器闭口闪点测定仪测定。闪点：可燃物在规定的条件下,加热到它的蒸气与空气所形成的混合气接触火焰发生闪火〔微小的爆炸〕时的最低温度称为闪点。它是出现火灾危险的最低温度，因而可用于表征可燃物火灾危险性的平安指标。二、易燃性的试验通过测定废物的闪点鉴别其易燃性24易燃性：试验步骤：闪点较低的液态状废物和燃烧剧烈而持续的非液态状废物，由于摩擦、吸湿、点燃等自发的化学变化会发热、着火，或可能由于它的燃烧引起人体或环境的危害。按标准要求加热试样至一定温度，停顿搅拌，每升高1℃点火一次，至试样上方刚出现蓝色火焰时，立即读出温度计上的温度值。闪点较低的液态状废物和燃烧剧烈而持续的非液态状废物，由于摩25闪点几种油品的闪点：油品闪点范围油品闪点范围汽油－60～－20煤油28～60柴油50～90润滑油120～340闪点几种油品的闪点：油品闪点范围油品闪点范围汽油－60～－226对粉、粒、块状物料，称取制备好的样品50g〔干基〕，置于1L塑料瓶中，参加新鲜蒸馏水250mL，使固液比为1:5，加盖密封后，放在振荡机上，于室温下，连续振荡30min，静置30min后，测上清液pH值，每种废物取两个平行样品测定其pH值，差值不得大于0.15。三、腐蚀性的试验方法测定方法：方法：仪器：pH值的测定：℃以下对钢制品的腐蚀率。pH计或酸度计对含水量高、呈流态状的稀泥或浆状物料，可将电极直接插入进展pH值测量。腐蚀性：通过接触能损伤生物细胞组织或腐蚀物体而引起危害。对稠状物料可离心或过滤后，测其液体的pH值。对粉、粒、块状物料，称取制备好的样品50g〔干基〕，置于127四、反响性试验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四、反响性试验方法撞击感度测定28五、遇水反响性试验方法遇水反响性包括：〔1〕固体废物与水发生剧烈反响而放出热量，

使体系温度升高。〔2〕与水反响释放出有害气体，如乙炔、硫化

氢、砷化氢、氰化氢。称取固体废物50g，置于250mL的反响器内，参加25mL水汽〔用

1mol/LHCl调节pH值为4〕，加盖密封后，固定在振荡器上，振荡频率为110±10次/min,振荡30min后停机，静置10min.用注射器抽气50mL，注入不同的5mL吸收液中，测定其氰化氢、硫化氢、砷化氢、乙炔的含量。图4.4

固体废物反响器示意图五、遇水反响性试验方法遇水反响性包括：称取固体废物50g，29六、浸出毒性试验浸出方法：称取100g试样，置于浸出容积为2L具盖广口

聚乙烯瓶中，加水1L。将瓶子垂直固定在水平往复

振荡器上，在室温下振荡8h，静置16h。通过

0.45µm滤膜过滤。滤液按各分析工程要求进展保护，

于适宜条件下储存备用。六、浸出毒性试验浸出方法：30汞采用冷原子吸收法或双硫腙分光光度法；镉、铅、铜、锌、镍采用AAS，镉、铅、铜、锌也可采用极谱法〔含量高时用滴定法〕；砷采用二乙基二硫代氨基甲酸盐分光光度法六价铬用二苯碳酰二肼分光光度法；锑和铍用AAS〔亦可用分光光度法〕；氟化物用离子选择电极法；氰化物用异烟酸-吡唑啉酮分光光度法；硫化物用亚甲基蓝分光光度法；硝基苯类化合物用气相色谱法。汞采用冷原子吸收法或双硫腙分光光度法；31一、生活垃圾及其分类〔1〕生活垃圾的概念城镇居民在日常生活中抛弃的固体垃圾，主要包括：生活垃圾、医院垃圾、市场垃圾、建筑垃圾和街道扫集物等。〔2〕生活垃圾的分类①废品类；②厨房类(亦称厨余垃圾)；③灰土类。〔3〕处理方法燃烧(包括热解、气化)；卫生填埋；堆肥。第四节生活垃圾和卫生保健机构废弃物的监测一、生活垃圾及其分类〔1〕生活垃圾的概念城镇居民在日常生32各种方法的测定工程和重点各不一样。燃烧方法的监测重点是垃圾热值；卫生填埋的监测重点是渗沥水和苍蝇密度；堆肥方法的监测重点是生物降解度和堆肥腐熟程度。各种方法的测定工程和重点各不一样。33充分研究垃圾产生地区的根本情况，如居民情况、生活水平、堆放时间；还要考虑在收集、运输、储存过程等可能的变化，然后制定周密的采样方案。采样过程必须详细记录地点、时间、种类、表观特性等。在记录卡传递过程中，必须有专人签署便于查核。分析试验的步骤：〔1〕将1g堆肥置于l00mL烧杯中，滴入几滴酒精使其湿润，再加20mL36％的高氯酸；〔2〕用纹网滤纸(90号纸)过滤；〔3〕参加20mL碘反响剂到滤液中并搅动；〔4〕将几滴滤液滴到白色板上，观察其颜色变化。4.淀粉的测定Gd式中：G——试样质量，kg；

d——垃圾的最大粒度，mm。粒度采用筛分法，按筛目排列，依次连续摇动l5min，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。如果需要在试样枯燥后再称量，那么需在70℃的温度下烘干24h，然后再在枯燥器中冷却后筛分。二、生活垃圾特性分析

2.采样量充分研究垃圾产生地区的根本情况，如居民情况、生活水平、堆放时34在室温下粗测COD的试验步骤:〔1〕称取0.5g已烘干磨碎的试样于500mL锥形瓶中；〔2〕准确量取20mL[c1/6(K2Cr2O7)＝2mo1/L]重铬酸钾溶液参加样品瓶中并充分混合；〔3〕量取20mL硫酸加到样品瓶中；〔4〕在室温下将这一混合物放置12h且不断摇动；〔5〕参加约15mL蒸馏水；〔6〕再依次参加10mL磷酸，0.2g氟化钠和30滴指示剂；〔7〕用标准硫酸亚铁铵溶液滴定；〔8〕用同样的方法在不放试样的情况下做空白试验。

5．生物降解性的测定在室温下粗测COD的试验步骤:5．生物降解性的测定356．热值的测定高热值与低热值换算：式中：Hn——低热值，kJ／kg；Ho——高热值，kJ／kg；I——惰性物质含量，％；W——垃圾的外表湿度，％；WL——剩余的和吸湿性的湿度，％。6．热值的测定高热值与低热值换算：36三、热值的测定方法(一)原理能量守恒定律，样品完全燃烧放出的能量促使卡计本身及其周围的介质(本实验用水)温度升高，测量了介质燃烧前后温度的变化，就可以求算该样品的燃烧热，其关系式：式中：Qv——燃烧热，(J／g)；ρ——水的密度，g/cm3；C——水的比热，J／(℃·g)；W——样品的重量，kg；C卡——卡计的水当量，J／℃；L——为铁丝的长度，cm(其燃烧值为2.9J／cm)；3000——实验用水毫升数，mL。热值：生活垃圾固体废物和无

法确定相对分子质量的混合物单位

量(克或千克)完全氧化时的反响热。三、热值的测定方法(一)原理能量守恒定律，样品完全燃烧放出37测量热效应的仪器：量热计(卡计)。图4.5为氧弹卡计。图4.5氧弹外形示意图测量热效应的仪器：量热计(卡计)。图4.5为氧弹卡计。图4.38四、渗沥水分析1．渗沥水的特性

2．渗沥水的分析工程渗沥水是指从生活垃圾接触中渗出来的水溶液，它提取或溶出了垃圾组成中的物质。理化分析和细菌学检验方法：色度、总固体、总溶解性固体与总悬浮性固体、硫酸盐、氨态氮、凯氏氮、氯化物、总磷、pH值、BOD、COD、钾、钠、细菌总数、总大肠菌群等。其中细菌总数和大肠菌群是我国特有的监测工程。〔1〕成分的不稳定性：主要取决于垃圾组成；〔2〕浓度的可变性：主要取决于填埋时间；〔3〕组成的特殊性：垃圾中存在的物质，渗沥水中不一定存在。而一般废水中存在的组分渗沥水中也不一定存在，例如油类、氰化物、铬和汞等；〔4〕渗沥水是不同于生活污水的特殊污水。四、渗沥水分析1．渗沥水的特性渗沥水是指从生活垃圾理化分析和39五、渗沥实验1．固体废物堆场渗沥水采样点的选择

正规设计的垃圾填埋场

一般废弃物堆场

五、渗沥实验1．固体废物堆场渗沥水采样点的选择40图4.14典型平安填埋场示意图及渗沥水采样点示意图I.废物堆；II.可渗透性土壤；III.非渗透性土壤1.表层植被；2.土壤；3.粘土层；4.双层有机内衬；5.砂质土；6.单层有机内衬；7.渗出液抽汲泵〔采样点〕；8.膨润土浆；9.渗出液收集管；10.正常地下水位；11.堆场内地下水位图4.14典型平安填埋场示意图及渗沥水采样点示意图41图4.15有害废物淋浸过程示意图A.水的扩散、产生淋浸液；B.最初的淋浸过程；C.吸附、pH效应、生物降解、沉淀等；D.过滤、析出沉淀等；

E.析出沉淀、离子交换、吸附、生物降解等；F.作用同E层，另有稀释作用。①垃圾〔或废物〕堆场中有害物浓度；②最初淋浸液中有害物浓度；③流离垃圾堆场前有害物浓度；④流离垃圾堆场后有害物浓度；⑤流离非含水层前有害物浓度；⑥含水层中采样点有害物浓度。图4.15有害废物淋浸过程422．渗沥试验(1)工业固体废物渗沥模型：图4.16固体废物渗沥模型实验装置示意图2．渗沥试验(1)工业固体废物渗沥模型：图4.16固体43(2)生活垃圾渗沥柱：图4.17生活垃圾渗沥柱示意图(2)生活垃圾渗沥柱：图4.17生活垃圾渗沥柱示意44试设计校园内生活垃圾特性分析及垃圾渗沥水分析工程及分析方法。校园垃圾图试设计校园内生活垃圾特性分析及垃圾渗沥水分析工程及分析方法。45六、垃圾堆蝇类滋生密度的测定

3.试剂将蝇类用诱饵引诱，集聚至诱捕笼内，加以分类、测定。(1)捕蝇笼；(2)长方形白搪瓷盘；(3)镊钳；(4)放大镜；(5)搪瓷菜盘。(1)速灭灵(或其他有效灭虫剂)；(2)酒精(75％)。六、垃圾堆蝇类滋生密度的测定将蝇类用诱饵引诱，集聚至诱捕(461．废弃物排放源及分类2．卫生保健机构废弃物的“处理〞〔1〕首先应分类收集和贮存，例如锐利医疗器械应贮于耐扎的容器中。病理性、传染性废弃物须与其他废弃物分开。危险性大的废弃物可先高压蒸汽消毒。〔2〕各类废弃物应装在专用的防潮的有一定强度的袋或容器中并以颜色、符号标记病理性、传染性废弃物。〔3〕不管在医院内外，应用专用运输工具并严格消毒。〔4〕病理性和传染性废弃物的首选处置方法是燃烧，其他类废物或燃烧或采取另外方法处置。〔5〕在整个过程需严格监视、监测和管理。七、卫生保健机构废弃物的定义、分类和处理(1)普通废弃物；(2)病理性废弃物；(3)放射性废弃物；(4)化学性废弃物；(5)传染性废弃物；(6)锐利器械；(7)药理性废弃物。1．废弃物排放源及分类〔1〕首先应分类收集和贮存，例如锐利医47第五节

有害物质的毒理学研究方法一、实验动物的选择及毒性试验分类〔一〕实验动物的选择〔二〕毒性试验分类常用的动物有小鼠、大鼠、兔、豚鼠、猫、狗和猴等。鱼类有鲢鱼、草鱼和金鱼等。第五节

有害物质的毒理学研究方法一、实验动物的选择及毒性试48用较低剂量进展3个月到1年的投毒，观察病理、生理、生化反响以及寻找中毒诊断指标，并为制定最大允许浓度提供科学依据。急性毒性试验

亚急性毒性试验

慢性毒性试验

一般用半致死剂量的1/5~1/20，每天投毒，连续半个月到3个月左右。一次〔或几次〕投给实验动物较大剂量的化合物，观察在短期内〔一般24小时到2周以内〕中毒反响。用较低剂量进展3个月到1年的投毒，观察病理、生理、生化反响以49〔三〕污染物的毒性作用剂量表4.2

污染物的毒性和剂量关系

无害量中害量致死量绝对致死量半数致死量最小致死量最大耐受量最大平安量〔三〕污染物的毒性作用剂量表4.2

污染物的毒性和剂量关50表4.3

某化合物小鼠一次灌胃死亡情况表4.4

急性毒性分级表剂量/(mg·L-1)5152535455565动物数10101010101010存活数10986310死亡数01247910死亡率/％01020407090100等级名称小鼠一次口服的半数致死量/(mg·kg-1)小鼠一次吸入2小时的半数致死量/(mL·m-3)家兔一次皮肤涂毒的半数致死量/(mg·kg-1)1剧毒<10<50<102高毒11～10051～50010～503中等毒性101～1000501～500051～5004低毒1001～100005001～50000501～50005微毒>10000>50000>5000表4.3

某化合物小鼠一次灌胃死亡情况表4.4

急性51〔一〕吸入染毒法的种类〔二〕吸入染毒法的本卷须知二、吸入毒性试验实验动物应挑选安康、成年并同龄的动物，雌雄各半。每组10只，取假设干组用不同浓度进展试验，要求一组在试验条件下全部存活，一组全部死亡，其他各组有不同的死亡率，然后求出半数致死浓度〔LC50〕，对未死动物取出后继续观察7～14天。了解恢复或开展状况，对死亡动物〔必要时对未死动物〕做病理形态学检验。将实验动物放在染毒柜内，连续不断地将由受检毒物和新鲜空气配制成一定浓度的混合气体通入染毒柜，并排出等量的污染空气，形成一个动态平衡的染毒环境。在一个密闭容器〔或称染毒柜〕内，参加一定量受检物〔气体或挥发性液体〕，使均匀分布在染毒柜，经呼吸道侵入实验动物体内。〔一〕吸入染毒法的种类二、吸入毒性试验实验动物应挑选安康、成52三、口服毒性试验〔一〕口服染毒法的种类〔二〕本卷须知四、鱼类毒性实验三、口服毒性试验〔一〕口服染毒法的种类四、鱼类毒性实验53本章结束谢谢！本章结束谢谢！54第四章固体废物监测第四章固体废物监测55本章教学目录第一节固体废物概述第二节固体废物样品的采集和制备第三节有害特性的监测方法第四节生活垃圾和卫生保健机构废弃的监测第五节有害物质的毒理学研究方法本章教学目录第一节固体废物概述56

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、危险特性分析本章教学目的、要求 1.熟悉有害工业固废的定义和分类；本章教学目的、要57一、固体废物的定义和分类第一节固体废物概述固体废物：生产、建立、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。一、固体废物的定义和分类第一节固体废物概述固体废物：生产、58分类方法按化学性质：有机物和无机物；按形状：固体和泥状；按危害状况：危险废物〔有害废物〕和一般废物；按来源：矿业、工业固体废物、城市垃圾

〔包括下水道污泥〕、农业和放射性固体废物

等。在固体废物中对环境影响最大的是:工业有害固体废物和城市垃圾分按化学性质：有机物和无机物；按形状：固体和泥状；按危害状59危险废物二、危险废物的定义和鉴别危险废物指在国家危险废物名录中，和根据国务院环境保护部门规定的危险废物鉴别标准认定的具有危险性的废物。〔1〕引起或严重导致人类

和动植物死亡率增加；〔2〕引起各种疾病的增加；〔3〕降低对疾病的抵抗力；〔4〕在处理、贮存、运送、

处置或其他管理不当时，对人

体安康或环境会造成现实的或

潜在的危害。危险废物二、危险废物的定义和鉴别危险废物指在国家危险废物名录60危险废物的特性：易燃性腐蚀性反响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废物，比放射性大于1×10－7Ci/kg者；含有人工放射性元素的废物或比放射性大于露天水源限制浓度的10～100倍〔半衰期>60天〕者。易燃性：含闪点低于60℃的液体，经摩擦或吸湿和自发的变化具有着火倾向的固体。腐蚀性:含水废物，或本身不含水但参加定量水后其浸出液的pH≤2或pH≥12.5的废物，或最低温度为55℃以下时对钢制品每年的腐蚀深度大于0.64cm的废物。反响性：a.无爆震时就很易发生剧烈变化；b.和水剧烈反响；c.能和水形成爆炸性混合物；d.和水混合产生毒性气体、蒸汽或烟雾；e.有引发源或加热时能爆震或爆炸；f.常温常压下易爆炸和爆炸性反响；j.根据其它法规定义的爆炸品。浸出毒性：按规定的浸出方法进展浸取，当浸出液中有一种或一种以上有害成分的浓度超过表4.1所示鉴别标准的物质。急性毒性：指引起小鼠〔大鼠〕在48h内死亡半数以上者。危险废物的特性：放射性：含有天然放射性元素的废物，比放射性大61固体废物监测学习课件62表4.1

有色金属工业固体废物浸出毒性鉴别标准序号项目浸出液的最高允许浓度/(mg·L-1)1汞及其无机化合物0.05（按Hg计）2镉及其化合物0.3（按Cd计）3砷及其无机化合物1.5（按As）4六价铬化合物1.5（按Cr6+计）5铅及其无机化合物3.0（按Pb）6铜及其化合物50（按Cu）7锌及其化合物50（按Zn）8镍及其化合物25（按Ni）9铍及其化合物0.1（按Be计）10氟化物50（按F计）表4.1

有色金属工业固体废物浸出毒性鉴别标准序号项63第二节固体废物样品的采集和制备我国于1986年颁发了?工业固体废物有害特性试验与监测分析方法?〔试行〕。其中主要论述了有关采样方案的设计、实施和质量控制，固体废物中金属、有机物以及有害物特性等的分析实验方法的选择，地下水、土地处理监测和废物燃烧监测等等。工业废物的采样和制样应符合1998年公布的?工业固体废物采样制样技术标准?。第二节固体废物样品的采集和制备我国于1986年颁发了?工业64工业固体废物的采集

采样程序

①确定采样单元(采样点)个数。②确定采样量。③选用采样方法。工业固体废物的采集65采样单元数确定采样单元的多少取决于两个因素：①物料的均匀程度:物料越不均匀，采样单元应越多。

②采样的准确度:采样的准确度要求越高，采样单元应越多。采样单元数确定采样单元的多少取决于两个因素：66批量大小最少份样数/(液体m3,固体t)/份<555~101050~10015100~50020500~1000251000～500030>500035a.根据固体废物批量大小确定应采份样；b.根据固体废物的最大粒度确定份样量；c.根据采样方法，随即采集份样，组成总样，并认真填写采样记录。尖头钢锹、钢尖镐、采样铲、具盖采样桶或内衬塑料的采样袋。第二节固体废物样品的采集和制备一、样品的采集

(一)采样工具(二)采样(三)份样数(四)份样量批量份样份样份样份样份样样品制备图4.1采样示意图

份样量和采样铲容量

最大粒度/mm最小份样量/kg采样铲容量/mL>15030100~150151600050~1005700040~503170020~40280010~201300<100.5125

批量大小最少份样数a.根据固体67常见采样工具：尖头钢锹、钢尖镐〔腰斧〕、采样铲〔采样器〕、具盖采样桶或内衬塑料的采样袋。常见采样工具：尖头钢锹、钢尖镐〔腰斧〕、采样铲〔采样器〕、具68(五)采样方法1.现场采样当废物以运送带、管道等形式连续排出时，须按一定的间隔采样。采样间隔≤(五)采样方法1.现场采样采样间隔≤69车数/辆所需最少采样车数/辆<10510～251025～502050～10030>10050

容器个数/个所需最少采样容器个数/个<10510～251025～502050～10030>10050

2.运输车及容器采样当车数不多于该批废物规定的份样数时：每车应采份样数＝规定份样数/车数当车数多于该批废物规定的份样数时：车中采样点的布设：对于一批假设干容器盛装的废物：当把一个容器作为一个批量时：当把2～10个容器作为一个批量时：最少容器数＝最少份样数/容器数图4.2车厢中的采样布点示意图批量大小最少份样个数/(液体m3,固体t)/份<555~101050~10015100~50020500~1000251000～500030>500035车数/辆所需最少采样车数/703.废渣堆采样法图4.3

废渣堆中采样点的分布示意图3.废渣堆采样法图4.3

废渣堆中采样点的分布示意图71粉碎机、药碾、钢锤、标准套筛、十字样板、机械缩分器。(一)制样工具(二)制样要求(三)制样程序把全部样品逐级破碎，过5mm筛孔。粉碎过程中，不可随意丢弃难于破碎的粗粒。将样品于清洁、平整不吸水的板面上堆成圆锥型，每铲物料自圆锥顶端落下，使均匀地沿锥尖散落，不可使圆锥中心错位。反复转堆，至少三周，使其充分混合。然后将圆锥顶端轻轻压平，摊开物料后，用十字板自上压下，分成四等份，取两个对角的等份，重复操作数次，直至不少于1kg试样为止。(1)制样过程中，防止样品产生任何化学变化和污染；(2)湿样品应在室温下自然枯燥，使其到达适于破碎、筛分、缩分的程度；(3)制备的样品过筛后装瓶备用。二、样品的制备粉碎机、药碾、钢锤、标准套筛、十字样板、机械缩分器。(1)制72三、样品水分的测定〔1〕测定无机物：称取样品20g左右于105℃下干

燥，恒重至±0.1g，测定水分含量；〔2〕有机物：样品于60℃下枯燥24h，测定水分

含量；〔3〕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％时那么以

百分含量表示，并说明是水溶性或总量。三、样品水分的测定〔1〕测定无机物：称取样品20g左右于1073四、样品pH值的测定见本章第三节，三、腐蚀性试验方法。由于固体废物的不均匀性，测定时应将各点分别测定，测定结果以实际测定pH值范围表示，而不是通过计算混合样品平均值表示。由于样品中二氧化碳含量影响pH值，并且二氧化碳到达平衡极为迅速，所以采样后必须立即测定。四、样品pH值的测定见本章第三节，三、腐蚀性试验方法。74制好的样品密封于容器中保存〔容器对样品不

吸附；不使样品变质〕贴标签：注明编号、废物名称、采样地点、批

量、采样人、制样人、时间。五、样品的保存制好的样品密封于容器中保存〔容器对样品不

吸附；不使样品变质75第三节有害特性的监测方法一、急性毒性试验

急性毒性试验的目的是简便易行的鉴别和表达有害废物的综合急性毒性。第三节有害特性的监测方法一、急性毒性试验76毒性试验动物：试验步骤：称取制备好的样品100g，置于500mL具磨口玻璃塞的三角瓶中，参加100mL〔pH为5.8~6.3)水〔固液比为1:1),振摇3min于室温下静止浸泡24h，用中速定量滤纸过滤，滤液留待灌胃用。对10只小白鼠〔或大白鼠〕进展一次性灌胃，每只灌浸出液0.50(或4.80)mL，对灌胃后的小白鼠〔或大白鼠〕进展中毒病症观察，记录48h内动物死亡数。体重18～24g的小白鼠〔或200～300g大白鼠〕。急性毒性的初筛试验方法称取制备好的样品100g，置于500mL具磨77二、易燃性的试验通过测定废物的闪点鉴别其易燃性。鉴别试验用专用仪器闭口闪点测定仪测定。闪点：可燃物在规定的条件下,加热到它的蒸气与空气所形成的混合气接触火焰发生闪火〔微小的爆炸〕时的最低温度称为闪点。它是出现火灾危险的最低温度，因而可用于表征可燃物火灾危险性的平安指标。二、易燃性的试验通过测定废物的闪点鉴别其易燃性78易燃性：试验步骤：闪点较低的液态状废物和燃烧剧烈而持续的非液态状废物，由于摩擦、吸湿、点燃等自发的化学变化会发热、着火，或可能由于它的燃烧引起人体或环境的危害。按标准要求加热试样至一定温度，停顿搅拌，每升高1℃点火一次，至试样上方刚出现蓝色火焰时，立即读出温度计上的温度值。闪点较低的液态状废物和燃烧剧烈而持续的非液态状废物，由于摩79闪点几种油品的闪点：油品闪点范围油品闪点范围汽油－60～－20煤油28～60柴油50～90润滑油120～340闪点几种油品的闪点：油品闪点范围油品闪点范围汽油－60～－280对粉、粒、块状物料，称取制备好的样品50g〔干基〕，置于1L塑料瓶中，参加新鲜蒸馏水250mL，使固液比为1:5，加盖密封后，放在振荡机上，于室温下，连续振荡30min，静置30min后，测上清液pH值，每种废物取两个平行样品测定其pH值，差值不得大于0.15。三、腐蚀性的试验方法测定方法：方法：仪器：pH值的测定：℃以下对钢制品的腐蚀率。pH计或酸度计对含水量高、呈流态状的稀泥或浆状物料，可将电极直接插入进展pH值测量。腐蚀性：通过接触能损伤生物细胞组织或腐蚀物体而引起危害。对稠状物料可离心或过滤后，测其液体的pH值。对粉、粒、块状物料，称取制备好的样品50g〔干基〕，置于181四、反响性试验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四、反响性试验方法撞击感度测定82五、遇水反响性试验方法遇水反响性包括：〔1〕固体废物与水发生剧烈反响而放出热量，

使体系温度升高。〔2〕与水反响释放出有害气体，如乙炔、硫化

氢、砷化氢、氰化氢。称取固体废物50g，置于250mL的反响器内，参加25mL水汽〔用

1mol/LHCl调节pH值为4〕，加盖密封后，固定在振荡器上，振荡频率为110±10次/min,振荡30min后停机，静置10min.用注射器抽气50mL，注入不同的5mL吸收液中，测定其氰化氢、硫化氢、砷化氢、乙炔的含量。图4.4

固体废物反响器示意图五、遇水反响性试验方法遇水反响性包括：称取固体废物50g，83六、浸出毒性试验浸出方法：称取100g试样，置于浸出容积为2L具盖广口

聚乙烯瓶中，加水1L。将瓶子垂直固定在水平往复

振荡器上，在室温下振荡8h，静置16h。通过

0.45µm滤膜过滤。滤液按各分析工程要求进展保护，

于适宜条件下储存备用。六、浸出毒性试验浸出方法：84汞采用冷原子吸收法或双硫腙分光光度法；镉、铅、铜、锌、镍采用AAS，镉、铅、铜、锌也可采用极谱法〔含量高时用滴定法〕；砷采用二乙基二硫代氨基甲酸盐分光光度法六价铬用二苯碳酰二肼分光光度法；锑和铍用AAS〔亦可用分光光度法〕；氟化物用离子选择电极法；氰化物用异烟酸-吡唑啉酮分光光度法；硫化物用亚甲基蓝分光光度法；硝基苯类化合物用气相色谱法。汞采用冷原子吸收法或双硫腙分光光度法；85一、生活垃圾及其分类〔1〕生活垃圾的概念城镇居民在日常生活中抛弃的固体垃圾，主要包括：生活垃圾、医院垃圾、市场垃圾、建筑垃圾和街道扫集物等。〔2〕生活垃圾的分类①废品类；②厨房类(亦称厨余垃圾)；③灰土类。〔3〕处理方法燃烧(包括热解、气化)；卫生填埋；堆肥。第四节生活垃圾和卫生保健机构废弃物的监测一、生活垃圾及其分类〔1〕生活垃圾的概念城镇居民在日常生86各种方法的测定工程和重点各不一样。燃烧方法的监测重点是垃圾热值；卫生填埋的监测重点是渗沥水和苍蝇密度；堆肥方法的监测重点是生物降解度和堆肥腐熟程度。各种方法的测定工程和重点各不一样。87充分研究垃圾产生地区的根本情况，如居民情况、生活水平、堆放时间；还要考虑在收集、运输、储存过程等可能的变化，然后制定周密的采样方案。采样过程必须详细记录地点、时间、种类、表观特性等。在记录卡传递过程中，必须有专人签署便于查核。分析试验的步骤：〔1〕将1g堆肥置于l00mL烧杯中，滴入几滴酒精使其湿润，再加20mL36％的高氯酸；〔2〕用纹网滤纸(90号纸)过滤；〔3〕参加20mL碘反响剂到滤液中并搅动；〔4〕将几滴滤液滴到白色板上，观察其颜色变化。4.淀粉的测定Gd式中：G——试样质量，kg；

d——垃圾的最大粒度，mm。粒度采用筛分法，按筛目排列，依次连续摇动l5min，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。如果需要在试样枯燥后再称量，那么需在70℃的温度下烘干24h，然后再在枯燥器中冷却后筛分。二、生活垃圾特性分析

2.采样量充分研究垃圾产生地区的根本情况，如居民情况、生活水平、堆放时88在室温下粗测COD的试验步骤:〔1〕称取0.5g已烘干磨碎的试样于500mL锥形瓶中；〔2〕准确量取20mL[c1/6(K2Cr2O7)＝2mo1/L]重铬酸钾溶液参加样品瓶中并充分混合；〔3〕量取20mL硫酸加到样品瓶中；〔4〕在室温下将这一混合物放置12h且不断摇动；〔5〕参加约15mL蒸馏水；〔6〕再依次参加10mL磷酸，0.2g氟化钠和30滴指示剂；〔7〕用标准硫酸亚铁铵溶液滴定；〔8〕用同样的方法在不放试样的情况下做空白试验。

5．生物降解性的测定在室温下粗测COD的试验步骤:5．生物降解性的测定896．热值的测定高热值与低热值换算：式中：Hn——低热值，kJ／kg；Ho——高热值，kJ／kg；I——惰性物质含量，％；W——垃圾的外表湿度，％；WL——剩余的和吸湿性的湿度，％。6．热值的测定高热值与低热值换算：90三、热值的测定方法(一)原理能量守恒定律，样品完全燃烧放出的能量促使卡计本身及其周围的介质(本实验用水)温度升高，测量了介质燃烧前后温度的变化，就可以求算该样品的燃烧热，其关系式：式中：Qv——燃烧热，(J／g)；ρ——水的密度，g/cm3；C——水的比热，J／(℃·g)；W——样品的重量，kg；C卡——卡计的水当量，J／℃；L——为铁丝的长度，cm(其燃烧值为2.9J／cm)；3000——实验用水毫升数，mL。热值：生活垃圾固体废物和无

法确定相对分子质量的混合物单位

量(克或千克)完全氧化时的反响热。三、热值的测定方法(一)原理能量守恒定律，样品完全燃烧放出91测量热效应的仪器：量热计(卡计)。图4.5为氧弹卡计。图4.5氧弹外形示意图测量热效应的仪器：量热计(卡计)。图4.5为氧弹卡计。图4.92四、渗沥水分析1．渗沥水的特性

2．渗沥水的分析工程渗沥水是指从生活垃圾接触中渗出来的水溶液，它提取或溶出了垃圾组成中的物质。理化分析和细菌学检验方法：色度、总固体、总溶解性固体与总悬浮性固体、硫酸盐、氨态氮、凯氏氮、氯化物、总磷、pH值、BOD、COD、钾、钠、细菌总数、总大肠菌群等。其中细菌总数和大肠菌群是我国特有的监测工程。〔1〕成分的不稳定性：主要取决于垃圾组成；〔2〕浓度的可变性：主要取决于填埋时间；〔3〕组成的特殊性：垃圾中存在的物质，渗沥水中不一定存在。而一般废水中存在的组分渗沥水中也不一定存在，例如油类、氰化物、铬和汞等；〔4〕渗沥水是不同于生活污水的特殊污水。四、渗沥水分析1．渗沥水的特性渗沥水是指从生活垃圾理化分析和93五、渗沥实验1．固体废物堆场渗沥水采样点的选择

正规设计的垃圾填埋场

一般废弃物堆场

五、渗沥实验1．固体废物堆场渗沥水采样点的选择94图4.14典型平安填埋场示意图及渗沥水采样点示意图I.废物堆；II.可渗透性土壤；III.非渗透性土壤1.表层植被；2.土壤；3.粘土层；4.双层有机内衬；5.砂质土；6.单层有机内衬；7.渗出液抽汲泵〔采样点〕；8.膨润土浆；9.渗出液收集管；10.正常地下水位；11.堆场内地下水位图4.14典型