第四章 固体废物监测.ppt

1、第四章 固体废弃物监测,本章内容,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 有害物质的毒理学研究方法,4-1 概述,据统计，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。 因此，了解固体废物的来源和危害，加强固体废物的监测和管理是环境保护工作的重要任务之一。 固体废物是一个相对概念。 “放错了地方的原料”,固体废物的分类,按其化学性质可以分为有机废物和无机废物； 按其形态可以分为固态废物、半固态废物和液态（气态）废物； 按其污染特性可以分为危险废物和一般废物； 按来源分为

2、工业固体废物，农业废弃物和城市生活垃圾。,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。 危险特性通常是指易燃性、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。,有害固体废物的鉴别,（一）特性 易燃性、腐蚀性、反应性、放射性、浸取毒性、口服毒性、吸入毒、皮肤、蓄积性、刺激性、遗传变异、水生生物毒性、植物毒性、传染性。,（二）我国对有害特性的定义 急性毒性，易燃性，腐蚀性，反应性，放射性，浸出毒性及其他毒性（包括生物蓄积性、刺激或过敏性、遗传变异性、水生生物毒性和传染性等）,（三）鉴

3、别一种废物是否有害的定义 可以用四点不良后果来定义： 1、引起或严重导致死亡率增加； 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。,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。 为采集具代表性样品，采样前应进行调查工艺生产过程废物类型、排放数量、堆积历史、危害程度、综合利用情况。,4-2-1 工业固体废物的采集,工业固体废物的采样工具包括尖头钢锹、钢锤、采样探子、采样钻、气动和真空探针、取样铲、带盖盛样桶或内衬塑

4、料薄膜的盛样袋等。 采样程序 确定采样单元(采样点)个数。 确定采样量。 选用采样方法。,批量大小与最小份样数,采样单元数确定,采样单元的多少取决于两个因素： 物料的均匀程度:物料越不均匀，采样 单元应越多。 采样的准确度:采样的准确度要求越高， 采样单元应越多。,采样量,采样量可根据切乔特经验公式 （缩分公式）计算。 Q=K d a Q应采的最小样品量，kg； d固体废物最大颗粒直径mm； K缩分系数； a经验常数。,采样方法,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。,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

5、。 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。,车厢中的采样布点的位置,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。,工业固体废物样品制备,制样工具 : 粉碎机械 药碾 研钵 钢锤 标准套筛 十字分样板 机械缩分器。,工业固体废物样品的制备,将所采样品均匀平铺在洁净、干燥、通风的房间自然干燥。 (1) 粉碎 (2) 筛分 (3)

6、 混合 (4) 缩分,粉碎,经破碎和研磨以减小样品的粒度：粉碎可用机械或手工完成。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,使样品保证95以上处于某一粒度范围：根据样品的最大粒径选择相应的筛号，分阶段筛出全部粉碎样品筛上部分应全部返回粉碎工序重新粉碎，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

7、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。,4-2-2 城市生活垃圾的采集,城市生活垃圾样品的采集可参照工业固体废物，也可按下列步骤进行。 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。,采样点的确定,为了使样品具有代表性，采用点面结合确定几个采样点。在市区选择23个居民生活水平与燃料结构具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。做生活垃圾全面调查分析时，点面采样时间定为半个月一次。,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

8、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，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90100kg为止，即为初样品。,样品的制备,制样的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）。 制样的步骤包括：破碎、过筛、混均缩分。,城市生活垃圾样品的制备,（1）分检 （2）粉碎 （3）混合缩分,分 检,将采取的生活垃圾样品按

9、分类方法手工分拣垃圾样品，并记录下各类成分的比例或质量。,粉 碎,分别对各类废物进行粉碎。对灰土、砖瓦陶瓷类废物，先用手锤将大块敲碎，然后用粉碎机或其他粉碎工具进行粉碎；对动植物、纸类、纺织物、塑料等废物，剪刀剪碎。粉碎后样品的大小，根据分析测定项目确定。,混合缩分,混合缩分采用圆锥四分法。,样品水分的测定,称取样品20g左右， 测定样品中的无机物时可在105下干燥，恒重至0.1g，测定水分含量。 测定样品中的有机物时应于60下干燥24h，确定水分含量。,4-3 有害特性的监测方法,急性毒性（LD50） 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

10、死剂量(LD50)试验，评定毒性大小。 易燃性 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。,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。 反应性 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。,急性毒性鉴别方法,

11、(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11)，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1824g的小白鼠(或体重200300g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710天，健康者，方可使用。实验前812h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0.4mL20g(体重)，大鼠不超过1.0mL100g(体重)； (4)对灌胃后的小鼠(或大鼠)进行中毒症状的

12、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。,鉴别易燃性的方法,（1）仪器 应采用闭口闪点测定仪，常用的配套仪器有温度计和防护屏。 温度计 温度计采用1号温度计(-30170)或2号温度计(100300)。 防护屏 采用镀锌铁皮制成，高度550-650mm，宽度以适用为度，屏身内壁漆成黑色。 （2）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时，立即读出温度计上的温度值，该值即为测定结果。 操作过程的细节可参阅GB26177石油产品闪点测定法(闭口杯法)。,腐蚀性

13、测定方法,介绍pH值的测定：(1)仪器 采用pH计或酸度计，最小刻度单位在0.1pH单位以下。 (2)方法 用与待测样品pH值相近的标准溶液校正pH计，并加以温度补偿。,反应性测定方法,释放有害气体的测定方法。 (1)反应装置 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。 (2)硫化氢气的测定 (3)氰化氢气的测定,浸出毒性,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。,浸出毒性测定

14、方法,浸出办法： (1)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0.45m滤膜过滤得到浸出液，测定污染物浓度。 (2)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0.45m滤膜过滤得到浸出液，测定污染物浓度。,4-4 生活垃圾和卫生保健机构废弃物的特性分析,4-4-1生活垃圾及其分类 1、生活垃圾的概念 生活垃圾是指城镇居民在日常生活中抛弃的固体废弃物，主要包括生活垃圾、市场垃圾、医院垃圾、建筑垃圾和街道扫集物，它是一种不均匀、种类各异的异质混合物。,2、生活垃圾的分类 1) 废品类：废金属、废塑料、废玻璃、废橡皮、废纤维类

15、、废纸类、砖瓦类。 2) 厨房类：饮食废物、蔬菜废物、肉类和肉骨，以及我国部分城市厨房燃料用煤、煤制品、木炭、木材的燃余物。 3) 灰土类：修建、清理时的土、煤、灰渣 3、处理方法：焚烧、卫生填埋、堆肥。,1粒度的测定 筛分法 试样在70干燥24h，冷却后进行筛分，按筛目排列，依次连续摇动15分钟，转入下一号筛子，计算每一号微粒所占百分比。 2淀粉的测定 垃圾在堆肥处理的过程中需借助淀粉量的分析来判断堆肥的腐蚀程度。 （1）测定原理 淀粉与碘形成淀粉碘化络合物显蓝色，随着淀粉量由高低其颜色变化由深蓝浅蓝灰绿黄（碘溶解在水中颜色）,4-4-2 特性分析,（2）测定方法 （a）1g样品置100mL

16、烧杯中加几滴乙醇湿润，加20mL36%HClO4（分解有机物，使淀粉溶解）。 （b）用纹网滤纸过滤（90号纸）取清液测定。 （c）加20mL碘反应剂（2gKI溶于500mL水中，加0.08g碘）于滤液中援匀。 (d)取n滴混合液于白瓷板上观察颜色。 3生物降解度的测定 通过测定常温下的CODcr值来描述其降解度,0.500g试样于500mL锥形瓶中，加20.0mL K2Cr2O7标准溶液(0.2000mol/L, K2Cr2O7)摇匀,加20mL浓H2SO4振荡12h,加15mL蒸馏水,10.0mL H3PO4 0.2g NaF,30滴邻苯胺基苯甲酸指示剂,用标准(NH4) 2Fe(SO4)

17、2液滴定至绿色为终点,做空白滴定 b空白滴定消耗Fe2+体积mL a试样消耗Fe2+体积mL VK2Cr2O7体积mL CK2Cr2O7浓度（0.2000mol/L）,4垃圾热值的测定 热值 垃圾燃烧时释放出来的热量称热值。 高热值（H0）垃圾中可燃性物质完全燃烧时释放出来的全部热量（KJ /Kg）。 低热值（H）垃圾燃烧时实际释放出的热量（不可燃烧物质和水蒸发要消耗掉一部分热量）（KJ /Kg）。,H0垃圾燃烧高热值（KJ /Kg） H垃圾燃烧低热值（KJ /Kg） I惰性物质的量（%） W垃圾的表面湿度（%） WL剩余的和吸湿性的湿度（%） 测定方法见国标,4-4-3 垃圾渗沥水分析,渗沥

18、水是指垃圾由于垃圾本身的腐败渗水，雨淋或其它原因被浇上水，然后渗沥出来的水溶液，它能把垃圾中的可溶物全部溶解出来，是一种危害很大的污染源。垃圾填埋防渗措施不力，露天堆肥可产生渗沥水。 （一）渗沥水的特点 （1）组分特殊（2）成份不稳定（3）浓度变化大 （2）常规分析项目 色度、总固体、总溶解性固体、总悬浮固体、SO42、NH3N、凯氏氮、Cl、TP、pH、COD、BOD、K+、Na+、细菌总数、总大肠杆菌群数。,渗沥试验,拟议中的废物堆场对地下水和周围环境产生的可能影响可采用渗沥试验法。 (1)工业固体废物的渗沥模型 固体废物长期堆放可能通过渗沥污染地下水和周围土地，应进行渗沥模型试验 。,固

19、体废物渗沥模型试验装置,1-雨水或蒸馏水；2-固体废物；3-玻璃棉；4-渗漏液,4-4 有害物质的毒理学研究方法,利用生物在该环境中的反应来描述环境的质量是毒理学研究最理想的手段。例如用鱼类作毒性试验，找出毒性和剂量的关系，称为毒理学研究方法。 毒理学的研究方法,（一）实验动物的选择 1选择依据 试验要求、来源、经济价值、饲养。 2常用的试验动物 大鼠、小鼠、兔、豚鼠、猫、狗、猴、鱼类：金鱼、链鱼、草鱼。 3制定一种毒物在环境中允许的浓度，除考虑其毒性外，还要考虑其稳定性及在环境中的自净能力。,4-4-1 实验动物的选择及毒性试验分类,（二）毒性试验的分类 1急性毒性试验 一次投给试验动物较大剂量毒物，观察在短期内的中毒反应。 2亚急性毒性试验 半数致死剂量的1/51/20投毒3个月了解毒物有无积累作用和耐分解情况，而且从观察受试验动物的生理生化变化和行为来研究污染毒物对生物的作用方式，致毒机理。 3慢性毒性试验 低剂量毒物进行3个月至一年的投毒在卵的孵化繁殖幼体发育，生物生长的主要时期进行试验，由生长率观察毒物对生物繁殖、生长影响。用于观察病理、生理、生化反应、寻找中毒诊断指标，为制订毒物在环境中的最大允许浓度提供依据。,4-4-2 污染物的毒性作用剂量,