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1、第四章 固体废物监测,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物的监测 第五节 有害物质的毒理学研究方法,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。,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。,危险废物,二、危险废物的定义和鉴别,指在国家危险废物名录中,和根据国务院环境保护部
2、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 体健康或环境会造成现实的或 潜在的危害。,危险废物的特性: 易燃性 腐蚀性 反应性 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1107Ci/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10100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
3、加入定量水后其浸出液的pH2或pH12.5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。,反应性:a.无爆震时就很易发生剧烈变化;b.和水剧烈反应;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应;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行浸取,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。,表4.1 有色金属工业固体废物浸出毒性鉴别标准,批量大小 最少份样数 /(液体m3,固体t
4、) /份 5000 35,a. 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,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 150 30 100150 15 16000 50100 5 7000 4050 3 1700 2040 2 800 1020 1 300 10 0.5 125,(五) 采样方法,1.现场采样
5、,采样间隔,车数/辆 所需最少采样车数/辆 100 50,容器个数 /个 所需最少采样容器个数/个 100 50,2.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:,对于一批若干容器盛装的废物:,当把一个容器作为一个批量时:,当把210个容器作为一个批量时:,最少容器数最少份样数/容器数,批量大小 最少份样个数 /(液体m3,固体t) /份 5000 35,3.废渣堆采样法,图4.3 废渣堆中采样点的分布示意图,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 (
6、三)制样程序,1.粉碎 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。 2.缩分 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干燥,使其达到适于破碎、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,三、样品水分的测定,(1)测定无机物:称取样品20
7、g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 下干燥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时则以 百分含量表示,并说明是水溶性或总量。,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,并且二氧化碳达到平衡极为迅速,所以采样后必须立即测定。,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
8、、废物名称、采样地点、批 量、采样人、制样人、时间。,五、样品的保存,一、急性毒性的初筛试验 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,加入100mL(pH为5.86.3)水(固液比为1:1),振摇3min于室温下静止浸泡24 h,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)进行一次性灌胃,每只灌浸出液0.50(或4.80)mL,对灌胃后的小白鼠(或大白鼠)进行中毒症状观察,记录48 h内动物死亡数。,体重1824g的小白鼠(或200300g大白鼠)。,第三节 有害特性的监测方法,二、易燃性的试验方法 易燃性: 试验步骤:,
9、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。,对粉、粒、块状物料,称取制备好的样品50 g(干基),置于1 L塑料瓶中,加入新鲜蒸馏水250 mL,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30 min,静置30 min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:,
10、一种是测定pH值;另一种是指测定在55.7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行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。,四、反应性试验方法,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,五、遇水反应性试验方法,遇水反应性包括: (1)固体废物与水发生剧烈反应而放出热量, 使体系温度升高。 (2)与水反应释放出有害气体,如乙炔、硫化 氢、砷化氢、氰化氢。,1.反应装置,2.试验步骤,称取固体废物50 g,置于250 mL的反应器内,加入2
11、5 mL水汽(用 1 mol/L HCl调节pH值为4),加盖密封后,固定在振荡器上,振荡频率为11010次/min,振荡30 min后停机,静置10 min. 用注射器抽气50 mL,注入不同的5 mL吸收液中,测定其氰化氢、硫化氢、砷化氢、乙炔的含量。,图4.4 固体废物反应器示意图 1.固体废物;2.250mL塑料瓶;3.橡皮塞;4.玻璃管;5.乳胶管;6.止水夹;7.气体抽气口,六、浸出毒性试验,浸出方法: 称取100 g试样,置于浸出容积为2 L具盖广口 聚乙烯瓶中,加水1 L。将瓶子垂直固定在水平往复 振荡器上,在室温下振荡8 h,静置16 h。通过 0.45 m滤膜过滤。滤液按各
12、分析项目要求进行保护, 于合适条件下储存备用。,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,废品类; 厨房类(亦称厨余垃圾) ; 灰土类。,(3)处理方法,焚烧(包括热解、气化); 卫生填埋; 堆肥。,充分研究垃圾产生地区的基本情况,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计划。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。,
13、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)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。,4.淀粉的测定,G0.06d 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l5 min,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24 h,然后再在干燥器中冷却后筛分。,二、生活垃圾特性分析,1.垃圾采集和试样处理,2.采样量,3.垃圾的粒度分级,在室温下
14、粗测COD的试验步骤 : (1)称取0.5 g已烘干磨碎的试样于500 mL锥形瓶中;(2)准确量取20 mLc1/6(K2Cr2O7)2mo1/L重铬酸钾溶液加入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12 h且不断摇动;(5)加入约15 mL蒸馏水;(6)再依次加入10 mL磷酸,0.2 g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,6热值的测定,高热值与低热值换算: 式中:Hn低热值,kJkg; Ho高热值,kJkg; I惰性物质含量,; W垃圾的表面湿度,; W
15、L剩余的和吸湿性的湿度,。,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: WQv=(3000C+C卡)T2.9L 式中:Qv燃烧热,(Jg); 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2.9Jcm); 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)完全氧化时的反应热。,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,温度测量值雷诺图校正:,图 4.6 绝热较差时雷诺校正图,图 4.7 绝热良好时雷诺校正图,称适量待测物质,使燃烧后水温升高1.52.0。预先调节水温低于室温0.51.0,然后将燃烧前后历次观察的水温对时间作图。,(二)仪器和试剂,氧弹卡计;放大镜;氧气钢瓶;氧气表; 贝克曼温度计一支; 0l00温度计一支; 压片机;万用电表;铁丝;