第四章 固体废物监测pp

第四章固体废物监测

基本要求

1. 了解固体废物的定义和分类。

2. 掌握固体废物样品的采集和制备

3. 掌握有害特性的监测方法和生活垃圾废弃物的特性的监测方法。

本章重点：

废物样品的采集和制备

有害物质的监测方法

生活垃圾废弃物的监测方法

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

固体废物的采样工具包括：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。

（二）采样程序

(1)根据固体废物批量大小确定应采的份样（由一批废物中的一个点或一个部位，

按规定量取出的样品）个数。

(2)根据固体废物的最大粒度(95％以上能通过的最小筛孔尺寸)确定份样量。

(3)根据采样方法，随机采集份样，组成总样（如图），并认真填写采样记录表。

（三）份样数

按表确定应采份样个数。

（四）份样量

按表确定每个份样应采的最小重量。所采的每个份样量应大致相等，其相对误差不大于20％。表中要求的采样铲容量为保证一次在一个地点或部位能取到足够数量的份样量。

液态废物的份样量以不小于100 mL的采样瓶（或采样器）所盛量为准。

（五）采样方法

1.现场采样

在生产现场采样，首先应确定样品的批量，然后按下式计算出采样间隔，进行流动间隔采样。

注意事项：采第一个份样时，不准在第一间隔的起点开始，可在第一间隔内任意确定。

2.运输车及容器采样

（1）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，每车应采份样数按下式计算。

当车数多于规定的份样数时，按表选出所需最少的采样车数，然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（如图所示），端点距车角应大于0. 5 m，表层去掉30 cm。

（2）对于10个以上容器：按表选取最少容器数，并且每个容器中均随机采两个样品。

对于10个以下容器：当把一个容器作为一个批量时，就按表4-3中规定的最少份样数的1/2确定；当把2^10个容器作为一个批量时，就按下式确定最少容器数：

3.废渣堆采样法

在渣堆两侧距堆底0. 5 m处画第一条横线，然后每隔0. 5 m划一条横线；再每隔2m划一条横线的垂线，其交点作为采样点。按表4－3确定的份样数，确定采样点数，在每点上从0. 5-1. 0 m深处各随机采样一份（如图所示）。

二、样品的制备

（一）制样工具

制样工具包括粉碎机（破碎机）、药碾、钢锤、标准套筛、十字分样板、机械缩分器。

（二）制样要求

(1)在制样全过程中，应防止样品产生任何化学变化和污染。若制样过程中，可能对样品的性质产生显著影响，则应尽量保持原来状态。

(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)制备的样品应过筛后（筛孔为5 mm)，装瓶备用。

（三）制样程序

1.粉碎

用机械或人工方法把全部样品逐级破碎，通过5mm筛孔。粉碎过程中，不可随意丢弃难于破碎的粗粒。

2.缩分

四分法

三、样品水分的测定

(1)测定无机物时：称取样品20g左右于105℃下干燥，恒重至士0.1 g,测定水分含量。

(2)测定样品中的有机物时：样品于60℃下干燥24h,确定水分含量。

(3)固体废物测定时：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。

五、样品的保存

制好的样品密封于容器中保存容器应对样品不产生吸附、不使样品变质），贴上标签备用。标签上应注明：编号、废物名称、采样地点、批量、采样人、制样人、时间。特殊样品，可采取冷冻或充惰性气体等方法保存。

制备好的样品，一般有效保存期为三个月，易变质的试样不受此限制。

第三节有害特性的监测方法

一、急性毒性的初筛试验

以体重18-24g的小白鼠(或200-300g大白鼠)作为实验动物，若是外购鼠，必须在本单位饲养条件下饲养7-l0天，仍活泼健康者方可使用。实验前8－12h和观察期间禁食。

称取制备好的样品浸泡过滤，滤液留待灌胃用。

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48h内动物死亡数。

二、易燃性的试验方法

鉴别易燃性是测定闪点，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对人体或环境的危害。

测定步骤为：

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。

三、腐蚀性的试验方法

腐蚀性指通过接触能损伤生物细胞组织、或腐蚀物体而引起危害。

测定方法:

(1)pH值测定法：

对含水量高，呈流态的稀泥和浆状物料直接测定；

对粘稠状物料可离心或过滤后测定；

对粉、粒、块状物料，制成悬浮液，测定上清液。

(2)通过测定在55.7℃以下对钢制品的腐蚀率。

四、反应性的试验方法

测定方法包括：

①撞击感度测定；

②摩擦感度测定；

③差热分析测定；

④爆炸点测定；

⑤火焰感度测定等五种，具体测定方法见标准。

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，使体系温度升高可用温升实验测定；

②与水反应释放出有害气体，如乙炔、硫化氢、砷化氢、氰化氢等。

固体废物反应器

六、浸出毒性试验

浸出试验采用规定办法浸出水溶液，然后对浸出液进行分析。我国规定的分析项目有：汞、镉、砷、铬、铅、铜、锌、镍、锑、铍、氟化物、氰化物、硫化物、硝基苯类化合物。

浸出办法如下：

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(φ130×160)具盖广口聚乙烯瓶中，加水1L(先用氢氧化钠或盐酸调pH 至5.8－6.3)。将瓶子垂直固定在水平往复振荡器上，调节振荡频率为110±l0次/min，振幅40mm，在室温下振荡8h，静止16h。通过0.45μm滤膜过滤。

第四节生活垃圾的特性分析

一、城市垃圾及其分类

城市垃圾是指城市居民在日常生活中抛弃的固体垃圾，它主要包括：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等

其中医院垃圾(特别是带有病原体的)和建筑垃圾应予单独处理，其他通常由环卫部门集中处理，一般称为生活垃圾。

生活垃圾是一种由多种物质组成的异质混合体。它通包括：

①废品类

②厨房类

③灰土类

生活垃圾处理的方法大致有：

焚烧(包括热解、气化)

卫生填埋

堆肥

二、生活垃圾特性分析

1.垃圾采样和样品处理

2.采样量：G=0.06d（依据样品的粒度）

3．粒度的测定——筛分法

4．鉴定堆肥的腐熟程度——淀粉的测定

堆肥颜色的变化过程是深蓝—浅蓝—灰—绿、黄

5．生物降解度的测定——C0D试验方法

6．垃圾热值的测定——量热计法和热耗法

生活垃圾固体废物和无法确定分子量的混合物单位量（克或千克）完全氧化时的反应热称作热值。

三、渗沥水分析

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。

它的特点是：

①成分的不稳定性，主要取决于垃圾的组成；

②浓度的可变性，主要取决于填埋时间；

③组成的特殊性，渗沥水是不同于生活污水的特殊污水。

分析内容：

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、C0D、B0D、钾、钠、细菌总数、总大肠菌群等并将逐步补充完善。

四、渗沥试验

1.工业固体废物渗沥模型

2.生活垃圾渗沥柱

试验时，添水量应根据当地的降雨量来添加：

日添加水量＝日平均降水量×柱面积

一般一周添加一次：7×日添加水量

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

实验动物的选择应根据不同要求来决定。同时还要考虑动物的来源、经济价值和饲养管理等方面的因素。

国内外常用的动物有小鼠、大鼠、兔、豚鼠、猫、狗和猴等。鱼类有鳞鱼、草鱼和金鱼等。金鱼对某些毒物较敏感，特别是室内饲养方便，鱼苗易得，为国内外所普遍采用。

（二）毒性试验分类

毒性试验可分为急性毒性试验、亚急性毒性试验、慢性毒性试验和终生试验等。

1．急性毒性试验

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小时到二周以内）中毒反应。

急性毒性试验由于变化因子少，时间短、经济以及容易试验，所以被广泛采用。2．亚急性毒性试验

一般用半致死剂量的1/5--1/20,每天投毒，连续半个月到三个月左右，主要了

解该毒性有否积蓄作用和耐受性。

3.慢性毒性试验

用较低剂量进行三个月到一年的投毒，观察病理、生理、生化反应以及寻找中毒诊断指标，并为制订最大允许浓度提供科学依据。

（三）污染物的毒性作用剂量

污染物的毒性和剂量关系可用下列指标区分：

半数致死量（浓度），简称LD50，如气体用浓度简称LC50；

最小致死量（浓度），简称MLD(MLC)；

绝对致死量（浓度），简称LD100 (LC100)；

最大耐受量（浓度），简称MTD(MTC)。

二、吸入毒性试验

按染毒方式不同，毒性试验可分为吸入染毒、皮肤染毒、经口投毒及注入投毒等。

对于气体或挥发性液体，通常是经呼吸道侵入机体而引起中毒。因此，在研究车间和环境空气中有害物质的毒性以及最高允许浓度需要用吸入毒性试验。

（一）吸入染毒法的种类

吸入染毒法主要有静态染毒法和动态染毒法两种。此外，还有单个口罩吸入法、喷雾染毒法和现场模拟染毒法等。

静态染毒柜

（二）吸入染毒法的注意事项

实验动物应挑选健康、成年并同龄的动物，雌雄各半。以小白鼠为例，选用年龄为两个月，体重为20g左右，太大、太小均不适宜。每组10只，取若干组用不同浓度进行试验，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。了解恢复或发展状况，对死亡动物（必要时对未死动物）做病理形态学检验。

三、口服毒性试验

对非气态毒物，可用经消化道染毒方法。

（一）口服染毒法的种类

1.饲喂法

将毒物混入动物饲料或饮用水中，为保证使动物吃完，一般在早上将毒物混在少量动物喜欢吃的饲料中，待吃完后再继续喂饲料和水。饲喂法符合自然生理条件，但剂量较难控制得精确。

2.灌胃法

此法是将毒物配制成一定浓度的液体或糊状物。

（二）注意事项

灌胃法中将注射器向外抽气时，如无气体抽出说明已在胃中，即可将试验液推入小白鼠胃内，然后将针头拔出。如注射器抽出大量气泡说明已进入肺脏或气管，应拔出重插。如果注入后迅速死亡，很可能是穿入胸腔或肺内。小白鼠一次灌胃注入量为体重的2-3％，最好不超过0.5mL（以1g/mL计）。

四、鱼类毒性实验

在自然水域中，鱼类如能正常生活，说明水体比较清洁；当有毒工业废水排入水体，常常引起大批鱼的死亡或消失（回避）。因此，鱼类毒性实验是检测成分复杂的工业废水和废渣浸出液的综合毒性的有效方法。

课堂练习

1.关于固体废弃物的采样程序，不正确的是？（）

A.根据固体废物批量大小确定应采的份样个数

B. 根据固体废物的最大粒度确定份样量

C. 根据采样方法，随机采集份样，组成总样

D. 采样时，采样铲的大小无要求

正确答案是：D

2.关于采样方法，不正确的是？（）

A. 生产现场采样是进行流动间隔采样

B. 运输车的采样每车各随机采集一个份样

C. 容器数大于10时，每个容器随机采集两个样品

D. 容器数为1时，份样数按规定的最少份样数的1/2确定

正确答案是：B

3.测定样品的水分，不正确的操作是？（）

A.测定无机物，称取样品20g左右于105℃下干燥，恒重至士0. 1 g,测定水分含量

B. 测定样品中的有机物，样品于105℃下干燥24 h,确定水分含量

C. 固体废物组分测定，结果以干样品计算

D. 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

正确答案是：B

4.吸入毒性试验中的动态染毒法常用于？（）

A.急性毒性试验

B.亚急性毒性试验

C.慢性毒性试验

D.终生试验

正确答案是：C

5.吸入毒性试验中的静态染毒法常用于？（）

A.急性毒性试验

B.亚急性毒性试验

C.慢性毒性试验

D.终生试验

正确答案是：A

6.评价相对毒性常以（）为依据？

A.半数致死量（浓度）

B. 最小致死量（浓度）

C. 绝对致死量（浓度）

D. 最大耐受量（浓度）

正确答案是：A