1、第4章 固体废物监测剖析第4章 固体废物监测 第1节 工业有害固体废物的定义和分类 目前我国环境污染的主要问题是水污染和大气污染,但是,其他的环境污染问题如固体废物的污染也是不可忽视的重要问题，并随着经济的发展和资源的枯竭日趋迫切。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。 指人类在生产建设、日常生活和其它活动中产生的,在一定时：固体废物间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体（泥状）废弃物质。 对半固体
2、的理解，我国按人们的习惯把不能排入水体的液态废物和不能排入大气的置于容器内的气体废物，因多具有较大的危害性而纳入到固废的管理体系。 固体废物是一个相对概念，因为往往从一个生产环节看，被丢弃的物质是废物，是无用的，但从另一生产环节看又往往可作为生产原料，因而是有用的。故有“放错地方的资源”之称。 固体废物分类的方法很多。按性质分为有机和无机固废；按危害状况分有害的和无害的固废；按形态分为固体和泥状；按来源一般来讲，来自工业、交通等生产活动中的固体废物称工业固体废物，来自生活活动中的固体废物称为垃圾，来自农业生产的固体废物称为农业固废。 资料表明，的年增长3%，并以5-10%危险废物产生量约占工业
3、固体废物总量的率发展，因此对危险废物的管理正成为主要的环境问题之一。 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：危险废物别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。 关于国家危险废物名录，各国均制定了危险废物名录和鉴别标准。联合国环境规划署控制危险废物越境转移及其处置巴塞尔公约列出了“应加控制的废物”类别为45类，列出了“危险废物的危险特性”14种特性。目前，我国在1998年7月1日实施的国家危险废物名录将危险废物共分为47类；已制定的危险废物鉴别标准中主要包括浸出毒性、急性毒性初筛和腐蚀性三类，其它尚未制定。 一、鉴别一种废物是否有害的定义 可以用下列四点不良后果来定义： 1 引起
4、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。 我国对有害特性的定义： 有害固体废物特性包括：易燃性，腐蚀性，反应性，放射 性，浸出毒性，急性毒性（包括口服毒性、吸入毒性和皮 肤吸收毒性），疾病传染性以及其他毒性（包括生物蓄积 性、刺激或过敏性、遗传变异性、水生生物毒性等） （1）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（LD）试验，评定毒性大小。 50(2)易燃性：含闪点低于60的液体，经摩擦或吸湿和自发的变化
5、具有着火倾向的固体，着火时燃烧剧烈而持续，以致在管理期间会引起危险。 （3）腐蚀性：含水废物，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，或最低温度为55，对钢制品的腐蚀深度大于0.64cm/a的废物。 （4）反应性：当具有以下特性之一者： 不稳定，在无爆震时就很容易发生剧烈变化； 和水剧烈反应； 能和水形成爆炸性混合物； 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、常压下易发生爆炸和爆炸性反应； 根据其他法规所定义的爆炸品。 -7Ci/kg110者；含）（5放射性：含有天然放射性元素的废物，比放射性大于有人工放射性元素的废物或者比放射性
6、（Ci/Kg）大于露天水源限制浓度的10-100倍（半衰期60d）者。 (6)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41所示鉴别标准的物质。 （7）疾病传染性：含有已知或怀疑能引起动物或人类疾病的活微生物或毒素的 物质。第2节 固体废物样品的采集和制备 一、方案设计（采样计划制定） 方案内容包括：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。 1、采样目的：从一批固体废物中采集具有代表性的样品，通过试验和分析，获得在允许误差范围内的数据。具体目的有： （1）特性鉴别和分类； （2）环境污染和物理化学组成及特性监测
7、； （3）综合利用或处置； （4）污染环境事故调查分析和应急监测； （5）科学研究； （6）环境影响评价； （7）法律调查、法律责任、仲裁等。 2、采样程序 采样按以下步骤进行： （1）确定批废物； （2）选派采样人员； （3）明确采样目的和要求；（4）进行背景调查和现场踏勘； （5）确定采样法； （6）确定份样量； （7）确定份样数； （8）确定采样点； （9）选择采样工具； （10）制定安全措施； (11)制定质量控制措施； （12）采样； （13）组成小样（或）大样。 3、采样记录和报告 采样时应记录固体废物的名称、来源、数量、性状、包装、贮存、处置、环境、编号、份样量、份样数、采样点、
8、采样法、采样日期、采样人等。必要时，根据记录填写采样报告。 二、样品的采集 （一）采样工具 固态废物采样工具：尖头钢锹、钢尖镐（腰斧）、采样铲（采样器）、探针、具盖采样桶或内衬塑料的采样袋等。 液态废物采样工具：采样管、采样勺、采样器和各式搅拌器等。 （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，并认真填写采样记录表。 （三）份样数：按表4-3确定应采份样个数。 表43 批量大小与最少份样数 批量大小 单位：液
9、体1kL 最少份样个数 固体1t 5 5 10 10 515 100 5020 100500 25 1000 50030 10005000 35 5000 （四）份样量：按(表44)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%。液态的废物的份样量以不小于100mL的采样瓶（或采样器）所盛量为宜。 （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。 采样间隔批量（t）/规定的份样数 2、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，每车应采份样数按下式计算。当车数多于规定
10、的份样数时，按表4-5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。 每车应采份样数 = 规定份样数/车数 在车中，采样点应均匀分布在车厢的对角线上，（ 图42），端点距车角应大于0.5m，表层去掉30cm。 对于一批若干容器盛装的废物，按(表45)选取最少容器数，并且每个容器中均随机采两个样品。 3、废渣堆采样法：在渣堆两侧距堆底0.5m处画一条横线，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0.5-1.0m深处各随机采样一份。 二、样品的制备 （一）制样工具 包括：粉碎机（破碎机）、玛瑙研磨机、药碾
11、、玛瑙研钵、钢锤、标准套筛、十字分样板、分样铲、分样器、机械缩分器。 制样要求（二）1、在制样全过程中，应防止药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5mm），装瓶备用。 （三）制样程序 对固态废物： 1、粉碎、筛分：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、混合、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，
12、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。 (用搅拌、摇等手段使样品混匀)用二分法(、缩分主要为液态废物制样混匀每次减去一半，直至所需检测体积的10倍)。 三、样品水分的测定 测定无机物时,可称取样品20g左右，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,应称取样品20g左右,于60下干燥24h，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，并说明是水溶性或总量。 四、样品的保存 制好
13、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。 最后，填好采样记录表（P237表46）一式三份，分别存于有关部门。 第3节 有害特性的监测方法 急性毒性的初筛试验 有害废物中有多种有害成分,组分分析难度较大,急 性毒性的初筛试验可以简便地鉴别并表达其综合急 性毒性。 方法是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
14、48h内的死亡 数。 易燃性的试验方法 主要是利用闭口闪点测定仪测其闪点。因为闪点较 低的液体状废物和燃烧剧烈而持续的非液态状废 物，由于摩檫、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。 腐蚀性的试验方法 腐蚀性是指通过接触能损伤生物细胞组织，或腐蚀 物体而引起危害的性能。测定方法有两种，一种是 测pH值，另一种是测在55.7以下对钢制品的腐蚀 率。 反应性的试验方法 废物的反应性常指在常温、常压下，不稳定或外界 条件发生变化时发生剧烈变化，以致产生爆炸或放 出有毒有害气体的现象。 试验方法有五种：撞击感度测定；摩檫感度测 定；差热分析测定；爆炸点测
15、定；火焰感度 测定。 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：Hg、Cd、Sn、Cr、Pb、 Cu、Zn、Ni、锑、铍、氟化物、氰化物、硫化物、 硝基苯类化合物。具体分析方法与“水和废水监 测”方法类似。 第4节 生活垃圾的特性分析 随人口、经济、生活水平的发展，城市垃圾造成的污染问题已成为世界 性城市环境公害之一。 一、城市垃圾及分类 城市垃圾：是指城市居民在日常生活中抛弃的固体垃圾，包括：生活垃 圾、零散垃圾、医院垃圾、市场垃圾、建筑垃圾和街
16、道扫集物等。 生活垃圾：城市垃圾中，除医院垃圾和建筑垃圾应单独处理外，其余的 通常由环卫部门集中处理，一般统称为生活垃圾。因而，生活垃圾是一 种由多种物质组成的异质混合体，主要由废品类、厨房类和灰土类三类 物质构成。 目前，对生活垃圾的处理方法主要有三种：焚烧、卫生填埋和堆肥。 各种方法的测定项目和重点各不相同。焚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。 二、生活垃圾特性分析 校园垃圾-图 1、垃圾采样和样品处理 (1)采集有整体代表性的样品； (2) 采样量确定：依据被分析的量、最大粒度和体积来确定各类垃圾样 品的最
17、低量。 (3)样品处理:粉碎、干燥、储存等。 2、粒度的测定 筛分法：按筛目排列，依次连续摇动15min，转到下一号筛子，然后称 量每一粒度的质量，计算每一粒度微粒所占百分比。 3、淀粉的测定 淀粉的测定可用于鉴定堆肥的腐熟程度。方法是：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。 4、生物降解度的测定 垃圾中含有大量天然的和人工合成的有机物质，有的容易生物降解，有 的难以生物降解。目前，对生物降解度的测定采用的是一种可以在室温 下对垃圾生物降解度作出适当估计的COD试验方法。 5、垃圾热值的测定 热
18、值是垃圾焚烧处理的重要指标。热值分高热值（H）和低热值 o （H）。垃圾中可燃物质的热值为高热值，但实际上垃圾中总含有一定 u 量不可燃的惰性物质和水，当燃烧升温时，这些物质要消耗热量，同时 燃烧产生的水以水蒸气的形式挥发也回消耗热量，故实际的热值要低得 多，这一热值叫低热值，显然其实际意义更大。 热值的测定方法：量热计法和热耗法。 三、渗沥水分析 定义：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。 产生原因：露天堆肥和填埋。因为渗沥水中的水量主要来自降水，所以 渗沥水是填埋处理中最主要的污染源。 特点：成分的不稳定性。主要取决于垃圾的组成。 浓度的可变性。主要
19、取决于填埋时间。 组成的特殊性。垃圾中存在的物质，渗沥水中不一定存在，一般废水 中有的它也不一定有。如生活污水中常有的油类、氰化物、金属铬和金 属汞等项目在渗沥水中几乎都没有。因而，渗沥水是不同于生活污水的 特殊污水。 渗沥水分析项目：典型项目有pH、COD、BOD、脂肪酸、氨氮、氯、 钠、镁、钾、钙、铁和锌等。 此外，根据我国实际情况，由建设部标准定额研究所提出的“渗沥水理 化分析和细菌学检验方法”中包括了以下项目：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、COD、BOD、钾、钠、细菌总数、总大肠菌群等。 第5节 有害物质的毒理学研究方法 一
20、、试验动物的选择及毒性试验分类 （一）试验动物的选择 应根据不同要求来决定。国内外常用的动物有：小鼠、大鼠、兔、豚 鼠、猫、狗和猴等。鱼类有鲢鱼、草鱼和金鱼等。 （二）毒性试验分类 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。 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
21、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-表 某化合物小鼠一次灌胃死亡情况-表 急性毒性分级表 用曲线法求半致死量-图 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。 二、吸入毒性试验 （一）吸入染毒法的种类:动态染毒法、静态染毒法 （二）吸入染毒法的注意事项 三、口服毒性试验 （一）口服染毒法的种类:饲喂法、灌胃法 （二）注意事项 四、鱼类毒性试验 （一）试验鱼的选择和驯养：以金鱼最适宜。 （二）试验准备 试验液中溶解氧：温水鱼 4mg/L,冷水鱼5mg/L； 试验液中的温度：温水鱼2028,冷水鱼1218； 试验液中的pH：6.7-8.5 （三）试验步骤 1、预试验（探索性试验） 2、实验浓度设计和毒性判定 3、鱼类毒性实验结果的实际应用 五、固体废物的渗漏模型试验 测定方法：雨水或蒸馏水浸取法。 基本原理：固体废物长期堆放可能通过渗漏污染地下水和周围土地，采 用模拟实验的手段是研究固体废物渗漏污染的一种简捷、有效的方法。 在玻璃管内填装经0.5mm孔径筛的固体废物，以一定的流速滴加雨水或 蒸馏水，从测定渗漏水中有害物质的流出时间和浓度的变化规律，推断 固体废物在堆放时的渗漏情况和危害程度。
