第四章固體廢棄物監(jiān)測

第一節(jié)固體廢物概述第二節(jié)固體廢物樣品的采集和制備第三節(jié)有害特性的監(jiān)測方法第四節(jié)生活垃圾和衛(wèi)生保健機構廢棄物的監(jiān)測第五節(jié)有害物質的毒理學研究方法 一 固體廢物的定義和分類 第一節(jié)固體廢物概述 固體廢物 生產 建設 日常生活和其他活動中產生的污染環(huán)境的固態(tài) 半固態(tài)廢棄物質 3 分類方法 按化學性質 有機物和無機物 按形狀 固體和泥狀 按危害狀況 危險廢物 3有害廢物 和一般廢物 按來源 礦業(yè) 工業(yè)固體廢物 城市垃圾 包括下水道污泥 農業(yè)和放射性固體廢物等 4 危險廢物 二 危險廢物的定義和鑒別 指在國家危險廢物名錄中 和根據(jù)國務院環(huán)境保護部門規(guī)定的危險廢物鑒別標準認定的具有危險性的廢物 1 引起或嚴重導致人類和動植物死亡率增加 2 引起各種疾病的增加 3 降低對疾病的抵抗力 4 在處理 貯存 運送 處置或其他管理不當時 對人體健康或環(huán)境會造成現(xiàn)實的或潛在的危害 5 危險廢物的特性 易燃性腐蝕性反應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廢物 比放射性大于1 10 7Ci kg者 含有人工放射性元素的廢物或比放射性大于露天水源限制濃度的10 100倍 半衰期 60天 者 易燃性 含閃點低于60 的液體 經摩擦或吸濕和自發(fā)的變化具有著火傾向的固體 腐蝕性 含水廢物 或本身不含水但加入定量水后其浸出液的pH 2或pH 12 5的廢物 或最低溫度為55 以下時對鋼制品每年的腐蝕深度大于0 64cm的廢物 反應性 a 無爆震時就很易發(fā)生劇烈變化 b 和水劇烈反應 c 能和水形成爆炸性混合物 d 和水混合產生毒性氣體 蒸汽或煙霧 e 有引發(fā)源或加熱時能爆震或爆炸 f 常溫常壓下易爆炸和爆炸性反應 j 根據(jù)其它法規(guī)定義的爆炸品 浸出毒性 按規(guī)定的浸出方法進行浸取 當浸出液中有一種或一種以上有害成分的濃度超過表4 1所示鑒別標準的物質 急性毒性 指引起小鼠 大鼠 在48h內死亡半數(shù)以上者 6 表4 1有色金屬工業(yè)固體廢物浸出毒性鑒別標準 7 批量大小最少份樣數(shù) 液體m3 固體t 份500035 a 根據(jù)固體廢物批量大小確定應采份樣 b 根據(jù)固體廢物的最大粒度確定份樣量 c 根據(jù)采樣方法 隨即采集份樣 組成總樣 并認真填寫采樣記錄 尖頭鋼鍬 鋼尖鎬 采樣鏟 具蓋采樣桶或內襯塑料的采樣袋 第二節(jié)固體廢物樣品的采集和制備 一 樣品的采集 一 采樣工具 二 采樣 三 份樣數(shù) 四 份樣量 份樣量和采樣鏟容量最大粒度 mm最小份樣量 kg采樣鏟容量 mL 15030100 150151600050 1005700040 503170020 40280010 201300 100 5125 8 五 采樣方法 1 現(xiàn)場采樣 采樣間隔 9 車數(shù) 輛所需最少采樣車數(shù) 輛10050 容器個數(shù) 個所需最少采樣容器個數(shù) 個10050 2 運輸車及容器采樣 當車數(shù)不多于該批廢物規(guī)定的份樣數(shù)時 每車應采份樣數(shù) 規(guī)定份樣數(shù) 車數(shù) 當車數(shù)多于該批廢物規(guī)定的份樣數(shù)時 車中采樣點的布設 對于一批若干容器盛裝的廢物 當把一個容器作為一個批量時 當把2 10個容器作為一個批量時 最少容器數(shù) 最少份樣數(shù) 容器數(shù) 批量大小最少份樣個數(shù) 液體m3 固體t 份500035 10 3 廢渣堆采樣法 圖4 3廢渣堆中采樣點的分布示意圖 11 粉碎機 藥碾 鋼錘 標準套篩 十字樣板 機械縮分器 一 制樣工具 二 制樣要求 三 制樣程序 1 粉碎把全部樣品逐級破碎 過5mm篩孔 粉碎過程中 不可隨意丟棄難于破碎的粗粒 2 縮分將樣品于清潔 平整不吸水的板面上堆成圓錐型 每鏟物料自圓錐頂端落下 使均勻地沿錐尖散落 不可使圓錐中心錯位 反復轉堆 至少三周 使其充分混合 然后將圓錐頂端輕輕壓平 攤開物料后 用十字板自上壓下 分成四等份 取兩個對角的等份 重復操作數(shù)次 直至不少于1kg試樣為止 1 制樣過程中 防止樣品產生任何化學變化和污染 2 濕樣品應在室溫下自然干燥 使其達到適于破碎 篩分 縮分的程度 3 制備的樣品過篩后裝瓶備用 二 樣品的制備 12 三 樣品水分的測定 1 測定無機物 稱取樣品20g左右于105 下干燥 恒重至 0 1g 測定水分含量 2 有機物 樣品于60 下干燥24h 測定水分含量 3 固體廢物測定結果以干樣品計算 當污染物含量小于0 1 時以mg kg表示 含量大于0 1 時則以百分含量表示 并說明是水溶性或總量 13 四 樣品pH值的測定 見本章第三節(jié) 三 腐蝕性試驗方法 由于固體廢物的不均勻性 測定時應將各點分別測定 測定結果以實際測定pH值范圍表示 而不是通過計算混合樣品平均值表示 由于樣品中二氧化碳含量影響pH值 并且二氧化碳達到平衡極為迅速 所以采樣后必須立即測定 14 制好的樣品密封于容器中保存 容器對樣品不吸附 不使樣品變質 貼標簽 注明編號 廢物名稱 采樣地點 批量 采樣人 制樣人 時間 五 樣品的保存 15 一 急性毒性的初篩試驗毒性試驗動物 試驗步驟 稱取制備好的樣品100g 置于500mL具磨口玻璃塞的三角瓶中 加入100mL pH為5 8 6 3 水 固液比為1 1 振搖3min于室溫下靜止浸泡24h 用中速定量濾紙過濾 濾液留待灌胃用 對10只小白鼠 或大白鼠 進行一次性灌胃 每只灌浸出液0 50 或4 80 mL 對灌胃后的小白鼠 或大白鼠 進行中毒癥狀觀察 記錄48h內動物死亡數(shù) 體重18 24g的小白鼠 或200 300g大白鼠 第三節(jié)有害特性的監(jiān)測方法 16 二 易燃性的試驗方法易燃性 試驗步驟 閃點較低的液態(tài)狀廢物和燃燒劇烈而持續(xù)的非液態(tài)狀廢物 由于摩擦 吸濕 點燃等自發(fā)的化學變化會發(fā)熱 著火 或可能由于它的燃燒引起人體或環(huán)境的危害 按標準要求加熱試樣至一定溫度 停止攪拌 每升高1 點火一次 至試樣上方剛出現(xiàn)藍色火焰時 立即讀出溫度計上的溫度值 17 對粉 粒 塊狀物料 稱取制備好的樣品50g 干基 置于1L塑料瓶中 加入新鮮蒸餾水250mL 使固液比為1 5 加蓋密封后 放在振蕩機上 于室溫下 連續(xù)振蕩30min 靜置30min后 測上清液pH值 每種廢物取兩個平行樣品測定其pH值 差值不得大于0 15 三 腐蝕性的試驗方法 測定方法 方法 儀器 pH值的測定 一種是測定pH值 另一種是指測定在55 7 以下對鋼制品的腐蝕率 pH計或酸度計 對含水量高 呈流態(tài)狀的稀泥或漿狀物料 可將電極直接插入進行pH值測量 腐蝕性 通過接觸能損傷生物細胞組織或腐蝕物體而引起危害 對稠狀物料可離心或過濾后 測其液體的pH值 18 四 反應性試驗方法 撞擊感度測定摩擦感度測定差熱分析測定爆炸點測定火焰感度測定 19 五 遇水反應性試驗方法 遇水反應性包括 1 固體廢物與水發(fā)生劇烈反應而放出熱量 使體系溫度升高 2 與水反應釋放出有害氣體 如乙炔 硫化氫 砷化氫 氰化氫 1 反應裝置 2 試驗步驟 稱取固體廢物50g 置于250mL的反應器內 加入25mL水汽 用1mol LHCl調節(jié)pH值為4 加蓋密封后 固定在振蕩器上 振蕩頻率為110 10次 min 振蕩30min后停機 靜置10min 用注射器抽氣50mL 注入不同的5mL吸收液中 測定其氰化氫 硫化氫 砷化氫 乙炔的含量 圖4 4固體廢物反應器示意圖1 固體廢物 2 250mL塑料瓶 3 橡皮塞 4 玻璃管 5 乳膠管 6 止水夾 7 氣體抽氣口 20 六 浸出毒性試驗 浸出方法 稱取100g試樣 置于浸出容積為2L具蓋廣口聚乙烯瓶中 加水1L 將瓶子垂直固定在水平往復振蕩器上 在室溫下振蕩8h 靜置16h 通過0 45 m濾膜過濾 濾液按各分析項目要求進行保護 于合適條件下儲存?zhèn)溆?21 第四節(jié)生活垃圾和衛(wèi)生保健機構廢棄物的監(jiān)測 22 一 生活垃圾及其分類 1 生活垃圾的概念 城鎮(zhèn)居民在日常生活中拋棄的固體垃圾 主要包括 生活垃圾 醫(yī)院垃圾 市場垃圾 建筑垃圾和街道掃集物等 2 生活垃圾的分類 廢品類 廚房類 亦稱廚余垃圾 灰土類 3 處理方法 焚燒 包括熱解 氣化 衛(wèi)生填埋 堆肥 23 充分研究垃圾產生地區(qū)的基本情況 如居民情況 生活水平 堆放時間 還要考慮在收集 運輸 儲存過程等可能的變化 然后制定周密的采樣計劃 采樣過程必須詳細記錄地點 時間 種類 表觀特性等 在記錄卡傳遞過程中 必須有專人簽署便于查核 分析試驗的步驟 1 將1g堆肥置于l00mL燒杯中 滴入幾滴酒精使其濕潤 再加20mL36 的高氯酸 2 用紋網(wǎng)濾紙 90號紙 過濾 3 加入20mL碘反應劑到濾液中并攪動 4 將幾滴濾液滴到白色板上 觀察其顏色變化 4 淀粉的測定 G 0 06d式中 G 試樣質量 kg d 垃圾的最大粒度 mm 粒度采用篩分法 按篩目排列 依次連續(xù)搖動l5min 依次轉到下一號篩子 然后計算每一粒度微粒所占的百分比 如果需要在試樣干燥后再稱量 則需在70 的溫度下烘干24h 然后再在干燥器中冷卻后篩分 二 生活垃圾特性分析 1 垃圾采集和試樣處理 2 采樣量 3 垃圾的粒度分級 24 在室溫下粗測COD的試驗步驟 1 稱取0 5g已烘干磨碎的試樣于500mL錐形瓶中 2 準確量取20mL c1 6 K2Cr2O7 2mo1 L 重鉻酸鉀溶液加入樣品瓶中并充分混合 3 量取20mL硫酸加到樣品瓶中 4 在室溫下將這一混合物放置12h且不斷搖動 5 加入約15mL蒸餾水 6 再依次加入10mL磷酸 0 2g氟化鈉和30滴指示劑 7 用標準硫酸亞鐵銨溶液滴定 8 用同樣的方法在不放試樣的情況下做空白試驗 5 生物降解性的測定 25 6 熱值的測定 高熱值與低熱值換算 式中 Hn 低熱值 kJ kg Ho 高熱值 kJ kg I 惰性物質含量 W 垃圾的表面濕度 WL 剩余的和吸濕性的濕度 三 熱值的測定方法 一 原理 能量守恒定律 樣品完全燃燒放出的能量促使卡計本身及其周圍的介質 本實驗用水 溫度升高 測量了介質燃燒前后溫度的變化 就可以求算該樣品的燃燒熱 其關系式 WQv 3000 C C卡 T 2 9L式中 Qv 燃燒熱 J g 水的密度 g cm3 C 水的比熱 J g W 樣品的重量 kg C卡 卡計的水當量 J L 為鐵絲的長度 cm 其燃燒值為2 9J cm 3000 實驗用水毫升數(shù) mL 熱值 生活垃圾固體廢物和無法確定相對分子質量的混合物單位量 克或千克 完全氧化時的反應熱 27 測量熱效應的儀器 量熱計 卡計 圖4 5為氧彈卡計 圖4 5氧彈外形示意圖 28 溫度測量值雷諾圖校正 圖4 6絕熱較差時雷諾校正圖 圖4 7絕熱良好時雷諾校正圖 稱適量待測物質 使燃燒后水溫升高1 5 2 0 預先調節(jié)水溫低于室溫0 5 1 0 然后將燃燒前后歷次觀察的水溫對時間作圖 29 二 儀器和試劑 氧彈卡計 放大鏡 氧氣鋼瓶 氧氣表 貝克曼溫度計一支 0 l00 溫度計一支 壓片機 萬用電表 鐵絲 變壓器 苯甲酸 分析純或燃燒熱專用 30 三 實驗步驟 1 測定卡計的水當量C卡 1 樣品壓片 2 充氧氣 3 燃燒和測量溫度 用臺秤稱取約lg左右苯甲酸 切勿超過1 1g 用分析天平準確稱量長度為l5cm長的鐵絲 31 圖4 8鐵絲穿在模板內 圖4 9壓片機 圖4 10壓制好的樣品 1 樣品壓片 32 圖4 11氧彈剖面示意圖1 筒 2 蓋 3 小皿 4 出氣道 5 進氣管作電極 6 另一根電極 加lmL蒸餾水 2 充氧氣 33 充氧氣步驟 圖4 12充氣示意圖 34 3 燃燒和測量溫度 低于室溫0 5 1 0 的自來水3000mL 圖4 13卡計安裝示意圖 35 2 樣品熱值的測定 1 固體狀樣品測定 2 流動性樣品的測定 流動性污泥或不能壓成片狀物的樣品 則稱1 0g左右樣品 放于小皿 鐵絲浸在樣品中間 兩端與電極相聯(lián) 同上法進行試驗 將混勻具有代表性的生活垃圾或固體廢物粉碎成粒徑為2mm的碎粒 若含水率高 則應于105 烘干 并記錄水分含量 稱取1 0g左右 同法進行上述試驗 36 四 數(shù)據(jù)處理 1 用圖解法求出由苯甲酸燃燒引起卡計溫度變化的差值 T1 并根據(jù)公式計算卡計的水當量 2 用圖解法求出樣品燃燒引起卡計溫度變化的差值 T2 并根據(jù)公式計算樣品的熱值 37 四 滲瀝水分析 1 滲瀝水的特性2 滲瀝水的分析項目 滲瀝水是指從生活垃圾接觸中滲出來的水溶液 它提取或溶出了垃圾組成中的物質 理化分析和細菌學檢驗方法 色度 總固體 總溶解性固體與總懸浮性固體 硫酸鹽 氨態(tài)氮 凱氏氮 氯化物 總磷 pH值 BOD COD 鉀 鈉 細菌總數(shù) 總大腸菌群等 其中細菌總數(shù)和大腸菌群是我國特有的監(jiān)測項目 1 成分的不穩(wěn)定性 主要取決于垃圾組成 2 濃度的可變性 主要取決于填埋時間 3 組成的特殊性 垃圾中存在的物質 滲瀝水中不一定存在 而一般廢水中存在的組分滲瀝水中也不一定存在 例如油類 氰化物 鉻和汞等 4 滲瀝水是不同于生活污水的特殊污水 38 五 滲瀝實驗 1 固體廢物堆場滲瀝水采樣點的選擇正規(guī)設計的垃圾填埋場一般廢棄物堆場 39 圖4 14典型安全填埋場示意圖及滲瀝水采樣點示意圖I 廢物堆 II 可滲透性土壤 III 非滲透性土壤1 表層植被 2 土壤 3 粘土層 4 雙層有機內襯 5 砂質土 6 單層有機內襯 7 滲出液抽汲泵 采樣點 8 膨潤土漿 9 滲出液收集管 10 正常地下水位 11 堆場內地下水位 40 圖4 15有害廢物淋浸過程示意圖A 水的擴散 產生淋浸液 B 最初的淋浸過程 C 吸附 pH效應 生物降解 沉淀等 D 過濾 析出沉淀等 E 析出沉淀 離子交換 吸附 生物降解等 F 作用同E層 另有稀釋作用 垃圾 或廢物 堆場中有害物濃度 最初淋浸液中有害物濃度 流離垃圾堆場前有害物濃度 流離垃圾堆場后有害物濃度 流離非含水層前有害物濃度 含水層中采樣點有害物濃度 41 2 滲瀝試驗 1 工業(yè)固體廢物滲瀝模型 圖4 16固體廢物滲瀝模型實驗裝置示意圖 42 2 生活垃圾滲瀝柱 圖4 17生活垃圾滲瀝柱示意圖 43 六 垃圾堆蠅類滋生密度的測定 1 原理2 操作工具3 試劑 將蠅類用誘餌引誘 集聚至誘捕籠內 加以分類 測定 1 捕蠅籠 2 長方形白搪瓷盤 3 鑷鉗 4 放大鏡 5 搪瓷菜盤 1 速滅靈 或其他有效滅蟲劑 2 酒精 75 44 捕蠅籠的合理設置 捕蠅籠應盡可能地避開人車高峰地帶 捕蠅籠的設置應考慮到氣候影響 一般當氣溫低 風又大時 應設置在向陽背風處 而天氣炎熱較高時則反之 捕蠅籠一般應設置在距地面約1m高的高度 可利用附近電線桿 墻檐等 也可豎竹桿 將籠子綁在竹桿上 當條件不允許時 也可以放置在地面上 但應做好防護措施 以防止禽類 動物類侵擾 1 誘餌的配制 2 蠅樣的收集 3 蠅樣的分類 一般蠅類誘餌專為捕捉家蠅的誘餌 根據(jù)蠅類具有向光性 陰天和黑夜不甚活動的特點 在晴好天氣 采用日出放籠 日落收籠的方法收集蠅樣 將收集的蠅樣倒入長方形白瓷盤內 用鑷鉗將不同的蠅分類 當蠅類較小不能辨別品種時 用放大鏡辨別 4 操作步驟 45 5 數(shù)據(jù)處理與記錄6 注意事項 1 要記錄蠅類測定日的天氣 氣溫 風力等情況 2 把蠅類統(tǒng)計數(shù)據(jù)填入蠅類密度調查表 并分別計算出總蠅類和家蠅的平均值和最大值 3 蠅類密度調查表制法見書上表4 9 1 使用后的誘餌殘余應及時處理 可消毒就地處理 也可以將各監(jiān)測點使用后的誘餌統(tǒng)一收集 處理 2 使用后的捕蠅籠應及時清洗 晾干 放置避陽干燥處 以提高其使用率 3 測定完后 要將蠅樣收集進樣袋 送火