第四章固體廢棄物監(jiān)測(cè)

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(cè)方法第四節(jié)生活垃圾和衛(wèi)生保健機(jī)構(gòu)廢棄物的監(jiān)測(cè)第五節(jié)有害物質(zhì)的毒理學(xué)研究方法 一 固體廢物的定義和分類(lèi) 第一節(jié)固體廢物概述 固體廢物 生產(chǎn) 建設(shè) 日常生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的污染環(huán)境的固態(tài) 半固態(tài)廢棄物質(zhì) 3 分類(lèi)方法 按化學(xué)性質(zhì) 有機(jī)物和無(wú)機(jī)物 按形狀 固體和泥狀 按危害狀況 危險(xiǎn)廢物 3有害廢物 和一般廢物 按來(lái)源 礦業(yè) 工業(yè)固體廢物 城市垃圾 包括下水道污泥 農(nóng)業(yè)和放射性固體廢物等 4 危險(xiǎn)廢物 二 危險(xiǎn)廢物的定義和鑒別 指在國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄中 和根據(jù)國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)部門(mén)規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定的具有危險(xiǎn)性的廢物 1 引起或嚴(yán)重導(dǎo)致人類(lèi)和動(dòng)植物死亡率增加 2 引起各種疾病的增加 3 降低對(duì)疾病的抵抗力 4 在處理 貯存 運(yùn)送 處置或其他管理不當(dāng)時(shí) 對(duì)人體健康或環(huán)境會(huì)造成現(xiàn)實(shí)的或潛在的危害 5 危險(xiǎn)廢物的特性 易燃性腐蝕性反應(yīng)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(diǎn)低于60 的液體 經(jīng)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(shí)對(duì)鋼制品每年的腐蝕深度大于0 64cm的廢物 反應(yīng)性 a 無(wú)爆震時(shí)就很易發(fā)生劇烈變化 b 和水劇烈反應(yīng) c 能和水形成爆炸性混合物 d 和水混合產(chǎn)生毒性氣體 蒸汽或煙霧 e 有引發(fā)源或加熱時(shí)能爆震或爆炸 f 常溫常壓下易爆炸和爆炸性反應(yīng) 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(jìn)行浸取 當(dāng)浸出液中有一種或一種以上有害成分的濃度超過(guò)表4 1所示鑒別標(biāo)準(zhǔn)的物質(zhì) 急性毒性 指引起小鼠 大鼠 在48h內(nèi)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(biāo)準(zhǔn) 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(yīng)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(rèn)真填寫(xiě)采樣記錄 尖頭鋼鍬 鋼尖鎬 采樣鏟 具蓋采樣桶或內(nèi)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(chǎng)采樣 采樣間隔 9 車(chē)數(shù) 輛所需最少采樣車(chē)數(shù) 輛10050 容器個(gè)數(shù) 個(gè)所需最少采樣容器個(gè)數(shù) 個(gè)10050 2 運(yùn)輸車(chē)及容器采樣 當(dāng)車(chē)數(shù)不多于該批廢物規(guī)定的份樣數(shù)時(shí) 每車(chē)應(yīng)采份樣數(shù) 規(guī)定份樣數(shù) 車(chē)數(shù) 當(dāng)車(chē)數(shù)多于該批廢物規(guī)定的份樣數(shù)時(shí) 車(chē)中采樣點(diǎn)的布設(shè) 對(duì)于一批若干容器盛裝的廢物 當(dāng)把一個(gè)容器作為一個(gè)批量時(shí) 當(dāng)把2 10個(gè)容器作為一個(gè)批量時(shí) 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(gè)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(diǎn)的分布示意圖 11 粉碎機(jī) 藥碾 鋼錘 標(biāo)準(zhǔn)套篩 十字樣板 機(jī)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(jí)破碎 過(guò)5mm篩孔 粉碎過(guò)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(cuò)位 反復(fù)轉(zhuǎn)堆 至少三周 使其充分混合 然后將圓錐頂端輕輕壓平 攤開(kāi)物料后 用十字板自上壓下 分成四等份 取兩個(gè)對(duì)角的等份 重復(fù)操作數(shù)次 直至不少于1kg試樣為止 1 制樣過(guò)程中 防止樣品產(chǎn)生任何化學(xué)變化和污染 2 濕樣品應(yīng)在室溫下自然干燥 使其達(dá)到適于破碎 篩分 縮分的程度 3 制備的樣品過(guò)篩后裝瓶備用 二 樣品的制備 12 三 樣品水分的測(cè)定 1 測(cè)定無(wú)機(jī)物 稱(chēng)取樣品20g左右于105 下干燥 恒重至 0 1g 測(cè)定水分含量 2 有機(jī)物 樣品于60 下干燥24h 測(cè)定水分含量 3 固體廢物測(cè)定結(jié)果以干樣品計(jì)算 當(dāng)污染物含量小于0 1 時(shí)以mg kg表示 含量大于0 1 時(shí)則以百分含量表示 并說(shuō)明是水溶性或總量 13 四 樣品pH值的測(cè)定 見(jiàn)本章第三節(jié) 三 腐蝕性試驗(yàn)方法 由于固體廢物的不均勻性 測(cè)定時(shí)應(yīng)將各點(diǎn)分別測(cè)定 測(cè)定結(jié)果以實(shí)際測(cè)定pH值范圍表示 而不是通過(guò)計(jì)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(dá)到平衡極為迅速 所以采樣后必須立即測(cè)定 14 制好的樣品密封于容器中保存 容器對(duì)樣品不吸附 不使樣品變質(zhì) 貼標(biāo)簽 注明編號(hào) 廢物名稱(chēng) 采樣地點(diǎn) 批量 采樣人 制樣人 時(shí)間 五 樣品的保存 15 一 急性毒性的初篩試驗(yàn)毒性試驗(yàn)動(dòng)物 試驗(yàn)步驟 稱(chēng)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(guò)濾 濾液留待灌胃用 對(duì)10只小白鼠 或大白鼠 進(jìn)行一次性灌胃 每只灌浸出液0 50 或4 80 mL 對(duì)灌胃后的小白鼠 或大白鼠 進(jìn)行中毒癥狀觀察 記錄48h內(nèi)動(dòng)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(cè)方法 16 二 易燃性的試驗(yàn)方法易燃性 試驗(yàn)步驟 閃點(diǎn)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(diǎn)燃等自發(fā)的化學(xué)變化會(huì)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(biāo)準(zhǔn)要求加熱試樣至一定溫度 停止攪拌 每升高1 點(diǎn)火一次 至試樣上方剛出現(xiàn)藍(lán)色火焰時(shí) 立即讀出溫度計(jì)上的溫度值 17 對(duì)粉 粒 塊狀物料 稱(chēng)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(jī)上 于室溫下 連續(xù)振蕩30min 靜置30min后 測(cè)上清液pH值 每種廢物取兩個(gè)平行樣品測(cè)定其pH值 差值不得大于0 15 三 腐蝕性的試驗(yàn)方法 測(cè)定方法 方法 儀器 pH值的測(cè)定 一種是測(cè)定pH值 另一種是指測(cè)定在55 7 以下對(duì)鋼制品的腐蝕率 pH計(jì)或酸度計(jì) 對(duì)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(jìn)行pH值測(cè)量 腐蝕性 通過(guò)接觸能損傷生物細(xì)胞組織或腐蝕物體而引起危害 對(duì)稠狀物料可離心或過(guò)濾后 測(cè)其液體的pH值 18 四 反應(yīng)性試驗(yàn)方法 撞擊感度測(cè)定摩擦感度測(cè)定差熱分析測(cè)定爆炸點(diǎn)測(cè)定火焰感度測(cè)定 19 五 遇水反應(yīng)性試驗(yàn)方法 遇水反應(yīng)性包括 1 固體廢物與水發(fā)生劇烈反應(yīng)而放出熱量 使體系溫度升高 2 與水反應(yīng)釋放出有害氣體 如乙炔 硫化氫 砷化氫 氰化氫 1 反應(yīng)裝置 2 試驗(yàn)步驟 稱(chēng)取固體廢物50g 置于250mL的反應(yīng)器內(nèi) 加入25mL水汽 用1mol LHCl調(diào)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(jī) 靜置10min 用注射器抽氣50mL 注入不同的5mL吸收液中 測(cè)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(yīng)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(yàn) 浸出方法 稱(chēng)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(fù)振蕩器上 在室溫下振蕩8h 靜置16h 通過(guò)0 45 m濾膜過(guò)濾 濾液按各分析項(xiàng)目要求進(jìn)行保護(hù) 于合適條件下儲(chǔ)存?zhèn)溆?21 第四節(jié)生活垃圾和衛(wèi)生保健機(jī)構(gòu)廢棄物的監(jiān)測(cè) 22 一 生活垃圾及其分類(lèi) 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(chǎng)垃圾 建筑垃圾和街道掃集物等 2 生活垃圾的分類(lèi) 廢品類(lèi) 廚房類(lèi) 亦稱(chēng)廚余垃圾 灰土類(lèi) 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(chǎn)生地區(qū)的基本情況 如居民情況 生活水平 堆放時(shí)間 還要考慮在收集 運(yùn)輸 儲(chǔ)存過(guò)程等可能的變化 然后制定周密的采樣計(jì)劃 采樣過(guò)程必須詳細(xì)記錄地點(diǎn) 時(shí)間 種類(lèi) 表觀特性等 在記錄卡傳遞過(guò)程中 必須有專(zhuān)人簽署便于查核 分析試驗(yàn)的步驟 1 將1g堆肥置于l00mL燒杯中 滴入幾滴酒精使其濕潤(rùn) 再加20mL36 的高氯酸 2 用紋網(wǎng)濾紙 90號(hào)紙 過(guò)濾 3 加入20mL碘反應(yīng)劑到濾液中并攪動(dòng) 4 將幾滴濾液滴到白色板上 觀察其顏色變化 4 淀粉的測(cè)定 G 0 06d式中 G 試樣質(zhì)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(dòng)l5min 依次轉(zhuǎn)到下一號(hào)篩子 然后計(jì)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(chēng)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(jí) 24 在室溫下粗測(cè)COD的試驗(yàn)步驟 1 稱(chēng)取0 5g已烘干磨碎的試樣于500mL錐形瓶中 2 準(zhǔn)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(dòng) 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(biāo)準(zhǔn)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(yàn) 5 生物降解性的測(cè)定 25 6 熱值的測(cè)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(zhì)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(cè)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(jì)本身及其周?chē)慕橘|(zhì) 本實(shí)驗(yàn)用水 溫度升高 測(cè)量了介質(zhì)燃燒前后溫度的變化 就可以求算該樣品的燃燒熱 其關(guān)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(jì)的水當(dāng)量 J L 為鐵絲的長(zhǎng)度 cm 其燃燒值為2 9J cm 3000 實(shí)驗(yàn)用水毫升數(shù) mL 熱值 生活垃圾固體廢物和無(wú)法確定相對(duì)分子質(zhì)量的混合物單位量 克或千克 完全氧化時(shí)的反應(yīng)熱 27 測(cè)量熱效應(yīng)的儀器 量熱計(jì) 卡計(jì) 圖4 5為氧彈卡計(jì) 圖4 5氧彈外形示意圖 28 溫度測(cè)量值雷諾圖校正 圖4 6絕熱較差時(shí)雷諾校正圖 圖4 7絕熱良好時(shí)雷諾校正圖 稱(chēng)適量待測(cè)物質(zhì) 使燃燒后水溫升高1 5 2 0 預(yù)先調(diào)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(duì)時(shí)間作圖 29 二 儀器和試劑 氧彈卡計(jì) 放大鏡 氧氣鋼瓶 氧氣表 貝克曼溫度計(jì)一支 0 l00 溫度計(jì)一支 壓片機(jī) 萬(wàn)用電表 鐵絲 變壓器 苯甲酸 分析純或燃燒熱專(zhuān)用 30 三 實(shí)驗(yàn)步驟 1 測(cè)定卡計(jì)的水當(dāng)量C卡 1 樣品壓片 2 充氧氣 3 燃燒和測(cè)量溫度 用臺(tái)秤稱(chēng)取約lg左右苯甲酸 切勿超過(guò)1 1g 用分析天平準(zhǔn)確稱(chēng)量長(zhǎng)度為l5cm長(zhǎng)的鐵絲 31 圖4 8鐵絲穿在模板內(nèi) 圖4 9壓片機(jī) 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(jìn)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(cè)量溫度 低于室溫0 5 1 0 的自來(lái)水3000mL 圖4 13卡計(jì)安裝示意圖 35 2 樣品熱值的測(cè)定 1 固體狀樣品測(cè)定 2 流動(dòng)性樣品的測(cè)定 流動(dòng)性污泥或不能壓成片狀物的樣品 則稱(chēng)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(jìn)行試驗(yàn) 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(yīng)于105 烘干 并記錄水分含量 稱(chēng)取1 0g左右 同法進(jìn)行上述試驗(yàn) 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(jì)溫度變化的差值 T1 并根據(jù)公式計(jì)算卡計(jì)的水當(dāng)量 2 用圖解法求出樣品燃燒引起卡計(jì)溫度變化的差值 T2 并根據(jù)公式計(jì)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(xiàng)目 滲瀝水是指從生活垃圾接觸中滲出來(lái)的水溶液 它提取或溶出了垃圾組成中的物質(zhì) 理化分析和細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)方法 色度 總固體 總?cè)芙庑怨腆w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(xì)菌總數(shù) 總大腸菌群等 其中細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群是我國(guó)特有的監(jiān)測(cè)項(xiàng)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(shí)間 3 組成的特殊性 垃圾中存在的物質(zhì) 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(lèi) 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(shí)驗(yàn) 1 固體廢物堆場(chǎng)滲瀝水采樣點(diǎn)的選擇正規(guī)設(shè)計(jì)的垃圾填埋場(chǎng)一般廢棄物堆場(chǎng) 39 圖4 14典型安全填埋場(chǎng)示意圖及滲瀝水采樣點(diǎn)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(jī)內(nèi)襯 5 砂質(zhì)土 6 單層有機(jī)內(nèi)襯 7 滲出液抽汲泵 采樣點(diǎn) 8 膨潤(rùn)土漿 9 滲出液收集管 10 正常地下水位 11 堆場(chǎng)內(nèi)地下水位 40 圖4 15有害廢物淋浸過(guò)程示意圖A 水的擴(kuò)散 產(chǎn)生淋浸液 B 最初的淋浸過(guò)程 C 吸附 pH效應(yīng) 生物降解 沉淀等 D 過(guò)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(chǎng)中有害物濃度 最初淋浸液中有害物濃度 流離垃圾堆場(chǎng)前有害物濃度 流離垃圾堆場(chǎng)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(diǎn)有害物濃度 41 2 滲瀝試驗(yàn) 1 工業(yè)固體廢物滲瀝模型 圖4 16固體廢物滲瀝模型實(shí)驗(yàn)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(lèi)滋生密度的測(cè)定 1 原理2 操作工具3 試劑 將蠅類(lèi)用誘餌引誘 集聚至誘捕籠內(nèi) 加以分類(lèi) 測(cè)定 1 捕蠅籠 2 長(zhǎng)方形白搪瓷盤(pán) 3 鑷鉗 4 放大鏡 5 搪瓷菜盤(pán) 1 速滅靈 或其他有效滅蟲(chóng)劑 2 酒精 75 44 捕蠅籠的合理設(shè)置 捕蠅籠應(yīng)盡可能地避開(kāi)人車(chē)高峰地帶 捕蠅籠的設(shè)置應(yīng)考慮到氣候影響 一般當(dāng)氣溫低 風(fēng)又大時(shí) 應(yīng)設(shè)置在向陽(yáng)背風(fēng)處 而天氣炎熱較高時(shí)則反之 捕蠅籠一般應(yīng)設(shè)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(dāng)條件不允許時(shí) 也可以放置在地面上 但應(yīng)做好防護(hù)措施 以防止禽類(lèi) 動(dòng)物類(lèi)侵?jǐn)_ 1 誘餌的配制 2 蠅樣的收集 3 蠅樣的分類(lèi) 一般蠅類(lèi)誘餌專(zhuān)為捕捉家蠅的誘餌 根據(jù)蠅類(lèi)具有向光性 陰天和黑夜不甚活動(dòng)的特點(diǎn) 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(zhǎng)方形白瓷盤(pán)內(nèi) 用鑷鉗將不同的蠅分類(lèi) 當(dāng)蠅類(lèi)較小不能辨別品種時(shí) 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(xiàng) 1 要記錄蠅類(lèi)測(cè)定日的天氣 氣溫 風(fēng)力等情況 2 把蠅類(lèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)填入蠅類(lèi)密度調(diào)查表 并分別計(jì)算出總蠅類(lèi)和家蠅的平均值和最大值 3 蠅類(lèi)密度調(diào)查表制法見(jiàn)書(shū)上表4 9 1 使用后的誘餌殘余應(yīng)及時(shí)處理 可消毒就地處理 也可以將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)使用后的誘餌統(tǒng)一收集 處理 2 使用后的捕蠅籠應(yīng)及時(shí)清洗 晾干 放置避陽(yáng)干燥處 以提高其使用率 3 測(cè)定完后 要將蠅樣收集進(jìn)樣袋 送火