【教学课件】第七章固体废物的监测.ppt

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1、第七章 固体废物的监测本章教学目的、要求l l 1.熟悉有害工业固废的定义和分类；l l 2.掌握固废样品的采样和制备；l l 3.了解有害特性的监测方法；l l 4.掌握生活垃圾的特性；l l 5.了解有害物质的毒理学研究方法。固体废物监测的目的：l l在人类再开发建设、生产经营及日常活动在人类再开发建设、生产经营及日常活动中产生的固体（包括泥状及液体）废弃物，中产生的固体（包括泥状及液体）废弃物，不适当地处置，会造成地下水、地表水和不适当地处置，会造成地下水、地表水和海洋环境污染，影响环境空气质量，破坏海洋环境污染，影响环境空气质量，破坏土壤结构和微生物生存条件，孳生病菌，土壤结构和微生物

2、生存条件，孳生病菌，还会损坏环境的美观。因此，在建设项目还会损坏环境的美观。因此，在建设项目环境保护设施竣工验收的验收监测中做好环境保护设施竣工验收的验收监测中做好固体（液）废物的检查、鉴别是十分重要固体（液）废物的检查、鉴别是十分重要的。的。（一）概述l l1 固体废物l l1.1 定义：固体废物是指人们在生产建设、日常生活和其他活动中产生的，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体废弃物质。1.2 固体废物的来源l l固体废物主要来源于人类的生产和生活消费活动。1.3 固体废物的种类l l固体废物的分类方法很多，按其化学性质可以分为有机废物和无机废物；按其形态可以分为固态废

3、物、半固态废物和液态（气态）废物；按其污染特性可以分为危险废物和一般废物；根据中华人民共和国固体废物污染环境防治法,按来源分为工业固体废物、城市固体废物和有害废物。其中对环境影响较大的是工业危险废物和城市生活垃圾。2 固体废物特性l l（1 1）资源和废物的相对性资源和废物的相对性l l固体废物具有鲜明的时间和空间特性，是在错误固体废物具有鲜明的时间和空间特性，是在错误地点的资源。地点的资源。l l（2 2）富集终态和污染源头的双重性）富集终态和污染源头的双重性l l固体废物往往是许多污染成分的终极状态。但是，固体废物往往是许多污染成分的终极状态。但是，这些这些“终态终态”物质中的有害成分，在

4、长期的自然物质中的有害成分，在长期的自然因素作用下，又会转入大气、水体和土壤，故又因素作用下，又会转入大气、水体和土壤，故又成为大气、水体和土壤环境的污染成为大气、水体和土壤环境的污染“源头源头”。l l（3 3）危害具有潜在性、长期性和灾难性）危害具有潜在性、长期性和灾难性3 固体废物的危害l l侵占土地、污染土壤、污染水体、污染大气和影响市容环境卫生。l l在运输与处理工业废渣和城市垃圾的过程中，产生的有害气体和粉尘将是十分严重的。l l总的来说，固体废物对环境的污染虽没有污水、废弃那样严重，但从其对人类所造成的危害来看，也必须采取措施，进行合理的处理。（二）固体废物样品的采集和制备l l

5、固体废物的监测包括：采样计划的设计和实施、分析方法、质量保证等方面。其中，采样是一个十分重要的环节。所采样本的质量如何，直接关系到分析结果的可靠性。l l为了使采集样品具有代表性，在采集之前要调查研究生产工艺过程、废物类型、排放数量、堆积历史、危害程度和综合利用情况。1 样品的采集l l1.1采样工具l l工业固体废物的采样工具包括尖头钢锹、钢锤、采样探子、采样钻、气动和真空探针、取样铲、带盖盛样桶或内衬塑料薄膜的盛样袋等。1.2采样程序l l根据固体废物批量大小确定份样（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；根据固体废物的最大粒度(95以上能通过最小筛孔尺寸)确定采样量；

6、根据固体废弃物的赋存状态，选用不同的采样方法，在每一个采样点上采取一定质量的物料，组成总样，并认真填写采样记录。1.3 采样数目l l1.3 采样数目l l采样数目的多少取决于两个因素：物料的均匀程度：物料越不均匀，采样单元应越多；采样的准确度：采样的准确度要求越高，采样单元应越多。最小采样数目可以根据物料批量的大小进行估计。批量大小（液体为m3，固体为t）最少份样个数批量大小（液体为m3，固体为t）最少份样个数500035100500201.4 采样量l l采样量的大小主要取决于固体废物颗粒的最大粒采样量的大小主要取决于固体废物颗粒的最大粒径，颗粒越大，均匀性越差，采样量应越多，采径，颗粒越

7、大，均匀性越差，采样量应越多，采样量可根据切乔特经验公式（又称缩分公式）计样量可根据切乔特经验公式（又称缩分公式）计算。算。l lmq=mq=KdKd2 2 l l式中：式中：mq mq应采的最小样品量，应采的最小样品量，kgkg；l l d d固体废物最大颗粒直径，固体废物最大颗粒直径，mmmm；l l K K缩分系数；缩分系数；l l a a经验常数。经验常数。l lK K、a a都是经验常数，与固体废物的种类、均匀程都是经验常数，与固体废物的种类、均匀程度和易破碎程度有关。一般矿石的度和易破碎程度有关。一般矿石的K K值介于值介于0.050.051 1之间，固体废物越不均匀，之间，固体废

8、物越不均匀，K K值就越大。值就越大。a a的数值的数值介于介于1.51.52.72.7，一般由实验确定。，一般由实验确定。1.5 采样方法l l（1 1）现场采样）现场采样l l现场采样：在生产现场采样，首先确定样品的批量，然后现场采样：在生产现场采样，首先确定样品的批量，然后按下式计算出采样间隔，进行流动间隔采样。按下式计算出采样间隔，进行流动间隔采样。l l l l注意事项：采第一个份样时，不准在第一间隔的起点开始，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可在第一间隔内任意确定l l（2）运输车及容器采样l l车数不多于该批废物规定的份样数时：l l每车

9、应采份样数规定份样数/车数l l当车数多于规定的份样数时：所需最少的采所需最少的采样车样车数数l l对于一批若干容器盛装的废物，按表选取最少容对于一批若干容器盛装的废物，按表选取最少容对于一批若干容器盛装的废物，按表选取最少容对于一批若干容器盛装的废物，按表选取最少容器数，并在每个容器中均随机采两个样品。器数，并在每个容器中均随机采两个样品。器数，并在每个容器中均随机采两个样品。器数，并在每个容器中均随机采两个样品。l l注意：当把一个容器作为一个批量时，按上表的注意：当把一个容器作为一个批量时，按上表的注意：当把一个容器作为一个批量时，按上表的注意：当把一个容器作为一个批量时，按上表的最少份

10、样数的最少份样数的最少份样数的最少份样数的1/21/2确定；当把确定；当把确定；当把确定；当把1010个容器作为一个个容器作为一个个容器作为一个个容器作为一个批量时，按下式计算批量时，按下式计算批量时，按下式计算批量时，按下式计算:l l最少容器数最少容器数=最少份样量最少份样量/容器数容器数车厢车厢中的采中的采样样布点：端点距布点：端点距车车角角应应大于大于0.5m，表，表层层去掉去掉30cml l（3）废渣堆法l l在废渣堆两侧距堆底0.5m处划第一条横线，再每隔2m划一条横线的垂线，其交点作为采样点。从批量大小与最小份样数表确定的子样数，确定采样点数，在每点上从0.51.0m深处各随机采

11、样一份。2 样品的制备l l2.1制样要求l l（1）在制样全过程中，应防止药品产生任）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，应尽量保持对样品的性质产生显著影响，应尽量保持原来状态。原来状态。l l（2）湿样品应在室温下自然干燥，使其达）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。到适于破碎、筛分、缩分的程度。l l（3）制备的样品应过筛后（筛孔为）制备的样品应过筛后（筛孔为5mm），装瓶备用。），装瓶备用。l l2.2 制样工具l l粉碎机（破碎机）、药碾、钢锤、标准套粉碎机（破碎机

12、）、药碾、钢锤、标准套筛、十字分样板、机械缩分器。筛、十字分样板、机械缩分器。l l2.3 制样程序l l（1）粉碎：通过5mm塞孔。l l（2）缩分：四分法。3 样品保存l l（1）密封保存。特殊样品：可采用冷冻或）密封保存。特殊样品：可采用冷冻或充惰性气体等方法保存；充惰性气体等方法保存；l l（2）贴标签。标签上应注明：编号、废物）贴标签。标签上应注明：编号、废物名称、采样地点、批量、采样人、制样人、名称、采样地点、批量、采样人、制样人、时间；时间；l l（3）制备好的样品，一般有效保存期为三）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。个月，易变质的试样不受此限制。l

13、 l（4）填好采样记录表。）填好采样记录表。（三）固体废物监测l l由于固体样品组成复杂，其存在状态往往不符合分析测定的要求，所以在分析测定之前，需要进行适当的预处理，以使被测组分始于测定方法要求的形态、浓度和消除共存组分干扰的试样体系。（预处理方法可参照土壤预处理内容）1 土壤中常见的有害物质的监测l l（1）水分的测定l l（2）pH值l l（3）总汞测定l l（4）总镉l l（5）总铬l l（6）铅的测定l l（7）氰化物l l（8）砷的测定2 有害特性的监测l l2.1 急性毒性的监测l l以一定体重的小白鼠或大白鼠为实验动物，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

14、对小白鼠或大白鼠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，进行一次性灌胃，之后观察其中毒症状，记录记录48h内的死亡数。内的死亡数。l l2.2 易燃性试验l l鉴别易燃性是测定闪点，闪点较低的液态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，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，仪器采用闭口闪点对人体或环境的危害，仪器采用闭口闪点测定仪。温度计采用测定仪。温度计采用1号温度

15、计号温度计(-30-170)或或2号温度计号温度计(100-300）。）。l l2.3 腐蚀性试验l l腐蚀性：指通过接触能损伤生物细胞组织、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。或腐蚀物体而引起危害。l l测定方法：一种是测定测定方法：一种是测定pH值，另一种是指值，另一种是指在在55.7以下对钢制品的腐蚀率。以下对钢制品的腐蚀率。l l2.4 反应性试验l l废物的反应性：在常温、常压下不稳定或废物的反应性：在常温、常压下不稳定或在外界条件发生变化时发生剧烈变化，以在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。致产生爆炸或放出有毒有害气体。l l测

16、定方法：测定方法：l l撞击感度测定；撞击感度测定；摩擦感度测定；摩擦感度测定；差差热分析测定；热分析测定；爆炸点测定；爆炸点测定；火焰感度火焰感度测定等五种。测定等五种。l l2.5 2.5 浸出毒性试验浸出毒性试验l l固体废物受到水的冲淋、浸泡，其中有害成分将会转移到固体废物受到水的冲淋、浸泡，其中有害成分将会转移到固体废物受到水的冲淋、浸泡，其中有害成分将会转移到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。水相而污染地面水、地下水，导致二次污染。水相而污染地面水、地下水，导致二次污染。水相而污染地面水、地下水，导致二次污染。l l浸出实验采

17、用规定方法浸出水溶液，然后对浸出液进行分浸出实验采用规定方法浸出水溶液，然后对浸出液进行分浸出实验采用规定方法浸出水溶液，然后对浸出液进行分浸出实验采用规定方法浸出水溶液，然后对浸出液进行分析。我国规定的分析项目有：汞、镉、砷、铬、铜、锌、析。我国规定的分析项目有：汞、镉、砷、铬、铜、锌、析。我国规定的分析项目有：汞、镉、砷、铬、铜、锌、析。我国规定的分析项目有：汞、镉、砷、铬、铜、锌、镍、锑、铍、氟化物、氰化物、硫化物、硝基苯类化合物。镍、锑、铍、氟化物、氰化物、硫化物、硝基苯类化合物。镍、锑、铍、氟化物、氰化物、硫化物、硝基苯类化合物。镍、锑、铍、氟化物、氰化物、硫化物、硝基苯类化合物。l

18、 l称取称取称取称取100g(100g(干基干基干基干基)试样试样试样试样(无法采用干基重量的样品则先测水无法采用干基重量的样品则先测水无法采用干基重量的样品则先测水无法采用干基重量的样品则先测水分加以换算分加以换算分加以换算分加以换算)，置于浸出容积为，置于浸出容积为，置于浸出容积为，置于浸出容积为2L(30160)2L(30160)具盖广口具盖广口具盖广口具盖广口聚乙烯瓶中，加水聚乙烯瓶中，加水聚乙烯瓶中，加水聚乙烯瓶中，加水1L(1L(先用氢氧化钠或盐酸调先用氢氧化钠或盐酸调先用氢氧化钠或盐酸调先用氢氧化钠或盐酸调pHpH至至至至5.85.86.3)6.3)。将瓶子垂直固定在水平往复振荡

19、器上，调节振荡频。将瓶子垂直固定在水平往复振荡器上，调节振荡频。将瓶子垂直固定在水平往复振荡器上，调节振荡频。将瓶子垂直固定在水平往复振荡器上，调节振荡频率为率为率为率为1101011010次次次次/min/min，振幅，振幅，振幅，振幅40mm40mm，在室温下振荡，在室温下振荡，在室温下振荡，在室温下振荡8h8h，静止静止静止静止16h16h。通过。通过。通过。通过0.45m0.45m滤膜过滤。滤液按各分析项目要滤膜过滤。滤液按各分析项目要滤膜过滤。滤液按各分析项目要滤膜过滤。滤液按各分析项目要求进行保护，于合适条件下储存备用。求进行保护，于合适条件下储存备用。求进行保护，于合适条件下储存

20、备用。求进行保护，于合适条件下储存备用。l l2.6 固体废物遇水反应试验l l（1）固体废物与水发生反应放出热量，使体系的温度升高，用半导体点温计来测量固液界面的温度变化，以确定温升值。l l（2）测定过程中要避免热量的散失。至少测定两个平行样，报告算数平均值。反应剧烈的固体废物，宜从少量样品开始试验。还要预防测量探头的损失 l l2.7 固体废物渗漏模型试验l l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

21、规律，推断固体废物在堆放时的渗漏情况和危害程度。3 生活垃圾的特性分析l l3.1 粒度的测定l l粒度的测定采用筛分法，按筛目排列，依次连续摇动15min，转到下一号筛子，然后计算每一粒度的微粒所占的质量分数。l l如果需要在试样干燥后称量，则须在70烘烘24h，然后再在干燥中冷却后筛分，然后再在干燥中冷却后筛分 l l3.2淀粉的测定淀粉的测定l l显色指示法：淀粉与碘可形成配合物，利显色指示法：淀粉与碘可形成配合物，利用这种配合物的颜色变化来判断堆肥的降用这种配合物的颜色变化来判断堆肥的降解程度。当堆肥降解尚未结束时，堆肥物解程度。当堆肥降解尚未结束时，堆肥物料中的淀粉未完全分解，遇碘形

22、成的配合料中的淀粉未完全分解，遇碘形成的配合物呈蓝色；堆肥完全成熟时，物料中的淀物呈蓝色；堆肥完全成熟时，物料中的淀粉已完全降解，加碘即呈黄色。堆肥进程粉已完全降解，加碘即呈黄色。堆肥进程中配合物的颜色变化过程是深蓝中配合物的颜色变化过程是深蓝浅蓝浅蓝灰到灰到绿绿黄。黄。l l3.3生物可降解度的测定生物可降解度的测定l l根据生物可降解有机质比生物不可降解有根据生物可降解有机质比生物不可降解有机质更易于被氧化的特点，在原有机质更易于被氧化的特点，在原有“湿烧湿烧法法”测定固体有机质的基础上，采用了常测定固体有机质的基础上，采用了常温反应，降低溶液的氧化程度，使之有选温反应，降低溶液的氧化程度

23、，使之有选择性的氧化生物可降解物质。在强酸条件择性的氧化生物可降解物质。在强酸条件下，以强氧化剂重铬酸钾在常温下氧化样下，以强氧化剂重铬酸钾在常温下氧化样品中的有机质，过量的重铬酸钾以硫酸亚品中的有机质，过量的重铬酸钾以硫酸亚铁回滴。根据所消耗的氧化剂的量，计算铁回滴。根据所消耗的氧化剂的量，计算样品中有机质的量，再换算为生物可降解样品中有机质的量，再换算为生物可降解度。度。l l3.4垃圾热值的测定垃圾热值的测定l l热值是垃圾焚烧处理的重要指标。热值分热值是垃圾焚烧处理的重要指标。热值分高热值（高热值（Ho）和低热值（）和低热值（Hu）。垃圾中可）。垃圾中可燃物质的热值为高热值，但实际上垃

24、圾中燃物质的热值为高热值，但实际上垃圾中总含有一定量不可燃的惰性物质和水，当总含有一定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会消燃烧产生的水以水蒸气的形式挥发也会消耗热量，故实际的热值要低得多，这一热耗热量，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。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。热值的测定方法：量热计法和热耗法。l l3.5 渗沥水分析l l（1）定义：渗沥水是指从生活垃圾接触中）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渗

25、出来的水溶液，它提取或溶出了垃圾组成中的物质。成中的物质。l l（2）产生原因：露天堆肥和填埋。因为渗）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。是填埋处理中最主要的污染源。l l（3）渗沥水的特点：l l成分的不稳定性。成分的不稳定性。l l浓度的可变性。浓度的可变性。l l组成的特殊性。组成的特殊性。l l渗沥水是不同于生活污水的特殊污水渗沥水是不同于生活污水的特殊污水 l l（4）渗沥水的分析项目l l根据我国实际情况，由建设部标准定额研根据我国实际情况，由建设部标准定额研究所提出的究所提出的“渗沥水理化分析和细菌学检渗沥水理化分析和细菌学检验方法验方法”中包括了以下项目：色度、总固中包括了以下项目：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、盐、氨态氮、凯氏氮、氯化物、总磷、pH值、值、COD、BOD、钾、钠、细菌总数、总、钾、钠、细菌总数、总大肠菌群等。大肠菌群等。