第五章-固体废弃物的监测(修改).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章固体废弃物的监测,课程学习内容要点,1）了解工业有害固体废物和生活垃圾的分类和特性；,2）理解有害物质的毒理学实验方法；,3）掌握固体废物样品的采集、制备及监测方法。,第一节,固体废物概述,第二节,固体废物样品的采集和制备,第三节,有害特性的监测方法,第四节,生活垃圾和卫生保健机构废弃物的监测,第五节,有害物质的毒理学研究方法,一、固体废物的定义和分类,第一节 固体废物概述,固体废物,：指人们在开发建设、生产经营和日常生活活动中向环境排出的固体和泥状废物。,工业固体废物,：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。,垃圾：,来自生活活动中的固体废物称为垃圾。,固体废物是一个,相对概念,危险废物,二、危险废物的定义和鉴别,指在国家危险废物名录中，和根据国务院环境保护部门规定的危险废物鉴别标准认定的具有危险性的废物。,（1）引起或严重导致人类和动植物死亡率增加；,（2）引起各种疾病的增加；,（3）降低对疾病的抵抗力；,（4）在处理、贮存、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。,危险废物的特性：,易燃性,腐蚀性,反应性,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废物，比放射性大于110,7,Ci/kg 者；含有人工放射性元素的废物或比放射性大于露天水源限制浓度的10100倍（半衰期60天）者。,易燃性：含闪点低于60的液体，经摩擦或吸湿和自发的变化具有着火倾向的固体。,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,以下时对钢制品每年的腐蚀深度大于0.64cm的废物。,反应性,：a.无爆震时就很易发生剧烈变化；b.和水剧烈反应；c.能和水形成爆炸性混合物；d.和水混合产生毒性气体、蒸汽或烟雾；e.有引发源或加热时能爆震或爆炸；f.常温常压下易爆炸和爆炸性反应；j.根据其它法规定义的爆炸品。,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4.1,所示鉴别标准的物质。,急性毒性：指引起小鼠（大鼠）在48h内死亡半数以上者。,批量大小 最少份样数,/(液体m,3,固体t)/份,5000 35,a.根据固体废物批量大小确定应采份样；b.根据固体废物的最大粒度确定份样量；c.根据采样方法，随即采集份样，组成总样，并认真填写采样记录。,尖头钢锹、钢尖镐、采样铲、具盖采样桶或内衬塑料的采样袋。,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,(二)采样,(三)份样数,(四)份样量,批量,份样,份样,份样,份样,份样,样品制备,图 4.1 采样示意图,份样量和采样铲容量,最大粒度/mm 最小份样量/kg 采样铲容量/mL,150 30,100150 15 16000,50100 5 7000,4050 3 1700,2040 2 800,1020 1 300,10 0.5 125,每个份样量大致相等，相对误差,20%,。,要求采样铲容量：保证一次在一个部位取到足够数量份样量。,车数/辆 所需最少采样车数/,辆,100 50,从所选车中各随机采一个份样,容器个数/个 所需最少采样容器个数/个,100 50,每个容器中均随机采两个样品。,2.运输车及容器采样,当车数不多于该批废物规定的份样数时：,每车应采份样数规定份样数/车数,当车数多于该批废物规定的份样数时：,车中采样点的布设：,对于一批若干容器盛装的废物：,当把一个容器作为一个批量时：,当把210个容器作为一个批量时,：,最少容器数最少份样数/容器数,图4.2 车厢中的采样布点示意图,批量大小 最少份样个数,/(液体m,3,固体t)/份,5000 35,按上表最少份样量的1/2确定,粉碎机、药碾、钢锤、标准套筛、十字样板、机械缩分器。,(一)制样工具,(二)制样要求,(三)制样程序,1.粉碎,把全部样品逐级破碎，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,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，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。,(1)制样过程中，防止样品产生任何化学变化和污染；,(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)制备的样品过筛后装瓶备用。,二、样品的制备,三、样品水分的测定,（1）测定无机物：称取样品20g左右于105下干燥，恒重至0.1g，测定水分含量；,（2）有机物：样品于60,下干燥24h，测定水分含量；,（3）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pH值的测定,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。,制好的样品密封于容器中保存（容器对样品不吸附；不使样品变质）,贴标签：注明编号、废物名称、采样地点、批量、采样人、制样人、时间。,五、样品的保存,一、急性毒性的初筛试验,毒性试验动物：,试验步骤,：,称取制备好的样品100g，置于500mL具磨口玻璃塞的三角瓶中，加入100mL（pH为5.86.3)水（固液比为1:1),振摇3min于室温下静止浸泡24 h，用中速定量滤纸过滤，滤液留待灌胃用。,对10只小白鼠（或大白鼠）进行一次性灌胃，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48 h内动物死亡数。,体重1824g的小白鼠（或200300g大白鼠）。,第三节 有害特性的监测方法,对粉、粒、块状物料，称取制备好的样品50 g（干基），置于1 L塑料瓶中，加入新鲜蒸馏水250 mL，使固液比为1:5，加盖密封后，放在振荡机上，于室温下，连续振荡30 min，静置30 min后，测上清液pH值，每种废物取两个平行样品测定其pH值，差值不得大于0.15。,三、腐蚀性的试验方法,测定方法：,方法：,仪器：,pH值的测定,：,一种是测定pH值；另一种是指测定在55.7,以下对钢制品的腐蚀率。,pH计或酸度计,对含水量高、呈流态状的稀泥或浆状物料，可将电极直接插入进行pH值测量。,腐蚀性：通过接触能损伤生物细胞组织或腐蚀物体而引起危害。,对稠状物料可离心或过滤后，测其液体的pH值。,四、反应性试验方法,撞击感度测定：对机械撞击的敏感程度。,摩擦感度测定：对摩擦作用的敏感程度。,差热分析测定：热不稳定性,爆炸点测定：爆炸点,火焰感度测定：对火焰的敏感程度。,摩擦感应仪,GB/T 21566-2008 危险品 爆炸品摩擦感度试验方法,原理：当给予被测物和参比物同等热量时，因二者对热的性质不同，其升温情况必然不同，通过测定二者的温度差达到分析目的。,以参比物与样品间温度差为纵坐标，以温度为横座标所得的曲线，称为DTA曲线。,试验结果：给出最低放热温度和最高峰值。,差热分析仪,方法：将与参比物等量、等粒级的粉末状样品，分放在两个坩埚内，坩埚的底部各与温差热电偶的两个焊接点接触，与两坩埚的等距离等高处，装有测量加热炉温度的测温热电偶，它们的各自两端都分别接人记录仪的回路中,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。,（2）与水反应释放出有害气体，如乙炔、硫化氢、砷化氢、氰化氢。,1.反应装置,2.试验步骤,称取固体废物50 g，置于250 mL的反应器内，加入25 mL水汽（用1 mol/L HCl调节pH值为4），加盖密封后，固定在振荡器上，振荡频率为11010次/min,振荡30 min后停机，静置10 min.用注射器抽气50 mL，注入不同的5 mL吸收液中，测定其氰化氢、硫化氢、砷化氢、乙炔的含量。,图4.4 固体废物反应器示意图,1.固体废物；2.250mL塑料瓶；3.橡皮塞；4.玻璃管；5.乳胶管；6.止水夹；7.气体抽气口,六、浸出毒性试验,浸出方法：,称取100 g试样，置于浸出容积为2 L具盖广口聚乙烯瓶中，加水1 L。将瓶子垂直固定在水平往复振荡器上，在室温下振荡8 h，静置16 h。通过0.45 m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。,一、生活垃圾及其分类,（1）生活垃圾的概念,城镇居民在日常生活中抛弃的固体垃圾，主要包括：生活垃圾、医院垃圾、市场垃圾、建筑垃圾和街道扫集物等。,（2）生活垃圾的分类,废品类；,厨房类(亦称厨余垃圾)；,灰土类。,（3）处理方法,焚烧(包括热解、气化)；,卫生填埋；,堆肥。,充分研究垃圾产生地区的基本情况，如居民情况、生活水平、堆放时间；还要考虑在收集、运输、储存过程等可能的变化，然后制定周密的采样计划。采样过程必须详细记录地点、时间、种类、表观特性等。在记录卡传递过程中，必须有专人签署便于查核。,分析试验的步骤：,（1）将1g堆肥置于l00mL烧杯中，滴入几滴酒精使其湿润，再加20mL36的高氯酸；,（2）用纹网滤纸(90号纸)过滤；,（3）加入20mL碘反应剂到滤液中并搅动；,（4）将几滴滤液滴到白色板上，观察其颜色变化。,堆肥开始到完成：深蓝浅蓝灰绿黄,4.淀粉的测定,G,0.06,d,式中：,G,试样质量，kg；,d,垃圾的最大粒度，mm。,粒度采用筛分法，按筛目排列，依次连续摇动l5 min，依次转到下一号筛子，然后计算每一粒度微粒所占的百分比。如果需要在试样干燥后再称量，则需在70的温度下烘干24 h，然后再在干燥器中冷却后筛分。,二、生活垃圾特性分析,1.垃圾采集和试样处理,2.采样量,3.垃圾的粒度分级,在室温下粗测COD的试验步骤:,（1）称取0.5 g已烘干磨碎的试样于500 mL锥形瓶中；（2）准确量取20 mL,c,1/6,(K,2,Cr,2,O,7,)2mo1/L重铬酸钾溶液加入样品瓶中并充分混合；（3）量取20mL硫酸加到样品瓶中；（4）在室温下将这一混合物放置12 h且不断摇动；（5）加入约15 mL蒸馏水；（6）再依次加入10 mL磷酸，0.2 g氟化钠和30滴指示剂；（7）用标准硫酸亚铁铵溶液滴定；（8）用同样的方法在不放试样的情况下做空白试验。,5生物降解性的测定,6热值的测定,高热值与低热值换算：,式中：,H,n,低热值，kJkg；,H,o,高热值，kJkg；,I,惰性物质含量，；,W,垃圾的表面湿度，；,W,L,剩余的和吸湿性的湿度，。,热值：生活垃圾固体废物和无法确定相对分子质量的混合物单位量(克或千克)完全氧化时的反应热。,垃圾中可燃物质的热值,垃圾中不可燃的惰性物质和水消耗热量，实际热值低很多。,热值的测定方法,能量守恒定律，样品完全燃烧放出的能量促使卡计本身及其周围的介质(本实验用水)温度升高，测量了介质燃烧前后温度的变化，就可以求算该样品的燃烧热，其关系式：,WQ,v,=(3000,C,+,C,卡,）,T,2.9,L,式中：,Q,v,燃烧热，(Jg)；,水的密度，g/cm,3,；,C,水的比热，J(g)；,W,样品的重量，kg；,C,卡,卡计的水当量，J；,L,为铁丝的长度，cm(其燃烧值为2.9Jcm)；,3000实验用水毫升数，mL。,测量热效应的仪器：量热计(卡计)。图4.5为氧弹卡计。,图4.5 氧弹外形示意图,三、渗沥水分析,1渗沥水的特性,2渗沥水的分析项目,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。,理化分析和细菌学检验方法：,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、BOD、COD、钾、钠、细菌总数、总大肠菌群等。其中细菌总数和大肠菌群是我国特有的监测项目。,（1）成分的不稳定性：主要取决于垃圾组成；,（2）浓度的可变性：主要取决于填埋时间；,（3）组成的特殊性：垃圾中存在的物质，渗沥水中不一定存在。而一般废水中存在的组分渗沥水中也不一定存在，例如油类、氰化物、铬和汞等；,（4）渗沥水是不同于生活污水的特殊污水。,渗沥实验,1,固体废物堆场渗沥水采样点的选择,正规设计的垃圾填埋场,一般废弃物堆场,图4.14 典型安全填埋场示意图及渗沥水采样点示意图,I.废物堆；II.可渗透性土壤；III.非渗透性土壤,1.表层植被；2.土壤；3.粘土层；4.双层有机内衬；5.砂质土；,6.单层有机内衬；7.渗出液抽汲泵（采样点）；8.膨润土浆；,9.渗出液收集管；10.正常地下水位；11.堆场内地下水位,图 4.15 有害废物淋浸过程,示意图,A.水的扩散、产生淋浸液；B.最初的淋浸过程；C.吸附、pH效应、生物降解、沉淀等；D.过滤、析出沉淀等；E.析出沉淀、离子交换、吸附、生物降解等；F.作用同E层，另有稀释作用。,垃圾（或废物）堆场中有害物浓度；最初淋浸液中有害物浓度；,流离垃圾堆场前有害物浓度；,流离垃圾堆场后有害物浓度；,流离非含水层前有害物浓度；,含水层中采样点有害物浓度。,2渗沥试验,(1)工业固体废物渗沥模型：,图4.16 固体废物渗沥模型实验装置示意图,(2)生活垃圾渗沥柱：,图4.17 生活垃圾渗沥柱示意图,四、垃圾堆蝇类滋生密度的测定,1.原理,2.操作工具,3.试剂,将蝇类用诱饵引诱，集聚至诱捕,笼内，加以分类、测定。,(1)捕蝇笼；,(2)长方形白搪瓷盘；,(3)镊钳；,(4)放大镜；,(5)搪瓷菜盘。,(1)速灭灵(或其他有效灭虫剂)；,(2)酒精(75)。,捕蝇笼的合理设置:,捕蝇笼应尽可能地避开人车高峰地带。,捕蝇笼的设置应考虑到气候影响，一般当气温低，风又大时，应设置在向阳背风处，而天气炎热较高时则反之。,捕蝇笼一般应设置在距地面约1m高的高度(可利用附近电线杆、墙檐等，也可竖竹杆，将笼子绑在竹杆上)，当条件不允许时，也可以放置在地面上，但应做好防护措施，以防止禽类、动物类侵扰。,(1)诱饵的配制：,(2)蝇样的收集：,(3)蝇样的分类：,一般蝇类诱饵,专为捕捉家蝇的诱饵,根据蝇类具有向光性，阴天和黑夜不甚活动的特点，在晴好天气，采用日出放笼，日落收笼的方法收集蝇样。,将收集的蝇样倒入长方形白瓷盘内，用镊钳将不同的蝇分类，当蝇类较小不能辨别品种时，用放大镜辨别。,4操作步骤,5.数据处理与记录,6.注意事项,(1)要记录蝇类测定日的天气、气温、风力等情况。,(2)把蝇类统计数据填入蝇类密度调查表，并分别计算出总蝇类和家蝇的平均值和最大值。,(1)使用后的诱饵残余应及时处理，可消毒就地处理;也可以将各监测点使用后的诱饵统一收集、处理。,(2)使用后的捕蝇笼应及时清洗、晾干，放置避阳干燥处，以提高其使用率。,(3)测定完后，要将蝇样收集进样袋，送火炉内焚烧掉，使用过的盘、镊钳、放大镜等工具，要清洁干净然后用酒精消毒。,工作结束后，要充分洗涤，做好个人卫生。,1废弃物排放源及分类,2卫生保健机构废弃物的“处理”,（1）首先应分类收集和贮存，例如锐利医疗器械应贮于耐扎的容器中。病理性、传染性废弃物须与其他废弃物分开。危险性大的废弃物可先高压蒸汽消毒。,（2）各类废弃物应装在专用的防潮的有一定强度的袋或容器中并以颜色、符号标记病理性、传染性废弃物。,（3）不论在医院内外，应用专用运输工具并严格消毒。,（4）病理性和传染性废弃物的首选处置方法是焚烧，其他类废物或焚烧或采取另外方法处置。,（5）在整个过程需严格监督、监测和管理。,五、卫生保健机构废弃物的定义、分类和处理,(1)普通废弃物；,(2)病理性废弃物；,(3)放射性废弃物；,(4)化学性废弃物；,(5)传染性废弃物；,(6)锐利器械；,(7)药理性废弃物。,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,（二）毒性试验分类,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。,用较低剂量进行3个月到1年的投毒，观察病理、生理、生化反应以及寻找中毒诊断指标，并为制定最大允许浓度提供科学依据。,急性毒性试验,亚急性毒性试验,慢性毒性试验,一般用半致死剂量的1/51/20，每天投毒，连续半个月到3个月左右。,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2周以内）中毒反应。,（三）污染物的毒性作用剂量,表4.2 污染物的毒性和剂量关系,无害量,中害量,致死量,绝对致死量,半数致死量,最小致死量,最大耐受量,最大安全量,表4.3 某化合物小鼠一次灌胃死亡情况,表4.4 急性毒性分级表,剂量/(mgL,-1,),5,15,25,35,45,55,65,动物数,10,10,10,10,10,10,10,存活数,10,9,8,6,3,1,0,死亡数,0,1,2,4,7,9,10,死亡率/,0,10,20,40,70,90,100,等级,名称,小鼠一次口服的半数致死量/(mgkg,-1,),小鼠一次吸入2小时的半数致死量/(mLm,-3,),家兔一次皮肤涂毒的半数致死量/(mgkg,-1,),1,剧毒,10,50,10000,50000,5000,（一）吸入染毒法的种类,1.动态染毒法,2.静态染毒法,（二）吸入染毒法的注意事项,二、吸入毒性试验,实验动物应挑选健康、成年并同龄的动物，雌雄各半。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（LC,50,），对未死动物取出后继续观察714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。,将实验动物放在染毒柜内，连续不断地将由受检毒物和新鲜空气配制成一定浓度的混合气体通入染毒柜，并排出等量的污染空气，形成一个动态平衡的染毒环境。,在一个密闭容器（或称染毒柜）内，加入一定量受检物（气体或挥发性液体），使均匀分布在染毒柜，经呼吸道侵入实验动物体内。,三、口服毒性试验,（一）口服染毒法的种类,1.饲喂法,2.灌胃法,（二）注意事项,四、鱼类毒性实验,课程习题,一、名词解释,1、固体废物 2、有害固体废物特性 3、四分法,4、城市垃圾 5、渗沥水 6、浸出毒性,7、高热值（Ho）8、低热值（Hu）,二、思考题,1、如何采集固体废物样品？采集后应作怎样处理才能保存？为什么固体废物采样量与粒度有关？,2、试述生活垃圾的处置方式，及其监测的重点。,本 章 结 束谢 谢！,