环境监测第四章课件.ppt

1、第四章第四章 固体废物监测固体废物监测第一节第一节 固体废物概述固体废物概述第二节第二节 固体废物样品的采集和制备固体废物样品的采集和制备第三节第三节 生活垃圾的特性分析生活垃圾的特性分析一、固体废物的定义和分类一、固体废物的定义和分类固体废物：生产、建设、日常生活和其他固体废物：生产、建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。质。分分类类方方法法按化学性质：有机物和无机物；按化学性质：有机物和无机物；按形状：固体和泥状；按形状：固体和泥状；按危害状况：危险废物（有害废物）和一般废物；按危害状况：危险废物（有害废物）和一般废物；按来

2、源：矿业、工业固体废物、城市垃圾按来源：矿业、工业固体废物、城市垃圾（包括下水道污泥）、农业和放射性固体废物（包括下水道污泥）、农业和放射性固体废物等。等。危险废物危险废物二、危险废物的定义和鉴别指在国家危险废指在国家危险废物名录中，和根据国物名录中，和根据国务院环境保护部门规务院环境保护部门规定的危险废物鉴别标定的危险废物鉴别标准认定的具有危险性准认定的具有危险性的废物。的废物。（1）引起或严重导致人类）引起或严重导致人类和动植物死亡率增加；和动植物死亡率增加；（2）引起各种疾病的增加；）引起各种疾病的增加；（3）降低对疾病的抵抗力；）降低对疾病的抵抗力；（4）在处理、贮存、运送、）在处理、

3、贮存、运送、处置或其他管理不当时，对人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体健康或环境会造成现实的或潜在的危害。潜在的危害。危险废物的特性：危险废物的特性：易燃性易燃性腐蚀性腐蚀性反应性反应性放射性放射性浸出毒性浸出毒性急性毒性急性毒性其他毒性其他毒性放射性：含有天然放射性元素的废物，比放射性大放射性：含有天然放射性元素的废物，比放射性大于于1107Ci/kg 者；含有人工放射性元素的废物或比放者；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射性大于露天水源限制浓度的10100倍（半衰期倍（半衰期60天）者。天）者。易燃性：含闪点低于易燃性：含闪点低于6060的的液

4、体，经摩擦或吸湿和自发的变液体，经摩擦或吸湿和自发的变化具有着火倾向的固体。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。反应性反应性：a.a.无爆震时就很易无爆震时就很易发生剧烈变化；发生剧烈变化；b.b.和水剧烈反应；和水剧烈反应；c.c.能和水形成爆炸性混合物；能和水形成爆炸性混合物；d.d.和水混合产生毒性气体、蒸汽或和水混合产生毒性气体、蒸汽或烟雾；烟雾；e.e.有引发源或加热时能爆有引发源或加热时能爆震或爆炸；震或爆炸；f.f.常温常压下易爆炸常温常压下易爆

5、炸和爆炸性反应；和爆炸性反应；j.j.根据其它法规根据其它法规定义的爆炸品。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一种或一种以上有害成分的浓度超过表表4.1所示鉴别标准的物所示鉴别标准的物质。质。急性毒性：指急性毒性：指引起小鼠（大鼠）引起小鼠（大鼠）在在48h48h内死亡半数内死亡半数以上者。以上者。表表4.1 有色金属工业固体废物浸出毒性鉴别标准有色金属工业固体废物浸出毒性鉴别标准序号项 目浸出液的最高允许浓度/(mgL-1)1汞及其无机化合物0.05（按Hg计）2镉及其化合物0.3（按

6、Cd计）3砷及其无机化合物1.5（按As）4六价铬化合物1.5（按Cr6+计）5铅及其无机化合物3.0（按Pb）6铜及其化合物50（按Cu）7锌及其化合物50（按Zn）8镍及其化合物25（按Ni）9铍及其化合物0.1（按Be计）10氟化物50（按F计）批量大小批量大小 最少份样数最少份样数/(液体液体m3,固体固体t)/份份 5000 35a.根据固体废物批量大小确定根据固体废物批量大小确定应采份样；应采份样；b.根据固体废物的最大根据固体废物的最大粒度确定份样量；粒度确定份样量；c.根据采样方法，根据采样方法，随即采集份样，组成总样，并认真随即采集份样，组成总样，并认真填写采样记录。填写采样

7、记录。尖头钢锹、钢尖尖头钢锹、钢尖镐、采样铲、具盖采样镐、采样铲、具盖采样桶或内衬塑料的采样袋。桶或内衬塑料的采样袋。第二节第二节 固体废物样品的采集和制备固体废物样品的采集和制备一、样品的采集一、样品的采集(一一)采样工具采样工具(二二)采样采样(三三)份样数份样数(四四)份样量份样量批量批量份样份样份样份样份样份样份样份样份样份样样品制备样品制备图图 4.1 采样示意图采样示意图 份样量和采样铲容量份样量和采样铲容量 最大粒度最大粒度/mm 最小份样量最小份样量/kg 采样铲容量采样铲容量/mL 150 30 100150 15 16000 50100 5 7000 4050 3 1700

8、 2040 2 800 1020 1 300 10 0.5 125 (五五)采样方法采样方法1.现场采样现场采样规定的份样数批量 t/采样间隔采样间隔 车数/辆 所需最少采样车数/辆 100 50 容器个数/个 所需最少采样容器个数/个 100 50 2.运输车及容器采样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：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每车应采份样数规定份样数/车数车数当车数多于该批废物规定的份样数时：当车数多于该批废物规定的份样数时：车中采样点的布设：车中采样点的布设：对于一批若干容器盛装的废物：对于一批若干容器盛装的废物：当把一个容器作为一个批

9、量时：当把一个容器作为一个批量时：当把当把210个容器作为一个批量时个容器作为一个批量时：最少容器数最少份样数最少容器数最少份样数/容器容器数数图图4.2 车厢中的采样布点示意图车厢中的采样布点示意图 批量大小 最少份样个数/(液体m3,固体t)/份 5000 353.废渣堆采样法废渣堆采样法图图4.3 废渣堆中采样点的分布示意图废渣堆中采样点的分布示意图粉碎机、药碾、钢锤、粉碎机、药碾、钢锤、标准套筛、十字样板、机标准套筛、十字样板、机械缩分器。械缩分器。(一一)制样工具制样工具(二二)制样要求制样要求(三三)制样程序制样程序1.1.粉碎粉碎把全部样品逐级破碎，过把全部样品逐级破碎，过5mm

10、5mm筛孔。粉碎筛孔。粉碎过程中，不可随意丢弃难于破碎的粗粒。过程中，不可随意丢弃难于破碎的粗粒。2.2.缩分缩分将样品于清洁、平整不吸水的板面上堆成将样品于清洁、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，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，成四等份，取两个对角的等份，重复操作数次，直至不

11、少于直至不少于1kg1kg试样为止。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、样品的制备二、样品的制备三、样品水分的测定三、样品水分的测定（1）测定无机物：称取样品）测定无机物：称取样品20g左右于左右于105下干下干燥，恒重至燥，恒重至0.1g，测定水分含量；，测定水分含量；（2）有机物：样品于）有机物：样品于60 下干燥下干燥24h，测定水分，测定水分含量；含量；（3）固体废物测定结果以干样品计算，当污染物）固体废物测定结果以干样品计算，当污染物含量小于含量小于0.1时

12、以时以mg/kg表示，含量大于表示，含量大于0.1时则以时则以百分含量表示，并说明是水溶性或总量。百分含量表示，并说明是水溶性或总量。四、样品四、样品pHpH值的测定值的测定见本章第三节，三、腐蚀性试验方法。见本章第三节，三、腐蚀性试验方法。由于固体废物的不均匀性，测定时应将各点分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别测定，测定结果以实际测定pHpH值范围表示，而不值范围表示，而不是通过计算混合样品平均值表示。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由于样品中二氧化碳含量影响pHpH值，并且二氧值，并且二氧化碳达到平衡极为迅速，所以采样后必须立即测

13、定。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）吸附；不使样品变质）贴标签：注明编号、废物名称、采样地点、批贴标签：注明编号、废物名称、采样地点、批量、采样人、制样人、时间。量、采样人、制样人、时间。五、样品的保存五、样品的保存第三节第三节 生活垃圾的特性分析生活垃圾的特性分析一、生活垃圾及其分类一、生活垃圾及其分类 （1 1）生活垃圾的概念）生活垃圾的概念 城镇居民在日常生活中抛弃的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、固体垃圾，主要包括：生活垃圾、医院垃圾、市场垃圾、建筑

14、垃圾和医院垃圾、市场垃圾、建筑垃圾和街道扫集物等。街道扫集物等。（2 2）生活垃圾的分类）生活垃圾的分类 废品类；废品类；厨房类厨房类(亦称亦称厨余垃圾厨余垃圾)；灰土类。灰土类。（3 3）处理方法）处理方法 焚烧焚烧(包括热解、气化包括热解、气化)；卫生填埋；卫生填埋；堆肥。堆肥。充分研究垃圾产生地区的基充分研究垃圾产生地区的基本情况，如居民情况、生活水平、本情况，如居民情况、生活水平、堆放时间；还要考虑在收集、运堆放时间；还要考虑在收集、运输、储存过程等可能的变化，然输、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、种程必须详细记

15、录地点、时间、种类、表观特性等。在记录卡传递类、表观特性等。在记录卡传递过程中，必须有专人签署便于查过程中，必须有专人签署便于查核。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。4.4.淀粉的测定淀粉的测定 G0.06d式中：式中：G试样质量，试样质量，kg；d垃圾的最大粒度，垃圾的最大粒度，mm。粒度采用筛分法，按粒度采用筛分法，按筛目排列，依次连续摇动筛目排列，依次连续摇动l5 min，依次转到下一号，依次转到

16、下一号筛子，然后计算每一粒度筛子，然后计算每一粒度微粒所占的百分比。如果微粒所占的百分比。如果需要在试样干燥后再称量，需要在试样干燥后再称量，则需在则需在70的温度下烘干的温度下烘干24 h，然后再在干燥器中，然后再在干燥器中冷却后筛分。冷却后筛分。二、生活垃圾特性分析二、生活垃圾特性分析1.1.垃圾采集和试样处理垃圾采集和试样处理 2.2.采样量采样量 3.3.垃圾的粒度分级垃圾的粒度分级在室温下粗测在室温下粗测COD的试验步骤的试验步骤:（1）称取）称取0.5 g已烘干磨碎的试样于已烘干磨碎的试样于500 mL锥形瓶中；锥形瓶中；（2）准确量取）准确量取20 mLc1/6(K2Cr2O7)

17、2mo1/L重铬酸钾溶液加重铬酸钾溶液加入样品瓶中并充分混合；（入样品瓶中并充分混合；（3）量取）量取20mL硫酸加到样品瓶中；硫酸加到样品瓶中；（4）在室温下将这一混合物放置）在室温下将这一混合物放置12 h且不断摇动；（且不断摇动；（5）加入）加入约约15 mL蒸馏水；（蒸馏水；（6）再依次加入）再依次加入10 mL磷酸，磷酸，0.2 g氟化钠和氟化钠和30滴指示剂；（滴指示剂；（7）用标准硫酸亚铁铵溶液滴定；（）用标准硫酸亚铁铵溶液滴定；（8）用同样）用同样的方法在不放试样的情况下做空白试验。的方法在不放试样的情况下做空白试验。5 5生物降解性的测定生物降解性的测定 6 6热值的测定热值

18、的测定 高热值与低热值换算：高热值与低热值换算：式中：式中：Hn低热值，低热值，kJkg；Ho高热值，高热值，kJkg；I惰性物质含量，；惰性物质含量，；W垃圾的表面湿度，；垃圾的表面湿度，；WL剩余的和吸湿性的湿度，。剩余的和吸湿性的湿度，。WWWIHHLon85.5100100三、热值的测定方法三、热值的测定方法(一一)原理原理 能量守恒定律，样品完全燃烧放出的能量促使卡计本身能量守恒定律，样品完全燃烧放出的能量促使卡计本身及其周围的介质及其周围的介质(本实验用水本实验用水)温度升高，测量了介质燃烧前后温度升高，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：温度的变化，

19、就可以求算该样品的燃烧热，其关系式：WQv=(3000C+C卡卡）T2.9L式中：式中：Qv燃烧热，燃烧热，(Jg)；水的密度，水的密度，g/cm3；C水的比热，水的比热，J(g)；W样品的重量，样品的重量，kg；C卡卡卡计的水当量，卡计的水当量，J；L为铁丝的长度，为铁丝的长度，cm(其燃烧值为其燃烧值为2.9Jcm)；3000实验用水毫升数，实验用水毫升数，mL。热值：生活垃圾固体废物和无热值：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法确定相对分子质量的混合物单位量量(克或千克克或千克)完全氧化时的反应热。完全氧化时的反应热。测量热效应的仪器：量热计测量热效应的仪器：量热计(卡计

20、卡计)。图。图4.54.5为氧弹卡计。为氧弹卡计。图图4.5 氧弹外形示意图氧弹外形示意图 温度测量值雷诺图校正：温度测量值雷诺图校正：图图 4.6 绝热较差时雷诺校正图绝热较差时雷诺校正图 图图 4.7 绝热良好时雷诺校正图绝热良好时雷诺校正图 称适量待测物质，使燃烧称适量待测物质，使燃烧后水温升高后水温升高1.52.0。预先。预先调节水温低于室温调节水温低于室温0.51.0，然后将燃烧前后历次观察的水然后将燃烧前后历次观察的水温对时间作图。温对时间作图。(二二)仪器和试剂仪器和试剂氧弹卡计；放大镜；氧气钢瓶；氧气表；贝克曼温度计一支；0l00温度计一支；压片机；万用电表；铁丝；变压器；苯甲

21、酸(分析纯或燃烧热专用)。(三三)实验步骤实验步骤1.1.测定卡计的水当量测定卡计的水当量C C卡卡(1)(1)样品压片样品压片：(2)(2)充氧气充氧气：(3)(3)燃烧和测量温度燃烧和测量温度：用台秤称取约用台秤称取约l g左右左右苯甲酸苯甲酸(切勿超过切勿超过1.1 g)。用分析天平准确称量长度用分析天平准确称量长度为为l 5 cm长的铁丝。长的铁丝。图图 4.8 铁丝穿在模板内铁丝穿在模板内 图图 4.9 压片机压片机图图 4.10 压制好的样品压制好的样品（1 1）样品压片）样品压片 图图4.11 氧弹剖面示意图氧弹剖面示意图1.筒；筒；2.盖；盖；3.小皿；小皿；4.出气道；出气道

22、；5.进气管作电极；进气管作电极；6.另一根电极另一根电极 加加l mL蒸蒸馏水馏水（2 2）充氧气）充氧气充氧气步骤：充氧气步骤：图图4.12 充气示意图充气示意图（3)3)燃烧和测量温度燃烧和测量温度低于室温低于室温0.51.0的自来水的自来水3000 mL 图图4.13 卡计安装示意图卡计安装示意图 2.样品热值的测定样品热值的测定(1)(1)固体状样品测定：固体状样品测定：(2)(2)流动性样品的测定：流动性样品的测定：流动性污泥或不能压流动性污泥或不能压成片状物的样品，则称成片状物的样品，则称1.0g左右样品，放于小皿，左右样品，放于小皿，铁丝浸在样品中间，两端铁丝浸在样品中间，两端

23、与电极相联，同上法进行与电极相联，同上法进行试验。试验。将混匀具有代表性的将混匀具有代表性的生活垃圾或固体废物粉碎生活垃圾或固体废物粉碎成粒径为成粒径为2 mm的碎粒，的碎粒，若含水率高，则应于若含水率高，则应于105烘干，并记录水分烘干，并记录水分含量，称取含量，称取1.0 g左右，同左右，同法进行上述试验。法进行上述试验。(四四)数据处理数据处理（1 1）用图解法求出由苯甲酸燃烧引起卡计温度变）用图解法求出由苯甲酸燃烧引起卡计温度变化的差值化的差值T T1 1，并根据公式计算卡计的水当量。，并根据公式计算卡计的水当量。（2 2）用图解法求出样品燃烧引起卡计温度变化的）用图解法求出样品燃烧引

24、起卡计温度变化的差值差值T T2 2，并根据公式计算样品的热值。，并根据公式计算样品的热值。四、渗沥水分析四、渗沥水分析1 1渗沥水的特性渗沥水的特性 2 2渗沥水的分析项目渗沥水的分析项目渗沥水是指从生活垃圾渗沥水是指从生活垃圾接触中渗出来的水溶液，接触中渗出来的水溶液，它提取或溶出了垃圾组它提取或溶出了垃圾组成中的物质。成中的物质。理化分析和细菌学检验方法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、氯浮性固体、硫酸盐、氨态氮、凯氏氮、氯化物、总磷、化物、总磷、pH值、值、BOD、COD、钾、钾、钠、细菌总数、总

25、大肠菌群等。其中细菌钠、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。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）成分的不稳定性：主要取决于垃圾组成；垃圾组成；（2）浓度的可变性：主要取决于填）浓度的可变性：主要取决于填埋时间；埋时间；（3）组成的特殊性：垃圾中存在的）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；如油类、氰化物、铬和汞等；（4）渗沥水是不同于生活污水的特）渗沥水是不同于生活污水的特

26、殊污水。殊污水。五、渗沥实验五、渗沥实验1固体废物堆场渗沥水采样点的选择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 图图4.14 典型安全填埋场示意图及渗沥水采样点示意图典型安全填埋场示意图及渗沥水采样点示意图I.废物堆；废物堆；II.可渗透性土壤；可渗透性土壤；III.非渗透性土壤非渗透性土壤1.表层植被；表层植被；2.土壤；土壤；3.粘土层；粘土层；4.双层有机内衬；双层有机内衬；5.砂质土；砂质土；6.单层有机内衬；单层有机内衬；7.渗出液抽汲泵（采样点）；渗出液抽汲泵（采样点）；8.膨润土浆；膨润土浆；9.渗出液收集管；渗出液收集管；10.正常地下水位；正常地

27、下水位；11.堆场内地下水位堆场内地下水位图图 4.15 有害废物淋浸过程有害废物淋浸过程示意图示意图A.水的扩散、产生淋浸液；水的扩散、产生淋浸液；B.最初的淋最初的淋浸过程；浸过程；C.吸附、吸附、pH效应、生物降解、效应、生物降解、沉淀等；沉淀等；D.过滤、析出沉淀等；过滤、析出沉淀等；E.析出沉淀、离子交换、吸附、生物降析出沉淀、离子交换、吸附、生物降解等；解等；F.作用同作用同E层，另有稀释作用。层，另有稀释作用。垃圾（或废物）堆场中有害物浓度；垃圾（或废物）堆场中有害物浓度；最初淋浸液中有害物浓度；最初淋浸液中有害物浓度；流离垃圾堆场前有害物浓度；流离垃圾堆场前有害物浓度；流离垃圾堆场后有害物浓度；流离垃圾堆场后有害物浓度；流离非含水层前有害物浓度；流离非含水层前有害物浓度；含水层中采样点有害物浓度。含水层中采样点有害物浓度。2 2渗沥试验渗沥试验(1)(1)工业固体废物渗沥模型：工业固体废物渗沥模型：图图4.16 固体废物渗沥模型实验装置示意图固体废物渗沥模型实验装置示意图