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环境监测 第四章_图文

环境监测 第四章_图文

第四章 固体废物监测
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

第一节 固体废物概述
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 活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物 质。

按化学性质:有机物和无机物;

分 类 方 法

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 等。

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 (1)引起或严重导致人类 的废物。 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; 危险废物 (4)在处理、贮存、运送、 处臵或其他管理不当时,对人 体健康或环境会造成现实的或 潜在的危害。

易燃性:含闪点低于60℃ 腐蚀性:含水废物,或本身不含水 的液体,经摩擦或吸湿和自发的 反应性:a.无爆震时就很易 但加入定量水后其浸出液的pH≤2或 变化具有着火倾向的固体。 发生剧烈变化;b.和水剧烈反应; pH≥12.5的废物,或最低温度为55℃以 c.能和水形成爆炸性混合物;d. 危险废物的特性: 下时对钢制品每年的腐蚀深度大于 和水混合产生毒性气体、蒸汽或 易燃性 0.64cm的废物。 烟雾;e.有引发源或加热时能爆 腐蚀性 震或爆炸;f.常温常压下易爆炸 急性毒性:指 反应性 和爆炸性反应;j.根据其它法规 引起小鼠(大鼠) 放射性 定义的爆炸品。 在48h内死亡半数

浸出毒性 以上者。 急性毒性 放射性:含有天然放射性元素的废物,比放射性 其他毒性

大于1×10-7Ci/kg 者;含有人工放射性元素的废物或 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 比放射性大于露天水源限制浓度的10~100倍(半衰期 质。 >60天)者。

表4.1 有色金属工业固体废物浸出毒性鉴别标准
序号 1 2 3 4 项 目 浸出液的最高允许浓度/ (mg· -1) L 0.05(按Hg计) 0.3(按Cd计) 1.5(按As) 1.5(按Cr6+计)

汞及其无机化合物 镉及其化合物 砷及其无机化合物 六价铬化合物

5 6
7 8 9 10

铅及其无机化合物 铜及其化合物
锌及其化合物 镍及其化合物 铍及其化合物 氟化物

3.0(按Pb) 50(按Cu)
50(按Zn) 25(按Ni) 0.1(按Be计) 50(按F计)

一、样品的采集
尖头钢锹、钢尖 份样量和采样铲容量 (一)采样工具 镐、采样铲、具盖采 a. 根据固体废物批量大小确定 批量 批量大小 最少份样数 最大粒度/mm 最小份样量/kg 采样铲容量/mL (二)采样 应采份样;b.样桶或内衬塑料的采 根据固体废物的最大 3,固体t) /份 >150 /(液体m 30 样袋。 粒度确定份样量;c. 根据采样方法, (三)份样数 份样 份样5 16000 份样 <5 100~150 份样 15 随即采集份样,组成总样,并认真 (四)份样量 50~100 5~10 5 10 7000 填写采样记录。 50~100 3 15 1700 40~50 份样 100~5002 20 800 20~40 500~1000 25 300 10~20 1 样品制备 1000~5000 30 125 <10 0.5 >5000 图 4.1 采样示意图 35

第二节 固体废物样品的采集和制备

(五) 采样方法
1.现场采样

采样间隔≤

批量 / t 规定的份样数

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: 当车数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 最少容器数=最少份样数/容器 车中采样点的布设: 车数/辆 数所需最少采样车数/辆 批量大小 最少份样个数
<10 5 /(液体m3,固体t) 对于一批若干容器盛装的废物: 10 20 30 50

10~25 <5 容器个数 /个 所需最少采样容器个数/个 当把一个容器作为一个批量时: 5~10 25~50 <10 5 50~100 50~100 10~25 10 当把2~10个容器作为一个批量时: >100 100~500
25~50 50~100 >100 20 30 50
图4.2

500~1000 1000~5000 车厢中的采样布点示意图 >5000

/份 5 10 15 20 25 30 35

3.废渣堆采样法

图4.3 废渣堆中采样点的分布示意图

二、样品的制备

(1)制样过程中,防止样 品产生任何化学变化和污染; 粉碎机、药碾、钢锤、 标准套筛、十字样板、机 1.粉碎 (2)湿样品应在室温下自 械缩分器。 然干燥,使其达到适于破碎、 把全部样品逐级破碎,过5mm筛孔。粉碎 筛分、缩分的程度; (一)制样工具 过程中,不可随意丢弃难于破碎的粗粒。 (3)制备的样品过筛后装 2.缩分 (二)制样要求 瓶备用。 将样品于清洁、平整不吸水的板面上堆成 (三)制样程序 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。

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

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 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。

五、样品的保存
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。

第三节

有害特性的监测方法
体重18~24g的小白鼠 (或200~300g大白鼠)。 称取制备好的样品100g,臵于500mL

一、急性毒性的初筛试验

具磨口玻璃塞的三角瓶中,加入100mL (pH为5.8~6.3)水(固液比为1:1),振摇 毒性试验动物: 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, 试验步骤: 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。

闪点较低的 液态状废物 和燃烧剧烈而持续的非液态 二、易燃性的试验方法 状废物,由于摩擦、吸湿、 按标准要求加热试样至 点燃等自发的化学变化会发 一定温度,停止搅拌,每升 热、着火,或可能由于它的 高1℃点火一次,至试样上方 燃烧引起人体或环境的危害。 易燃性: 刚出现蓝色火焰时,立即读 出温度计上的温度值。

试验步骤:

三、腐蚀性的试验方法
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。 测定方法: pH值的测定: 仪器: 方法:
一种是测定pH值; 另一种是指测定在 对粉、粒、块状物料, 55.7℃以下对钢制品的 称取制备好的样品50 g(干 腐蚀率。 基),臵于1 L塑料瓶中, 对稠状物料可离 对含水量高、呈流态 加入新鲜蒸馏水250 mL,使 pH计或酸度计 心或过滤后,测其液 状的稀泥或浆状物料,可 固液比为1:5,加盖密封后, 体的pH值。 将电极直接插入进行pH 放在振荡机上,于室温下, 值测量。 连续振荡30 min,静臵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。

四、反应性试验方法
撞击感度测定
摩擦感度测定 差热分析测定 爆炸点测定

火焰感度测定

五、遇水反应性试验方法
称取固体废物50 g,臵于250 mL 遇水反应性包括: 的反应器内,加入25 mL水汽(用 (1)固体废物与水发生剧烈反应而放出热量, 1 mol/L HCl调节pH值为4),加盖密 使体系温度升高。 封后,固定在振荡器上,振荡频率为 110±10次/min,振荡30 min后停机, (2)与水反应释放出有害气体,如乙炔、硫化 1.反应装臵 静臵10 min. 氢、砷化氢、氰化氢。 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。

2.试验步骤

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。

第四节 生活垃圾和卫生保健机构 废弃物的监测

一、生活垃圾及其分类
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 (1)生活垃圾的概念 街道扫集物等。

(2)生活垃圾的分类 (3)处理方法

焚烧(包括热解、气化); 卫生填埋; ①废品类; 堆肥。 ②厨房类(亦称 厨余垃圾) ; ③灰土类。

二、生活垃圾特性分析
1.垃圾采集和试样处理
分析试验的步骤: 粒度采用筛分法,按 充分研究垃圾产生地区的基 (1)将1g堆肥臵于l00mL烧杯中, 筛目排列,依次连续摇动 本情况,如居民情况、生活水平、 l5 min,依次转到下一号 滴入几滴酒精使其湿润,再加 G=0.06d 3.垃圾的粒度分级 20mL36%的高氯酸; 堆放时间;还要考虑在收集、运 筛子,然后计算每一粒度 式中:G——试样质量,kg; 输、储存过程等可能的变化,然 微粒所占的百分比。如果 (2)用纹网滤纸(90号纸)过滤; d——垃圾的最大粒度,mm。 后制定周密的采样计划。采样过 需要在试样干燥后再称量, (3)加入20mL碘反应剂到滤液 4.淀粉的测定 程必须详细记录地点、时间、种 则需在70℃的温度下烘干 中并搅动; 类、表观特性等。在记录卡传递 24 h,然后再在干燥器中 (4)将几滴滤液滴到白色板上, 过程中,必须有专人签署便于查 冷却后筛分。 核。 观察其颜色变化。

2.采样量

5.生物降解性的测定

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[c1/6(K2Cr2O7)=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臵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。

6.热值的测定 高热值与低热值换算:
Hn ?100 ? ? I ? W ? ? ? Ho? ? ? 5 . 85 W ? 100 ? W L ?

式中:Hn——低热值,kJ/kg; Ho——高热值,kJ/kg; I——惰性物质含量,%; W——垃圾的表面湿度,%; WL——剩余的和吸湿性的湿度,%。

三、热值的测定方法
(一)原理
热值:生活垃圾固体废物和无 能量守恒定律,样品完全燃烧放出的能量促使卡计本身 法确定相对分子质量的混合物单位 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 量(克或千克)完全氧化时的反应热。 温度的变化,就可以求算该样品的燃烧热,其关系式: WQv=(3000ρC+C卡)ΔT-2.9L
式中:Qv——燃烧热,(J/g); ρ——水的密度,g/cm3; 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2.9J/cm); 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

温度测量值雷诺图校正:

称适量待测物质,使燃烧 后水温升高1.5~2.0℃。预先 调节水温低于室温0.5~1.0℃, 然后将燃烧前后历次观察的水 温对时间作图。

图 4.6 绝热较差时雷诺校正图 图 4.7 绝热良好时雷诺校正图

(二)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; 0~l00℃温度计一支; 压片机;万用电表;铁丝; 变压器;苯甲酸(分析纯或燃烧热专用)。

(三)实验步骤 1.测定卡计的水当量C卡
(1)样品压片: 用台秤称取约l g左右 (2)充氧气: 苯甲酸(切勿超过1.1 g)。 用分析天平准确称量长度 (3)燃烧和测量温度:
为l 5 cm长的铁丝。

将混匀具有代表性的 2.样品热值的测定 生活垃圾或固体废物粉碎 成粒径为2 mm的碎粒, 若含水率高,则应于 流动性污泥或不能压 105℃烘干,并记录水分 成片状物的样品,则称 含量,称取1.0 g左右,同 1.0g左右样品,放于小皿, 法进行上述试验。 铁丝浸在样品中间,两端 (1)固体状样品测定: 与电极相联,同上法进行 试验。

(2)流动性样品的测定:

(四)数据处理
(1)用图解法求出由苯甲酸燃烧引起卡计温度变 化的差值ΔT1,并根据公式计算卡计的水当量。 (2)用图解法求出样品燃烧引起卡计温度变化的 差值ΔT2,并根据公式计算样品的热值。

四、渗沥水分析
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 2.渗沥水的分析项目 (1)成分的不稳定性:主要取决于 成中的物质。 垃圾组成; 理化分析和细菌学检验方法 : (2)浓度的可变性:主要取决于填 色度、总固体、总溶解性固体与总悬 埋时间; 浮性固体、硫酸盐、氨态氮、凯氏氮、氯 (3)组成的特殊性:垃圾中存在的 化物、总磷、pH值、BOD、COD、钾、 物质,渗沥水中不一定存在。而一般废水 钠、细菌总数、总大肠菌群等。其中细菌 中存在的组分渗沥水中也不一定存在,例 总数和大肠菌群是我国特有的监测项目。 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。

1.渗沥水的特性

五、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

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臵示意图

(2)生活垃圾渗沥柱:

图4.17 生活垃圾渗沥柱示意图

六、垃圾堆蝇类滋生密度的测定
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.原理 2.操作工具 3.试剂

(1)速灭灵(或其他有效灭虫剂); (2)酒精(75%)。

4.操作步骤
捕蝇笼的合理设臵 : 一般蝇类诱饵 ①捕蝇笼应尽可能地避开人车高峰地 带。 专为捕捉家蝇的诱饵 ②捕蝇笼的设臵应考虑到气候影响, 根据蝇类具有向光性,阴天和 (1)诱饵的配制: 一般当气温低,风又大时,应设臵 黑夜不甚活动的特点,在晴好天气, 在向阳背风处,而天气炎热较高时 采用日出放笼,日落收笼的方法收 则反之。 (2)蝇样的收集: 集蝇样。 ③捕蝇笼一般应设臵在距地面约1m高 的高度(可利用附近电线杆、墙檐 将收集的蝇样倒入长方形白瓷 等,也可竖竹杆,将笼子绑在竹杆 (3)蝇样的分类:盘内,用镊钳将不同的蝇分类,当 上),当条件不允许时,也可以放 蝇类较小不能辨别品种时,用放大 臵在地面上,但应做好防护措施, 镜辨别。 以防止禽类、动物类侵扰。

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。 (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 (2)把蝇类统计数据填入蝇 统一收集、处理。 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 (2)使用后的捕蝇笼应及时清洗、晾干, 值。 放臵避阳干燥处,以提高其使用率。 (3)蝇类密度调查表制法见 (3)测定完后,要将蝇样收集进样袋,送 书上表4-9。 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。

七、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; 1.废弃物排放源及分类 (3)放射性废弃物; 2.卫生保健机构废弃物的“处理” (4)化学性废弃物; (5)传染性废弃物; (1)首先应分类收集和贮存,例如锐利医疗器械应贮于 (6)锐利器械; 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。 (7)药理性废弃物。 (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臵方法是焚烧,其 他类废物或焚烧或采取另外方法处臵。 (5)在整个过程需严格监督、监测和管理。

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。

1. 急性毒性试验 2. 亚急性毒性试验 3. 慢性毒性试验
一次(或几次)投给 实验动物较大剂量的化合 一般用半致死剂量 物,观察在短期内(一般 的1/5~1/20,每天投毒, 24小时到2周以内)中毒 反应。 连续半个月到3个月左 用较低剂量进行3个 右。 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。

(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

最 大 安 全 量

最 大 耐 受 量

最 小 致 死 量

半 数 致 死 量

绝 对 致 死 量

表4.3 某化合物小鼠一次灌胃死亡情况
剂量/(mg· -1) L 动物数 存活数 死亡数 死亡率/ % 5 10 10 0 0 15 10 9 1 10 25 10 8 2 20 35 10 6 4 40 45 10 3 7 70 55 10 1 9 90 65 10 0 10 100

表4.4 急性毒性分级表
等 级 1 2 名称 剧毒 高毒 低毒 微毒 小鼠一次口服的半 小鼠一次吸入2小时的 家兔一次皮肤涂毒的 数致死量/(mg· -1) 半数致死量/(mL· -3) 半数致死量/(mg· -1) kg m kg <10 11~100 1001~10000 >10000 <50 51~500 <10 10~50

3
4 5

中等毒性 101~1000

501~5000
5001~50000 >50000

51~500
501~5000 >5000

实验动物应挑选健康、成年 二、吸入毒性试验 并同龄的动物,雌雄各半。每组10 将实验动物放在染毒柜内,连 只,取若干组用不同浓度进行试验, 续不断地将由受检毒物和新鲜空气 要求一组在试验条件下全部存活, 在一个密闭容器(或称染毒柜) 配制成一定浓度的混合气体通入染 一组全部死亡,其他各组有不同的 内,加入一定量受检物(气体或挥 (一)吸入染毒法的种类 毒柜,并排出等量的污染空气,形 死亡率,然后求出半数致死浓度 发性液体),使均匀分布在染毒柜, 成一个动态平衡的染毒环境。 (LC50),对未死动物取出后继 经呼吸道侵入实验动物体内。 续观察7~14天。了解恢复或发展 1.动态染毒法 状况,对死亡动物(必要时对未死 动物)做病理形态学检验。

2.静态染毒法

(二)吸入染毒法的注意事项

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

本章结束 谢 谢!


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