淺談固體廢棄物毒性特性浸出設(shè)備的采購與應(yīng)用

淺談固體廢棄物毒性特性浸出設(shè)備的采購與應(yīng)用

 

摘要：固體廢棄物的浸出毒性分析是判斷固體廢棄物為一般固廢和毒性固廢的依據(jù)。固體廢棄物浸出毒性設(shè)備的采購主要是為了進(jìn)行固廢的浸出毒性分析，選擇配置固廢浸出毒性的浸出設(shè)備，是選擇固體廢棄物樣品分析的前處理設(shè)備。

關(guān)鍵詞：固廢，浸出毒性，設(shè)備，采購

 1.前言

所謂固體廢物，是指在生產(chǎn)、生活和其他活動中產(chǎn)生的喪失原有利用價(jià)值或者雖未喪失利用價(jià)值但被拋棄或者放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)的物品、物質(zhì)以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì)。

固體廢棄物毒性浸出實(shí)驗(yàn)是對含有有毒有害物質(zhì)的固體廢棄物在堆放或處置過程中，遇水浸瀝，使其中的有害物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化，污染環(huán)境這一自然過程的野外或是實(shí)驗(yàn)室模擬。固體廢棄物的浸出毒性鑒別是危險(xiǎn)廢物的判定依據(jù)，也是固體廢物的管理、處置技術(shù)開發(fā)的重要環(huán)節(jié)。固體廢棄物浸出毒性是指按照毒性浸出方法制備的固體廢棄物的浸出液中任何一種危害成分含量超出了標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的濃度限值，則判定該廢棄物是否具有浸出毒性特征的危險(xiǎn)廢物。

固體廢棄物每年的產(chǎn)生量都很大，其處理的方式主要是填埋。城市生活垃圾的收集過程包括垃圾桶——垃圾中轉(zhuǎn)站——垃圾填埋場。垃圾填埋場有對垃圾填埋產(chǎn)生的滲濾液進(jìn)行收集和處理，有效地防止了滲濾液進(jìn)入土壤污染地下水。而無組織排放的生活垃圾堆積現(xiàn)象在小城鎮(zhèn)很常見，一些城鎮(zhèn)地面設(shè)有垃圾堆放點(diǎn)，在垃圾堆積的過程中由于雨水的浸瀝，使得垃圾中的有毒有害物質(zhì)被雨水浸出隨著雨水進(jìn)入河流或是滲入土壤之中，滲入土壤中的有毒有害物質(zhì)，進(jìn)一步可能會污染地下水。許多小城鎮(zhèn)的居民將井水作為飲用水，如果有毒有害物質(zhì)污染了地下水，那么小城鎮(zhèn)的居民的飲用水將無法飲用。雖然這種情況目前還沒有出現(xiàn)，但是如果不加強(qiáng)對固體廢棄物的監(jiān)管力度，不久的將來這種情況將有可能變?yōu)槭聦?shí)。

 

2.浸出方法和浸出設(shè)備

我國在1996年頒布了《危險(xiǎn)廢棄物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別》（GB5058.3-1996）。浸出毒性鑒別指標(biāo)有：銅、鋅、鎘、鉛、總鉻、烷基汞、汞、鈹、鋇、鎳、總銀、神、硒、無機(jī)氟化物、化物十四項(xiàng)。2007年國家環(huán)保局制定了新的標(biāo)準(zhǔn)《危險(xiǎn)廢棄物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別》（GB5058.3-2007），并于2007年10月1日起正式實(shí)行。新的標(biāo)準(zhǔn)在原標(biāo)準(zhǔn)的14項(xiàng)浸出毒性指標(biāo)的基礎(chǔ)上，新增了滴滴涕、六六六、樂果、氯丹、六氯苯、滅蟻靈、硝基苯、二硝基苯、對硝基氯苯、2,4-二硝基氯苯、苯酚、2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚、苯并（a）芘、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、多氯聯(lián)苯、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、丙烯晴、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯這36項(xiàng)浸出毒性指標(biāo)。使得固體廢物浸出毒性指標(biāo)達(dá)到50項(xiàng)

2007年5月1日國家環(huán)保局正式實(shí)施了兩項(xiàng)新的浸出毒性浸出方法，即《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007）和《固體廢物 浸出毒性浸出方法 醋酸緩沖溶液法》（HJ/T300-2007）。其中醋酸緩沖溶液法適用于固體廢棄物及其再利用產(chǎn)物中有機(jī)物和無機(jī)物的浸出毒性鑒別，但是不適用于化物的浸出毒性鑒別。含有非水溶性液體的樣品，不適應(yīng)于此標(biāo)準(zhǔn)。硫酸硝酸法適用于固體廢棄物及其在利用產(chǎn)物，以及土壤樣品中有機(jī)物和無機(jī)物的浸出毒性鑒別。含有非水溶性液體的樣品，不適用于此標(biāo)準(zhǔn)。

固體廢棄物浸出毒性的浸出設(shè)備有：

1、翻轉(zhuǎn)振蕩裝置，轉(zhuǎn)速在30±2轉(zhuǎn)每分鐘，

2、提取容器，包括ZHE零頂空提取器，500-600ml，用于樣品中揮發(fā)性物質(zhì)浸出。提取瓶，2L具有旋蓋和內(nèi)蓋的廣口瓶，用于浸出樣品中非揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)。提取瓶應(yīng)由不能浸出或吸收廢物所含成分的惰性材料制成。分析無機(jī)物時(shí)，可使用玻璃瓶或聚乙烯（PE）；分析有機(jī)物時(shí)，可使用玻璃瓶或是聚四氟乙烯（PTFE）瓶。

3、過濾裝置，零頂空提取器（ZHE），分析樣品中的揮發(fā)性有機(jī)物用ZHE進(jìn)行過濾。真空過濾器或是正壓過濾器，要求容積大于或等于1L。濾膜，玻璃纖維濾膜或是微孔濾膜，孔徑0.6-0.8μm。

4、pH計(jì)，在25℃時(shí)，精度為±0.05pH

5、ZHE浸出液采集裝置，使用ZHE裝置時(shí)，采用玻璃、不銹鋼或是PTFE制作的500ml注射器采集初始液相或是最終的浸出液。

6、ZHE浸提劑轉(zhuǎn)移裝置，可以使用任何不改變浸提劑性質(zhì)的導(dǎo)入設(shè)備，包括蠕動泵、注射器、正壓過濾器或其它ZHE裝置。

7、實(shí)驗(yàn)天平，要求精度為±0.01g

8、燒杯或是錐形瓶：玻璃材質(zhì)，500ml。

9、表面皿：直徑可蓋住燒杯或是錐形瓶。

10、篩：涂Teflon的篩網(wǎng)，孔徑9.5mm。

固體廢棄物的浸出毒性的鑒別工作，新的方法中將以前的往復(fù)式水平振蕩改為翻轉(zhuǎn)振蕩。往復(fù)式水平振蕩浸取時(shí)間為8小時(shí)，靜置時(shí)間為16小時(shí)，而翻轉(zhuǎn)振蕩時(shí)間為18小時(shí)。往復(fù)式水平振蕩的振蕩頻率為110±10次/min，翻轉(zhuǎn)振蕩的轉(zhuǎn)速為30±2轉(zhuǎn)/min。新的固體廢棄物的浸出毒性浸出方法更接近于現(xiàn)實(shí)的固體廢棄物中毒性的浸出過程。固體廢棄物的浸出毒性經(jīng)TCLP固體廢棄物浸出程序浸出后，浸出液再利用原子吸收光譜儀(AA)，氣相色譜儀（GC），高效液相色譜儀（HPLC）或離子色譜儀（IC）等分析儀器進(jìn)行分析，分析浸出液中的無機(jī)物或者有機(jī)污染物的濃度，以此判斷所分析的固體廢棄物為一般廢棄物或是毒性廢棄物。

 

3.市場上現(xiàn)有產(chǎn)品

美國密理博公司的有害廢物過濾系統(tǒng)TCLP產(chǎn)品，包括142mm有害廢物過濾系統(tǒng)，ZHE有害廢物過濾系統(tǒng)以及旋轉(zhuǎn)攪拌器，壓力罐，壓力罐連接裝置，Tedlar采樣袋，0.7μm,90mm玻璃纖維濾膜，ZHE注射器，不銹鋼平頭鑷子等，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上符合美國EPA部門的環(huán)境毒性測試要求，被美國環(huán)保署(USEPA)為TCLP專用產(chǎn)品。TCLP的操作步驟參考美國環(huán)保署（USEPA）頒布方法1311。

檢測揮發(fā)性廢棄物的毒性需要的設(shè)備有：

主要設(shè)備有：ZHE有害廢物過濾系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)攪拌器、壓力罐、壓力罐連接裝置、Tedlar bag連接頭，玻璃瓶，PTFE瓶等

消耗品：玻璃纖維濾膜、ZHE Tedlar袋、ZHE氣密注射器、不銹鋼平頭鑷子等

樣品分析時(shí)可以采用GC-MS分析儀器。

檢測金屬、非揮發(fā)性和半揮發(fā)性廢棄物的毒性需要的設(shè)備有：

主要設(shè)備：142mm有害廢物過濾系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)攪拌器、玻璃瓶，PE瓶等

消耗品：玻璃纖維濾膜、不銹鋼平頭鑷子等

樣品分析時(shí)對于金屬元素分析可采用ICP或是AA，對于半揮發(fā)性物質(zhì)分析采用GC-MS，對殺蟲劑分析時(shí)采用GC分析儀。

密理博的TCLP旋轉(zhuǎn)攪拌器可以進(jìn)行按照美國環(huán)保署要求的翻轉(zhuǎn)攪拌操作，混合均勻，充分浸取固廢中的有毒物質(zhì)，裝置可以最多裝入4只ZHE過濾器。整個(gè)裝置外部裝有防護(hù)蓋，給使用者提供大程度的安全性，整個(gè)裝置比傳統(tǒng)的設(shè)備占用體積小，輕便，易于搬動，性能穩(wěn)定可靠，而且使用時(shí)噪聲低。

 

美國ADM公司的固體廢棄物浸出毒性浸出方法TCLP設(shè)備，包括多孔旋轉(zhuǎn)器，高壓過濾器，零頂空萃取容器，不銹鋼氣密性注射器，萃取液輸送泵以及攪拌器附件等，滿足美國EPA方法1311的要求。

揮發(fā)性物質(zhì)浸出設(shè)備有：翻轉(zhuǎn)振蕩器，零頂空萃取容器（ZHE）,Tedlar采樣袋，不銹鋼氣密式注射器，萃取溶液輸送泵，玻璃纖維濾膜，不銹鋼濾片等。

非揮發(fā)性物質(zhì)浸出設(shè)備有：翻轉(zhuǎn)式振蕩器，高壓過濾器，玻璃纖維濾膜，不銹鋼濾片，2.0L防爆硼矽玻璃瓶，PE瓶等

所得到的浸出液經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室的分析儀器分析，根據(jù)各種物質(zhì)的濃度大小，判別固體廢棄物的毒性。

ADM公司的多孔旋轉(zhuǎn)器有兩孔、六孔、十二孔、二十四孔、四十八孔可供選擇。ZHE浸提劑轉(zhuǎn)移裝置可以使用任何不改變浸提劑性質(zhì)的導(dǎo)入設(shè)備，包括蠕動泵、注射器、正壓過濾器或其他ZHE裝置。

 

4.采購介紹

儀器采購時(shí)主要的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)：有多孔翻轉(zhuǎn)振蕩器；高壓過濾器；零空間萃取容器；氣密式注射器；萃取溶液輸送泵；萃取容器。儀器須符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB5085.3-2007的要求。適用于固體廢物中有機(jī)污染物和無機(jī)污染物的浸出毒性鑒別，亦適用于危險(xiǎn)廢物存儲、處置設(shè)施的環(huán)境影響評價(jià)。整套系統(tǒng)須符合EPA TCLP 標(biāo)準(zhǔn)。附件、備件和消耗品有：濾膜包括玻纖濾膜或微孔濾膜，孔徑0.6-0.8μm。直徑：142mm/90mm 過濾網(wǎng)架（數(shù)量：標(biāo)配）。不銹鋼濾片 ，孔隙：0.6-0.8μm，直徑：142mm/90mm（數(shù)量：標(biāo)配）。

儀器采購時(shí)，不管是美國密理博公司有害廢物過濾系統(tǒng)還是美國AMD公司固廢毒性浸出設(shè)備，以6孔翻轉(zhuǎn)振蕩器固體廢棄物毒性浸出系統(tǒng)做主機(jī)為例， 包括（6孔翻轉(zhuǎn)振蕩器、高壓過濾器1臺、零頂空萃取容器2個(gè)、流體計(jì)量泵1臺、氣密式注射器1支、梯拉德采樣袋10個(gè)）如果全套購買價(jià)格應(yīng)在20萬左右，這還是單位直接采購價(jià)，且零部件及耗材價(jià)格不菲。針對這一種情況我公司于2007年即開始對固體廢棄物毒性浸出系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)，生產(chǎn)。

   儀器國產(chǎn)化以后，，用戶遍布環(huán)保及科研院所。至今已銷售上百套

用戶的采購成本大大降低，一整套設(shè)備客戶直接采購應(yīng)在5萬左右，僅僅是國外設(shè)備的四分之一，且后期零部件及設(shè)備維護(hù)費(fèi)用低廉，是進(jìn)口產(chǎn)品理想替代品。

5.結(jié)語

目前我國區(qū)縣一級的環(huán)保部門對于固體廢棄物的檢測能力還不是很成熟，很少對固體廢棄物的浸出毒性進(jìn)行分析。而市一級的環(huán)保部門對固體廢棄的分析工作，在東部經(jīng)濟(jì)條件較好的地區(qū)開展的較多，而經(jīng)濟(jì)條件相對較弱的地區(qū)開展的速度相對較慢?？傮w而言，對固體廢棄物的處理監(jiān)管力度和重視程度還需要進(jìn)一步的加強(qiáng)。

 

參考資料

《危險(xiǎn)廢棄物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別》（GB5058.3-1996）

《危險(xiǎn)廢棄物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別》（GB5058.3-2007）

《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007）

《固體廢物 浸出毒性浸出方法 醋酸緩沖溶液法》（HJ/T300-2007）

《固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》（GB 5086.2-1997）