浅谈固体废弃物毒性特性浸出设备的采购与应用

浅谈固体废弃物毒性特性浸出设备的采购与应用

 

摘要：固体废弃物的浸出毒性分析是判断固体废弃物为一般固废和毒性固废的依据。固体废弃物浸出毒性设备的采购主要是为了进行固废的浸出毒性分析，选择配置固废浸出毒性的浸出设备，是选择固体废弃物样品分析的前处理设备。

关键词：固废，浸出毒性，设备，采购

 1.前言

所谓固体废物，是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。

固体废弃物毒性浸出实验是对含有有毒有害物质的固体废弃物在堆放或处置过程中，遇水浸沥，使其中的有害物质迁移转化，污染环境这一自然过程的野外或是实验室模拟。固体废弃物的浸出毒性鉴别是危险废物的判定依据，也是固体废物的管理、处置技术开发的重要环节。固体废弃物浸出毒性是指按照毒性浸出方法制备的固体废弃物的浸出液中任何一种危害成分含量超出了标准中所规定的浓度限值，则判定该废弃物是否具有浸出毒性特征的危险废物。

固体废弃物每年的产生量都很大，其处理的方式主要是填埋。城市生活垃圾的收集过程包括垃圾桶——垃圾中转站——垃圾填埋场。垃圾填埋场有对垃圾填埋产生的渗滤液进行收集和处理，有效地防止了渗滤液进入土壤污染地下水。而无组织排放的生活垃圾堆积现象在小城镇很常见，一些城镇地面设有垃圾堆放点，在垃圾堆积的过程中由于雨水的浸沥，使得垃圾中的有毒有害物质被雨水浸出随着雨水进入河流或是渗入土壤之中，渗入土壤中的有毒有害物质，进一步可能会污染地下水。许多小城镇的居民将井水作为饮用水，如果有毒有害物质污染了地下水，那么小城镇的居民的饮用水将无法饮用。虽然这种情况目前还没有出现，但是如果不加强对固体废弃物的监管力度，不久的将来这种情况将有可能变为事实。

 

2.浸出方法和浸出设备

我国在1996年颁布了《危险废弃物鉴别标准 浸出毒性鉴别》（GB5058.3-1996）。浸出毒性鉴别指标有：铜、锌、镉、铅、总铬、烷基汞、汞、铍、钡、镍、总银、神、硒、无机氟化物、化物十四项。2007年国家环保局制定了新的标准《危险废弃物鉴别标准 浸出毒性鉴别》（GB5058.3-2007），并于2007年10月1日起正式实行。新的标准在原标准的14项浸出毒性指标的基础上，新增了滴滴涕、六六六、乐果、氯丹、六氯苯、灭蚁灵、硝基苯、二硝基苯、对硝基氯苯、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、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、多氯联苯、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、四氯乙烯这36项浸出毒性指标。使得固体废物浸出毒性指标达到50项

2007年5月1日国家环保局正式实施了两项新的浸出毒性浸出方法，即《固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007）和《固体废物 浸出毒性浸出方法 醋酸缓冲溶液法》（HJ/T300-2007）。其中醋酸缓冲溶液法适用于固体废弃物及其再利用产物中有机物和无机物的浸出毒性鉴别，但是不适用于化物的浸出毒性鉴别。含有非水溶性液体的样品，不适应于此标准。硫酸硝酸法适用于固体废弃物及其在利用产物，以及土壤样品中有机物和无机物的浸出毒性鉴别。含有非水溶性液体的样品，不适用于此标准。

固体废弃物浸出毒性的浸出设备有：

1、翻转振荡装置，转速在30±2转每分钟，

2、提取容器，包括ZHE零顶空提取器，500-600ml，用于样品中挥发性物质浸出。提取瓶，2L具有旋盖和内盖的广口瓶，用于浸出样品中非挥发性和半挥发性物质。提取瓶应由不能浸出或吸收废物所含成分的惰性材料制成。分析无机物时，可使用玻璃瓶或聚乙烯（PE）；分析有机物时，可使用玻璃瓶或是聚四氟乙烯（PTFE）瓶。

3、过滤装置，零顶空提取器（ZHE），分析样品中的挥发性有机物用ZHE进行过滤。真空过滤器或是正压过滤器，要求容积大于或等于1L。滤膜，玻璃纤维滤膜或是微孔滤膜，孔径0.6-0.8μm。

4、pH计，在25℃时，精度为±0.05pH

5、ZHE浸出液采集装置，使用ZHE装置时，采用玻璃、不锈钢或是PTFE制作的500ml注射器采集初始液相或是最终的浸出液。

6、ZHE浸提剂转移装置，可以使用任何不改变浸提剂性质的导入设备，包括蠕动泵、注射器、正压过滤器或其它ZHE装置。

7、实验天平，要求精度为±0.01g

8、烧杯或是锥形瓶：玻璃材质，500ml。

9、表面皿：直径可盖住烧杯或是锥形瓶。

10、筛：涂Teflon的筛网，孔径9.5mm。

固体废弃物的浸出毒性的鉴别工作，新的方法中将以前的往复式水平振荡改为翻转振荡。往复式水平振荡浸取时间为8小时，静置时间为16小时，而翻转振荡时间为18小时。往复式水平振荡的振荡频率为110±10次/min，翻转振荡的转速为30±2转/min。新的固体废弃物的浸出毒性浸出方法更接近于现实的固体废弃物中毒性的浸出过程。固体废弃物的浸出毒性经TCLP固体废弃物浸出程序浸出后，浸出液再利用原子吸收光谱仪(AA)，气相色谱仪（GC），高效液相色谱仪（HPLC）或离子色谱仪（IC）等分析仪器进行分析，分析浸出液中的无机物或者有机污染物的浓度，以此判断所分析的固体废弃物为一般废弃物或是毒性废弃物。

 

3.市场上现有产品

美国密理博公司的有害废物过滤系统TCLP产品，包括142mm有害废物过滤系统，ZHE有害废物过滤系统以及旋转搅拌器，压力罐，压力罐连接装置，Tedlar采样袋，0.7μm,90mm玻璃纤维滤膜，ZHE注射器，不锈钢平头镊子等，产品在设计上符合美国EPA部门的环境毒性测试要求，被美国环保署(USEPA)为TCLP专用产品。TCLP的操作步骤参考美国环保署（USEPA）颁布方法1311。

检测挥发性废弃物的毒性需要的设备有：

主要设备有：ZHE有害废物过滤系统、旋转搅拌器、压力罐、压力罐连接装置、Tedlar bag连接头，玻璃瓶，PTFE瓶等

消耗品：玻璃纤维滤膜、ZHE Tedlar袋、ZHE气密注射器、不锈钢平头镊子等

样品分析时可以采用GC-MS分析仪器。

检测金属、非挥发性和半挥发性废弃物的毒性需要的设备有：

主要设备：142mm有害废物过滤系统、旋转搅拌器、玻璃瓶，PE瓶等

消耗品：玻璃纤维滤膜、不锈钢平头镊子等

样品分析时对于金属元素分析可采用ICP或是AA，对于半挥发性物质分析采用GC-MS，对杀虫剂分析时采用GC分析仪。

密理博的TCLP旋转搅拌器可以进行按照美国环保署要求的翻转搅拌操作，混合均匀，充分浸取固废中的有毒物质，装置可以最多装入4只ZHE过滤器。整个装置外部装有防护盖，给使用者提供大程度的安全性，整个装置比传统的设备占用体积小，轻便，易于搬动，性能稳定可靠，而且使用时噪声低。

 

美国ADM公司的固体废弃物浸出毒性浸出方法TCLP设备，包括多孔旋转器，高压过滤器，零顶空萃取容器，不锈钢气密性注射器，萃取液输送泵以及搅拌器附件等，满足美国EPA方法1311的要求。

挥发性物质浸出设备有：翻转振荡器，零顶空萃取容器（ZHE）,Tedlar采样袋，不锈钢气密式注射器，萃取溶液输送泵，玻璃纤维滤膜，不锈钢滤片等。

非挥发性物质浸出设备有：翻转式振荡器，高压过滤器，玻璃纤维滤膜，不锈钢滤片，2.0L防爆硼矽玻璃瓶，PE瓶等

所得到的浸出液经过实验室的分析仪器分析，根据各种物质的浓度大小，判别固体废弃物的毒性。

ADM公司的多孔旋转器有两孔、六孔、十二孔、二十四孔、四十八孔可供选择。ZHE浸提剂转移装置可以使用任何不改变浸提剂性质的导入设备，包括蠕动泵、注射器、正压过滤器或其他ZHE装置。

 

4.采购介绍

仪器采购时主要的技术参数指标：有多孔翻转振荡器；高压过滤器；零空间萃取容器；气密式注射器；萃取溶液输送泵；萃取容器。仪器须符合中华人民共和国国家标准GB5085.3-2007的要求。适用于固体废物中有机污染物和无机污染物的浸出毒性鉴别，亦适用于危险废物存储、处置设施的环境影响评价。整套系统须符合EPA TCLP 标准。附件、备件和消耗品有：滤膜包括玻纤滤膜或微孔滤膜，孔径0.6-0.8μm。直径：142mm/90mm 过滤网架（数量：标配）。不锈钢滤片 ，孔隙：0.6-0.8μm，直径：142mm/90mm（数量：标配）。

仪器采购时，不管是美国密理博公司有害废物过滤系统还是美国AMD公司固废毒性浸出设备，以6孔翻转振荡器固体废弃物毒性浸出系统做主机为例， 包括（6孔翻转振荡器、高压过滤器1台、零顶空萃取容器2个、流体计量泵1台、气密式注射器1支、梯拉德采样袋10个）如果全套购买价格应在20万左右，这还是单位直接采购价，且零部件及耗材价格不菲。针对这一种情况我公司于2007年即开始对固体废弃物毒性浸出系统进行研发，生产。

   仪器国产化以后，，用户遍布环保及科研院所。至今已销售上百套

用户的采购成本大大降低，一整套设备客户直接采购应在5万左右，仅仅是国外设备的四分之一，且后期零部件及设备维护费用低廉，是进口产品理想替代品。

5.结语

目前我国区县一级的环保部门对于固体废弃物的检测能力还不是很成熟，很少对固体废弃物的浸出毒性进行分析。而市一级的环保部门对固体废弃的分析工作，在东部经济条件较好的地区开展的较多，而经济条件相对较弱的地区开展的速度相对较慢。总体而言，对固体废弃物的处理监管力度和重视程度还需要进一步的加强。

 

参考资料

《危险废弃物鉴别标准 浸出毒性鉴别》（GB5058.3-1996）

《危险废弃物鉴别标准 浸出毒性鉴别》（GB5058.3-2007）

《固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007）

《固体废物 浸出毒性浸出方法 醋酸缓冲溶液法》（HJ/T300-2007）

《固体废物 浸出毒性浸出方法 水平振荡法》（GB 5086.2-1997）