第1章 固体废物污染特性

1.2 固体废物环境污染特性
固体废物对环境潜在污染的特点：
数量巨大、种类繁多、成分复杂。 滞留时间长、危害性强。 处理过程的“终态”，污染环境的“源头”。
固体废物对环境的影响：
对土地的影响 对水体的影响 对大气的影响 对土壤和生物群落的影响
固体废物对人体健康的影响：
固体废物，特别是在露天存放、处理或处置过程中，其中的有害成分在物理、化学和生物 的作用下会生成浸出，含有害成分的浸出液可通过地表水、地下水、大气和土壤等环境介 质直接或间接被人体吸收，从而对人体健康造成危害。
（气态）废物（如废酸、废油、废有机溶剂等）。 按其污染特性分：危险废物、一般废物。 按其燃烧特性分：可燃废物（通常指1000℃以下可燃烧者，如废纸、废塑料、废机油等）、不可燃废物
（通常在1000℃焚烧炉内仍无法燃烧者，如金属、玻璃、砖石等）。
《固废法》分类：
生活垃圾； 工业固体废物； 危险废物； 农业废物。
放射性废物：
➢ 由于放射性废物在管理方法和处置技术等方面与其他废物有明显的差异性，大多数国家都 不将其包含在危险废物范围内。我国《固废法》中也未涉及放射性废物，但由于核能和核 技术在各个领域得到广泛应用，其安全与污染防治问题日益突出，我国与2003年颁布实施 了《中华人民共和国放射性污染防治法》，该法对放射性固体废物的管理和处置均有明确 的规定。
第1章 固体废物污染特性
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1 固体废物污染特性
目录
1.1 固体废物的定义、来源及分类 1.2 固体废物环境污染特性 1.3 固体废物的物理化学特性 1.4 危险废物的特性和鉴别试验方法 1.5 固体废物的管理原则
1.1 固体废物的定义、来源及分类
固体废物的定义：
《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中明确提出：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。
1.3 固体废物的物理化学特性
固体废物的化学特性：
挥发分：指物体在标准温度试验时，呈气体或蒸汽而散失的量。标准测定法：将 定量样品（已去除水分）置于已知重量的白金坩埚内，于无氧燃烧室内加热 （600±20℃）所散失的量。
灰分：一般废物的灰分可分为三种形态：非熔融性、熔融性、含有金属成分。
➢ 测得灰分可预估可能产生的熔渣量及排气中粒状物含量，并可依灰分的形态类别选择废物 适用的焚烧炉，若含过多的金属则不宜焚烧。若废物含Na、K、Mg、P、S、Fe、Al、Ca、 Si等，因焚烧过程中的高温氧化环境极易生成化学反应。
1.3 固体废物的物理化学特性
固体废物的物理特性：一般指物理组成、粒径、含水率、容积密度。
物理组成：固体废物的物理组成由于废物类型不同差异很大。其中城市生活垃圾 的物理组成最为复杂，其物理组成受到多种因素的影响，如自然环境、气候条件、 城市发展规模、居民生活习性（食品结构）、家用燃料（能源结构）及经济发展 水平等。
1.4 危险废物的特性和鉴别试验方法
危险废物的特性：主要包括物理特性、化学特性及生物特性，反映这些特性的特
种指标如下：所依据的主要参数包括：有毒有害物质的溶解度、挥发度、相对分子 质量、饱和蒸气压、在土壤中的滞留因子、空气扩散系数、土壤/水分配系数、降解 系数、生物富集因子、致癌性反应系数、非致癌性参考剂量。 与有毒有害物质释放到环境中的速率有关的特性； 有毒有害物质在环境中迁移转化及富集的环境特征； 有毒有害物质的生物毒性特征；
➢ 利用元素组成计算法：P12
热灼减率：通常用于检测废物焚烧后灰渣的品质，此值与灰分性质有某种程度的 关系，特别是与焚烧炉的燃烧性能有关。测定方法是将干燥后灰渣样品置于 600±25℃高温下灼热3h后冷却至室温，称其前后重量。热灼减率P=(AB)/A*100%。
➢ A：焚烧炉渣经110℃干燥2h后冷却至室温的质量，g；
危险特性的鉴别试验方法
腐蚀性：采用指定的标准方法或根据规定程序批准的等效方法测定其溶液、固体 或半固体浸出液的pH，若pH≤2.0或≥12.5，则该废物具有腐蚀性。
急性毒性：指一次性投给试验动物的毒性物质、其半致死量（以LD50表示）小于 规定值的毒性。鉴别方法见P14
浸出毒性：指固体废物遇水浸沥，其中有害物质生成迁移转化，污染环境，浸出 的有害物质的毒性称为浸出毒性。见P14。
闪火点与燃点：缓慢加热废弃物至某一温度，如出现火苗，即闪火而燃烧，但瞬 间熄灭，此温度称为闪火点。但如果温度继续升高，其所产生的挥发组分足以继 续维持燃烧，而火焰不再熄灭，此时的最低温度称为着火点或燃点。
热值：表示废物燃烧时所放出的热量，用于计算焚烧炉的能量平衡及估算辅助燃 料所需量。垃圾的热值与含水率及有机物含量、成分等关系密切。垃圾的热值又 分为高位热值（HHV）和低位热值（LHV）。高位热值是单位干重垃圾的发热量； 低位热值是单位新鲜垃圾燃烧时的发热量，称有效发热量，或净发热量。低位热 值=高位热值-水分凝结热。
1.4 危险废物的特性和鉴别试验方法
危险特性的鉴别试验方法
反应性：指在常温、常压下不稳定，极易发生激烈的化学反应，遇火或水反应猛 烈，在受到摩擦、撞击或加热后可能产生发生爆炸或产生有毒气体的性质。属于 此类的危险废物具有化学不稳定性，或者极端反应性，能与空气或水或其他化学 剂起强烈反应。鉴别方法：。
《固废法》除了针对半固态废弃物的污染防治外，对具有危险特性的液态废物和置于容器中的气态废物 的污染防治同样适用。同时规定，液态废物的污染防治适用《固废法》，但排入水体的废水的污染防治 不适用《固废法》。
固体废物的特点：固体废物具有鲜明的时间和空间特征。
从时间方面讲：它仅仅相对于目前的科学技术和经济条件，随着科学技术的飞速发展、矿物资源的日趋 枯竭，生物资源滞后于人类需求，昨天的废物势必又成为明天的资源。
根据物质的化学特性，当某些不相容物相混时，可能生成不良反应，包括热反应（燃烧或 爆炸）、产生有毒气体（砷化氢、氰化氢、氯气等）和产生可燃性气体。若人体皮肤与废 强酸或废强碱接触，将生成烧灼性腐蚀作用。若未经适当处理或管理不善，会引起严重中 毒事件。化学废物的长期暴露会产生对人类健康有不良影响的恶性物质。这类潜存的负面 效应，理应予以高度重视。
➢ 测得方法：对垃圾进行分类，再将各组分破碎至粒径为2mm以下，取一定量在105±5℃ 下干燥2h，冷却后称重（P0），再将干燥后的样品放入电炉中，在800℃下灼烧2h。冷却 后再在105±5℃下干燥2h，冷却后称重（P1）。
➢ 各组分的灰分Ii=P1/P0*100%，典型废物的灰分见P10。
固定碳：除去水分、挥发性物质及灰分后的可燃物。固定碳（%）=100-（水分+ 灰分+挥发分）。
粒径：粒径表征的是固体废物的颗粒大小，不同的废物粒径差异很大。工业固体 废物的粒径相对比较均匀，而生活垃圾的粒径变化范围会很宽。对于固体废物的 前处理（如筛选或磁分离等）而言，废物粒径大小往往是重要参数，它决定了使 用设备的规格或容量，尤其对于可供资源回收再利用的废物，其粒径特性更显得 重要。通常粒径是以粒径分布表示，因废物组成复杂且大小不等，很难以单一大 小来表示，况且几何形状也不一样。一般地，对于颗粒细小的粒径可通过筛网的 网“目”代表其大小，而对于颗粒较为粗大的废物，一般以“m”或“mm”等来 表示其大小。
1.3 固体废物的物理化学特性
固体废物的化学特性：
热值：固体废物热值的单位用kcal/kg或kJ/kg表示，气体物质的热值单位用 kcal/m³或kJ/m³表示。废物的热值可用量热计直接测量，也可根据废物的组分或 元素组成计算。
➢ 测量法：利用氧弹式热值测得仪进行测量。当废物在有氧条件下燃烧加热至氧 弹周遭的水温不再上升，此时固定体积水所增加的热量即为定量废物燃烧所放 出的热量。
➢ 根据目前我国环卫部门的工作范围，城市生活垃圾包括：居民生活垃圾、园林废物、机关 单位排放的办公垃圾、餐厨垃圾等。不过，在实际收集到的城市生活垃圾中，可能还包括 部分中、小型企业产生的工业固体废物和少量危险废物（如废打火机、废油漆、废电池 等），由于后者具有潜在危害，需要在相应的法规特别是管理工作中，逐步指定和采取有 效措施对其进行分类收集和适当的处理处置。食堂、饭店等产生的餐厨垃圾一般会单独收 集并处理。
1.1 固体废物的定义、来源及分类
《固废法》分类：
危险废物：
➢ 定义：指列入《国家危险废物名录》或根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定 的具有危险特性的废物。
➢ 危险废物的特性：急性毒性、浸出毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、疾病传染性等。 ➢ 目录：P3
农业废物：
➢ 《固废法》规定：从事种植、畜禽养殖、水产养殖等农业生产活动的单位和个人，应当对 生产过程中产生的秸秆、畜禽粪便、淤泥及其他农业固体废物进行综合利用；不能利用的， 按照国家有关环境保护规定收集、贮存、处置，防止污染环境。同时，将“城市生活垃圾 污染环境的防治”一节修改为“生活垃圾污染环境的防治”，使该节的管理覆盖面扩大到 农村。并明确“农村生活垃圾污染环境防治的具体办法，由地方性法规规定”。从而表明 我国已经将农业废物和农村生活垃圾纳入了固体废物污染防治体系进行管理。
工业固体废物：
➢ 定义：指各种工业、企业、交通等部门在生产过程中产生的固体废物。 ➢ 按行业分主要包括以下几类：
✓ 冶金工业固体废物 ✓ 能源工业固体废物 ✓ 石油化学工业固体废物 ✓ 矿业固体废物 ✓ 轻工业固体废物 ✓ 其他工业固体废物（如废弃电器产品、废弃机动车船）
➢ 有些国家将废矿石和尾矿单独列为矿山废物，而《固废法》中规定：“矿山企业应当采取 科学的开采方法和选矿工艺，减少尾矿、矸石、废石等矿业固体废物的产生量和贮存量。” 可见，我国已明确将废矿石和尾矿等纳入工业固体废物加以管理。
含水率：将一定量的固体废物在105℃±5℃下烘干一定时间（依水分含量而定）， 至恒重或最后两次称重之误差小于规定值。含水率%=（最初重量-烘干后重量）/ 最初重量*100%。固体废物含水率受气候、季节与区域状况的影响而有很大差异， 一般城市生活垃圾的平均含水量为20~60%。