杏彩体育:重金属、可燃物、pH值…生活垃圾中不同的物质是如何

　　无害化处置生活垃圾已成为环境治理的最优方案，得到了广泛的应用。目前不同区域不同季节生活垃圾组分波动较大，准确掌握生活垃圾的化学成分和特性，合理调整配料方案，可变废为宝，提高协同处置效率。本文从生活垃圾相关检测方法、试剂材料、仪器设备等方面对生活垃圾检测技术进行探讨。

　　消除生活垃圾等废弃物的污染，实现其无害化、减量化和资源化处置，已成为我国必须解决的重大环境课题。现有多种生活垃圾处置方式，其中水泥窑协同处置生活垃圾具有明显的优势，首先高温条件可有效防止二噁英等的排放，避免二次污染，其次生活垃圾也可替代原燃材料，实现固废全量化处理和综合利用。然而作为水泥生产企业，需考虑到生活垃圾入窑掺加量会影响水泥熟料性能和水泥窑热工系统，因此准确掌握生活垃圾的化学成分和特性，严格把控掺入量就具有非常重要的意义。

　　目前针对生活垃圾化学特性检测方法，仅有行业标准CJ/T 96—2013比较全面的规定了生活垃圾化学特性检测的术语和定义，样品的采集与制备，氯、总磷、总铬、有机质、pH值和重金属元素等16个项目的检测方法和质量控制。由于生活垃圾成分复杂，增加了检测生活垃圾化学成分准确性的难度，本文将对公司水泥窑协同处置生活垃圾，不同状态下的检测方法及所用设备等进行阐述介绍，为相关企业开展垃圾检测试验提供参考。

　　（一）可回收物：指生活中产生的未污染、适宜回收、可资源化利用的废弃物。包括废玻璃、废金属、废塑料、废纸、废旧纺织物、废弃电器电子产品等。

　　（二）厨余垃圾：指农贸市场、农产品批发市场和居民家庭日常生活中产生的废弃蔬菜瓜果、腐肉、肉碎骨、蛋壳、畜禽动物内脏、水产品废弃物等食物残余。

　　（三）有害垃圾：指对健康或者自然环境，造成直接或者潜在危害的生活垃圾。根据《国家危险废物名录》，有害垃圾包括：药物类、电池类（除了普通干电池，其他电池一般都列为有害垃圾）、灯管类、胶片类、油（漆）类、含汞品。

　　另外，生活垃圾还可分为原生态垃圾、垃圾可燃物和不可燃物等，在水泥窑协同处置过程中可燃物经过分选后入分解炉进行高温焚烧，而不可燃物则是进行配料后当做水泥原材料一起入窑煅烧生产熟料。各种状态的垃圾检测的成分也不一样，可燃物一般检测热值、全硫、氯含量等；而不可燃物则需要检测重金属、硫、氯、R2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2等成分。

　　仪器设备：分析天平、马弗炉、全自动量热仪、分光光度计、酸度计、电感耦合等离子体原子发射光谱仪、X-荧光光谱仪、原子荧光光谱仪、微波消解仪等。药品试剂：硝酸、硫酸、盐酸、过氧化氢、EDTA、无水碳酸钠、高氯酸、正己烷、轻质氧化镁、氟化铵、硫酸铁铵、硼氰酸钾、硫脲等。

　　参照原煤收到基水分的检测方法，准确称量5 kg的生活垃圾样品放在干燥的容器内，置于电热鼓风恒温干燥箱中，在105 ℃±5 ℃的条件下烘干9~10 h，期间经常翻动样品确保样品干燥完全，烘干至恒重后，取出置于干燥器中冷却至室温，称量、直至两次称量之差小于样品总量的百分之一，计算出样品的含水率。妥善保存烘干后的样品，用于生活垃圾其他项目的测定。

　　参照标准CJ/T 96—2013中生活垃圾有机质检测方法，称取烘干后试样约2.0 g，精确至0.000 1 g，置于已恒重的瓷坩埚中（坩埚空烧2 h）。将坩埚放入马弗炉中，从低温升起，在600 ℃下恒温6~8 h后取出坩埚移入干燥器中，冷却后称重，再将坩埚重新放入马弗炉中在同样温度下灼烧10 min，取出冷却称重，直至恒重，用失去的质量计算出样品有机质含量。此方法称样量按照2.0 g计算，检出限为0.5%。

　　参照标准HJ 873—2017中土壤 水溶性氟化物和总氟化物的测定离子选择电极法，用碱熔法提取，在提取液中加入总离子强度调节缓冲溶液，用氟离子选择电极法测定。准确称取过100目筛样品试样约0.2 g（精确至0.000 1 g）于镍坩埚中，加入2.0 g氢氧化钠，加盖，放入马弗炉中。温度控制程序：初始温度300 ℃保持100 min，升温至560 ℃±10 ℃保持30 min。冷却后取出，用热水（约80~90 ℃）溶解，全部转移至聚乙烯烧杯中，溶液冷却后全部转入100 mL比色管中，缓慢加入5.0 mL盐酸（1+1），混匀，用水稀释至标线，摇匀，静置待测。结果参考《氟化物测定方法》（GB 5750—85）采用离子选择电极法进行测定及计算。

　　称取生活垃圾试样约5g于50mL烧杯中，加入0.1 mol/L KCl溶液40 mL，搅拌均匀后放置30 min。按照酸度计使用说明书，选择与被测试样pH接近的两种标准缓冲溶液进行仪器校准。测定时轻轻转动烧杯促使溶液均匀并达到电化学平衡，静止片刻，待读数稳定时记下pH值，结果保留两位小数。

　　参照CJ/T 96—2013中生活垃圾氯检测方法，准确称取0.5 g（精确至0.000 1 g）生活垃圾和艾士卡混合剂混合，放入马弗炉中在680 ℃±20 ℃熔融3 h，将单质氯、有机氯等变为氯化物。用沸水浸取过滤，在酸性介质中，加入氯化钠标准溶液及过量的硝酸银溶液，再加入正己醇，以硫酸铁铵作指示剂，用标准硫氰酸钾溶液滴定，以硫氰酸钾溶液的实际消耗量计算垃圾中氯的含量。此方法称样量按照0.5 g计算，氯含量的检出限为0.05%。

　　参照GB/T 213—2008《煤的发热量测定方法》和量热仪《操作手册》测定生活垃圾可燃物样品的热值，根据量热仪的测定量程确定样品称样量，检测热值的垃圾必须是测完含水量率后保存的垃圾样品，称样量精确至0.000 1 g，每个样品重复测定2~3次。

　　准确称量约5 g（精确至0.000 1 g）生活垃圾样品，放入已在815 ℃±5 ℃的条件下烘干至恒重的坩埚中。将坩埚放入马弗炉中，在30 min内将炉温缓慢升到300 ℃，保持30 min；再将炉温升到815 ℃±10 ℃，在此温度下灼烧3 h；停止灼烧，待温度降至300 ℃左右时，将坩埚取出放在石棉网上，盖上盖，在空气中冷却5 min，然后将坩埚放入干燥器中，冷却至室温即可称重。重复灼烧20 min，冷却至室温后称重（两次称重相差小于0.000 3 g），根据差值计算灰分含量。

　　硫化氢，分子式为H2S，分子量为34，标准状况下是一种易燃的酸性气体，无色，低浓度时有臭鸡蛋气味(把煮熟的鸡蛋放几天就可以闻到啦，因为鸡蛋中含有大量蛋白质，蛋白质又有很多含硫物质，然后经过微生物的作用就产生了酸爽的气味)，硫化氢是一种能溶于水的物质，同时也是一种重要的化学原料，嗅阈值极低，有研究表明嗅阈值为0.00041ppm，极微量的硫化氢就能闻到，并且高浓度的硫化氢会损害人的嗅觉，有害健康。

　　我国空气中的硫化氢的检测方法为——亚甲蓝分光光度法，那么为什么这种检测方法可以测定硫化氢这种恶臭物质呢?

　　原理是，空气中的硫化氢被碱性氢氧化镉-聚乙烯醇磷酸铵溶液吸收，形成胶状沉淀。在硫酸溶液中，硫离子与对氨基二甲基苯胺和三氯化铁作用，生成亚甲基蓝，根据颜色深浅，用分光光度法比色测定。

　　分光光度法是一门对光谱进行量化研究的分析方法，主要涉及的电磁波谱范围是可见光、近紫外线与近红外线。原理为利用特定波长的单色光分别透过标准溶液与待测溶液，比较其吸光度，可作定量分析。

　　检测步骤概括为：标准曲线的绘制——样品中加入磷酸氢二钠溶液进行显色——利用波长665nm测试吸光度——计算样品中硫化氢浓度。

　　依据《生活垃圾化学特性通用检测方法》（CJ/T 96—2013）里面对生活垃圾消解液中总铬、镉、铅的测定，此方法生活垃圾消解液中总铬检出限为0.01 mg/L、镉为0.003 mg/L、铅为0.05 mg/L。

　　称取约0.3 g的试样（精确至0.000 1 g）于微波消解管中，在通风橱内向盛有试样的消解管中加入少量去离子水润湿试样，沿管壁加入1.5 mL过氧化氢，摇匀，进行预消解，待反应平稳后，加入10 mL王水，使硝酸和试样充分混合均匀，盖上内盖，拧紧外盖，均匀放入微波消解器中，关好炉门，按照仪器操作说明书操作，选择适当的功率进行消解。消解结束，待冷却后，取出消解管，拧下消解管盖子，赶酸至1~2 mL，冷却到室温，过滤于50 mL容量瓶中，用蒸馏水洗涤数次，并将洗涤液移入容量瓶，定容，待测。

　　生活垃圾消解液中汞、砷的检测我们采用微波消解-原子荧光光谱法进行定量检测，生活垃圾消解液中汞的检出限为0.005 μg/L，砷的检出限为0.04 μg/L。

　　此方法主要依据为试样经过微波消解后，其中有机和无机态的汞、砷转变为汞离子、砷离子，汞被硼氢化钾（钠）还原成原子态汞，砷被还原成三价，三价砷形成砷化氢，由载气（氩气）带入原子化器中，在特制空心阴极灯照射下，基态原子被激发成高能态，受激发原子从高能态返回到基态时，发出特征波长的荧光，其荧光强度与汞、砷含量成正比，与标准系列曲线比较，确定试样中待测元素的含量。