固体废弃物（通俗来说就是废弃“垃圾”），是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质。其中固废来源有以下几种：

1）污染水体：不少国家把固体废物直接倾倒于河流、湖泊、海洋，甚至以海洋投弃作为一种处置方法。固体废物进入水体，不仅减少江湖面积，而且影响水生生物的生存和水资源的利用，投弃在海洋的废物会在一定海域造成生物的死区。

2）大气污染：固体灰渣中的细粒、粉末受风吹日晒产生扬尘，污染周围大气环境。粉煤灰、尾矿堆放场遇4级以上风力，可剥离1～41.5cm，灰尘飞扬高度达20～50m，在多风季节平均视程降低30～70％。固体废物中的有害物质经长期堆放发生自燃，散发出大量有害气体。长期堆放的煤矸石中如含硫达1.5％即会自燃，达3%以上即会着火，散发大量的二氧化硫。多种固体废物本身或在焚烧时能散发毒气和臭味，恶化环境。

3）土壤污染：固体废物堆置或垃圾填埋处理，经雨水渗出液及沥滤中含有的有害成分会改变土质和土壤结构，影响土壤中的微生物活动，妨碍周围植物的根系生长，或在周围机体内积蓄，危害食物链。各种固体废物露天堆存，经日晒、雨淋，有害成分向地下渗透而污染土壤。每堆放1万吨渣，需占地1亩多，受污染的土地面积往往大于堆渣占地的1～2倍。据不完全统计，我国历年堆渣达53亿吨，已占地84万亩（污染农田25万亩）。城市固体垃圾弃在城郊，使土壤碱度增高，重金属富集，过量施用后，会使土质和土壤结构遭到破坏。

4）影响环境卫生：目前我国不仅90％以上粪便、垃圾未经无害化处理，而且医院，传染病院的粪便、垃圾也混入普通粪便、垃圾之中，广泛传播肝炎、肠炎、痢疾以及各种蠕虫病（即寄生虫病）等等，成为环境的严重污染源。另外，我国的垃圾中大部分是炉灰与脏土，用于堆肥，不仅肥效不高，而且使土质板结，蔬菜作物减产。

5）处置不当：据粗略统计，目前我国矿物资源利用率仅50～60％，能源利用率仅30％，既浪费了大量的资源、能源，又污染环境。另外，很多现有技术可以利用的废物未被利用，反而耗费大量的人力、物力去处置，造成很大的浪费。目前，有40％以上的钢渣、80％以上的粉煤灰和煤矸石消极堆弃。在目前，钢铁厂每堆存1吨钢渣，约3～5元。有些电厂贮存1吨粉煤灰，需建库投资4元，运输管理费6元，共10元。另外，粉煤灰输送到灰库，每吨约需10～30吨水，每吨工业用水约需1度电。总之，消极堆渣造成资源、人力、物力和财力的浪费都是很惊人的。

6）有害固体废物泛滥：长期对有害固体废物未加严格管理与处置，污染事故时有发生，如50年代锦州铁合金厂露天堆放铬渣10多万吨，数年后发现污染面积达70多平方公里，使该区域的1800眼井水不能饮用。

为了更好的研究固体废物中的重金属铅和镉元素的含量，采用实验电热板进行固废消解，测定其元素含量，为垃圾回收及合理堆放处理提供经验。

实验操作部分

一、试剂

硫酸：ρ（H2SO4）＝1.84g/ml；硝酸：ρ（HNO3）＝1.42g/ml；盐酸：ρ（HCl）＝1.19g/ml；氢氟酸：ρ（HF）＝1.49g/ml；高氯酸：ρ（HClO4）＝1.68g/ml，均为优级纯。

铅、镉的ESS-1、GSS-1和ISS-2标准样品。

二、仪器准备

石墨炉原子吸收分光光度计

实验电热板（HT-300，格丹纳公司)

三、样品制备

对于固态废物或可干化半固态废物样品，准确称取10g样品，精确至0.01g，自然风干或冷冻干燥，再次称重精确至0.01g，研磨，全部过100目筛备用。浸出液若不能及时进行分析，应加硝酸酸化至pH＜2，可保存14d。

四、电热板消解法

4.1、电热板消解固体废物

称取0.25g～1.00g，精确至0.1mg，放于50ml聚四氟乙烯坩埚中。用少量水润湿样品后加入5ml盐酸，于通风橱内的实验电热板上，通过远程PID控制器设置温度及恒温时间开始加热。启动加热120℃，使样品初步消解，待蒸发至约剩3ml时取下稍冷。加入5ml硝酸、5ml氢氟酸、3ml高氯酸，加盖后于电热板上约160℃加热1h。开盖，电热板温度控制在180℃±5℃继续加热，并经常摇动坩埚。当加热至冒浓白烟时，加盖使黑色有机碳化物充分分解。待坩4埚壁上的黑色有机物消失后，开盖，驱赶白烟并蒸至内容物呈粘稠状。视消解情况，可补加3ml硝酸、3ml氢氟酸和1ml高氯酸，重复上述消解过程。当白烟再次冒尽且内容物呈粘稠状时，取下坩埚稍冷，加入1ml硝酸溶液温热溶解可溶性残渣，冷却后全量转移至25ml容量瓶，用适量实验用水淋洗坩埚盖和内壁，洗液并入25ml容量瓶，用实验用水定容至标线，摇匀，待测。如果消解液中含有未溶解颗粒，需进行过滤、离心分离或者自然沉降。

注意事项：

1：加热时勿使样品有大量的气泡冒出，否则会造成样品的损失。

2：若固体废物中铅或镉的含量较高，试样消解后定容体积可根据实际情况确定。

3：若使用格丹纳DS-360-36X石墨消解仪替代电热板消解样品，可参照上述步骤进行。

4.2、固体废物浸出液试样

量取50ml浸出液于150ml三角瓶中，加入5ml硝酸，摇匀。在三角瓶口插入小漏斗，置于格丹纳实验电热板上，通过控制器设置好温度及保持时间，启动开始加热到120℃，在微沸状态下将样品加热至约5ml，取下冷却。加入3ml硝酸，加入1ml高氯酸，直至消解完全（消解液澄清，或消解液色泽及透明度不再变化），继续于180℃蒸发至近干，取下冷却，加入1ml硝酸溶液，温热溶解可溶性残渣，冷却后用适量实验用水淋洗小漏斗和三角瓶内壁，将消解液全量转移至50ml容量瓶，用实验用水定容至标线，摇匀，待测。如果消解液中含有较多杂质，需进行过滤、离心分离或者自然沉降。

五、实验准确度测定

采用方法四中的步骤对铅、镉的ESS-1、GSS-1和ISS-2标准样品进行了消解测定铅、镉准确度结果如下表所示：

电热板消解固体废物测定准确度结果

固体废物浸出液试样测定准确度结果

从表中得知，实验方法测定样品的准确度结果满足实验要求，该方法适用于固体废物的消解。

六、实验结论

采用实验电热板对固体废物进行前处理消解，测定铅、镉元素含量，对重金属研究提供实验经验（更详细方法参考HJ 787-2016标准），为固体废弃物的综合利用回收等提供依据。

实验中采用格丹纳实验电热板进行消解，分体式设计有效让人员远离酸雾的伤害，PID控制器可同时设置加热时间及保持时间；整机机壳采用特氟龙涂层进行保护，有效杜绝腐蚀；500x400mm的玻璃陶瓷加热台面，可批量完成样品消解，并且非常容易清洁。

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