水泥窑协同处置污泥及污染土中重金属的检测方法编制说明.docx

1、水泥窑协同处置污泥及污染土中重金属的检测方法编制说明水泥窑协同处置污泥及污染土中重金属的检测方法 编制说明( 征求意见稿 )中国建材检验认证集团股份有限公司国家水泥质量监督检验中心2020年6月1日17国家标准水泥窑协同处置污泥及污染土中重金属的检测方法编制说明一、概述进入新世纪以来，我国经济社会迅速发展，全社会排放的各种废弃物也在急剧增加中。根据国家环保部等主管机构 2010年 2月发布的第一次全国污染源普查公报 ，2007 年我国工业国固体废弃物产生量38.52亿吨，工业源中危险废弃物 4573 万吨，此外，我国每年还产生生活垃圾等各种废弃物约2 亿吨。这些废弃物包括生产过程中产生的废弃物

2、质、 报废产品，从家庭收集的垃圾， 城市污水处理厂污泥， 被污染的材料，过期或废弃的产品等。废弃物得不到及时、安全的应用和处置，会对潜在的资源造成浪费，对生态环境造成严重的污染，进而对人们的健康和社会经济可持续发展造成极大的威胁。水泥工业的快速发展，不仅为国家的基础设施建设提供了充足的原材料，同时水泥工业作为废弃物综合利用的一个渠道，销纳了大量的粉煤灰、矿渣以及多种尾矿渣等废弃物，为环境保护和资源的综合利用做出了巨大的贡献。 90 年代我国开始了水泥窑协同处置废弃物的实践，而水泥窑之所以能够成为废弃物的处置方式，主要是由水泥窑的工况决定的。水泥窑燃烧温度高，物料在窑内停留时间长，又处于负压状态

3、下运行，工况稳定，对各种有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性的危险废弃物具有很好的消解作用，不向外排放废渣，焚烧物中的残渣和绝大部分重金属都被固化在水泥熟料中，不会对环境产生二次污染。同时，废弃物能够为水泥生产所用，可以替代原料或替代燃料的形式参与水泥熟料的煅烧过程，替代燃料通过燃烧放热把热量供给水泥煅烧过程，而燃烧残渣则和替代原料通过煅烧时的固、液相反应进入熟料主要矿物。燃烧产生的废气和粉尘通过高效收尘设备净化后排入大气， 收集到的粉尘则循环利用。 从而既生产了水泥熟料，又处理了废弃物，同时又没有对环境产生新的污染。利用水泥窑协同处置废弃物技术在西方发达国家已经得到了广泛的认可和应用。在巴塞尔公约

4、的条文中，水泥生产过程中危险废弃物的协同处理方法已被认为是对环境无害的处理方法。18随着我国工农业的飞速发展，城市居民的生活垃圾、商业垃圾、市政维护和管理中产生的垃圾以及工业生产排出的固体废弃物，数量急剧增加，成分日益复杂 , 大大超过自然界的自净能力，成为污染环境的主要来源，任意堆弃的废弃物随雨水的冲刷、浸泡其渗出液严重污染了水系、土壤，造成不可逆转的环境伤害，并在食物链的富集作用下最后进入人体，严重危害人体健康。国家发改委等部门在关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导 产业健康发展若干意见的通知中针对水泥行业，明确提出“支持企业在现有生产线上进行余热发电、粉磨系统节能改造和处置工业废弃物、

5、城市污泥及垃圾等。” 但固体废弃物如污泥及污染土中的重金属如铅、铬、镉、铜、砷、汞等金属含量如果超标，经水泥窑高温处理后无机物包括重金属保留在熟料中，进而引入到水泥成品中，被再次循环进入环境当中，造成二次污染，如进入人体中，将会对人类的健康产生严重的危害，因为重金属能够使蛋白质的结构发生不可逆的改变，从而影响组织细胞功能，细胞表面的载体不能运入营养物质、排出代谢废物，进而影响人类健康。因此，检测水泥协同处置污泥及污染土中重金属的含量非常重要。我国已制定了 GB 30760-2014水泥窑协同处置固体废物技术规范 ，对于固体废弃物掺入入窑生料中的重金属有含量的限制，但无适宜的测定方法，为了达到准

6、确测定水泥协同处置污泥及污染土中重金属的含量，所以急需制定该标准，制定该标准对水泥协同处置污泥及污染土具有重要意义。二、任务来源和工作简况根据国标委综合 201828 号文件要求，由中国建材检验认证集团股份有限公司、国家水泥质量监督检验中心负责水泥窑协同处置污泥及污染土中重金属的检测方法国家标准的编制工作。水泥窑协同处置污泥及污染土中重金属的检测方法编制项目编号 20184208-T-609。20192021 年进行了调研和试验研究工作。水泥行业影响最大的重金属标准 GB30760-2014水泥窑协同处置固体废物技术规范中规定，该标准规定了水泥窑协同处置固体废物的术语和定义、协同处置固体废物的

7、鉴别和检测、处置工艺技术和管理要求、入窑生料和水泥熟料重金属含量限值及水泥可浸出重金属含量限值、 检测方法及检测频次等。 由于污染土的特点 ,现有检测方法不一定完全适用，并且随着检测技术和手段的进步，新的检测方法也被证明能够有效检测污泥及污染土中重金属的含量。本次编制我们查阅了国内外相关的标准，综合分析国内外的相关标准，目的在于找19到更加有效，更加全面的检测方法。参加本标准负责起草单位和参加起草单位如下：本标准负责起草单位：中国建材检验认证集团股份有限公司、天津水泥工业设计研究院有限公司。本标准参加起草单位：国家水泥质量监督检验中心、南京凯盛开能环保能源有限公司、河北金隅鼎鑫水泥有限公司、葛

8、洲坝松滋水泥有限公司、浙江南方水泥有限公司、杭州斯曼特建材科技有限公司、陕西声威建材集团有限公司、台泥（贵港）水泥有限公司、华新环境工程有限公司、江苏天瑞仪器股份有限公司、中材国际环境工程（北京）有限公司、华润水泥技术研发有限公司、岛津企业管理（中国）有限公司、冀东水泥铜川有限公司、蓝天众成环保工程有限公司、赞皇金隅水泥有限公司、尧柏特种水泥技术研发有限公司、北京建筑材料检验研究院有限公司、涞水金隅冀东环保科技有限公司、阳泉冀东水泥有限责任公司、山东泰西水泥有限公司、赛默飞世尔科技（中国）有限公司、浙江鸿盛环保科技集团有限公司、上海市建筑科学研究院有限公司、广东塔牌集团股份有限公司、大同冀东水

9、泥有限公司、安徽珍昊环保科技有限公司、河北鼎星水泥有限公司、阳新娲石水泥有限公司、湖波集团安阳市新天河水泥有限公司。参加验证实验的单位有国家水泥质量监督检验中心、河北金隅鼎鑫水泥有限公司、天津水泥工业设计研究院有限公司、浙江南方水泥有限公司、陕西声威建材集团有限公司、台泥（贵港）水泥有限公司、 华新环境工程有限公司、 江苏天瑞仪器股份有限公司、中材国际环境工程（北京）有限公司、华润水泥技术研发有限公司、岛津企业管理（中国）有限公司、赞皇金隅水泥有限公司、尧柏特种水泥技术研发有限公司、北京建筑材料检验研究院有限公司、 涞水金隅冀东环保科技有限公司、 阳泉冀东水泥有限责任公司。 2019 年 6

10、月份完成了标准的工作组讨论稿， 并召开了标准的工作会议， 对标准的研究工作和验证试验工作进行了安排，使标准具有先进性、科学性和适用性，使标准水平达到了我国最先进的水平。在 2020 年 4 月形成征求意见稿，并向社会各界广泛发出，征求各大水泥企业，各省市质监站征求意见，目前正处于收集意见，修订阶段。二、编制原则、依据及有关标准主要内容说明1.标准编制参考我国 GB/T 30760水泥窑协同处置固体废物技术规范 、GB/T30810水泥胶砂中可浸出重金属的测定方法 、 GB 5085.3危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别等水泥行业重金属标准规定的重金属的种类和测定方法，参考环境、土壤、水质等20行业

11、重金属检测标准和规范，结合我国水泥窑协同处置的实际情况，以 ICP、原子吸收和原子荧光等仪器检测手段为基础， 确定最佳试验条件，对测定方法进行了选择和优化，以提高测定结果的精密度和准确度。2.主要内容说明：（1）范围 ：本标准规定了水泥窑协同处置污泥及污染土中重金属（包括铅、铬、镉、铜、镍、钡、锌、锰、锶、砷、汞、钴、钒和锑）的测定方法。本标准适用于水泥窑协同处置污泥及污染土和指定采用本标准的其他材料。（2）试样以及试液的制备：通过抽样及多点取样法对水泥协同处置污泥及污染土进行取样， 送往实验室的样品应是具有代表性的均匀样品。 样品不超过 45烘干， 除去水分，采用四分法或缩分器将试样缩分至约

12、 50g 200g，经过研磨后使其全部通过孔径为 80m方孔筛，充分混匀，装入试样瓶中，密封保存，供测定用。制备和保存过程应避免试样的污染。试样溶液（不测定砷、汞）的制备：称取 0.2g 试样，精确至 0.0001g ，置于铂金皿或聚四氟乙烯烧杯中，加少量水润湿，摇动并使试料分散，加入 10mL15mL氢氟酸（4.4 ）和 1mL高氯酸（ 4.5 ），将铂金皿放在通风橱的电热板上不超过 200低温加热，以防溅失，蒸发至白烟冒尽， 近干后冷却。 加入 4mL盐酸（4.2 ），温热 3min4min，加入 20mL水，继续加热浸取 15min 20min，冷却，用快速滤纸过滤，用热水洗涤，滤液及洗

13、液收集于 100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。氢氟酸及高氯酸的用量可视溶解情况酌情增加。试样溶液（测定全部元素）的制备：称取 0.2g 试样，精确至 0.0001g ，置于消解罐中，加入少量水润湿，使试样分散，依次加入 6mL盐酸（ 4.2 ）、 2mL硝酸（ 4.3 ）、2mL氢氟酸（ 4.4 ）和 10mL试验用水，摇动，待反应结束后将消解罐密封，置于微波消解仪中，安装固定后加热至 180，保温 30 min。待罐内温度降至室温后在通风橱中取出，缓慢泄压放气，打开消解罐盖。加入 12mL硼酸饱和溶液（ 4.10 ），放入赶酸仪直至试料全部溶解，然后用快速滤纸过滤消解后的溶液，用热水洗

14、涤，滤液及洗液收集于100mL容量瓶，用水稀释至标线，摇匀。消解所用酸的用量可视消解情况酌情增加。（ 3）对于不同元素的不同检测方法电感耦合等离子体发射光谱法测定铅、 铬、镉、铜、镍、钡、锌、锰、锶、砷、汞、钴、钒、锑。试样采用氢氟酸 - 高氯酸分解，盐酸浸取的方法，或者经盐酸、硝酸、氢氟酸微波消解后，试样溶液中的铅、铬、镉、铜、镍、钡、锌、锰、锶、砷、汞、钴、21钒、锑采用电感耦合等离子体发射光谱法进行测定。各元素均能发射特征光谱，特征谱线的强度与溶液中的离子浓度成正比，从而测定试样中的上述几种元素的含量。按照仪器性能调节仪器至最佳工作参数，待仪器工作稳定后，由低到高浓度顺次测定标准溶液的强

15、度。以标准溶液的浓度（以 mg/L 计）为横坐标，以相应的强度值为纵坐标，绘制工作曲线。工作曲线的测定也可使用单元素标准储备液经逐级稀释配置的不同浓度的单元素标准溶液。标准曲线的浓度范围可根据测定实际需要进行调整。按照工作曲线测定中仪器的条件测定试样溶液的强度， 在工作曲线中查出试样溶液浓度。按照工作曲线测定中仪器的条件测定相应空白溶液的强度， 并在工作曲线中查出空白溶液浓度。试样中铅、铬、镉、铜、镍、钡、锌、锰、锶、砷、汞、钴、钒、锑含量以 mg/kg 表示，按式（ 1）计算：w(c1 c01 ) V1 1000 .（ 1）m式中：w 试样中铅、铬、镉、铜、镍、钡、锌、锰、锶、砷、汞、钴、钒、锑的含量，单位为毫克每千克（ mg/kg）；c1 在校准曲线上查得的试样溶液中铅、铬、镉、铜、镍、钡、锌、锰、锶、砷、汞、钴、钒、锑的浓度，单位为毫克每升（ mg/L）；c01 在校准曲线上查得的空白溶液中铅、 铬、镉、铜、镍、钡、锌、锰、锶、砷、汞、钴、钒、锑的浓度，单位为毫克每升