固体废物样品的采集和制备

为了仗采集的样品具有代表性，在采集样品之前要调查研究生产工艺流程、废物类型、排放数量、堆积历史、危害程度和综合利用情况。如采集危险废物，则应根据有害特性采取相应的安全措施。

一、样品的采集

(一)采样工具

固体废物的采样工具包括：尖头钢锹、钢尖镐(腰斧)、采样铲(采样器)、具盖采样捅或内衬塑料的采样袋。

(二)采样方案的制订

采样前应当先进行采样方案的设计，内容包括：采样目的、背景调查和现场踏勘、采样程序、安全措施、质量控制、采样记录和报告等。

1．采样目的

采样的具体目的根据固体废物监测的目的来确定，固体废物的监测目的主要有：鉴别固体废物的特性并对其进行分类，进行固体废物环境污染监测，为综合利用或处置固体废物提供依据；污染环境事故调查分析和应急监测；科学研究或环境影响评价等。

2.背景调查和现场踏勘

进行现场踏勘时，应着重了解工业固体废物的以下几个方面：

(1)生产单位或处置单位。

(2)种类、形态、数量和特性(物理特性和化学特性)。

(3)实验及分析的误差和要求。

(4)环境污染、监测分析的历史资料。

(5)产生、堆存、综合利用及现场和周围情况，了解现场及周围环境。

3．采样程序

(1)份样是指由一批固体废物中的一个点或部位按规定量取出的样品，应根据固体废物批量确定应采的份样数。

(2)根据固体废物的最大粒度(95％以上能通过的最小筛孔尺寸)确定份样量。

(3)根据采样方法，随机采集份样，组成总样(图4-1)，并认真填写采样记录表。

图4-1采样程序示意图

(三)份样数

当已知份样间的标准偏差和允许误差时，可按下式计算份样数：

式中：n—份样数；

s—份样间的标准偏差；

δ—采样允许误差；

t—选定置信度下的概率。

由于公式中的n和t是相关的，计算时，先取n为+∞，在指定的置信度下从t值表中查出相应的t值，代入公式计算出n的初值。再用n的初值在指定置信度下查出相应的t值，将t值再代入公式计算下一个n值，如此不断迭代，直至算得的n值不变为止，此n值即为必要的份样数。

当份样间的标准偏差或允许误差未知时，可根据批量按表4-3确定应采份样数。

表4-3批量与最少份样数

(四)份样量

份样量是指构成一个份样的固体废物的质量。一般情况下，样品多一些才有代表性，因此，份样量不能少于某一限度。份样量达到一定限度之后，再增加质量也不能显著提高采样的准确度。份样量取决于固体废物的粒度，固体废物的粒度越大，均匀性就越差，份样量就应越多。最小份样量大致与固体废物的最大粒径的a次方成正比，与固体废物的不均匀程度成正比。可按切乔特公式计算最小份样量：

m≥K·d^a_max

式中：m—最小份样量，kg;

d_max—固体废物的最大粒径，mm;

K—缩分系数；

a—经验常数。

K和a根据固体废物的均匀程度和易碎程度而定，固体废物越不均匀，K值越大，一般情况下，推荐K=0.06, a =1。液态固体废物的份样量以不小于100 mL的采样瓶(或采样器)所容纳量为准。也可以按表4-4确定最小份样量。所采的每个份样的份样量应大致相等，其相对误差不大于20%。表中要求的采样铲容量为保证一次在一个地点或部位能取到足够的份样量。

表4-4最小份样量和采样铲容量

(五)采样点

应按以下原则确定采样点：

(1)对于堆存、运输中的固态工业固体废物和大池(坑、塘)中的液态工业固体废物，可按对角线、梅花形、棋盘式、蛇形等布点法确定采样点，参见图5-1。

(2)对于粉末状、小颗粒状的工业固体废物，可按垂直方向、一定深度的部位等点分布确定采样点。

(3)对于运输车及容器内的固体废物，按表4-5选取所需最少采样车数(容器数)，可按上部(表面下相当于总体积的1/6深处)、中部(表面下相当于总体积的1/2深处)、下部(表面下相当于总体积的5/6深处)确定采样点。

表4-5所需最少采样车数(容器数)的确定

(4)、在运输一批固体废物时，当运输车数不多于该批废物的规定份样数时，每车应采份样数按下式计算：

当运输车数多于规定份样数时，按表4-5确定所需最少采样车数，从所选车中随机采集一个份样。

在运输车厢中布设采样点时，采样点应均匀分布在车厢的对角线上(如图4-2所示)，端点距车厢角应大干0.5 m，表层去掉30 cm。

图4-2运输车厢中的采样点布设

(5)在废物堆布设采样点时，在废物堆两侧距堆底0.5 m处画第一条横线，然后每隔0.5 m画一条横线；每隔2 m画一条横线的垂线，其交点作为采样点。按表4-3确定的份样数确定采样点数，在每点上0.5～1.0 m深度处各随机采样一份(如图4-3所示)。

图4 -3废物堆中采样点的布设

(六)采样方法

1．简单随机采样法

对一批固体废物了解很少，且采集的份样较分散也不影响分析结果时，可对其不作任何处理，也不进行分类和排队，而是按照其原来的状况从中随机采集份样。

(1)抽签法：先对所有采集份样的部位进行编号，同时将代表采集份样部位的号码写在纸片上，掺和均匀后，从中随机抽取纸片，抽中号码代表的部位就是采集份样的部位。此法只适宜在采样点不多时使用。

(2)随机数字表示法：先对所采份样的部位进行编号，有多少部位就编多少号，最大编号是几位数字就使用随机数表的几栏(或几行)，并把这几栏(或行)合在一起使用，从随机数表的任意一栏或任意一行数字开始数，碰到小于或等于最大编号的数字就记下来，碰到已抽过的数字就舍弃，直至抽够份样数为止，抽到的号码就是采集份样的部位。

2．系统采样法

在生产现场按一定顺序排列或以运送带、管道等形式连续排出的固体废物，应先确定废物的批量，然后按一定的质量或时间间隔采集一个份样，份样间的间隔可根据表4-3规定的份样数或按公式计算出的份样数及实际批量按下式计算：

式中T—采样质量间隔，t;

Q—批量，t；

n—份样数，按公式计算或根据表4一3确定；

T'—采样时间间隔，min;

G—废物每小时排出量，t/h。

采集第一个份样时，不可在第一个间隔的起点开始，可在第一个间隔内随机确定。在生产现场采样，可按下式计算采样间隔：

在运送带上或落口处采样，须截取废物流的全截面。所采份样的粒度比例应符合采样间隔或采样部位的粒度比例，所得大样的粒度比例应与整批废物流的粒度分布大致相符。

3．分层采样法

根据对一批废物已有的认识，将其按照有关的标志分为若于层，然后在每层中随机采集份样。一批废物分次排出或某生产工艺过程的废物间歇排出时，可分n层采样，根据每层的质量，按比例采集份样。同时应注意粒度比例，使每层所采份样的粒度比例与该层废物粒度分布大致相符。第i层所采份样数n_i按下式计算：

式中，n_i—第i层所采份样数；

n—按公式计算出的份样数或表4-3中规定的份样数；

m_i—第i层废物的质量，t;

Q—批量，t。

4．两阶段采样法

简单随机采样、系统采样、分层采样都是一次就直接从一批废物中采集份样，称为单阶段采样。当一批废物由许多桶、箱、袋等盛装时，由于各容器所处位置比较分散，所以要分阶段采样。首先从一批废物总容器件数N_o中随机抽取N1件容器，然后再从N₁件的每件容器中采n个份样。

推荐当N_o≤6时，取N₁=N_o；当N_o > 6时，N₁按下式计算(小数进为整数)：

推荐第二阶段的份样数n≥3，即N₁件容器中的每件容器均随机采上、中、下最少3个份样。