固体废物基本性质参数包括物理性质参数（含水率、容重）、化学性质参数（挥发分、灰分、可燃分、发热值、元素组成等）和生物性质参数。这些参数是评定固体废物性质、选择处理处置方法、设计处理处置设备等的重要依据，也是科研、实际生产中经常需要测量的参数，因此，需要掌握它们的测定方法。
4.2.1 固体废物水分含量的测定
1. 实验目的
掌握含水率的计算方法。
2. 实验原理
固体废物试样在（105±2）℃烘至恒重时的失重，即为样品所含水分的质量。
3. 实验仪器、设备
分析天平（万分之一），小型电热恒温烘箱，干燥器（内盛变色硅胶或无水氯化钙）。
4. 实验步骤
将样品破碎至粒径小于15 mm的细块，充分混和搅拌，用四分法缩分三次。难全部破碎的可预先剔除，在其余部分破碎缩分后，按缩分比例，将剔除成分部分破碎加入样品中。
将固体废物试样置于干燥的搪瓷盘内，放于干燥箱，在（105±5）℃的条件下烘4～8 h，取出放到干燥器中冷却0.5 h后称重，重复烘1～2 h，冷却0.5 h后再称重，直至恒重，使两次称量之差不超过固体废物试样量的千分之四。
5. 结果表达
式中 m0——烘干空铝盒的质量，g；
m1——烘干前铝盒及土样质量，g；
m2——烘干后铝盒及土样质量，g。
4.2.2 固体废物挥发分、灰分、可燃分的测定
1. 实验目的
本实验主要测定固体废物的挥发分、灰分、可燃分3个基本参数。
2. 实验原理
（1） 灰分和挥发分。
灰分是指固体废物中既不能燃烧，也不会挥发的物质，用A（%）表示。它是反映固体废物中无机物含量的一个指标参数。挥发分和灰分一般同时测定；挥发分又称挥发性固体含量，是指固体废物在600 ℃下的灼烧减量，常用VS（%）表示。它是反映固体废物中有机物含量的一个指标参数。
（2）可燃分。
把固体废物试样在815 ℃的温度下灼烧，在此温度下，除了固体废物试样中有机物质均被氧化外，金属也成为氧化物，灼烧损失的质量就是试样中的可燃物含量，即可燃分。可燃分反映了固体废物中可燃烧成分的量。它既是反映固体废物中有机物含量的参数，也是反映固体废物可燃烧性能的指标参数，是选择焚烧设备的重要依据。
3. 实验材料与仪器
（1） 实验材料。
实验所用固体废物可根据实际情况选用人工配制的固体废物，也可以是实际产生的固体废物。
（2） 实验仪器。
马弗炉，电子天平，烘箱，坩埚。
4. 实验步骤
（1） 灰分和挥发分测定步骤。
① 准备2个坩埚，分别称取其质量，并记录下来；
② 各取20 g烘干好的试样（绝对干燥），分别加入准备好的2个坩埚中（重复样）；
③ 将盛放有试样的坩埚放入马弗炉中，在600 ℃下灼烧2 h，然后取出冷却；
④ 分别称量并计算含灰量，最后结果取平均值。
式中 A——试样灰分含量，%；
R——灼烧后坩埚和试样的总质量，g；S——灼烧前坩埚和试样的总质量，g；
C——坩埚的质量，g。
⑤ 挥发分VS（%）计算。
（2） 可燃分的分析步骤。
可燃分的分析步骤基本同挥发分的测定步骤，所不同的是灼烧温度。
① 准备2个坩埚，分别称取其质量，并记录下来；
② 各取20 g烘干好的固体废物试样（绝对干燥），分别加入准备好的2个坩埚中（重复样）；
③ 将盛放有固体废物试样的坩埚放入马弗炉中，在815 ℃下灼烧1 h，然后取出冷却；
④ 分别称量并计算含灰量，最后结果取平均值。
式中 A′——固体废物试样灰分含量，%；
R——灼烧后坩埚和固体废物试样的总质量，g；
S——灼烧前坩埚和固体废物试样的总质量，g；
C——坩埚的质量，g。
⑤ 可燃分CS（%）计算。
（3） 填写记录表。
根据上述实验，完成表4-4。
表4-4 固体废物灰分、挥发分和可燃分测定结果
4.2.3 固体废物样品吸水率、抗压强度和颗粒容重的测定实验
1. 实验目的
（1） 了解固体废物吸水率、抗压强度和颗粒容重的基本意义。
（2） 掌握固体废物吸水率、抗压强度和颗粒容重的测定方法和原理。
2. 实验原理
（1） 固体废物的吸水率是指材料试样放在蒸馏水中，在规定的温度与时间内吸水质量和式样原质量之比，吸水率可用来反映材料的显气孔率。
（2） 固体废物的目的可分为体积密度、真密度等。体积密度是指不含游离水材料的质量与材料的总体积之比；真密度是指材料质量与材料实体积之比值。密度的测定基于阿基米德原理。
（3） 固体废物的机械强度是指固体废物抗破碎的阻力。通常用静载下测定的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度来表示，抗压强度是最常用的固体废物的机械强度表示方法。
3. 实验设备与试剂
（1） 恒温干燥箱。
（2） 天平。
（3） 游标卡尺。
（4） 容积密度瓶。
（5） 标准筛一个。
（6） 干燥器一个。
（7） 研钵一个。
（8） 万能材料测试机一台。
（9） 实验试剂蒸馏水。
4. 实验步骤
（1） 固体废物的1 h吸水率W的计算公式：
式中 W——固体废物的1 h吸水率，%（计算精确到0.01%）；
m0——烘干试样的重量，g；
m——浸水后试样的重量，g。
（2） 抗压强度的测试。
按照国家标准GB/T 4740—1999规定，在WE-50型液压式万能试验机上测试烧成固体废物样品的抗压强度。具体步骤如下：
① 将固体废物样品制成直径（20±2）mm、高（20±2）mm的试样。
② 将试样置于温度为110 ℃的烘箱中，烘干2 h，然后放入干燥器，冷却至室温。
③ 测量并记录每块试样的直径和高度，精确至0.1 mm。
④ 将试样放入试验机压板中心，并在试样两受压面衬垫1 mm厚的草纸板。
⑤ 选择适当的量程，以2×102 N/s的速度均匀加载直至试样破碎（以测力指针倒转时为准），记录试验机指示的最大载荷。
固体废物样品抗压强度极限按下式计算：
式中 cσ——抗压强度，MPa（精确至0.01 MPa）；
P——试样受压破碎的最大载荷，N；
D——试样直径，mm。
（3） 颗粒容重测试。
按照国家标准JC/T 789—1981规定，测试烧成固体废物样品的颗粒容重。取适量样品，放入量筒中浸水1 h，然后取出（可采用测完1 h吸水率的试样进行测定），称重m。将试样倒入100 mL的量筒里，再注入50 mL清水。如有试样漂浮水上，可将已知体积（V1）的圆形金属板压入水中，读出量筒的水位（V）。固体废物的颗粒容重计算公式如下：
式中 γk——固体废物颗粒容重，kg/m3（计算精确至10 kg/m3）；
m——试样重量，g；
V1——圆形金属板的体积，mL；
V——倒入试样和放入压板后量筒的水位，mL。
5. 数据分析
根据上述实验，完成表4-5。
表4-5 固体废物吸水率、抗压强度、颗粒容重测定结果
6. 思考题
（1） 固体废物的性质对破碎处理有何影响？
（2） 固体废物的哪些结构特征会对其抗压强度产生影响？
（3） 固体废物的吸水率、抗压强度和颗粒容重，三者之间有何种联系？
4.2.4 固体废物样品氮含量分析
1. 实验目的
掌握测氮的原理；熟悉凯氏定氮仪的使用。
2. 实验原理
试样在催化剂（即硫酸钾、五水合硫酸铜与硒粉的混合物）的参与下，用浓硫酸消煮时，各种含氮有机化合物经过复杂的高温分解反应，转化为铵态氮。碱化蒸馏出来的氨用硼酸吸收后，以酸标准溶液滴定，可计算出固体废物全氮含量（不包括全部硝态氮）。
3. 试剂
（1） 浓硫酸，ρ=1.84 g/mL；浓盐酸，ρ=1.19 g/mL；无水碳酸钠（Na2CO3）基准试剂，使用前须经180 ℃干燥2 h；2%硼酸吸收液（m/V）；35%氢氧化钠溶液（m/V）；0.02 mol/L盐酸标准溶液（使用前须标定）。
（2） 甲基红-溴甲酚绿指示剂：分别称取0.3 g溴甲酚绿和0.2 g甲基红（精确至0.01 g）于研钵中，加入少量95%乙醇研磨至指示剂全部溶解，用95%乙醇稀释至100 mL，可保存一个月。
（3） 催化剂：分别称取100 g硫酸钾、10 g五水合硫酸铜（CuSO4·5H2O）和1 g硒粉于研钵中研细并充分混合均匀，储存于磨口瓶中。
4. 主要仪器
分析天平（万分之一天平），可调电炉，KDY-9820型凯式定氮仪（北京市通润源机电技术有限责任公司）。
5. 操作步骤
（1） 试样的消解。
称取约0.5 g试样（精确至0.000 1 g）于三角瓶中，加入少量的蒸馏水湿润样品，加2 g催化剂和8.0 mL浓硫酸，摇匀，瓶口盖一小漏斗，置于调温电炉上低温加热，待瓶内反应缓和时（约30 min），适当调高温度，使溶液保持微沸，温度不宜过高，以硫酸蒸气在瓶颈上部1/3处冷凝回流为宜，待消解液全部变为灰白稍带绿色后，再继续消解1 h，停止加热使其冷却。将上述冷却后的消解液全部转移到50 mL容量瓶中，并用少量蒸馏水洗涤2～3次一并转移至50 mL容量瓶中，定容、摇匀，静置得到上清液。
（2） 氨的蒸馏。
从50 mL中吸取10.00 mL消解液于消煮管中，上凯式定氮仪，加硼酸2 s和氢氧化钠3 s，蒸馏4 min，取下用标准盐酸滴定。
6. 分析结果表达
式中 V——滴定试样所用盐酸标准溶液体积，mL；
V0——滴定空白时所用盐酸标准溶液的体积，mL；
C0——盐酸标准溶液的浓度，mol/L；
5——分取倍数；
m——试样质量，g；
14.01——氮原子的摩尔质量，g/mol。
7. 备注
盐酸标准溶液的标定：称取适量的270 ℃～300 ℃灼烧至质量恒定的基准无水碳酸钠，精确至0.000 1 g，溶于50 mL水中，加10滴溴甲酚绿-甲基红混合指示液，用配制好的盐酸溶液滴定至溶液由绿色变为暗红色，再煮沸2 min，冷却后，继续滴定至溶液再呈暗红色，记录所用盐酸溶液的体积。
式中 m（Na2CO3）——称取无水碳酸钠的质量，g；
M（1/2 Na2CO3）——基本单元1/2 Na2CO3的摩尔质量，g/mol；
V（HCl）——滴定消耗的HCl标准溶液的体积，mL；
C（HCl）——所求盐酸标准溶液的浓度，mol/L。
4.2.5 固体废物样品磷含量分析
1. 实验目的
掌握测磷的原理；熟悉分光光度计的使用。
2. 原理
垃圾样品经硫酸-高氯酸消煮，其中难溶盐和含磷有机物分解形成正磷酸盐进入溶液。在酸性条件下，磷与钼酸铵反应生成黄色的三元杂多酸，于420 nm波长处进行比色测定。
3. 试剂
（1） 浓硫酸（H2SO4，ρ=1.84 g/mL，分析纯）。
（2） 高氯酸（HClO4，ρ=1.68 g/mL，分析纯）。
（3） 10%（m/V）无水碳酸钠（Na2CO3）溶液。
（4） 2，6-二硝基酚（C6H4N2O5）指示剂。称取0.2 g 2，6-二硝基酚溶于100 mL水中。
（5） 浓硝酸（HNO3，ρ=1.40 g/mL，优级纯）。
（6） 钼酸铵［(NH4)6MO7O24·4H2O］溶液。将25 g钼酸铵溶于400 mL水中。
（7） 偏钒酸铵（NH4VO3）溶液。将1.25 g偏钒酸铵溶于300 mL沸水中，冷却后，加入50 mL浓硝酸，冷却至室温。
（8） 钼酸铵-偏钒酸铵混合溶液。将钼酸铵溶液慢慢加入偏钒酸铵溶液中稀释至1 000 mL，若有沉淀应过滤。
（9） 磷标准储备液。准确称取经105 ℃～110 ℃烘干1 h并在干燥器中冷却至室温的磷酸二氢钾（KH2PO4）2.197 0 g，溶于水中，定容至500 mL。此标准储备液的磷浓度为1 mg/mL。本溶液在棕色玻璃瓶中可储存6个月。
（10）磷标准使用液。吸取磷标准储备液10 mL于500 mL容量瓶中定容，此溶液的磷含量为20 μg/mL。该溶液须在临用时现配。
4. 仪器
754可见紫外分光光度计，分析天平，可调温电炉。
5. 操作步骤
（1） 标准曲线的绘制。
分别吸取磷标准使用液（20 mg/L）0.00、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、5.00 mL、6.00 mL、8.00 mL加入7个50 mL容量瓶中，滴加2，6-二硝基酚指示剂2滴，用10%无水碳酸钠溶液调至黄色，再加入10 mL偏钒钼酸铵混合溶液后定容，即得一系列（0.00、0.40 kg/mL、0.80 kg/mL、1.60 kg/mL、2.00 kg/mL、2.40 kg/mL、3.20 kg/mL）磷标准使用溶液。将该系列溶液在室温下放置30 min，在波长420 nm处进行比色，读取吸光值，绘制标准曲线。
（2） 试样消解。
称取约0.5 g的试样，精确至0.000 1 g于锥形瓶中，用水润湿试样，加入3.0 mL浓硫酸，滴加20滴高氯酸，瓶口盖一小漏斗，将锥形瓶置于电炉上加热消煮，开始温度不宜过高，炉丝微红，勿使硫酸冒白烟，消化5～8 min。如样品呈灰白色，继续消煮，使硫酸发烟回流，全部消煮时间40～60 min。取下锥形瓶冷却至室温，将瓶内消煮液全部转移到100 mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀，静置得到上清液测定。
（3） 试样的测定。
吸取10 mL上清液于50 mL容量瓶中，用水稀释至总体积约3/5处。滴加2，6-二硝基酚指示剂2滴，用10%无水碳酸钠溶液调至黄色，以下操作同（1）。室温下放置30 min，在波长420 nm处进行比色，以空白试样为参比液调节仪器零点，进行比色测定，读取吸光值，从校准曲线上查得相应的含磷量。
6. 分析结果的表述
式中 m——从标准曲线上查得待测液中磷的浓度，mg/L；
m1——称样量，g；
V1——消解液定容体积，mL；
V2——消解液吸取量，mL；
V3——待测液定容体积，mL。
4.2.6 固体废物样品钾含量分析
1. 实验目的
掌握测钾的原理；熟悉火焰光度计的使用。
2. 原理
垃圾中的有机物和各种矿物，在高温（720 ℃）及熔融氢氧化钠熔剂的作用下被氧化和分解。用酸溶解灼烧产物，使钾转化为钾离子，经适当稀释，可直接用火焰光度计测定。
3. 试剂
本标准所用试剂除另有说明外，均为分析纯。
（1） 无水乙醇（CH3CH2OH）。
（2） 氢氧化钠（NaOH）。
（3） 盐酸（HCl），1+1（V/V）。
（4） 0.2 mol/L硫酸（H2SO4）溶液。
（5） 硫酸（H2SO4）溶液，1+3（V/V）。
（6） 钾标准储备液：称取在110 ℃烘干2 h的氯化钾（KCl）0.190 7 g，用水溶解后定容至1 L，摇匀储存于塑料瓶中，此1 L溶液含钾为100 mg。
4. 仪器
30 mL镍坩埚，马弗炉，火焰光度计（6400A型，上海第三分析仪器厂）。
5. 操作步骤
（1） 标准曲线的绘制。
取6只50 mL容量瓶，分别加入钾标准储备溶液0.00、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、8.00 mL，再加入5 mL 1 mol/L氢氧化钠和（1+3，V/V）硫酸0.5 mL，用水定容至50 mL。此系列溶液浓度分别为0.00、1.00 mg/L、2.00 mg/L、4.00 mg/L、8.00 mg/L、16.00 mg/L。用钾浓度为零的溶液调节仪器零点，并按照仪器操作程序进行测定，绘制标准曲线。
（2） 待测液制备。
称取约0.25 g的试样（精确至0.000 1 g）于镍坩埚底部，加少量的无水乙醇，使样品湿润后加2 g固体氢氧化钠，平铺于样品表面，将镍坩埚置于马弗炉中，开始加热升温，当炉温升400 ℃时，关闭电源15 min。以防镍坩埚内容物溢出，再继续升温至720 ℃，保持15 min，关闭电炉待炉温至400 ℃以下后，取出镍坩埚使其冷却，加入10 mL水，并加热至80 ℃左右，用小玻璃棒轻轻搅拌，防止液外溅，再煮沸5 min，冷却后转入50 mL容量瓶中，用少量0.2 mol/L硫酸溶液清洗镍坩埚数次，洗液一并倒入容量瓶内，使总体积约为40 mL，再加（1+1，V/V）盐酸5滴和（1+3，V/V）硫酸5 mL，用水定容，放置澄清待测，同时进行空白实验。
（3） 待测液的测定。
吸取待测液10.00 mL（或适量）于50 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，并摇匀用火焰光度计测定。从标准曲线上查出待测液钾的浓度。
6. 结果表达
式中 m——从标准曲线上查得待测液中磷的浓度，mg/L；
m1——称样量，g；
V1——消解液定容体积，mL；
V2——消解液吸取量，mL；
V3——待测液定容体积，mL。
4.2.7 固体废物中的重金属（铅、镉）含量分析
1. 实验目的
掌握重金属（铅、镉）的测定原理；了解原子吸收分光光度计的使用原理；掌握原子吸收分光光度计的操作方法。
2. 原理
试样经硝酸、高氯酸消解后，采用盐酸-碘化钾-甲基异丁基甲酮体系萃取富集消解液中的铅、镉，用空气-乙炔火焰原子吸收法测定铅、镉吸光度，用标准曲线法定量。
3. 试剂
（1） 盐酸（HCl），ρ=1.19 g/mL。
（2） 盐酸溶液，1+1（V/V）。
（3） 0.2%盐酸溶液（V/V）。
（4） 硝酸（HNO3），ρ=1.42 g/mL。
（5） 硝酸溶液，1+1（V/V）。
（6） 高氯酸（HC1O4），ρ=1.67 g/mL。
（7） 10%抗坏血酸（m/V）。
（8） 16.6%碘化钾水溶液（m/V）。
（9） 甲基异丁基甲酮（MIBK）。
（10）镉标准储备液1.000 mg/mL。准确称取1.000 0 g（精确至0.000 2 g）高纯金属镉，用20 mL（1+1，V/V）硝酸溶液稍微加热至完全溶解，转移到1 000 mL的容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。
（11）铅标准储备液1.000 mg/mL。准确称取1.000 0 g（精确至0.000 2 g）高纯金属铅，用20 mL（1+1，V/V）硝酸溶液稍微加热至完全溶解，转移到1 000 mL的容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。
（12）铅、镉标准使用液。铅5 μg/mL，镉0.25 μg/ml，用盐酸溶液逐级稀释，进行铅、镉标准储备液配制。
4. 仪器
日立Z-5000型原子吸收分光光度计（日产），分析天平（万分之一），电热板。
5. 实验步骤
（1） 标准曲线的绘制。
分别吸取铅、镉混合标准使用溶液0.00、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、5.00 mL于50 mL比色管中，再加入0.5 mL盐酸溶液（1+1，V/V）并加蒸馏水至25 mL。再加入2 mL10%抗坏血酸溶液，5 mL碘化钾溶液，摇匀。最后准确加入5.00 mL甲基异丁基甲酮，萃取2 min并静置分层。吸取上层有机相，并用原子吸收分光光度火焰法进行铅和镉的测定。此时，MIBK中铅的浓度分别为0.00、0.50 μg/mL、1.00 μg/mL、2.00 μg/mL、3.00 μg/mL、5.00 μg/mL；镉的浓度分别为0.00、0.025 μg/mL、0.05 μg/mL、0.10 μg/mL、0.15 μg/mL、0.25 μg/mL。
（2） 试样的测定。
称取试样2.0 g（精确至0.000 1 g）于150 mL三角瓶中，同时制作两个空白试样，加少许蒸馏水湿润试样，加浓硝酸20 mL，盖上小漏斗浸泡过夜，之后在电热板上消解近干，取下冷却后再加8.0 mL高氯酸（视试样中有机质的量而定），继续消化至白烟几乎赶尽、残渣变成灰白色近干为止。取下三角瓶冷却后加入1 mL（1+1，V/V）盐酸，溶解后将溶液转移到50 mL容量瓶中定容。溶液澄清后吸取上清液25.00 mL于50 mL容量瓶中，以下步骤同（1）。
6. 分析结果的表述
式中 c——试样的浓度，mg/kg；
m——标准曲线上查得试样中铅、镉的量，μg；
2——分取倍数；
m样——称样量，g。
4.2.8 固体废物中的重金属（铜、锌）含量分析
1. 试验目的
掌握重金属（铜、锌）的测定原理；了解原子吸收分光光度计的使用原理；掌握原子吸收分光光度计的操作方法。
2. 原理
采用硝酸-高氯酸全分解的方法，彻底破坏样品，使试样中的待测元素全部溶解进入到溶液。然后，将样品消解液经过AAS法测定。在高温火焰下，铜、锌化合物离解为基态原子，该基态原子蒸气对相应的空心阴极灯发射的特征谱线产生选择性吸收。在特定波长下，测铜、锌的吸光度。如果样品本身铁含量较高，则会抑制锌的吸收，可加入硝酸镧溶液加以消除共存成分的干扰。
3. 试剂
（1） 盐酸（HCl），ρ=1.19 g/mL。
（2） 硝酸（HNO3），ρ=1.42 g/mL。
（3） 硝酸溶液，1+1（V/V）。
（4） 硝酸溶液，体积分数0.2%。
（5） 高氯酸（HClO4），ρ=1.67 g/mL。
（6） 硝酸-高氯酸混合液，V(HNO3)/V(HClO4) =1/4。
（7） 硝酸镧水溶液，质量分数为5%。
（8） 铜标准储备液，1.000 mg/mL。称取1.000 0 g（精确至0.000 2 g）高纯金属铜于50 ml烧杯中，加入硝酸溶液20 ml，温热，待完全溶解后，转至1 000 mL的容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。
（9） 锌标准储备液，1.000 mg/mL。称取1.000 0 g（精确至0.000 2 g）高纯金属锌于50 mL烧杯中，加入硝酸溶液20 mL，温热，待完全溶解后，转至1 000 mL容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。
（10）铜、锌混合标准使用液。铜20.0 mg/L，锌10.0 mg/L：用硝酸溶液逐级稀释，进行铜、锌标准储备液配制。
4. 仪器
日立Z-5000型原子吸收分光光度计（日产），分析天平（万分之一），电热板。
5. 试验步骤
（1） 标准曲线的绘制。
分别吸取铜、锌混合标准使用液0.00、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、5.00 mL于50 mL容量瓶中，各加入5 mL硝酸镧溶液，用硝酸溶液（体积分数0.2%）定容至刻度，摇匀，待测。此时，溶液中Cu的浓度分别为0.00、0.20 μg/mL、0.40 μg/mL、0.80 μg/mL、1.20 μg/mL、2.00 μg/mL；Zn的浓度分别为0.00、0.10 μg/mL、0.20 μg/mL、0.40 μg/mL、0.60 μg/mL、1.00 μg/mL。
（2） 试样的测定。
称取样品约1.0 g（精确至0.000 2 g），放于150 mL锥形瓶中，同时做空白两个，用少许蒸馏水润湿后，分别加入浓硝酸15.00 mL，瓶口盖一弯颈小漏斗浸泡过夜，然后于电热板上消煮，由低温逐渐升温使液面保持微沸状态，当激烈反应完毕后，大部分有机物被完全分开，取下锥形瓶，稍冷后沿瓶壁加入8.00 mL硝酸-高氯酸混合液继续消解，直至高氯酸冒白烟，内容物成浆状，残渣发白近干。取下稍冷，用水冲洗瓶内壁，并加入1 mL硝酸溶液温热溶解残渣。然后将溶液转移至50 mL容量瓶中，加入5 mL硝酸镧溶液，冷却后用蒸馏水定容至标线摇匀，备测。最后上原子吸收分光光度计测定其吸光度。
6. 结果表达
样品中铜、锌的含量W（Cu、Zn，mg/kg）按下式计算：
式中 c——试液的吸光度减去空白试液的吸光度，然后在校准曲线上查得铜、锌的含量，mg/L；
V——试液定容的体积，mL；
m——称取试样的质量，g。
4.2.9 固体废物中的重金属（汞）含量分析
1. 实验目的
掌握重金属（汞）的测定原理；了解测汞仪的使用原理；掌握测汞仪的操作方法。
2. 原理
汞蒸气对波长253.7 nm的紫外光具有强烈的吸收作用。试样通过消化/氧化将其中所有有机态和无机态的汞转变为汞离子，再用氯化亚锡将汞离子还原成元素汞，用载气将汞原子载入测汞仪的吸收池，进行测定。在一定条件下，汞浓度与吸收值成正比。
3. 试剂
（1） 浓硫酸（H2SO4）。
（2） 硝酸（HNO3）。
（3） 盐酸（HCl）。
（4） 硫酸-硝酸混合液，1+1（V/V）。
（5） 重铬酸钾（K2Cr2O7）。
（6） 高锰酸钾（KMNO4）溶液，2%：将2 g KMNO4用水溶解后，定容至100 mL，储于棕色瓶中。
（7） 盐酸羟胺溶液，20%。将20 g盐酸羟胺用水溶解后稀释至100 mL。该溶液不可久储。
（8） 五氧化二钒（V2O5）。
（9） 氯化亚锡（SnCl2）溶液（现配），20%。将20 g氯化亚锡加入20 mL浓盐酸中，微微加热溶解，冷却后用水稀释至100 mL，加几颗锡粒密塞保存。
（10）汞标准固定液（称固定液），0.5 g/L。将0.5 g重铬酸钾溶于950 mL水中，再加入50 mL浓硝酸。
（11）稀释液。将重铬酸钾0.2 g溶于900 mL水中，加入浓硫酸28 mL，冷却后定容至1 000 mL。
（12）汞标准储备液，100 μg/mL。称取在硅胶干燥器中放置过夜的氯化汞（HgCl2）0.135 4 g，用固定液溶解后转移至1 000 mL容量瓶中，再用固定液定容，摇匀。
（13）汞标准使用液，0.10 μg/mL。吸取汞标准储备液1 mL，用固定液定容至1 000 mL，摇匀，于室温下阴凉处保存，通常可使用3个月。
4. 仪器
测汞仪（F732-V），分析天平（万分之一），电热板。测汞仪示意图如图4-1所示。
5. 实验步骤
（1） 标准曲线的绘制。
取100 mL容量瓶8个，准确吸取汞标准使用液0.00、0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.50 mL、3.00 mL和4.00 mL注入容量瓶中，加稀释液至标线，摇匀。之后按测汞仪说明书操作，测定吸光度。
（2） 试样的测定。
称取约0.5 g试样（精确至0.000 1 g）于150 mL锥形瓶中，用少量的蒸馏水润湿，加入五氧化二钒约50 mg，浓硝酸10～20 mL，浓硫酸5 mL，瓶口放一小漏斗静置过夜。置锥形瓶于电热板上加热至冒大量白烟，此时残渣呈灰白色，溶液为绿色，取下稍冷却后，加入20 mL蒸馏水继续消煮15 min。取下冷却，滴加高锰酸钾溶液至紫色不褪。在临测定前边摇边滴加盐酸羟胺溶液直至刚好过剩的高锰酸钾及壁上的水合二氧化锰全部褪色为止。然后转移到100 mL容量瓶中，用稀释液定容，保留上清液用于测定。
吸取10.00 mL得到的上清液于反应瓶中，加入1 mL 20%氯化亚锡溶液，立即进行测定，并减去空白实验的测定值。
6. 结果表达
汞含量C（mg/kg）按下式计算：
式中 m——曲线上查得试样中汞的含量，μg；
V样——试样定容体积，mL；
V——吸取消化液的体积，mL；
m样——称样量，g。
4.2.10 固体废物中砷含量分析
1. 实验目的
掌握砷的测定原理；掌握测砷的方法。
2. 原理
在硫酸介质中，锌粒与酸作用产生新生态氢。在碘化钾和氯化亚锡存在下，可使五价砷还原为三价砷，三价砷与新生态氢作用生成砷化氢气体，通过用乙酸铅处理的脱脂棉除去硫化物后，吸收于二乙基二硫代氨基甲酸银三乙醇胺三氯甲烷溶液中，并生成红色络合物，在波长510 nm处测定吸收液的吸光度。
3. 试剂
（1） 浓硫酸（H2SO4），ρ=1.84 g/mL。
（2） 硫酸溶液，1+1（V+V）。
（3） 硝酸（HNO3），ρ=1.42 g/mL。
（4） 高氯酸（HClO4），ρ=1.68 g/mL。
（5） 盐酸（HCl），ρ=1.19 g/mL。
（6） 15%碘化钾溶液（m/V）。15 g碘化钾（KI）溶于蒸馏水中，并稀释至100 mL，储于棕色瓶内（变黄不能用）。
（7） 40%氯化亚锡溶液（m/V）。40 g氯化亚锡（SnCl2·2H2O）溶于浓盐酸（HCl）中，微热，待溶解为澄清溶液后，冷却，用蒸馏水稀释至100 mL加数粒金属锡（Sn）保存。
（8） 硫酸铜溶液，15 gCuSO4溶于蒸馏水配成100 mL溶液。
（9） 10%乙酸铅溶液。
（10）乙酸铅棉球。将10 g脱脂棉浸入100 mL10%乙酸铅溶液中，浸透后取出晾干。
（11）无砷锌粒（Zn）。
（12）二乙基二硫代氨基甲酸银（C5H10NS2Ag）。
（13）三乙醇胺〔（HOCH2CH3）3N〕。
（14）氯仿（CHCl3）。
（15）砷化氢吸收溶液。称取0.256 g二乙基二硫代氨基甲酸银，用少量氯仿溶成糊状，加入三乙醇胺2 mL，再用氯仿稀释到100 mL，用力振动使之溶解后，于暗处放置24小时，用定性滤纸过滤至棕色瓶中，在冰箱中保存。
（16）NaOH溶液，2 mol/L。
（17）砷标准储备溶液，1 000.0 mg/L。将三氧化二砷于110 ℃下烘2 h，冷却后准确称取0.132 0 g，用2 mL氢氧化钠溶液溶解后，加入硫酸溶液10 mL，转移到100 mL容量瓶中，用水稀释到刻度，充分摇匀。
（18）砷标准使用溶液，1.0 mg/L。吸取1.00 mL砷标准溶液于1 000 mL容量瓶中，用水稀释到刻度，充分摇匀。
注：三氧化二砷为剧毒化学药品（俗称砒霜），用时要小心，切勿入口。
4. 仪器
可见紫外分光光度计（754型），砷化氢发生器（见图4-2），分析天平（万分之一）。
图4-2 砷化氢发生与吸收装置
5. 实验步骤
（1） 标准曲线的绘制。
分别量取砷标准使用液0.00、1.00 mL、2.50 mL、5.00 mL、10.00 mL、15.00 mL、20.00 mL、25.00 mL于砷化氢发生器的锥形瓶，加入7 mL硫酸溶液（1+1，V/V），加蒸馏水稀释至50 mL之后，各瓶分别含0.00 μg、1.00 μg、2.50 μg、5.00 μg、10.00 μg、15.00 μg、20.00 μg、25.00 μg的砷。
分别向各瓶中加入4 mL KI溶液，摇匀，再加入2 mL SnCl2溶液，混匀（每加一种试剂均需摇匀），放置20 min，于各吸收管分别加入5 mL吸收液，插入装有乙酸铅棉球的导气管（每次用完后用三氯甲烷洗涤，并保持干燥备用），迅速向各发生瓶中加入1 mL硫酸铜溶液和预先称好的4 g无砷锌粒，塞紧瓶塞，并在室温下反应1 h。待反应完毕后，用三氮甲烷将吸收液体积补足至5 mL，摇匀。保留吸收液，以试剂空白为参比，在波长510 nm下测定其吸光度。
（2） 试样的测定。
称取约0.5 g的试样（精确至0.000 1 g）于砷化氢发生器的锥形瓶中，同时做空白两个，用少量水湿润样品，加7 mL硫酸溶液（1+1，V/V）、2 mL高氯酸，瓶口放一小漏斗，浸泡过夜，于电热板上低温加热，逐渐升高温度至冒大量白烟，保持在此温度下，继续消化样品至完全变白，试液呈白色或淡黄色。取下锥形瓶，冷却至室温。用蒸馏水冲洗瓶壁，再加热至冒白烟以驱尽硝酸，之后按（1）中的步骤进行测定。
6. 分析结果的表述
砷含量C（mg/kg）按下式计算：
式中 m——从标准曲线上查得砷的含量，μg；
m样——称样量，g。
7. 注意事项
（1） 吸收液的高度应保持在8～10 cm为宜，且各管的高度应一致。
（2） 各反应瓶的反应温度及酸度应保持一致，否则会影响精密度。
（3） 试样的保存应用硫酸调至 pH 值小于 2，不可用硝酸。因硝酸浓度在0.01 mol/L时对砷的测定有负干扰。
（4） 吸收管毛细管的口径必须小于1.0 mm。
（5） 有时空白值偏高是因为DDC-Ag（二乙基二硫代氨基甲酸银）试剂变质。
（6） 二乙基二硫代氨基甲酸银溶液颜色变深时，需要重配或用活性炭脱色后再用，否则会引起空白偏高。
（7） 当反应环境温度很高，还原反应速度激烈时，可适当减少浓硫酸的用量或将砷化氢发生器放入冰水中，并不断补充氯仿于吸收管中，使吸收液高度一致。
（8） 醋酸铅棉稍有变黑时，即应更换。
4.2.11 固体废物热值测定
1. 实验目的
（1） 掌握氧弹量热计的使用，包括用氧弹量热计测定固体废物的燃烧热。
（2） 掌握精密贝克曼温差温度计的使用。
（3） 掌握氧气钢瓶的使用。
2. 实验原理
称取一定量的试样置于氧弹内，并在氧弹内充入1.5～2.0 MPa的氧气，然后通电点火燃烧。燃烧时放出的热量传给水和量热器，由水温的升高（ΔT）即可求出试样燃烧放出的热量：
式中 K——整个量热体系（水和量热器）温度升高1 ℃所需的热量，称为量热计的水当量，其值由已知燃烧热的苯甲酸（标样）确定。
式中 ΔT——体系完全绝热时的温升值（实测的ΔT须进行校正）。
3. 实验试剂与仪器
（1） 试剂。
分析纯苯甲酸（Qv=26 480 J/g），固体废物样品，引火丝（采用铁丝，Q=6 700 J/g）。
（2） 仪器。
HR-15A数显型氧弹量热计一台（见图4-3和图4-4），压片机（苯甲酸和样品各用一台），精密贝克曼温差温度计（精确至0.01 ℃，记录数据时应记录至0.002 ℃），台秤一台，分析天平一台。
4. 实验步骤
（1） 水当量的测定。
① 量取10 cm引火丝，在分析天平上称重（约0.010 g）。
② 压片。在台秤上称取苯甲酸1～1.2 g；用压片机压片，同时将燃烧丝压入。注意压片前后应将压片机擦干净，苯甲酸和样品不能混用一台压片机。
③ 称重。将片样表面刷净，然后在分析天平上准确称重至0.000 2 g，减去引火丝重量后即得试样重量。
④ 系燃烧丝。拧开氧弹盖，将盖放在专用架上。将坩埚放在坩埚架上，然后将试样置入其中，并将引火丝的两端系紧在两个电极上，用万用表检查两电极是否通路。
⑤ 充氧。取少量（约2 mL）水放入氧弹中（吸收空气中的N2燃烧而成的HNO3）；盖好并拧紧弹盖，接上充气导管，慢慢旋紧减压阀螺杆，缓慢进气至出口表上指针指在1.5～2.0 MPa，充气约1 min后，取下充气管，关好钢瓶阀门。
图4-3 氧弹热量计安装示意图
图4-4 氧弹剖面
⑥ 用容量瓶取3 000 mL水倒入量热容器中，并将氧弹放入，检查是否漏气。
⑦ 将点火电极套在氧弹上。
⑧ 将贝克曼温差温度计置入量热器中。
⑨ 接通电源，开动搅拌器，5 min后，开始记录时间（t）-温度（T）数据（即量热计与周围介质间建立起稳定的热交换后开始记录数据）。整个实验过程中，数据记录分前期、主期和末期3个阶段：前期是试样燃烧以前的阶段。每隔1 min读取温度一次，共6次。目的是观察在实验开始温度下，量热体系与环境的热交换情况。主期是试样燃烧，并把热量传给量热计的阶段。在前期最后一次读取温度的同时，按点火开关点火，并每0.5 min读取温度一次，直至温度持平或开始下降。末期是温度持平或下降后的5 min，每0.5 min读取温度一次，目的是观察在末期温度下，量热体系与环境的热交换情况。
⑩ 测温停止后，关闭搅拌器，先取下温度计放好；再取出氧弹擦干，套上放气罩释放余气，拧开弹盖，检查燃烧是否完全（若弹中有炭黑或未燃尽的试样，则表明实验失败）。若燃烧完全，则取下剩余的引火丝，量取长度，求出实验消耗掉的长度。最后，将量热容器中的水倒出，用毛巾擦干全部设备，以待下次使用。
（2） 样品的燃烧热的测定。
将样品用四分法缩分后粉碎至粒径小于0.5 mm的微粒，并在（105±5）℃的条件下烘干至恒重。操作步骤与测定K值完全相同。
5. 数据处理
（1） 温度校正值ΔT的确定。
氧弹式量热计不是严密的绝热系统，在测量过程中，系统与环境难免发生热交换，因此，从温度计上读得的温度差不是真实的温度差，可用下式进行校正：
式中 V1——前期温度平均变化率；
V2——末期温度平均变化率；
m——主期升温速率＞0.3 ℃/0.5 min的间隔数（点火后第一间隔不管升温多少，都包括在m内）；
r ——主期升温速率＜0.3 ℃/0.5 min的间隔数。
（2） 仪器的水当量K的确定。
式中 W——苯甲酸质量，g；
Q1——苯甲酸热值（Qv=26 480 J/g）；
l——烧掉的引火丝长度，折算成质量，g；
Q2——引火丝热值（Q=6.694 kJ/g）。
（3） 样品燃烧热Q的确定。
（4） 数据记录在表4-6和表4-7中。
表4-6 仪器的水当量K的测定
表4-7 样品的燃烧热测定
6. 注意事项
（1） 压片的紧实需适中，太紧不易燃烧。燃烧丝需压在片内，如浮在片子面上会引起样品熔化而脱落，不发生燃烧。
（2） 保证待测样品干燥，受潮样品不易燃烧且称量有误。
（3） 使用氧气钢瓶，一定要按照要求操作，注意安全。往氧弹内充入氧气时，一定不能超过指定的压力，以免发生危险。
（4） 燃烧丝与两电极及样品片一定要接触良好，而且不能有短路。
（5） 测定仪器热容与测定样品的条件应该一致。
（6） 氧气遇油脂会爆炸。因此氧气减压器、氧弹以及氧气通过的各个部件，各连接部分不允许有油污，更不能使用润滑油。
【注释】
[1]1公斤=1 kg。
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