城市垃圾的物理和化学特性^[3,5,9]

Ar-Ar,Re-Os年代学~

（一）黑云母40Ar-39Ar年代学
本次研究选择钻孔中较新鲜的黑云母二长花岗岩中穿插的黑云母-黄铁矿脉，挑选其 中的黑云母进行了40Ar-39Ar定年。首先将样品破碎至40～60目，经磁选、重液浮选，最后在双目镜下挑选出纯度＞98％的黑云母，以备实验测试。
40Ar-39Ar年龄测试工作在中国科学院地质与地球物理研究所40Ar-39Ar实验室进行，详细实验流程见王非等（2004）的资料。将黑云母样品称重后用铝箔包裹，和国际标样 Bern4M一同装入内径为0.8 cm，长约2.5cm的石英玻璃管中，外部由0.5mm厚的镉皮包 裹，以便屏蔽热中子。样品送入中国原子能研究院49-2反应堆H8孔道照射47.5 h，中子 通量的变化约为3％/cm。照射后的样品放置1～2个月以使放射性水平降至安全操作范围。萃取气体前首先加热至350℃去气30min，使用阶段加热法萃取气体。采用Zr-Al泵纯化，纯化后引入MM5400气体质谱仪进行Ar同位素分析。测定结果经过仪器质量歧视校正、放射性衰变校正和Ca，K同位素反应校正。由于系统本底小于样品信号（40Ar）的1‰，且其w（40Ar）/w（36Ar）比值近似于大气比值，因此测定数据没有进行本底校正。年龄误 差置信水平为2σ（王非等，2004）。
明则矿区黑云母40Ar-39Ar阶段升温分析结果见表4-5，图4-82A，B为40Ar-39Ar年龄谱。可以看出，黑云母的年龄谱在近90％以上的Ar-K的释放量中呈现平坦的年龄坪，表明 样品中K和放射性Ar分布均匀，矿物自生成以后保持良好的封闭状态，没有受到后期的 热扰动。黑云母给出的坪年龄为（28.2±0.33）Ma。为了消除从岩石或矿物所观测到的 36Ar的量来对非放射成因40Ar的存在做出校正的不准确性，实验数据结果采用36Ar/40Ar-9Ar/40Ar同位素对比图（反等时线）来比较40Ar/39Ar坪年龄（陈志广等，2006）。在反等 时线图中（图4-82B），由11个阶段的测定结果拟合，MSWD为2.43，高于最佳值1，表明测定结果较离散。反等时线在纵轴上的截距显示样品中初始的40Ar/36Ar为（290.7± 46.4）Ma，这与大气Ar（295.5）在误差范围内一致，其中反等时线年龄（28.07±0.56）Ma 与坪年龄相一致，具有大气组成的初始比值说明矿物封闭时无过剩Ar的混入。从上述结 果可以看出，黑云母的坪年龄和反等时线年龄吻合，测试结果真实可靠。
表4-5 明则斑岩钼矿黑云母的40Ar/39Ar逐步加热分析结果



图4-82 明则斑岩钼矿床黑云母40Ar/39Ar坪年龄（A）和对应的反等时线年龄（B）

（二）辉钼矿Re-Os年代学
对明则ZK004钻探岩心中选择含钼钾长花岗岩体及其顶部细脉状-斑点状、团块状-浸染状矿石采集8件辉钼矿样品进行Re-Os同位素年龄分析。
李光明等（2006a，b）在测量明则斑岩-层矽卡岩复合型钼铜钨矿的东侧冲木达铜金 矿床中，选择层纹条带状矽卡岩型铜金（钼）矿石采集6件辉钼矿样品进行Re-Os同位 素年龄分析，结果表明冲木达铜钼矿的Re-Os模式年龄介于（37.63±0.52）～（41.19±0.51）Ma之间，等时线年龄值为（40.3±5.6）Ma。本次工作在明则矿床采集8件辉钼矿样品 Re-Os同位素分析数据结果分别列于表4-6。
表4-6中：普Os是根据Nier的值Os同位素丰度，通过w（192Os）/w（190OS）测量 比计算得出，187Os是187Os同位素总量；Re，Os质量分数的不确定度包括样品稀释剂的 称量误差、稀释剂的标定误差、质谱测量的分馏校正误差、待分析样品同位素比值测量误 差。置信水平95％。模式年龄的不确定度还包括衰变常数的不确定度（1.02％），置信水 平95％。
年龄t按下式计算，其中λ（187Re衰变常数）=1.666×10-11yr-1。

冈底斯东段走滑型陆缘铜多金属成矿系统理论与勘查应用

从表4-5中可以看出明则矿床的模式年龄介于23.4～23.8 Ma之间，利用ISOPLOT 软件作用（图4-83），得出明则矿区辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄值为（23.62±0.97）Ma；从表4-6中知道明则矿床的模式年龄介于29.97～30.39 Ma之间，利用ISOPLOT软 件作用同样可得明则矿区辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄值为（30.26±0.69）Ma（图4-83）（闫学义等，2010a，b）。

图4-83 明则矿区辉钼矿Re-Os同位素等时线

表4-6 明则矿区辉钼矿Re-Os同位素含量及模式年龄


（三）40Ar-39Ar，Re-Os年代学研究结果与山南地区斑岩型矿床（化）时代 关系
闫学义等（2010a，b）对明则矿区中辉钼矿进行的Re-Os定年结果为（30.26±0.69）Ma，而范新等（2011）对黑云母进行的Ar-Ar定年则代表中低温蚀变和矿化末期的年龄。由 上述两个年龄值可确定出明则矿区成矿年代为（30.26～28.02）Ma。同时努日矿区与 石英闪长岩（δoE3）侵入期叠加成矿有关的斑点状辉钼矿石进行了Re-Os定年，结果为（23.62±0.97）Ma，说明山南地区晚期斑岩型矿床（化）的成矿时代可能是介于30.26～23.62Ma之间。

城市是现代人类社会活动最集中的空间，城市建设是现代国家经济建设最主要的领域之一。几乎每一个城市都要考虑城市空间的开发、规划，以确保城市多种职能、多种利益的相互协调，既考虑眼前，又着眼于未来可能出现的前景，尽可能地把大自然赋予的各种有利条件充分应用起来，同时还要注意其制约因素，使城市建设规划具有科学的依据。因此，开展中、大比例尺的区域地质、地球物理调查，系统地了解城市所在地及其管辖范围内的地质环境，是城市规划不可缺少的前期工作[1～2]原地质部区域地质矿产地质司，1986，城市一比五万区域地质调查的理论和方法。。
随着人口向城市集中，与地质有关的各种各样的城市地质问题相应出现，如大型建筑物增加了地基的负荷，就地取材的矿产资源（包括热水、矿泉水等）的评价和开发；水资源的保证情况；过量开采地下水导致地下水位的持续下降；天然地震产生的可能性和预防；由于人类活动引起的一系列地质灾害如城市地面下沉、滑坡、边坡坍塌；城市及其周边旅游地质资源的开发；大量废弃物的堆放场所；废弃物及其他排放物的环境污染，等等。这些情况，都直接或间接地与地质有关，如果不考虑地质因素，盲目地进行城市发展，将会产生长期难以克服的祸害，这一点已被国内、外很多例子所证实。
城市区域地质调查，是城市总体规划阶段的前期工作。目前，我国90%以上的大、中城市虽然已编制了城市发展规划，但一般都缺少地质资料，或者只有一些零星片断的资料。因此积极开展城市区域地质调查，对城市规划建设和发展具有重要的现实意义。
城市区域地质调查主要包括城市区域内地层岩性特征及其展布情况、厚度变化规律，构造特征，特别是活动断裂的发育情况和构造应力场特征等。它的直接目的主要是查明城市及其邻近地区的区域地质构造条件，研究各种地质构造特征的相互联系和制约关系，从而为评价工程地质条件、各种地质资源和地质环境奠定科学基础。
城市区域物化探是城市区域地质调查中的一个组成部分，是城市区域地质调查的先期工作。它的基本任务是探查区域的基底和断裂构造，查明某些第四纪地质、外动力地质和景观资源情况，提出地下水预测和工程地质、环境地质的进一步评价意见。通过城市区域物化探工作，可提供包括放射性、磁法、电法、重力、地球化学、测温等方面内容的图件，这些图件作为城市地质图件的一个组成部分，供城市规划建设使用。

城市垃圾的性质主要包括物理、化学、生物化学及感观性能。感观性能是指废物的颜色、嗅味、新鲜性或者腐败程度等，一般可通过感观直接判断。下面将主要讨论垃圾的物理、化学和生物化学三种性质。

一、城市垃圾的物理性质

城市垃圾的物理性质与城市垃圾的组成密切相关，组成不同，物理性质也不同。通常以组分、含水率和容重三个物理量来表示城市垃圾的物理性质。

（一）含水率

1.定义

含水率被定义为单位质量垃圾之含水量，用质量分数（%）表示。其计算式为：

城市垃圾地质环境影响调查评价方法

式中：A为新鲜垃圾（或湿垃圾）试样原始质量；B为试样在105℃烘干后的质量。

2.影响因素

垃圾的含水率随成分、季节、气候等条件而变化，其变化幅度为11%～53%（典型值15%～40%）。城市垃圾的含水率与食品垃圾的含量有关。据调查，影响垃圾含水率的主要因素是垃圾中动、植物含量和无机物含量。当垃圾动、植物的含量高、无机物的含量低时，垃圾含水率就高；反之则含水率低。这种变化是有一定规律的，如表1-6所列，按其变化可得出y=0.67x+12.38的关系，其中y为含水率，x为动、植物含量。垃圾含水率还受到收运方式（如不同收集容器，是小车收集还是集装箱，有无盖子，密封好坏等）的影响。

表1-6 垃圾中动植物含水率关系表^[5]

3.含水率的测定

收集的垃圾与污泥中水分类似，除含有内部结合水外，还含有吸附水、薄膜水、毛细管水等。新鲜垃圾在收集容器中各成分的含水量，因扩散、蒸发会随时间改变，而垃圾含水类型和总量则依垃圾组成及自然环境而定。一般将这种不定态的垃圾水含量称为自然含水量。垃圾中所含水分质量与垃圾总质量之比的百分数，就是垃圾含水率。测定垃圾含水率的目的主要有三：①在于以垃圾干物质为基础，计算垃圾中各种成分的含量，故有时把含水率称为干燥质量换算系数；②及时了解垃圾中水的存在状况，以便科学地计算垃圾堆放场或填埋场产生的淋滤液数量；③当垃圾直接送去堆肥或焚烧时，可作为处理过程的重要调节控制参数。

因此，含水率参数是研究垃圾特性、调节确定垃圾处理过程中必不可少的测定项目。

（1）需用设备与材料。烘箱，干燥器，天平（百分之一），大坩埚（或大铝盒、搪瓷盘），坩埚钳、剪刀、菜刀，劳保用品（橡皮手套、口罩等）。

（2）测定方法与步骤。垃圾水分的测定一般采用烘干法，温度通常控制在（105±1）℃。烘烤时间应以达到质量恒定为准。但当垃圾中有机物含量高时，完全达到质量恒定是困难的。所以一般以二次连续称量的误差小于总质量4‰为标准。或根据经验烘烤4～5h。另外，当垃圾主要为可燃物时，温度以70～75℃为宜，烘烤时间24 h，在600℃温度下，灼烧2小时，取出后，置干燥器中冷却到室温再称量。计算式为：

城市垃圾地质环境影响调查评价方法

式中：W 为用重量表示的垃圾含水量，%; W_w为垃圾中水的质量；W_s为垃圾的烘干质量。

（二）容重及其测定

城市垃圾在自然状态下，单位体积的质量称为垃圾的容重，以kg/L、kg/m³或t/m³表示。垃圾容重随成分和压实程度而有所不同，见表1-7和表1-8中所列。

表1-7 垃圾不同压实情况的容重值^[5]

表1-8 某些垃圾成分的容重^[5]

垃圾的容重是垃圾的重要特性之一，它是选择和设计贮存容器、收运机具大小及计算处理利用构筑物和填埋处置场规模等必不可少的参数。

测定原始垃圾容重的方法有全试样测定法和小样测定法；而测定填埋场垃圾容量则较多采用反挖法、钻孔法等。下面介绍常用的小样测定法是将经“四分法”缩分后的垃圾初试样，装满一定容积广口容器，按下计算确定垃圾容重值

城市垃圾地质环境影响调查评价方法

式中：D为垃圾容重，kg/L或kg/m³; W₁为容器质量，kg; W₂为装有试样的容器总质量，kg; V为容器体积，L或m³。

通常需测定三个以上试样，用平均值来代表垃圾的容重。

我国环卫系统现场采用的是所谓“多次称量平均法”。此法是用一定体积的容器，在一年12个月内，每月抽样称量一次，在年终时，将所有各次称得的质量相加除以称量次数，得到年平均城市垃圾的质量，再除以容器体积，即得垃圾的容重，其表达式为：

城市垃圾地质环境影响调查评价方法

式中：D为垃圾的容量，kg/m³; a_n为每次称得的垃圾质量，kg; n为称量的次数；V为称量容器的体积，m³。

二、城市固体废物的化学性质

城市垃圾的化学性质对选择加工处理和回收利用工艺十分重要，表示城市垃圾化学性质的特征参数有挥发分、灰分、灰分熔点、元素组成、固定碳及发热值。

（一）挥发组分

挥发分又称挥发性固体含量，用V_s（%）表示。

V_s是反映垃圾中有机物含量近似值的指标参数，它以垃圾在600℃温度下的灼燃减量作为指标。其测定方法是用普通天平称取一定量的烘干试样W₂，装入坩埚内。将坩埚置马福炉内，在600℃温度下，灼烧2小时，取出后，置干燥器中冷却到室温再称量。计算式为：

城市垃圾地质环境影响调查评价方法

式中：V_s为垃圾的挥发性固体含量，%; W₁为坩埚质量；W₃为烘干垃圾质量（W₂）＋坩埚质量；W₄为灼烧残留量＋坩埚质量。

注意：有的方法规定灼烧温度为700℃。灼烧减量包括有机质和结合水700℃高温灼烧后，完全消失的有机质和结合水。

（二）灰分及灰分熔点

灰分是指垃圾中不能燃烧也不挥发的物质，即灰分是反映垃圾中无机物含量的参数，用符号A表示，其数值即是灼烧残留量（%），测定方法同挥发分。灰分质量分数（%）算式为：

城市垃圾地质环境影响调查评价方法

灰分熔点符号为T_A，熔点高低受灰分的化学组成影响，垃圾的组成成分不同，则灰分含量及灰分熔点也不同，主要取决于Si、Al等元素含量的多少。

注意：亦有方法将垃圾放入高温炉内灰化，以（815±10）℃灼烧到质量恒定，取其残留物质量所占试样原质量的百分数作为灰分的。

（三）元素组成

城市垃圾中化学元素组成是很重要的特征性参数。测知垃圾化学元素组成可估算垃圾的发热值，以确定垃圾焚烧方法的适用性，亦可用于垃圾堆肥化等处理方法中生化需氧量的估算，所以，对选择垃圾处理工艺是很必要的。

垃圾的化学元素组成很复杂，其测定方法亦很繁琐，需要用到常规的化学分析方法和仪器分析方法，有的还要用到先进的精密仪器。其中，C、H元素联合测定要用到碳氢全自动测定仪，全氮测定用凯氏消化蒸馏法，全磷测定用硫酸过氯酸铜蓝比色法，全钾测定用火焰光度法，有些金属元素测定更要用到原子吸收光度法等精密仪器，故垃圾化学元素测定较之物理组成分析难以普及。一般城市环卫系统较少进行这项工作，现将北京环卫科研所对北京市生活垃圾元素测定数据列于表1-9。

表1-9 北京垃圾中化学元素含量表^[5]

---

凭祥市15255645271： 生活垃圾有何特性?其监测指标主要有哪些? - ？
除朱头力： 特性有1 垃圾采集和样品处理 2 垃圾的粒度分级 3 淀粉的测定 4 生物降解度的测定 5 热值的测定

凭祥市15255645271： 我国现阶段的生活垃圾组成特征和管理方法 - ？
除朱头力： 1、城市生活垃圾成分分析 1)城市生活垃圾物理成分 城市生活垃圾的物理组成成分与城市化程度相关,越是经济发达的城市,城市垃圾中可燃物以及可堆腐物所占比例越高.对于生活垃圾中可燃物含量,发达城市通常高于3%,而发展中城市却...

凭祥市15255645271： 城市垃圾都有什么特点呢? ？
除朱头力： 城市垃圾是城市居民生活及为居民服务的公共设施(如商场、医院、公园、街道)所产生的固体废弃物.随着生产的迅速发展,居民生活水平的提高,商品消费量的增加,生活垃圾的排放量也随着增加.城市垃圾成分复杂并含有有机物和生物病原体.在垃圾堆里,含的有机物易腐烂变质,发生恶臭,招引蚊蝇,传染疾病;含的有害元素,如废旧电池、霓虹灯管、朱红印泥的汞、镉颜料、防锈涂料中的铅等等,会随雨水渗入地下或飘浮在空间污染水源和空气.城市垃圾按化学万分为有机垃圾和无机垃圾两类.有机垃圾包括纸类、塑料类,约为总排放量的41%;无机垃圾包括金属类、玻璃类、砂土类,约为总排放量的59%.

凭祥市15255645271： 固体废弃物的主要特性 - ？
除朱头力： 最低0.27元开通文库会员,查看完整内容>原发布者:神仙姐姐固体废弃物有哪些特性,处理固体废弃物的原则是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质(国外的定义则更加广泛,动物活动产生的废弃物也属于...

凭祥市15255645271： 城市生活垃圾特性分析包括哪些监测指标? - ？
除朱头力： 有机物含量 金属和非金属含量

凭祥市15255645271： 叙述城市垃圾物理成分包含哪些?物理性质主要包含哪些? - ？
除朱头力： 第一单元: 考点1. 化学是研究物质的组成、结构、性质及变化规律的自然科学. 考点2. 原子—分子论的创立使化学进入了一个崭新的时代 英国科学家道尔顿提出了近代原子学说;原子—分子论的创立使化学真正成为一门独立的学科.

凭祥市15255645271： 城市生活垃圾具有哪些特点 - ？
除朱头力： 城市生活垃圾资源化方法少.城市生活垃圾经过资源化的相对数量少.城市垃圾中资源化的物质种类少.城市垃圾资源化经济效益差.产生量不均匀主要指城市生活垃圾的排出量一年四季明显不同,并呈现一定的变化规律.

凭祥市15255645271： 城市生活垃圾的特点有哪些？
除朱头力： 成分复杂,含有大量有机质,产生大量细菌及恶臭,有机酸溶解金属产生重金属污染物,还有大量不易分解的有机物,如塑料、橡胶.

凭祥市15255645271： 中国大城市的垃圾构成有哪些特点? - ？
除朱头力： (1)垃圾中有机物含量接近1/3甚至更高. (2)食品类废弃物是有机物的主要组成部分. (3)易降解有机物含量高. 目前中国城镇垃圾热值在4.18兆焦/千克(1000千卡/千克)左右.