關于中國固體廢物環境監測分析方法標準的思考與建議

朱 靜，雷 晶，張 虞，武亞鳳，盧延娜，陳少華，周羽化

中國環境科學研究院，北京 100012

近年來，中國對固體廢物的污染防治工作日益重視，制定了大量與固體廢物環境管理相關的法律法規、部門規章以及生態環境標準，并基于此形成了較為完善的固體廢物環境管理體系[1-3]。固體廢物環境監測分析方法標準作為固體廢物環境管理體系必不可少的重要組成部分，不但從技術層面規定了固體廢物環境監測所必須遵循的方法，而且為固體廢物環境管理提供了真實可靠的數據，最終為提高固體廢物環境管理水平提供了有力的技術支撐[4-5]。《國家環境保護標準“十三五”發展規劃》明確要求要配套實施危險廢物鑒別標準、固體廢物共處置污染控制標準等，制修訂相關固體廢物監測分析方法標準[6]。與水、氣、聲等領域較為成熟的環境監測分析方法標準體系相比，中國固體廢物環境監測分析方法標準體系還有較大的發展空間[4,7-8]。通過研究中國固體廢物環境監測分析方法標準發展歷程及現狀，分析現行固體廢物環境監測分析方法標準存在的問題，提出針對性建議，以期推進中國固體廢物環境監測分析方法標準體系的建設與發展。

1 中國固體廢物環境監測分析方法標準發展歷程

1.1 起步階段

中國固體廢物監測工作始于20世紀70年代[1]。1980—1985年，為了配合污染源調查及工業固體廢物的污染控制和監督管理需求，原國家環境保護局組織編制了《工業固體廢物有害特征試驗與監測分析方法(試行)》，該書在全國有害廢物的毒性鑒別中發揮了重要作用[2,9-10]。鑒于固體廢物環境管理的現實需要及環境監測技術的不斷發展，“七五”和“八五”期間，原國家環境保護局組織開展了包括工業固體廢物有害性鑒別方法研究、固體廢物采樣及監測方法研究等大量與固體廢物環境監測相關的研究工作[1]。基于前期的研究成果轉化，1995年，原國家環境保護局和原國家技術監督局聯合發布測定固體廢物中汞、鉛、鎘、總鉻、六價鉻、銅、鋅、鎳、砷、無機氟化物、腐蝕性的12項監測分析方法標準(GB/T 15555.1—1995 ～ GB/T 15555.12—1995)，用于配套當時將出臺的危險廢物鑒別系列標準(GB 5085.1—1996～GB 5085.3—1996)中指標的測定，由此開啟了中國固體廢物環境監測分析方法標準化的歷程。

1.2 穩步發展階段

1996年，《危險廢物鑒別標準 腐蝕性鑒別》(GB 5085.1—1996)、《危險廢物鑒別標準 急性毒性初篩》(GB 5085.2—1996)和《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》(GB 5085.3—1996)3項危險廢物鑒別標準發布實施。在標準發布之時，《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》(GB 5085.3—1996)的14項控制指標中，除有機汞、鋇和氰化物3項控制指標暫時參考水質測定的國家標準，鈹暫時參考《礦山及有色金屬分析手冊》外，其余10項控制指標(汞、鉛、鎘、總鉻、六價鉻、銅、鋅、鎳、砷、無機氟化物)均可采用GB/T 15555.1—1995～ GB/T 15555.11—1995的方法進行測定。之后，為配合《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》(GB 5085.3—1996)的實施，1997年，原國家環境保護局又發布了2個固體廢物前處理分析方法標準：《固體廢物 浸出毒性浸出方法 翻轉法》(GB 5086.1—1997)和《固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》(GB 5086.2—1997)。

2001年，中國發布了《危險廢物焚燒污染控制標準》(GB 18484—2001)、《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB 18485—2001)、《危險廢物貯存污染控制標準》(GB 18597—2001)、《危險廢物填埋污染控制標準》(GB 18598—2001)和《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》(GB 18599—2001)等5項固體廢物污染控制標準，用于危險廢物、生活垃圾和一般工業固體廢物的焚燒處置、填埋處置和貯存過程中的污染控制和監督管理。其中，《危險廢物填埋污染控制標準》(GB 18598—2001)對允許進入填埋區的危險廢物的控制項目和控制限值提出明確規定，《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》(GB 18599—2001)對一般工業固體廢物判別監測提出明確要求。然而，由于《危險廢物填埋污染控制標準》(GB 18598—2001)中需要測定的控制項目與《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》(GB 5085.3—1996)中規定的14個控制項目完全一致，而GB 18599—2001只要求選擇一般工業固體廢物的特征組分作為控制項目，沒有給出具體的控制指標，因此在1997—2007年的10年時間里，中國對固體廢物監測分析方法標準沒有新增的需求。

1.3 高速發展階段

2007年，《危險廢物鑒別標準 腐蝕性鑒別》(GB 5085.1—2007)等7項危險廢物鑒別標準發布，替代了《危險廢物鑒別標準 腐蝕性鑒別》(GB 5085.1—1996)等3項標準。為配合《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》(GB 5085.3—2007)的實施，2007年原國家環境保護總局發布了《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T 299—2007)和《固體廢物 浸出毒性浸出方法 醋酸緩沖溶液法》(HJ/T 300—2007)2個固體廢物前處理分析方法標準。自2013年，中國先后發布了13項無機物固體廢物環境監測分析方法標準，16項有機物固體廢物環境監測分析方法標準，配套危險廢物鑒別系列標準以及《水泥窯協同處置固體廢物污染控制標準》(GB 30485—2013)等固體廢物污染控制標準。與前期發布的標準相比，這一階段標準的測定范圍不僅包含了固體廢物浸出液，還包含固體廢物總量，且標準基本都是嚴格按照《環境監測 分析方法標準制修訂技術導則》(HJ 168—2010)的要求編制，在規范性方面有了顯著的提高。

可以說中國固體廢物環境監測分析方法標準是伴隨著固體廢物污染控制標準和危險廢物鑒別標準的發展而逐步發展起來的。截至2018年12月31日，生態環境部網站公布的現行有效的固體廢物環境監測分析方法標準共計47項。

2 中國固體廢物環境監測分析方法標準現狀

中國固體廢物環境監測分析方法標準分為有機物監測分析方法標準、無機物監測分析方法標準、理化性質指標監測分析方法標準和獨立的前處理分析方法標準四大類。

2.1 有機物監測分析方法標準

表1 中國現行有機物固體廢物環境監測分析方法標準Table 1 The present environmental monitoring method standards of solid waste for organics in China

表2 中國現行有機物固體廢物環境監測分析方法標準涉及的項目Table 2 Items in the present environmental monitoring method standards of solid waste for organics in China

表2顯示了中國現行固體廢物環境監測分析方法標準可測定的有機物項目與現行固體廢物污染控制標準和危險廢物鑒別標準有機物控制項目之間的匹配情況。目前，除《危險廢物填埋污染控制標準》(GB 18598—2001)中的有機汞項目外，現行固體廢物污染控制標準中的其他有機物項目均有配套的監測分析方法標準進行測定。對于《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》(GB 5085.3—2007)中涉及的50個污染物項目，除毒殺芬、二硝基苯、對硝基氯苯、2,4-二硝基氯苯、三氯甲烷5個項目外，其余項目均有配套的監測分析方法標準。

2.2 無機物監測分析方法標準

中國現行的無機物固體廢物環境監測分析方法標準有23項，詳見表3。涵蓋了30種無機組分的測定：包括28個元素、1種鹽類以及1種元素有效態等，詳見表4。

表3 中國現行無機物固體廢物環境監測分析方法標準Table 3 The present environmental monitoring method standards of solid waste for inorganics in China

表4 中國現行無機物固體廢物環境監測分析方法標準涉及的項目Table 4 Items in the present environmental monitoring method standards of solid waste for inorganics in China

無機物監測分析方法標準中涉及的前處理方法主要有3種:酸消解、堿消解和堿熔，其中酸消解方法最為常用。在酸消解方法中主要涉及鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸和鹽酸-硝酸(王水)2種消解體系，且鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸應用較為廣泛。分析方法主要有8種：火焰原子吸收分光光度法、石墨爐原子吸收分光光度法、分光光度法、離子選擇電極法、電感耦合等離子體發射光譜法(ICP-OES)、電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)、原子熒光法和滴定法等。

目前，中國現行固體廢物污染控制標準中需要監測的無機物項目包括汞、鉛、鎘、總鉻、六價鉻、銅、鋅、鈹、鋇、鎳、砷、氰化物、硒、鉈、錫、銻、錳、釩、鉬、氟、氯和硫等；《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》(GB 5085.3—2007)需要監測的無機物項目包括銅、鋅、鎘、鉛、總鉻、六價鉻、汞、鈹、鋇、鎳、總銀、砷、硒、無機氟化物和氰化物等；而《危險廢物鑒別標準 毒性物質含量鑒別》(GB 5085.6—2007)中需要監測的無機物項目包括碘化汞、氰化鋇、釩、氟化氯、氟硼酸鋅、鈦、銻粉、一氧化鉛、二氧化鎳和氧化鈹等物質。

表4顯示了中國現行固體廢物環境監測分析方法標準可測定的無機物項目與現行固體廢物污染控制標準和危險廢物鑒別標準無機物控制項目之間的匹配情況。目前，除《危險廢物填埋污染控制標準》(GB 18598—2001)中的氰化物，《水泥窯協同處置固體廢物污染控制標準》(GB 30485—2013)中的錫、氯和硫3個項目外，現行固體廢物污染控制標準中的其他無機物項目的測定均有配套的監測分析方法標準。對于《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》(GB 5085.3—2007)中涉及的無機物項目，除氰化物外，其余項目均有配套的監測分析方法標準。

2.3 理化性質指標監測分析方法標準

中國僅有《固體廢物 腐蝕性測定 玻璃電極法》(GB/T 15555.12—1995)1項固體廢物理化性質指標監測分析方法標準。該標準規定了用pH玻璃電極測定固體廢物腐蝕性的實驗方法，適用于固體、半固體的浸出液和高濃度液體的pH的測定。

目前，中國現行固體廢物污染控制標準中需要監測的理化性質指標涉及pH和含水率。因此，缺少測定固體廢物中含水率的相關方法標準。

2.4 獨立的前處理分析方法標準

中國現行獨立的固體廢物前處理分析方法標準有6項，詳見表5。其中《固體廢物 浸出毒性浸出方法 翻轉法》(GB 5086.1—1997)和《固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》(HJ 557—2010)適用于固體廢物浸出液中無機物的浸出毒性鑒別，《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T 299—2007)和《固體廢物 浸出毒性浸出方法 醋酸緩沖溶液法》(HJ/T 300—2007)同時適用于固體廢物浸出液中無機物和有機物的浸出毒性鑒別，《固體廢物 有機物的提取 微波萃取法》(HJ 765—2015)和《固體廢物 有機物的提取 加壓流體萃取法》(HJ 782—2016)適用于固體廢物中有機物的提取。上述6個方法能夠滿足固體廢物樣品前處理的相關需求。

表5 中國現行固體廢物環境監測前處理分析方法標準Table 5 The present sample preparation standards of solid waste in China

3 中國現行固體廢物環境監測分析方法標準存在的問題

3.1 不能完全滿足現行固體廢物污染控制標準和危險廢物鑒別標準的測定需求

中國固體廢物環境監測分析方法不僅用于固體廢物污染控制標準中污染物項目的測定，還用于危險廢物鑒別標準中浸出毒性和毒性物質含量的鑒別。

目前，現行固體廢物污染控制標準中除有機汞、氰化物、錫、氯、硫和含水率6個項目外，其他項目均有配套的監測分析方法標準進行測定。對于《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》(GB 5085.3—2007)中涉及的50個污染物項目，除氰化物、毒殺芬、二硝基苯、對硝基氯苯、2,4-二硝基氯苯和三氯甲烷外，其余44個污染物項目均有配套的監測分析方法標準。

《危險廢物鑒別標準 毒性物質含量鑒別》(GB 5085.6—2007)中涉及的39種劇毒物質中的20種、143種有毒物質中的49種、63種致癌性物質中的31種、7種致突變性物質中的4種、11種生殖毒性物質中的9種、11種持久性有機污染物中的10種有配套的監測分析方法標準，其余污染物項目基本還是按照標準附錄中的方法進行測定。然而，由于附錄方法存在適用范圍規定過于籠統、干擾消除規定過于理論、質量保證和質量控制規定過于簡單等問題，實用性并不強[1]。此外，雖然規定《危險廢物鑒別標準 毒性物質含量鑒別》(GB 5085.6—2007)中有些項目(如烷基鉛)可以使用該標準附錄A、B、C、D進行測定，但4個附錄方法均為測定固體廢物和固體廢物浸出液中的鉛，而非烷基鉛；有些項目(如氟化鈉、氟化鋅等)無法直接被測定其物質的含量，而是通過測定無機氟化物的值來折算[11]，因此測定結果的準確性還有待商榷。

3.2 部分監測分析方法標準的規范性有待提高

3.3 缺乏對固體廢物采樣、制樣和樣品前處理等內容的深入研究

中國固體廢物環境監測分析方法標準重實驗室分析，輕樣品采集、保存、干擾消除以及前處理方法研究的現象較為突出[6,13]。在環境監測分析中，樣品的采集和制作對監測結果影響很大。如果采集樣品的代表性和均勻性不佳，則采樣和制樣誤差會成為樣品變異性的決定因素[14]。目前，中國固體廢物環境監測分析方法標準中的采樣和制樣基本都是按照《工業固體廢物采樣制樣技術規范》(HJ/T 20—1998)和《危險廢物鑒別技術規范》(HJ/T 298—2007)的相關規定操作。由于上述2項標準的內容多為原則性規定，可操作性不強(如在采樣方面對于樣品數、份樣量和采樣點位設置等因素與采樣誤差的關系仍偏重于理論解釋或介紹，尚需大量的科學實驗數據作為依據，制樣方法對試樣的篩分粒度未做統一規定[1]等)，在實際操作過程中難以保證樣品的代表性和分析結果的科學性。因此，應加強對固體廢物采樣和制樣方法的相關研究。

目前，中國固體廢物環境監測分析方法標準采用的是“前處理方法+分析方法”于一體的模式，即在一個標準分析方法中對前處理和測試全過程給出詳細的描述[15-16]。與此同時，中國固體廢物環境監測分析方法標準體系中還存在一類獨立的樣品前處理分析方法標準，如《固體廢物 有機物的提取 微波萃取法》(HJ 765—2015)、《固體廢物 有機物的提取 加壓流體萃取法》(HJ 782—2016)等。上述2個方法作為獨立的前處理方法，在適用范圍中均明確規定適用于固體廢物中多環芳烴的提取。然而在《固體廢物 多環芳烴的測定 高效液相色譜法》(HJ 892—2017)中，僅將《固體廢物 有機物的提取 加壓流體萃取法》(HJ 782—2016)作為樣品的前處理方法。這樣一來，就產生了能否采用HJ 765—2015對固廢廢物進行前處理后再使用HJ 892—2017中的分析方法對固體廢物中多環芳烴進行測定的問題。若可以采取這種方式，可能會出現測定結果不一致等問題。因此，為保證數據的可比性，還需在標準的頂層設計中考慮是否有必要保留獨立的前處理方法標準這一標準類型。

3.4 需加強同一污染物項目不同方法標準之間的可比性研究

近年來，中國固體廢物環境監測分析方法標準發展迅速，許多污染物項目(如鎳和汞等)均有多個測定方法標準。因此，固體廢物污染控制標準和危險廢物鑒別標準中的部分污染物項目可以選擇不同的方法標準進行測定。以金屬鎳為例，現行有效的測定固體廢物中的鎳的環境監測分析方法標準就有《固體廢物 鎳的測定 直接吸入火焰原子吸收分光光度法》(GB/T 15555.9—1995)等6個，采用的分析方法包括直接吸入火焰原子吸收分光光度法、丁二酮肟分光光度法、火焰原子吸收分光光度法、石墨爐原子吸收分光光度法、電感耦合等離子體質譜法和電感耦合等離子體發射光譜法等。不同監測方法標準采用的技術在方法檢出限、精密度和準確度等方面存在一定差異，可能會導致測定結果之間出現差異。這就要求在固體廢物環境監測分析方法標準的制修訂過程中，不斷加強方法之間的比對研究，說清不同方法標準之間的差異。同時《國家環境保護標準“十三五”發展規劃》也明確要求，在標準制訂過程中，應加強對同一介質和同一污染物不同分析方法的可比性研究工作，突出實用性和指導性[6]。

3.5 缺少突發環境事件應急監測和生物監測分析方法標準

中國現行的固體廢物環境監測分析方法標準基本為實驗室分析方法標準，盡管其分析結果準確，但存在樣品前處理程序繁瑣、分析周期較長等缺點，難以滿足突發環境事件現場快速、動態監測的需求。目前，用于中國突發環境事件的應急監測方法多為非標方法，許多監測數據只能作為定性或半定量使用[4]，在現場執法時仍需采用實驗室分析方法標準獲得的監測數據進行鑒定[13]，因此，急需建立固體廢物突發環境事件的應急監測標準方法以滿足環境應急、現場執法等環境管理的需求。

近年來，生物監測技術作為一種全新的環境監測技術，在固體廢物環境監測中得以應用[17-18]。與實驗室分析方法標準相比，生物監測分析方法具有不需要大型儀器、樣品前處理簡單、一次測試樣品通量大、可以進行現場測定等優點[4]。然而，生物監測分析技術在中國固體廢物環境監測分析方法標準中尚未體現，從這方面來看，中國固體廢物環境監測分析方法標準還有較大的發展空間。

4 對完善中國固體廢物環境監測分析方法標準的建議

4.1 加快固體廢物環境監測分析方法標準制修訂工作，以滿足固體廢物的環境管理需求

4.2 加強基礎科研，借鑒國外先進經驗，為固體廢物環境監測方法標準制修訂工作提供有力支撐

為保證固體廢物環境監測分析方法標準的科學性和可操作性，建議加大對固體廢物環境監測技術的基礎科研力度，特別是要加強采樣、制樣、樣品保存、干擾和消除、前處理、質量保證和質量控制等相關內容的研究。由于危險廢物管理是中國固體廢物污染防治的重點和熱點[20]，在使用《國家危險廢物名錄》和危險廢物鑒別標準對危險廢物進行日常管理的過程中，發現《國家危險廢物名錄》和危險廢物鑒別標準存在部分條款難以落實、某些鑒別項目設定不合理、鑒別時效與監管決策要求脫節等諸多問題[11,20-21]，建議加強危險廢物鑒別技術方法和分類體系的相關研究，科學設定危險廢物鑒別指標，從而為固體廢物環境監測分析方法標準的立項提供依據。此外，建議在固體廢物環境監測分析方法標準制修訂過程中，積極學習和借鑒美國、ISO等先進國家和國際標準化組織的同類標準方法，為中國制訂類似標準提供參考。

4.3 加強固體廢物監測分析方法標準的可比性和適用性研究，使標準更具實用性和指導性

為解決同一污染物項目不同監測分析方法之間的可比性和有效性問題，建議對同一污染物項目的多種監測分析方法標準進行方法對比，建立系統的方法比對方法，可以與公認較為經典的方法標準進行比對，也可以多種方法間交互比對，明確方法間對不同基質樣品的測定結果是否具有顯著性差異，并找出造成測定結果較大差異的主要原因，進而進一步明確不同方法標準的適用范圍，提高標準的實用性和指導性。同時，針對各類污染物項目，明確監測分析方法標準與固體廢物污染控制標準和危險廢物鑒別標準中控制項目的配套性，明確針對同一種目標化合物不同監測分析方法測定的差異等，從而使環境監測分析方法標準的制訂和實施更具有科學性和適用性。

4.4 加強頂層設計，增強固體廢物環境監測分析方法標準體系的規范性、科學性和系統性

中國固體廢物環境監測分析方法標準體系的設計應以滿足固體廢物環境管理需求為宗旨。應針對中國固體廢物環境監測分析方法標準存在的問題，結合固體廢物環境管理長遠發展的方向，建立一個科學、系統、適用的固體廢物環境監測分析標準體系。建議結合固體廢物污染控制標準和危險廢物鑒別標準的陸續更新工作，將標準方法體系規范化、科學化、系統化地規劃和發展作為固體廢物環境監測分析方法標準體系頂層設計的重點,特別要慎重考慮是否還要將獨立的樣品前處理方法標準作為一類方法標準予以保留，同時還應厘清分析方法標準與采樣制樣技術規范等標準之間的關系。