CJT 313-2009 生活垃圾采样和分析方法
1 范围
本标准规定了城市生活垃圾的采样方案设计、采样技术、样品制备、样品保存与运输，以及物理组成、容重、含水率、灰分、挥发分、固定碳、低位发热量、元素分析（碳、氢、氮、硫、氯）、生物可降解度等关键理化性质的分析方法。本标准适用于城市生活垃圾的调查、特性研究、处理处置工程设计及管理中的采样与分析工作。
2 规范性引用文件
本标准引用了下列文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 212 煤的工业分析方法
GB/T 213 煤的发热量测定方法
GB/T 476 煤中碳和氢的测定方法
GB/T 214 煤中全硫的测定方法
HJ 77.2 环境空气和废气 二噁英类的测定
CJJ/T 102 城市生活垃圾分类及其评价标准
HJ/T 20 工业固体废物采样制样技术规范
ISO 10780 固定源排放 管道中气流流速和流量的测量
3 术语和定义
3.1 生活垃圾：在日常生活中或为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。
3.2 子样：一次采样操作从采样点采集的样品。
3.3 份样：由若干子样混合构成的样品。
3.4 混合样：将全部份样混合后得到的样品。
3.5 实验室样品：混合样经过缩分、制备后，送往实验室供分析测试的样品。
4 采样方案
4.1 采样点选择：根据调查目的，在垃圾源头（如居民区、商业区）、中转站、处理设施（如填埋场、焚烧厂）等处设置具有代表性的采样点。需考虑区域功能、季节、收集周期等因素。
4.2 采样频率与周期：连续采样不少于7天，以覆盖日变化和周变化。季节性调查需在不同季节进行。
4.3 采样质量：每次采集的最小份样量应不少于100kg，混合样总质量一般不低于1吨（针对物理组成分析）。
5 采样方法
5.1 运输车采样法：在垃圾车卸料过程中，采用机械抓斗或人工方式，在卸料断面的不同位置至少采集5个子样，混合成一个份样。
5.2 堆体采样法：在垃圾堆体表面划定网格，去除约50cm表层后，挖掘采集指定深度的样品。采用“三分法”或“圆锥四分法”进行现场缩分。
5.3 样品保存与运输：采集的样品应立即装入密封、防渗漏的容器（如厚聚乙烯袋）中，贴好标签，记录采样信息。易腐败样品需冷藏运输（4℃以下），并于48小时内完成物理组成分析。
6 样品制备
6.1 物理分析样品：将混合样人工或机械摊铺至最大尺寸小于100mm，按四分法反复缩分至约100kg。将此样品分为两份：一份（约20kg）用于含水率测定；另一份（约80kg）用于人工分拣为厨余、纸类、塑料、织物、木竹、金属、玻璃、砖石陶瓷等组分，分别称重计算湿基百分比。
6.2 化学分析样品：将分拣出的各组分分别破碎至粒径小于10mm，根据测试项目要求，使用切割式粉碎机或研磨仪进一步制备至小于0.5mm或0.2mm的均匀颗粒，于40-45℃烘箱中干燥至恒重，置于干燥器中备用。
7 检测项目与分析方法
7.1 物理组成分析：采用人工手动分拣法。称量各组分湿重，计算湿基质量百分比。各组分经干燥后亦可计算干基质量百分比。
7.2 容重：采用标准容器法。将未经扰动的原始垃圾装入已知容积的标准容器（通常为0.1-0.5立方米），自然填充后刮平，称取总重减去容器自重，计算单位体积质量（kg/m³）。
7.3 含水率：
原理：基于质量损失法。
方法：取适量样品（约1kg）于已知质量的托盘中，在105±5℃的鼓风干燥箱中干燥至恒重（通常24小时以上）。含水率计算公式为：[（湿重-干重）/湿重] × 100%。
7.4 工业分析（灰分、挥发分、固定碳）：
原理：参照GB/T 212，在控温条件下测定垃圾干燥样品的燃烧特性组分。
灰分：将干燥样品置于坩埚中，于815±10℃的马弗炉中灼烧至恒重，残留物质量占比即为灰分。
挥发分：将干燥样品置于带盖坩埚中，于900±10℃的马弗炉中隔绝空气加热7分钟，质量损失占比减去含水率即为挥发分。
固定碳：通过差减法计算：固定碳(%) = 100% - 含水率(%) - 灰分(%) - 挥发分(%)。
7.5 低位发热量：
原理：参照GB/T 213，采用氧弹量热法测定。
方法：将制备好的干燥样品压片，在充有高压氧气的氧弹中完全燃烧，其释放的热量使量热筒外的水温升高，通过精确测量温升计算弹筒发热量，再修正为低位发热量（LHV）。
7.6 元素分析：
碳、氢、氮：采用元素分析仪法。样品在高温氧化管中完全燃烧，生成的气体（CO₂, H₂O, N₂等）经分离后通过热导检测器（TCD）定量测定。
全硫：参照GB/T 214，采用库仑滴定法或红外吸收法。样品在高温氧气流中燃烧，硫转化为二氧化硫，被电解液吸收并发生滴定反应，根据消耗的电量计算硫含量。
氯：采用氧弹燃烧-离子色谱法或电位滴定法。样品在氧弹中燃烧，氯转化为氯离子，吸收于溶液中，用离子色谱仪或氯离子选择电极测定。
7.7 生物可降解度（BDM）：
原理：通过模拟自然降解条件下的耗氧量来评价有机物的生物降解能力。
方法：将制备好的样品与接种微生物（如熟化堆肥）混合，置于专用呼吸仪中，在恒温（通常35℃）条件下，监测一定时间（通常4天）内的耗氧量，通过计算得到生物可降解度。
8 检测仪器
8.1 采样设备：机械抓斗、铁锹、镐、切割工具、厚聚乙烯袋、密封桶、样品标签、GPS定位仪、相机。
8.2 样品制备设备：大尺寸分样平台、颚式破碎机、切割式粉碎机、研磨仪、标准筛组（0.2mm, 0.5mm, 10mm等）、鼓风干燥箱、电子天平（量程0.1g-30kg，精度0.1g-0.0001g不等）、干燥器。
8.3 分析测试仪器：
马弗炉：最高温度不低于1000℃，用于灰分、挥发分测定。
氧弹量热仪：用于精确测定固体燃料发热量，配备氧弹、内筒、外筒及高精度测温系统。
元素分析仪：用于同时或分别测定C、H、N、S元素含量。
离子色谱仪：用于阴离子（如氯离子）的分离与定量分析。
库仑测硫仪：专门用于测定全硫含量。
呼吸仪（BOD测定仪）：用于测定生物可降解度。
pH计、电导率仪：用于浸出液性质分析（如有需要）。
9 质量控制与保证
9.1 平行样：每批次样品（不超过20个）至少做一个平行样，相对偏差应符合方法要求（如含水率≤5%，发热量≤3%）。
9.2 标准物质/标准样品：在元素分析、发热量测定中使用有证标准物质（如苯甲酸、煤标准物质）进行校准和验证。
9.3 空白试验：每批次分析应进行空白试验，以校正试剂和环境带来的误差。
9.4 数据记录与报告：所有采样、制样、分析过程的原始数据必须完整、清晰记录。分析报告应包含样品信息、方法依据、结果、质量控制数据和必要的解释说明。
10 检测范围与应用
本标准的检测方法服务于以下领域：
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基础调查与统计：城市生活垃圾产生量、物理组成、区域特性调查。
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处理技术选择与设计：为垃圾焚烧（需热值、元素成分）、堆肥（需生物可降解度、含水率）、填埋（需容重、含水率）等工艺提供关键设计参数。
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环境风险评估：分析垃圾中氯、硫含量（影响焚烧烟气），重金属及持久性有机污染物（需配合其他标准方法）的潜在环境风险。
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处理设施监控：对进场垃圾特性、处理过程中物料性质进行例行监测，优化条件。
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科学研究与政策制定：为垃圾管理政策、资源回收策略、循环经济研究提供基础数据支撑。
11 总结
CJT 313-2009 建立了一套从现场采样、实验室制备到物化特性分析的完整技术体系。通过严格执行本标准，可获得准确、可比的生活垃圾特性数据，对我国生活垃圾的规范化管理、处理处置技术的科学设计与高效具有重要的指导意义。在实际应用中，除本标准规定的基础参数外，针对重金属、二噁英等特定污染物，需依据HJ、GB等相关环境监测标准进行补充分析。
