一、固体废物的定义

固体废物是指被丢弃的固体和泥状物质，包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒，简称废物。被丢弃的非水液体，如废变压器油等由于无法归入废水、废气类，固习惯上归在废物类。

固体废物主要来源于人类的生产和消费活动。它的分类方法很多：按化学性质可分为有机废物和无机废物；按形状可分为固体和泥状的；按它的危害状况可分为有害废物和一般废物；按来源可分为矿业固体废物、工业固体废物、城市垃圾（包括下水道污泥）、农业废物和放射性固体废物等。在固体废物中对环境影响最大的是工业有害固体废物和城市垃圾。

二、工业有害固体废物的定义和分类

工业有害固体废物产出量约占工业固体废物总量的10%，并以3%的年增长率发展。因此，对工业有害固体废物的管理已经成为人们关注的主要环境问题之一。

鉴别一种废物是否有害可用下列四点不良后果来定义：①引起或严重导致死亡率增加；②引起各种疾病的增加；③降低对疾病的抵抗力；④在处理、贮存、运送、处置或其他管理不当时，对人体健康或环境会造成现实的或潜在的危害。

由于上述定义没有量值规定，因此在实际使用时人们往往根据废物具有潜在危害的各种特性及其物理、化学和生物的标准实验方法对其进行定义和分类。有害固体废物特性包括易燃性、腐蚀性、反应性、放射性、浸出毒性、急性毒性（包括口服毒性、吸入毒性和皮肤吸收毒性），以及其他毒性（包括生物蓄积性、刺激或过敏性、遗传变异性、水生生物毒性和传染性等）。

美国对有害废物的定义和鉴别标准如表9-3所示。

我国对有害特性的定义如下：

（1）急性毒性：能引起小鼠（大鼠）在48 h内死亡半数以上者，并参考制定有害物质卫生标准的实验方法，进行半致死剂量（LD50）试验，评定毒性大小。

（2）易燃性：含闪点低于60℃的液体，经摩擦或吸湿和自发的变化具有着火倾向的固体，着火时燃烧剧烈而持续，以及在管理期间会引起危险。

表9-3　美国对有害废物的定义及鉴别标准

续表

（3）腐蚀性：含水废物，或本身不含水但加入定量水后其浸出液的pH值≤2或pH值≥12.5的废物，或最低温度为55℃对钢制品的腐蚀深度大于0.64 cm/a的废物。

（4）反应性：当具有下列特性之一者①不稳定，在无爆震时就很容易发生剧烈变化；②和水剧烈反应；③能和水形成爆炸性混合物；④和水混合会产生毒性气体、蒸汽或烟雾；⑤在有引发源或加热时能爆震或爆炸；⑥在常温、常压下易发生爆炸和爆炸性反应；⑦根据其他法规所定义的爆炸品。

（5）放射性：含有天然放射性元素的废物，比放射性大于1×10-7Ci/kg者；含有人工放射性元素的废物或者比放射性（Ci/kg）大于露天水源限制浓度的10～100倍（半衰期＞60 d）者。

（6）浸出毒性：按规定的浸出方法进行浸取，当浸出液中有一种或者一种以上有害成分的浓度超过表9-4所示鉴别标准的物质。

表9-4　有色金属工业固体废物浸出毒性鉴别标准

注：我国目前尚没有统一的有害废物鉴别标准，只是在《有色金属工业固体废物污染控制标准》中对浸出毒性等作了初步的规定。

比较表9-3、表9-4和中美两国饮用水标准可以看出，美国规定的浸出毒性的判定标准大约为饮用水标准的100倍，而我国的标准大约为饮用水标准的50倍。两国规定的腐蚀性标准是相同的。

三、城市垃圾的特性分析

（一）城市垃圾及其分类

城市是人口密集的地方，也是工业、经济和技术集中的地方。由于人口、经济和生活水平的发展，城市垃圾产量迅速增长，成分也日趋繁杂污染问题已经成为世界性城市环境公害之一。1985年我国城市垃圾产量为5 188×104吨，并正以10%的速度增长。因此，对城市垃圾处理技术的研究是十分现实的问题。

城市垃圾是指城市居民在日常生活中抛弃的固体垃圾，它主要包括：生活垃圾、零散垃圾、医院垃圾、市场垃圾、建筑垃圾和街道扫集物等，其中医院垃圾（特别是带有病原体的）和建筑垃圾应予单独处理，其他通常由环卫部门集中处理，一般称为生活垃圾。

生活垃圾是一种由多种物质组成的异质混合体。它通包括：①废品类：废金属、废玻璃、废塑料橡皮、废纤维类、废纸类和砖瓦类。②厨房类：饮食废物、蔬菜废物、肉类和肉骨，我国部分城市厨房燃料用煤、煤制品、木炭的燃余物，③灰土类。

生活垃圾处理的方法大致有焚烧（包括热解、气化）、卫生填埋和堆肥。不同的方法其监测的重点和项目也不一样。例如焚烧，垃圾的热值是决定性参数，而堆肥需测定生物降解度、堆肥的腐熟程度。至于填埋，渗沥水分析和堆场周围的苍蝇密度等则成为监测的主要项目。

（二）生活垃圾特性分析

1.垃圾采样和样品处理

从不同的垃圾产生地、储存场或堆放场采集有整体代表性的样品，是垃圾特性分析的第一步，也是保证数据准确的重要前提。为此，应充分研究垃圾产出地区的基本情况，如居民情况、生活水平、堆放时间，还要考虑在收集、运输、储存过程等可能的变化，然后制定周密的采样计划，采样过程必须详细记录地点、时间、种类、表观特性等，在记录卡传递过程，必须由专人签署，便于查核。

采样量通常依据被分析的量、最大粒度和体积来确定各类垃圾样品的最低量。例如，前联邦德国按下式计算：

式中　G——样品重量（kg）

d——垃圾的最大粒度（mm）

样品根据情况进行粉碎、干燥在存储。其水分含量、pH值、垃圾的重量、体积、容量等应按要求测定、记录。

2.粒度的测定

粒度的测定采用筛分法，按筛目排列，依次连续摇动15分钟，转到下一号筛子，然后计算每一粒度为例所占百分比。如果需要在试样干燥后再称重，则需在70℃烘24小时，然后再在干燥中冷却后筛分。

3.淀粉的测定

垃圾在堆肥处理过程中，需借助掂分量分析来鉴定堆肥的腐熟程度。该分析化验的基础，是利用垃圾在堆肥过程中形成的淀粉典化络合物的颜色变化与堆肥降解度的关系，当堆肥降解尚未结束时，淀粉典化络合物成蓝色，当降解结束即呈黄色。堆肥颜色的变化过程是深蓝→浅蓝→灰→绿→黄。分析实验的步骤是：①将1 g堆肥置于100 ml烧杯中，滴入几滴酒精使其湿润，再加20 ml 36%的高氯酸；②用网纹滤纸（90号纸）过滤；③加入20 ml碘反应剂到滤液中并搅动；④将几滴滤液滴到白色板上，观察期颜色变化。试剂是：①碘反应剂：将2 g反应剂溶解到500 ml水中，再加入0.08 gI2；②36%的高氯酸；③酒精。

4.生物降解度的测定

垃圾中含有大量天分的和人工合成的有机物质，有的容易生物降解、有的难以生物降解。目前，通过试验已经寻找出一种可以在室温下对垃圾生物降解做出相当估计的COD试验方法。其分析步骤是：①称取0.5 g已烘干磨碎试样于500 ml锥形瓶中；②准确量取20 ml C6（K2Cr2O7）=2 mol/L重铬酸钾溶液加入试样瓶中并充分混合；③用另一只吸量管取20 ml硫酸加到试样瓶中；④在室温下将这一混合物放置12小时且不断摇动；⑤加入大约15 ml蒸馏水；⑥再依次加入10 ml磷酸、0.2 g氟化钠和30滴指示剂，每加入一种试剂后必须混合；⑦用标准硫酸亚铁铵溶液滴定，在滴定过程中颜色的变化是从棕绿→绿蓝→蓝→绿，在等当点时出现的是纯绿色；⑧用同样的方法在不放试样的情况下做空白试验；⑨如果加入指示剂时已出现绿色，则试验必须重做，必须再加30 ml重铬酸钾溶液；⑩生物降解物质的计算：

式中　BDM——生物降解度；

a——试样滴定体积（ml）；

b——空白试验滴定体积（ml）；

V——重铬酸钾的体积（ml）；

c——种鸽酸钾的浓度。

5.垃圾热值的测定

热值是垃圾焚烧处理的重要指标。

热值分高热值（H0）和低热值（Hu）垃圾中可燃物质的热值为高热值。但实际上垃圾中总含有一定量不可燃的惰性物质和水。当燃烧升温时这些惰性物和水要消耗热量，同时燃烧过程中产生的水也以水蒸气形式挥发而消耗热量。所以实际的热值要低很多，这一热值称为低热值。显然低热值的实际意义更大。

两者换算公式为：

式中　Hu——低热值（kJ/kg）；

H0——高热值（kJ/kg）；

I——惰性物质含量（%）；

W——垃圾的表面湿度（%）；

WL——剩余的和吸湿性的湿度（%）。

通常WL对结果的精确性影响不大，因而可以不计。

热值的测定方法有量热计法和热耗法，前者困难是要了解比热值，因为垃圾组分变化范围大，其中塑料和纸类比热差异大。热耗大约同干物质的有机物所占比例相关联，所以能在垃圾的热耗和高热值之间建立相关性。

（三）渗沥水分析

渗沥水是指从生活垃圾接触中渗出来的水溶液，它提取或溶出了垃圾组成中的物质。由于渗沥水中的水量主要来源于降水，所以在生活垃圾三大处理方法中，渗沥水是填埋处理中最主要的污染源。合理的堆肥处理一般不会产生渗沥水，焚烧和企划处理也不产生渗沥水，只有露天堆肥。裸露堆场可能产生渗沥水。

渗沥水的特性决定于它的组成和浓度。由于不同国家、不同地区、不同季节的生活垃圾组分变化很大，并且随着填埋时间的不同，渗沥水组分和浓度也会变化。因此，它的特点是：①成分的不稳定性，主要取决于垃圾的组成；②浓度的可变性，主要取决于填埋时间；③组成的特殊性，渗沥水是不同于生活污水的特殊污水。例如，一般生活污水中，有机物质主要是蛋白质（40%～60%），碳水化合物（25%～50%）以及脂肪、油类（10%）。但在渗沥水中几乎不含油类，因为生活垃圾具有吸收和保持油类的能力，在数量上至少达到2.5 g/kg干废物。此外，渗沥水中几乎没有氰化物、金属铬和金属汞等水质必测项目。

渗沥水分析项目各种资料上大体相近，典型的有下列几项：pH值、COD、BOD、脂肪酸、氨、氮、钠、镁、钾、钙、铁和锌，没有细菌学项目的原因是在厌氧的填埋场，不存在各类致病菌和肠道菌。但实际情况要复杂得多，因此近年来已增加了这类项目。

我国根据实际情况，由上海环境卫生设计科研所起草，建设部标准定额研究所提出的“渗沥水理化分析和细菌学检验方法”内容包括：色度、总固体、总溶解性固体与总悬浮性固体、硫酸盐、氨态氮、凯式氮、氯化物、总磷、pH值、COD、BOD、钾、钠、细菌总数、总大肠菌群等并将逐步补充完善。垃圾堆物周围易滋生苍蝇、蚊子等各种有害生物，测定苍蝇密度时最具代表性项目。

四、固体废物样品的采集与制备

固体废物的监测包括：采样计划的设计和实施、分析方法、质量保证等方面，各国都有具体规定。例：美国环境保护局固体废弃物办公室根据资源回收法（RCRA）编写的《固体废物试验分析评价手册》（U.S.EPA，Test Methods for Evaluating Solid Waste）较为全面地论述采样计划的设计和实施；质量控制；方法选择；金属分析方法；有机物分析方法；综合指标试验方法；物理性质测定方法；有害废物的特性，法规定义和可燃性、腐蚀性、反应性、浸出毒性的试验方法；地下水、土地处理检测和废物焚烧监测等。我国于1986年颁发了《工业固体废物有害特性试验与监测分析方法（试行）》。

为了使采集样品具有代表性，在采集之前要调查研究生产工艺过程、废物类型、排放数量、堆积历史、危害程度和综合利用情况。如采集有害废物则应根据其有害特性采取相应的安全措施。

（一）样品的采集

1. 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）；具盖采样桶或内衬塑料的采样袋。

2. 采样程序

（1）根据固体废物批量大小确定应采的份样（由一批废物中的一个点或一个部位，按规定量取出的样品）个数。

（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（如图9-4所示），并认真填写采样记录表。

图9-4　采样示意图

3. 份样数

按表9-5确定应采份样个数。

表9-5　批量大小与最少份样数

4. 份样量

按表9-6确定每个份样应采的最小重量。所采的每个份样量应大致相等，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数量的份样量。

表9-6　份样量和采样铲容量

液态的废物的份样量以不小于100 ml的采样瓶（或采样器）所盛量为宜。

5. 采样方法

（1）现场采样

在生产现场采样，首先应确定样品的批量，然后按下式计算出采样间隔，进行流动间隔采样。

注意事项：采第一个份样时，不准在第一间隔的起点开始，可在第一间隔内任意确定。

（2）运输车及容器采样：在运输一批固体废物时，当车数不多于该批废物规定的份样数时，每车应采份样数按下式计算。当车数多于规定的份样数时，按表4-5选出所需最少的采样车数，然后从所选车中各随机采集一个份样。

在车中，采样点应均匀分布在车厢的对角线上（如图9-5所示），端点距车角应大于0.5 m，表层去掉30 cm。

图9-5　车厢中的采样布点

对于一批若干容器盛装的废物，按表4-5选取最少容器数，并且每个容器中均随机采两个样品。

表9-7　所需最少的采样车数表

注意事项：当把一个容器作为一个批量时，就按表9-7中规定的最少份样数的1/2确定；当把2～10个容器作为一个批量时，就按下式确定最少容器数。

（3）废渣堆采样法

在渣堆两侧距堆底0.5 m处画第一条横线，然后每隔0.5 m画一条横线；再每隔2 m画一条横线的垂线，其交点作为采样点。确定的份样数，确定采样点数，在每点上从0.5～1.0 m深处各随机采样一份。

6. 样品的制备

（1）制样工具

制样工具包括粉碎机（破碎机）；药碾；钢锤；标准套筛；十字分样板；机械缩分器。

（2）制样要求

①在制样全过程中，应防止样品产生任何化学变化和污染。若制样过程中，可能对样品的性质产生显著影响，则应尽量保持原来状态。

②湿样品应在室温下自然干燥，使其达到适于破碎、筛分、缩分的程度。

③制备的样品应过筛后（筛孔为5 mm），装瓶备用。

（3）制样程序

①粉碎

用机械或人工方法把全部样品逐级破碎，通过5 mm筛孔。粉碎过程中，不可随意丢弃难于破碎的粗粒。

②缩分(www.daowen.com)

将样品于清洁、平整不吸水的板面上堆成圆锥形，每铲物料自圆锥顶端落下，使均匀地沿锥尖散落，不可使圆锥中心错位。反复转堆，至少三周，使其充分混合。然后将圆锥顶端轻轻压平，摊开物料后，用十字板自上压下，分成四等份，取两个对角的等份，重复操作数次，直至不少于1 kg试样为止。在进行各项有害特性鉴别试验前，可根据要求的样品量进一步进行缩分。

7. 样品水分的测定

称取样品20 g左右，测定无机物时可在105℃下干燥，恒重至±0.1 g，测定水分含量。

测定样品中的有机物时应于60℃下干燥 24 h，确定水分含量。固体废物测定结果以干样品计算，当污染物含量小于0.1%时以mg/kg表示，含量大于0.1%时则以百分含量表示，并说明是水溶性或总量。

8. 样品的保存

制好的样品密封于容器中保存（容器应对样品不产生吸附、不使样品变质），贴上标签备用。标签上应注明：编号、废物名称、采样地点、批量、采样人、制样人、时间。特殊样品，可采取冷冻或充惰性气体等方法保存。

制备好的样品，一般有效保存期为三个月，易变质的试样不受此限制。

最后，填好采样记录表一式三份，分别存于有关部门。

五、有害特性的监测方法

1. 急性毒性的初筛试验

有害废物中会有多种有害成分，组分分析难度较大。急性毒性的初筛试验可以简便地鉴别并表达其综合急性毒性，方法如下：

以体重18～24 g的小白鼠（或200～300 g大白鼠）作为实验动物，若是外购鼠，必须在本单位饲养条件下饲养7～10天，仍活泼健康者方可使用。实验前8～12 h和观察期间禁食。

称取制备好的样品100 g，置于500 ml具磨口玻璃塞的三角瓶中，加入100 ml（pH值为5.8～6.3）水（固液比为1∶1），振摇3 min于室温下静止浸泡24 h，用中速定量滤纸过滤，滤液留待灌胃用。

灌胃采用1（或5）ml注射器，注射针采用9（或12）号，去针头，磨光，弯曲成新月形。对10只小白鼠（或大白鼠）进行一次性灌胃，每只灌浸出液0.50（或4.80）ml，对灌胃后的小白鼠（或大白鼠）进行中毒症状观察，记录48h内动物死亡数。

2. 易燃性的试验方法

鉴别易燃性是测定闪点，闪点较低的液态状废物和燃烧剧烈而持续的非液态状废物，由于摩擦、吸湿、点燃等自发的化学变化会发热、着火，或可能由于它的燃烧引起对人体或环境的危害。

仪器采用闭口闪点测定仪。温度计采用1号温度计（-30～+170℃）或2号温度计（100～300℃）。防护屏采用镀锌铁皮制成，高度550～650 mm，宽度以适用为度，屏身内壁漆成黑色。

测定步骤为：按标准要求加热试样至一定温度，停止搅拌，每升高1℃点火一次，至试样上方刚出现蓝色火焰时，立即读出温度计上的温度值，该值即为测定结果。

操作过程的细节可参阅GB/T261石油产品闪点测定法（闭口杯法）

3. 腐蚀性的试验方法

腐蚀性指通过接触能损伤生物细胞组织或腐蚀物体而引起危害。测定方法一种是测定pH值，另一种是指在55.7℃以下对钢制品的腐蚀率。现介绍pH值的测定。

仪器采用pH值计或酸度计，最小刻度单位在0.1pH值单位以下。

方法是用与待测样品pH值相近的标准溶液校正pH值计，并加以温度补偿。对含水量高、呈流态状的稀泥或浆状物料，可将电极直接插入进行pH值测量。对黏稠状物料可离心或过滤后，测其液体的pH值，对粉、粒、块状物料，称取制备好的样品50 g（干基），置于1L塑料瓶中，加入新鲜蒸馏水250 ml，使固液比为1∶5，加盖密封后，放在振荡机上（振荡频率110±10次/min，振幅40 mm）于室温下，连续振荡30 min，静置30 min后，测上清液的pH值，每种废物取两个平行样品测定其pH值，差值不得大于0.15，否则应再取1～2个样品重复进行试验，取中位值报告结果。对于高pH值（10以上）或低pH值（2以下）的样品，两个平行样品的pH值测定结果允许差值不超过0.2，还应报告环境温度、样品来源、粒度级配；试验过程的异常现象；特殊情况下试验条件的改变及原因。

4. 反应性的试验方法

测定方法包括①撞击感度测定；②摩擦感度测定；③差热分析测定；④爆炸点测定；⑤火焰感度测定等五种，具体测定方法见标准。

5. 浸出毒性试验

固体废物受到水的冲淋、浸泡，其中有害成分将会转移到水相而污染地面水、地下水，导致二次污染。

浸出试验采用规定办法浸出水溶液，然后对浸出液进行分析。我国规定的分析项目有：汞、镉、砷、铬、铅、铜、锌、镍、锑、铍、氟化物、氰化物、硫化物、硝基苯类化合物。

浸出办法如下：

称取100 g（干基）试样（无法采用干基重量的样品则先测水分加以换算），置于浸出容积为2 L（φ130×160）具盖广口聚乙烯瓶中，加水1 L（先用氢氧化钠或盐酸调pH值至5.8～6.3）。

将瓶子垂直固定在水平往复振荡器上，调节振荡频率为110±10次/min，振幅40 mm，在室温下振荡8 h，静止16 h。

通过0.45 μm滤膜过滤。滤液按各分析项目要求进行保护，于合适条件下储存备用。每种样品做两个平行浸出试验，每瓶浸出液对欲测项目平行测定两次，取算术平均值报告结果；对于含水污泥样品，其滤液也必须同时加以分析并报告结果；试验报告中还应包括被测样品的名称、来源、采集时间、样品粒度级配情况、试验过程的异常情况、浸出液的pH值、颜色、乳化和相分层情况；试验过程的环境温度及其波动范围、条件改变及其原因。

考虑到试样与浸出容器的相容性，在某些情况下，可用类似形状与容器的玻璃瓶代替聚乙烯瓶。例如测定有机成分宜用硬质玻璃容器，对某些特殊类型的固体废物，由于安全及样品采集等方面的原因，无法严格按照上述条件进行试验时，可根据实际情况适当改变。浸出液分析项目按有关标准的规定及相应的分析方法进行。

六、有害物质的毒理学研究方法

环境质量的恶化，不管起因是由于物质因素，还是由于能量因素，测定这些因素，还是由于能量因素，测定这些因素的量或其他理化数据时环境监测的重要内容。但是单凭理化数据，是难以对环境质量做出准确评价的。因为环境是一个复杂体系，污染种类繁多又含量多变，各种污染因素之间存在拮抗和加成作用。环境综合质量很难以各污染物个别影响来评价。利用生物在该环境中的反应，确定环境的综合质量，无疑是理想的和重要的手段。生物监测包括对生物体内污染物的测定、生态学评价法、生理生化评价法和细菌学评价法等，其中环境毒理学研究方法是通过用实验动物进行毒性实验，确定污染物的毒性和计量的关系，找出毒性作用的阈剂量（或阈浓度），为制订该物质在环境中的最高允许浓度提供资料；为防治污染提供科学依据；也是判断环境质量的一种方法。例如，有些有机合成化工厂，其排放废水成分复杂，有微量的原料、溶剂、中间体和产品等，他们性质又不稳定，因此要分别测定这些物质和确定主要有害因素往往是很困难，甚至实际上难以做到。但如果用鱼类做毒性实验，并制定一个反映这些污染物的综合指标（例化学需氧量），那么确定该废水的毒性和剂量是比较容易实现的。

（一）试验动物的选择及毒性实验分类

1.实验动物的选择

试验动物的选择应根据不同要求来决定。同时还要考虑动物的来源、经济价值和饲养管理等方面的因素。国内外常用的动物有小鼠、大鼠、兔、豚鼠、猫、狗和猴等。鱼类有鲢鱼、草鱼和金鱼等。金鱼对某些毒物较敏感，特别是室内饲养方便，鱼苗易得，为国内外普遍采用。

不同的动物对毒物反应并不一致。例如，苯在家兔身上所产生的血项变化和人很相似（白细胞减少及造血器官发育不全），而在狗身上却出现完全不同的反映（白细胞增多及脾脏淋巴结节增殖）；又如，苯胺及其衍生物的毒性作用可导致变性血红蛋白出现，而对小白鼠则完全不产生变性血红蛋白。要判断某物质在环境中的最高允许浓度，除了根据它的毒性外，还要考虑感官性状、稳定性以及自净过程（地面水）等因素。另外，根据实验动物所得到的毒性大小、安全浓度和半致死浓度等数据也不能直接推断到人体，还要进行流行病学调查研究才能反映人体受影响情况。当然，实验动物的毒性实验无疑是极为重要的。

2.毒性试验分类

毒性试验可分为急性毒性试验、亚急性毒性试验、慢性毒性试验和终生试验等。

（1）急性毒性试验

一次（或几次）投给实验动物加大剂量的化合物，观察在短期内（一般24小时到二周以内）中毒反应。

急性毒性试验由于变化因子少，时间短、经济以及溶剂试验，所以被广泛采用。

（2）亚急性毒性实验

一般用半致死计量的1/5～1/20，每天投毒，连续半个月到三个月左右，主要了解该毒性有否积蓄作用和耐受性。

（3）慢性毒性试验

用较低计量进行三个月到一年的投毒，观察病理、生理、生化反应以及寻找中毒诊断指标，并为制定最大允许浓度提供科学依据。

3.污染物的毒性作用剂量

污染物的毒性和剂量关系可用系列指标区分：半数致死量（浓度），简称LD50，如气体用浓度简称LC50；最小致死量（浓度），简称MLD（LMC）；绝对致死量（浓度），简称LD100（LC100）；最大耐受量浓度，简称MTD（MTC）。

半数致死量（浓度）是评价毒物毒性的主要指标之一。由于其他毒性指标波动较大，所以评价相对毒性常以半数致死量（浓度）为依据。在鱼类、水生植物毒性试验中采用半数存活浓度（或中间忍受限度，半数忍受限度等，简称TLm）。

半数致死量的计算方法很多，这里介绍一种简便方法——曲线法，这是根据一般毒物的死亡曲线多为“S”形而提出来的。取若干组（每组至少10只）试验动物进行实验，在试验条件下，有一组全部存活，一组全部死亡，其他各组有不同的死亡率，以横坐标表示投毒剂量，纵坐标为死亡率。根据试验结果在图上作点，连点成曲线，在纵坐标死亡率50%处引出一水平线交于曲线，于交点作一垂线交于横坐标，其所指剂量（浓度）即为半数致死量（浓度）。

（二）吸入毒性实验

对于砌体或挥发性液体，通常是经呼吸道侵入机体而引起中毒。因此，在研究车间和环境空气中有害物质的毒性以及最高允许浓度需要用吸入毒性试验。

1.吸入染毒法的种类

吸入染毒法主要有静态染毒法和动态染毒法两种。此外，还有单个口罩吸入法、喷雾染毒法和现场模拟染毒法等。

（1）动态染毒法

将实验动物放在染毒柜内，连续不断地将由受检毒物和新鲜空气配置成一定浓度的混合气体通入染毒柜，并排除灯亮的污染空气，形成一个稳定的、动态平衡染毒环境。此法常用于慢性毒性试验。

（2）静态染毒法

在一个密闭容器（或称染毒柜）内，加入一定量受检物（气体或挥发性液体），使均匀分布在染毒柜，经呼吸到侵入实验动物体内，已由于静态染毒是在密闭容器内进行，试验动物呼吸过程消耗氧，并排出二氧化碳，使染毒柜内样的含量随染毒时间的延长而降低，故而只适宜做急性毒性试验。在吸入染毒期间，要求氧的含量不低于19%，二氧化碳含量不超过1.7%。所以，10只小鼠的染毒柜的容积需要60 L。染毒柜一般分为柜体、发毒装置和气体混匀装置等三部分。柜体要有出入口、毒物加入孔、气体采样孔和气体混匀装置的孔口。对于气体毒物，可在染毒柜两端接两个橡皮囊，一个空的，一个加入毒气，按计算实验浓度加入染毒柜，为一个橡皮囊即鼓起，再压回橡皮囊，如此反复多次，即可混匀。也可直接将毒气按计算压入，借电风扇混匀。

2.吸入染毒法的注意事项

实验动物应挑选健康、成年并同龄的动物，雌雄各半。以小白鼠为例，选用年龄为两个月，体重为20 g左右，太大、太小均不适宜。每组10只，取若干组用不同浓度进行试验，要求一组在试验条件下全部存活，一组全部死亡，其他各组有不同的死亡率，然后求出半数致死浓度（LC50），对未死动物取出后继续观察7～14天。了解恢复或发展状况，对死亡动物（必要时对未死亡动物）做病理形态学检验。

（三）口服毒性实验

对非气态毒物，可用经消化道染毒方法。

1.口服染毒法的种类

口服染毒法可分为灌胃法和饲喂法两种。

（1）饲喂法

将毒物混入动物饲料或饮用水中，为保证使动物吃完，一般在早上将毒物混在少量动物喜欢吃的饲料中，待吃完后再继续喂饲料和水。饲喂法符合自然生理条件，但计量较难控制得精确。

（2）灌胃法

此法是将毒物配置成一定浓度的液体或糊状物。对于水溶性物质可用水配制，粉状物用淀粉糊调匀。所用注射器的针头是用较粗的8号或9号针头，将针头磨成光滑的椭圆形，并使之微弯曲。灌胃时用左手捉住小白鼠，尽量使之呈垂直体位。右手持已吸取毒物的注射器及针头导管，使针头导管弯曲面向腹侧，从口腔正中沿咽后壁慢慢插入，切勿偏斜。如遇有阻力应稍向后退再徐徐前进。一般插入2.5～4.0 cm即可达胃内。

2.注意事项

灌胃法中将注射器向外抽气时，如无气体抽出说明已在胃中，即可将试验液推入小白鼠胃内，然后将针头拔出。如注射器抽出大量气泡说明已进入肺脏或气管，应拔出重插。如果注入后迅速死亡，很可能是穿入胸腔或肺内。小白鼠一次灌胃注入量为体重的2%～3%，最好不超过0.5 ml（以1 g/ml计）。

（四）鱼类毒性实验

在自然水域中，鱼类如能正常生活，说明水体比较清洁；当有毒工业废水排入水体，常常引起大批鱼的死亡或消失（回避）。因此，鱼类毒性实验室检测成分复杂的工业废水和废渣浸出液的综合毒性的有效方法。

1.实验鱼类的选择和驯养

实验用鱼以金鱼最适宜，实验用鱼必须是无病、健康的，其外观是行动活泼，体色发亮、鱼鳍完整舒展，逆水性强，食欲强，并无任何鱼病，与的大小和品种都可能对毒物敏感度不同，因此同一实验中要求选用同一批同属、同种和同龄的金鱼体长（不包括尾部）约3 cm，最大鱼的体长不超过最小鱼体长的一倍半。新选来的鱼必须经过驯养，使它适应新的环境才能进行实验。一般是在与实验条件显示的生活条件下（水温、水质等）驯养一周或10天以上，实验前四天最好不发生死亡现象。正式实验的前一天应停止喂食。因为喂食会增加与的呼吸代谢和排泄物，影响实验液的毒性。

2.实验准备

每种实验浓度为一组，每组至少10尾鱼。为便于观察，容器用玻璃缸，容积10 L（以10尾鱼计）左右，以保证每升水中鱼重不超过2 g。

（1）实验液中溶解氧

温水鱼不小于4 mg/L，冷水鱼不小于5 mg/L。如实验液中含有大量耗氧物质时，为防止因缺氧引起死亡，应采取措施。可采用更换实验液，采用恒流装置等。最好不要采用人工曝气法。

（2）实验液中的温度

一般温度高毒性大。所以通常以对鱼类生存适宜的温度进行实验。冷水鱼的适宜温度在12～18℃，温水鱼的适宜温度在20～28℃，同一实验中温度变化为±2℃。

（3）实验液中的pH值

pH值对鱼类生存有影响，通常控制在6.7～8.5之间。

实验和驯养用水是未受污染的喝水和湖水。如用自来水必须经过人工曝气或自然曝气三天以上，以赶走余氯和增加溶解氧，蒸馏水与实际差距太大，不宜做实验用水。

3.实验步骤

（1）预试验（探索性试验）

为保证正式实验顺利进行，必须线进行探索性试验，以观察现象，确定实验的浓度范围。选用的浓度范围可大一些，每组鱼的尾数可少一些。观察24小时（或48小时）鱼类中毒的反应和死亡情况，找出不发生死亡、全部死亡和部分死亡的浓度。

（2）食盐浓度设计和毒性判定

合理设计实验浓度，对实验的成功和精确有很大影响。通常选7个浓度（至少5个），浓度间取等对数间距，例如：100、5.6、3.2、1.8、1.0（对数间距0.25）或10.0、7.9、6.3、5.0、4.0、3.6、2.5、2.0、1.6、1.26、1.0（对数间距0.1）。上面数值可用百分体积或mg/L表示。需要时也可用10的指数来成或除，这些数值在对数纸上是等距的。另设一对照组，对账族在试验期间与死亡超过10%，则整个实验结果不能采用。

实验开始的钱8小时应连续观察，随时记录。如正常，开始实验，做第24小时，48小时和96小时的观察记录。实验过程发现特异变化应随时记录，根据与的死亡情况、中毒症状判断毒物或工业废水毒性大小。如毒物的饱和溶液或所试工业废水在96小时内不引起实验鱼的死亡时，可以认为毒性不显著。

鱼类毒性实验的TLm，是反映毒物或工业废水对鱼类生存影响的重要排标，TLm值的计算要求必须有使实验鱼存活半数以上和半数以下的各浓度。在半数对数纸上用直线内插法推导，方法是以对数坐标在图上。并将50%存活率上下二点连成直线，直线与50%存活直线相交，再从交点引入一垂线至浓度坐标，即为TLm值。

（3）鱼类毒性实验结果的实际应用

鱼类毒性试验的重要目的是推到毒物的安全浓度。用TLm推导安全浓度的公式有多种，下面介绍两种公式：

按公式推导得到鱼类生存安全浓度后，要进一步做验证实验，特别是具有挥发性和不稳定性毒物或废水，应当用恒流装置进行长时间的验证实验，96小时内不发生死亡或中毒的浓度往往不能代表鱼类长期生活在被污染水体的安全或无毒浓度。

验证实验是以推导所得的安全浓度水溶液饲养实验鱼一个月或几个月并设对照组进行比较，如发现由中毒症状，则应降低浓度再实验。

鱼类毒性实验所得安全浓度可为制定该物质在水中最高允许浓度的依据之一，也可作为管理工业废水（成分复杂）排放的一种坚定方法。在河流、湖泊或海岸受污染时，可以通过各工厂废水的鱼类毒性实验结果找出主要污染源。鱼类毒性实验也可作为废水处理效果的鉴定指标，即根据废水处理前后的毒性改变，确定处理效果。

生物毒性实验在环境监测、环境管理和卫生评价等许多方面所显示的优点将会得到广泛的应用和发展。

（五）固体废物的渗漏模型试验

固体废物长期堆放可能通过渗漏污染地下水和周围土地，应进行渗漏模型试验。这一试验对研究废物堆场对周围环境影响有一定的作用。