理化实验室的污染与对策

理化实验室的污染与对策理化实验室的污染与对策 【摘要】介绍理化实验室中常见的污染种类及危害，阐明理化 实验室是一种不容忽视的污染源，其污染种类复杂、毒害较大， 并针对不同污染提出相应治理办法。 【关键词】理化实验室 废弃物 污染 对策 中图分类号：r446 文献标识码：b 文章编号：1005- 0515（2012）1-393-03 pollution and countermeasures of physical and chemical laboratory wu quanzai1 hang jing2 gao jianwu1 (1. center for disease control and prevention of saihan district huhhot, huhhot ,010020,china; 2. huhhot center for disease control and prevention, huhhot ,010070,china ) 【abstract】to introduce common types of pollution and damage in physical and chemical laboratory, and to expound the physical and chemical laboratory is a non- negligible pollution sources, contaminated species are complex, poison is large, and to propose appropriate measures to deal with different pollution. 【key word】physics and chemistry laboratory waste pollution countermeasures 随着我国科技及市场的发展，对理化实验室的需求量越来越大， 其广泛存在于学校（包括各高等院校和中学） 、科研机构、检验检 测机构和企业中的检验研发部门。各类理化实验室试验条件及管 理状况参差不齐。实验室实际上是一类典型的小型污染源，建设 的越多，污染的越大。理化实验室污染一方面会对实验人员造成 身体危害，另一方面给实验室周边环境对造成污染，尤其是在城 区和居民区的实验室对环境的危害特别大，因此理化实验室污染 应引起足够重视。 实验室的污染源种类复杂，品种多，毒害大，应根据具体情况， 分别制订处理方案。 1 实验室环境污染种类及危害 1.1 按污染性质分类 1.1.1 化学污染 1.1.1.1 有机物污染主要来源于有机试剂污染和有机样品污染。 在实验中往往需要大量有机溶剂及助溶剂，这些有机试剂以各种 形式（如挥发、废弃物）排放到周边的环境中，排放总量大致就 相当于试剂的消耗量。日复一日，年复一年，排放量十分可观。 大多数有机试剂为有毒有害物质，农药、苯并()芘、黄曲霉毒 素、亚硝胺等有剧毒，一些有机试剂如石油醚、乙醚、三氯甲烷、 正己烷、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、甲醇等当吸入或摄入量达到 一定量时可引起慢性中毒。 1.1.1.2 无机物污染有（1）强酸、强碱的污染，可造成对皮肤 粘膜及环境的腐蚀。 （2）重金属污染，汞、砷、铅、镉、铬等重 金属的毒性不仅强，且有在人体及环境中有蓄积性。 （3）刺激性 气体，如氯气、氨、氟化氢、二氧化硫、氮氧化物、光气等，使 呼吸道粘膜、眼、皮肤受到直接刺激，甚至引起肺水肿及全身中 毒。 （4）窒息性气体，如氮气、一氧化氮、硫化氢等，可造成机 体缺氧。 （5）其他有毒无机物的污染，如氰化物。 1.1.2 放射性污染物 放射性物质废弃物有放射性标记物、放射性标准溶液、仪器带 有的放射源等。管理不当可造成人体体表、空气、地面、水源和 各种物体的放射性污染。 1.2 按污染物形态分类 1.2.1 废水 几乎所有的理化常规分析项目实验前准备及实验过程都会产生 不同程度的废水。实验室产生的废水来源有多余的样品、样品分 析残液、失效的标准曲线及贮藏试剂、洗液、洗涤剂、大量洗涤 水等。这些废水中成分包罗万象，包括最常见的有机物、重金属 离子和有害微生物等及相对少见的氰化物、各种农药残留、药物 残留等。很多实验室的下水道与居民的下水道相通，污染物通过 下水道形成交叉污染，最后流入河中或者渗入地下，其危害不可 估量。 1.2.2 废气 实验室产生的废气来源于试剂和样品的挥发物、实验分析过程 中间产物、泄漏和排空的标准气和载气、未燃尽的原子化蒸气等。 通常实验室中直接产生有毒、有害气体的实验都要求在通风橱内 进行，对通风不好的实验室，这些有毒、有害气体将直接危害实 验人员的健康安全。通过通风设备排放到外界的废气也直接污染 了环境空气。实验室废气包括酸雾、甲醛、苯系物、各种有机溶 剂等常见污染物和汞蒸汽、氯气、氨、氟化氢、二氧化硫、氮氧 化物、光气等刺激性气体。 1.2.3 固体废物 理化实验室产生的固体废物主要来源为多余样品、实验分析产 物、消耗或破损的实验用品（如玻璃器皿、纱布） 、残留或失效的 化学试剂等。这些固体废物成分复杂，涵盖各类化学污染物，尤 其是不少过期失效的化学试剂放射性废弃物，处理稍有不慎，很 容易导致严重的污染事故。 2 对实验室污染物的处理办法 理化实验室废弃物的排放应遵守我国环保的有关规定，遵守医 疗废弃物管理条例。 2.1 废气的处理 2.1.1 可能产生有害废气的操作都应在有通风装置的条件下进 行。 2.1.2 加热酸、碱溶液和有机物的硝化、分离等都应于通风橱 中进行。 2.1.3 原子光谱分析的原子化器部分产生的金属原子蒸气，必 须有专用抽风罩把原子蒸气抽出室外。 2.1.4 化验室排放少量废气，一般由通风装置直接排出至室外， 但排出口必须高于附近屋顶 3m。排放毒性大且量多的气体，可参 考工业处理办法：吸附、吸收、氧化、分解等进行预处理。 2.2 化验室的废水 化验室废液不能排入下水道，应根据污染物性质分类收集、存 放，分别集中处理。 废液应根据其化学特性选择合适的容器和存 放地点，通过密闭容器存放，不可混合贮存，容器标签必须标明 废物种类、贮存时间，定期处理。一般废液可通过酸碱中和、混 凝沉淀、次氯酸钠氧化处理后排放，有机溶剂废液应根据性质进 行回收。 2.2.1 含汞废液的处理 排放标准：废液中总汞的最高容许排放浓度（日均值）为 0.001mg/l(以 hg 计)。 处理方法：硫化物共沉淀法：先将含汞盐的废液的 ph 值调至 8-10，然后加入过量的 na2s，使其生成 hgs 沉淀。再加入 fes04(共沉淀剂)，与过量的 s2-生成 fes 沉淀，将悬浮在水中难 以沉淀的 hgs 微粒吸附共沉淀然后静置、分离，再经离心、过 滤，滤液的含汞量可降至 0.001mg/l 以下。 还原法：用铜屑、铁屑、锌粒、硼氢化钠等作还原剂，可以 直接回收金属汞。 2.2.2 含镉废液的处理 排放标准：废液中总镉的最高容许排放浓度（日均值）为 0.01mg/l(以 cd 计)。 氢氧化物沉淀法：在含镉的废液中投加石灰，调节 ph 值至 10.5 以上，充分搅拌后放置，使镉离子变为难溶的 cd(oh)2 沉淀分 离沉淀，用双硫腙分光光度法检测滤液中的 cd 离子后(降至 0.01mg/l 以下)，将滤液中和至 ph 值约为 7，然后排放。 离子交换法：利用 cd2+离子比水中其它离子与阳离子交换树 脂有更强的结合力，优先交换。 2.2.3 含铅废液的处理 排放标准：废液中总铅的最高容许排放浓度（日均值）为 0.1mg/l(以 pb 计)。 在废液中加入消石灰，调节至 ph 值大于 11，使废液中的铅生成 pb(oh)2 沉淀然后加入 al2(s04)3(凝聚剂)，将 ph 值降至 7-8， 则 pb(oh)2 与 al(oh)3 共沉淀，分离沉淀，达标后(降至 0.1mg/l 以下)，排放废液。 2.2.4 含砷废液的处理 排放标准：废液中总砷的最高容许排放浓度（日均值）为 0.1mg/l(以 as 计)。 在含砷废液中加入 fecl3，使 fe/as 达到 50，然后用消石灰将 废液的 ph 值控制在 8-10。利用新生氢氧化物和砷的化合物共沉淀 的吸附作用，除去废液中的砷。放置一夜，分离沉淀，达标后(降 至 0.1mg/l 以下)，排放废液。 2.2.5 含挥发酚废液的处理 排放标准：废液中挥发酚的最高容许排放浓度（日均值）为 0.5mg/l。 酚属剧毒类细胞原浆毒物，处理方法：低浓度的含酚废液可加 入次氯酸钠或漂白粉煮一下，使酚分解为二氧化碳和水。如果是 高浓度的含酚废液，可通过醋酸丁酯萃取，再加少量的氢氧化钠 溶液反萃取，经调节 ph 值后进行蒸馏回收处理后(降至 0.5mg/l 以下)的废液排放。 2.2.6 有机溶剂的处理 若废液量过多，有回收价值的应蒸馏回收使用。无回收价值的 小量废液可用水稀释排放。若废液量大，可用焚烧法进行处理。 不易燃的有机溶剂,可用废的、易燃的有机溶剂稀释后再焚烧。 2.2.7 综合废液处理 用酸、碱调节废液 ph 为 3-4、加入铁粉，搅拌 30min，然后用 碱调节 p h 为 9 左右，继续搅拌 10min，加入硫酸铝或碱式氯化铝 混凝剂、进行混凝沉淀，上清液可直接排放，沉淀于废渣方式处 理。 2.3 固体废弃物处理 固体可燃性废物分类收集、处理、一律及时焚烧。固体非可燃 性废物分类收集，可加漂白粉进行氯化消毒处理。满足消毒条件 后以深坑埋掉的方法为好。 2.4 放射性废弃物 一般实验室的放射性废弃物为中低水平放射性废弃物，将实验 过程中产生的放射性废物收集在专门的污物桶内，桶的外部标明 醒目的标志，根据放射性同位素的半衰期长短，分别采用贮存一 定时间使其衰变和化学沉淀浓缩或焚烧后掩埋处理。 2.4.1 放射性同位素的半衰期短(如：碘 131、磷 32 等)的废弃 物，用专门的容器密闭后，放置于专门的贮存室，放置十个半衰 期后排放或者焚烧处理。 2.4.2 放射性同位素的半衰期较长(如：铁 59、钻 60 等)的废 弃物，液体可用蒸发、离子交换、混凝剂共沉淀等方法浓缩，装 入容器集中埋于放射性废物坑内。 3 解决实验室污染的措施 各级实验室都需要进一步提高对实验室环境污染问题的认识， 不能回避，听之任之，而是应该根据本实验室工作的特点、重点， 积极探索，想方设法减少实验室污染。 3.1 建立实验室管理体系 建立实验室条块式管理体系，各级层层把关，全面对各级实验 室进行监督管理。 3.1.1 严格实验室审批制度 上级实验室根据下级实验室开展实验项目，从实验室布局、实 验设备、通风情况、人员设置等方面进行指导，对条件不具备的 实验室推迟审批或不审批。 3.1.2 严格实验室监督机制 在对实验室能力建设、质量管理的考核同时，将实验室环境污 染的防治措施纳入考核内容。 3.1.3 建立实验室环境管理体系 按照 iso14001 环境管理体系的理念和要求，全面考察实验分析 的各个方面，制定相应的程序文件，规范实验室环境行为，充分 贯彻 iso14001 一贯强调的污染预防和持续改进的基本要求，力争 减小每一个过程的环境影响，从而不断提升实验室管理水平。 3.1.4 建立实验室人员教育和保障机制 定期对实验人员进行实验室环保培训，增强他们的环保意识， 增加他们对实验室污染的预防和处理技术，并且定期对他们进行 体格检查，对实验室及其周边空气、水质、土壤进行监测。 3.2 提高认识，及时更新技术规范 国家标准部门应结合实验室的污染特点和防治途径，加强对标 准方法的研究，在保证实验精密度、准确度的前提下，及时更新 技术规范，尽可能采用无毒害、无污染或低毒性、低污染试剂。 3.3 本地资源共享 3.3.1 加强地区中心实验室的功能 许多部门都拥有各自小而全的实验室，既浪费了大量资源，又 不利于环境保护。应发挥地区中心实验室的作用，集中部分项目， 对社会开发。从而达到资源共享，相对降低实验室污染物的排放， 对污染相对大的实验室有利于集中治理。 3.3.2 各地实验室可以合作成立区域性的试剂调度网，选择一 部分危害大，用量少，易失效的试剂进入网络，实行实验室间资 源共享，尽量避免大批化学试剂失效，也可节约实验成本。 3.4 全面推行绿色化学、清洁实验 3.4.1 选择污染少的分析方法 在保证实验效果的前提下，用无毒害、无污染或低毒害、低污 染的试剂替代毒性较强的试剂，尽量用无毒、低毒试剂替代高毒 试剂。在一些特定实验要用到高毒性药品时，一定要用封闭的收 集桶收集废液。 学校在进行教育实验中，还要特别注意发挥教学多媒体的作用。 教学多媒体是知识经济的产物，它是信息社会的标志之一，在实 验教学中，计算机辅助教学模拟化学实验（仿真实验）是一种化 学试剂和仪器装置“零投入”和“废弃物零排放”的特殊实验方 式，它非常适合于演示实验。因为演示实验主要是用于培养学生 的观察能力和用于模仿而不是训练动手操作能力的。某些毒害较 大的化学实验也可以采用这种方式，从而可防止为了学习一点儿 知识而付出高昂的环境代价的作法。 3.4.2 改进实验条件，开展推广微型实验 在实验中改善实验装置，是有效防止有毒气体逸散、有毒液体 外溢的重要举措。一些商品化实验装置的产生可以大大减少实验 中化学试剂的用量。 微型实验是指在微型化的仪器装置中进行的实验，其试剂用量 是常规实验的数十分之一至千分之一。因此，