試論高職院?；瘜W(xué)實驗室環(huán)境污染與防治策略

王秀芹，房 菲

(商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南商丘 476000)

高職院?；瘜W(xué)實驗室是大學(xué)生以及科教人員從事化學(xué)實驗、進(jìn)行科研活動的場所，是培養(yǎng)高技能應(yīng)用型人才和提高科教人員業(yè)務(wù)能力的主陣地，每天都有大批師生在做各種化學(xué)實驗。因此，就要涉及到大量化學(xué)藥品的應(yīng)用，涉及到實驗過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而排出的廢液、產(chǎn)生的有害氣體和固體廢棄物的問題。實驗室的污染，雖然在數(shù)量與強度方面不及排污的工業(yè)企業(yè)單位，但全國有上千所的高職院校的化學(xué)實驗室，由于實驗長年累月地進(jìn)行，累積的污染非常嚴(yán)重。如果不采取有效的防治措施，勢必會影響實驗室的教學(xué)和工作環(huán)境，損害實驗室科教人員和學(xué)生的身體健康，也會給社會環(huán)境造成嚴(yán)重危害。另外，化學(xué)實驗與工業(yè)生產(chǎn)的固定生產(chǎn)方式不同，學(xué)生化學(xué)實驗所用化學(xué)試劑變化多，種類多，毒性強。排放的廢棄物成分相當(dāng)復(fù)雜，累積效應(yīng)不可忽視。隨著高職院校的擴(kuò)建和擴(kuò)招，實驗活動的成倍增多，如不及時采取應(yīng)對措施，其后果將不堪設(shè)想。以下就高職院?；瘜W(xué)實驗室的環(huán)境污染及防治對策提出一些淺顯的看法。

1 化學(xué)實驗室環(huán)境污染及危害

1.1 廢氣的污染及危害

實驗室產(chǎn)生的廢氣有含硫化合物、含氮化合物、碳氧化物和碳?xì)浠衔?、鹵素化合物以及試劑的揮發(fā)物等。如果直接釋放到大氣中，廢氣中的二氧化硫、氮氧化物在空氣中會形酸雨。含氟含氯氣體會破壞大氣臭氧層，氨氮化合物和碳化氫經(jīng)過太陽光紫外線照射能生成一種有毒的化學(xué)煙霧。CO2、CH4等氣體會引起溫室效應(yīng)。甲醛和亞硝酸鹽等都可致癌，甲醛還會導(dǎo)致胎兒畸形，苯系物可引起人的中樞神經(jīng)麻醉。CO、H2S、溴蒸氣均為窒息性氣體。汞蒸氣會引起人體消化道、口腔、腎、肝臟等損害，導(dǎo)致人中毒死亡。

1.2 廢液的污染及危害

實驗室產(chǎn)生的廢液包括多余的液體樣品、做標(biāo)準(zhǔn)曲線用的標(biāo)準(zhǔn)液、實驗后殘液以及失效的儲藏液、洗液和大量的洗滌用水。這些廢液中成分包羅萬象，包含有大量的重金屬離子、帶腐蝕性的強酸堿，各種有機(jī)物以及氮、磷和少量氰化物、各種農(nóng)藥、藥物殘液等，毒性較大。如果直接排放，廢液中的酸堿會使水中的pH值發(fā)生變化，破壞自然緩沖作用，消滅或抑制微生物生長，阻礙水體凈化，同時大大增加水中的無機(jī)鹽和水的硬度。廢液中的有機(jī)物進(jìn)入水體，會使水中微生物快速繁殖，使水體缺氧，引起有機(jī)物發(fā)酵分解放出CH4、H2S等惡臭有毒氣體。廢液中的重金屬、各種農(nóng)藥進(jìn)入水體后，不僅對生命活動有直接的毒害作用，還可以通過生物富集作用在人體內(nèi)大量濃縮，危害人體健康。特別是金屬汞毒性最大，室溫即可揮發(fā)，致毒作用極強。進(jìn)入水體后還能夠經(jīng)過微生物的作用轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基汞，威脅人的生命。含有氮、磷的廢水大量進(jìn)入水體后，會使水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象，造成藻類大量繁殖，使水中缺氧，導(dǎo)致魚類死亡，不但影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，而且會使水中含有亞硝酸鹽等致癌物質(zhì)，嚴(yán)重影響人畜的飲水安全。氰化物是劇毒物質(zhì)，人只要口服0.3～0.5 mg就會致死。

1.3 固體廢棄物的污染及危害

實驗室產(chǎn)生的固體廢棄物包括多余樣品、反應(yīng)生成的固體產(chǎn)物、消耗或破損的實驗用品(如玻璃器皿、紗布)、殘留或失效的化學(xué)試劑、廢棄的試劑瓶等。這些固體廢棄物成分復(fù)雜，濃度高。若隨意丟棄在垃圾堆中，其中的有害組分很容易經(jīng)過雨雪淋溶、地表徑流的侵蝕，滲入土壤，導(dǎo)致土壤和地下水污染。這些固體廢棄物還會隨天然降水，直接進(jìn)入水體，使地面水污染。然后通過農(nóng)作物、地面水或地下水對人體產(chǎn)生危害。

1.4 放射性污染與危害

化學(xué)實驗室的放射性廢物包括固體放射性廢物、放射性標(biāo)準(zhǔn)溶液、實驗剩余的放射性溶液和高濃度的容器刷洗液，這些放射性廢棄物產(chǎn)生的電離輻射能殺死生物體細(xì)胞，妨礙正常細(xì)胞分裂和再生，并且引起細(xì)胞內(nèi)遺傳信息突變。受輻射的人在數(shù)年或數(shù)十年后可能出現(xiàn)白血病、惡性腫瘤、白內(nèi)障、生長發(fā)育遲緩、生育力降低等遠(yuǎn)期軀體效應(yīng)。

2 造成化學(xué)實驗室環(huán)境污染的主要原因

2.1 認(rèn)識不到位

目前對于化學(xué)實驗室污染問題的嚴(yán)重性，以及防治的意義，許多人還存在認(rèn)識不足的問題。對化學(xué)實驗室缺乏科學(xué)的管理，在藥品的管理，學(xué)生實驗管理上有很大漏洞，如一次性采購過多的實驗藥品、實驗中超量取用藥品等。致使實驗室每年都會產(chǎn)生大量的過期試劑和廢棄物，實驗室管理部門對這些試劑和廢棄物的管理既沒有提出要求，也不為處理這些東西提供支持。部分實驗管理人員和實驗教師的環(huán)境意識還十分薄弱，甚至認(rèn)為實驗室產(chǎn)生的這點污染對環(huán)境來說算不了什么，完全是小題大作。在這些錯誤觀念下，許多實驗室出現(xiàn)把化學(xué)廢物直接倒入下水道、土埋;氣體廢物直接用通風(fēng)櫥排入大氣等隨意排放化學(xué)廢物的現(xiàn)象。而許多學(xué)生在實驗中更是沒有相關(guān)的環(huán)保意識，操作中違規(guī)的現(xiàn)象普遍存在，亂倒廢液，亂丟雜物。這是造成化學(xué)實驗室污染的主要原因之一。

2.2 實驗設(shè)計不合理

包括實驗教材的編寫、實驗內(nèi)容的設(shè)計、實驗過程的安排及實驗計劃等等不盡合理，造成導(dǎo)致污染的可能。在這種情況下只要做實驗，就會帶來污染。一些高職院校使用的一些化學(xué)實驗教材，內(nèi)容陳舊，所做實驗沒有創(chuàng)新。實驗內(nèi)容中只要求學(xué)生懂得實驗?zāi)康?、實驗步驟和實驗結(jié)果，對于實驗可能帶來的環(huán)境污染以及如何防治則只字未提，缺乏人文關(guān)懷和環(huán)保意識，這也會造成化學(xué)實驗室的嚴(yán)重污染。

2.3 投入不足

各部門對化學(xué)實驗室的經(jīng)費預(yù)算，通常只是對實驗室儀器設(shè)備、實驗試劑、實驗室裝修等進(jìn)行預(yù)算，而缺乏對實驗室控制污染的投入預(yù)算。所以，導(dǎo)致化學(xué)實驗室治污資金短缺。對化學(xué)實驗產(chǎn)生的廢物束手無策。

2.4 環(huán)保工業(yè)發(fā)展相對落后

我國環(huán)保工業(yè)發(fā)展滯后是造成化學(xué)實驗室廢棄物隨意排放的一個原因。因為建專門的處理工廠需要巨大投資，再加上處理費用也很高，想處理找不到廠家或無力承擔(dān)高昂處理費用的情況普遍存在。

2.5 缺少化學(xué)實驗室污染控制的法規(guī)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

國家目前還沒有專門針對實驗室污染控制方面的法規(guī)和條例，也沒有有關(guān)實驗室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)出臺。

3 化學(xué)實驗室環(huán)境污染的防治策略

3.1 提高環(huán)保意識

實驗綠色化是化學(xué)實驗教學(xué)發(fā)展的必然趨勢，是化學(xué)教育工作者面臨的重要課題。作為化學(xué)教師要不斷提高環(huán)保意識，在教給學(xué)生知識和技能的同時，還要傳授給學(xué)生保護(hù)環(huán)境防治污染的思想，促使學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。提高思想認(rèn)識，是保護(hù)環(huán)境、消除或減輕實驗污染的前提條件。

3.2 建立科學(xué)的實驗室管理辦法和崗位責(zé)任制度

只有在思想上高度重視實驗室污染帶來的嚴(yán)重后果，實驗人員才會在實驗過程中遵守規(guī)則，認(rèn)真操作。實驗室要建立各級環(huán)境管理辦法和制度，同時實行環(huán)境保護(hù)責(zé)任制，貫徹“誰污染誰治理”的原則，以減輕實驗室污染。

3.3 推行環(huán)保、綠色、清潔實驗

①對于實驗項目的設(shè)計與選取時，應(yīng)考慮到環(huán)境污染的問題，盡可能的采用“綠色化學(xué)”、“清潔實驗”，并降低各種原材料的消耗。在保證實驗效果的前提下，提倡實驗室采用無毒、無害或者低毒、低害的試劑、盡可能減少危險化學(xué)品和生物制品的使用。

②開展微量、半微量實驗，減少污染物排放。微型化學(xué)實驗具有減少污染、節(jié)約經(jīng)費(其試劑用量為常規(guī)實驗的1% ～10%)、縮短實驗時間(大約為常規(guī)實驗的40%)，同時也降低了水、電能源的消耗。微型實驗的開設(shè)對毒性大、藥品貴、耗量大、污染嚴(yán)重、操作復(fù)雜的化學(xué)實驗尤為必要。開展微型化學(xué)實驗有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，增強環(huán)保意識，取得良好的環(huán)境效應(yīng)。

③開展系列化、開放性的實驗，回收利用實驗產(chǎn)物。建立系列化實驗，可解決實驗后廢棄物的處理這一問題。“系列化”即:上一實驗的生成物是下一實驗的反應(yīng)物。這樣做有可能節(jié)能、節(jié)省藥品，減少污染。

④加強各種實驗材料的管理體制。對單項實驗進(jìn)行定額核算，特別是危險化學(xué)品更要建立管理檔案，領(lǐng)多少，何時用多少，剩多少，都要有詳實的記錄。

⑤發(fā)揮教學(xué)多媒體的作用，教學(xué)多媒體是知識經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)物，它是信息社會的標(biāo)志之一。在實驗教學(xué)中，計算機(jī)輔助教學(xué)模擬化學(xué)實驗(仿真實驗)是一種化學(xué)試劑和儀器裝置“零投入”和“廢棄物零排放”的特殊實驗方式，特別是某些毒害較大的化學(xué)實驗可以采用這種方式，從而可防止為了學(xué)習(xí)一點兒知識而付出高昂的環(huán)境代價的作法。利用教學(xué)錄像，是減少重復(fù)污染的有效途徑。

3.4 做好預(yù)防措施妥善處理實驗后廢棄物

化學(xué)實驗室廢棄物的處理應(yīng)根據(jù)“變廢為寶、化害為利、分別處理”的原則，首先考慮回收利用，然后根據(jù)廢棄物的性質(zhì)，分別采用可行的物理、化學(xué)或生物方法進(jìn)行處理。實驗室內(nèi)應(yīng)設(shè)有廢酸、廢堿桶和多種廢液回收瓶，嚴(yán)格要求分類回收，妥善保存，達(dá)到一定數(shù)量后集中處理。

廢氣:少量的有毒廢氣可通過通風(fēng)櫥或通風(fēng)管道經(jīng)空氣稀釋后排放。大量的有毒有害及腐蝕性廢氣，必須經(jīng)過適宜的液體吸收劑吸收、氧化或分解等方法處理后才能排放。

廢液:不含有毒離子的廢酸廢堿液。達(dá)到一定數(shù)量時，相互中和，調(diào)節(jié)pH值到中性左右排放。汞和含汞廢液:如不慎打破溫度計應(yīng)及時撒上硫黃粉，再清掃干凈。對廢汞鹽可以用碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值為8～10后，加入過量的硫化鈉生成硫化汞沉淀。再加入硫酸亞鐵，使過量的硫離子與正二價鐵離子生成硫化亞鐵沉淀。分離沉淀，殘渣用焙燒法來回收汞或制成汞鹽。

含氰廢液:加堿使廢液處于pH值在10以上，再加入次氯酸鈉攪拌后，靜止12 h以上使氰化物被氧化分解。

含有機(jī)溶劑廢液:能回收的有機(jī)溶劑應(yīng)定期蒸餾回收(整個回收過程必須在通風(fēng)櫥中進(jìn)行)，不能回收的有機(jī)溶劑應(yīng)進(jìn)行無害化處理。

放射性廢液:應(yīng)根據(jù)放射性同位素的半衰期長短。分別采用不同的處理方法。對半衰期較短的可直接在專門容器中封裝儲藏十個半衰期然后稀釋排放，對半衰期長的可使用共沉淀、離子交換、蒸發(fā)等方法濃縮后裝入專門容器儲存或經(jīng)固化后埋藏，使其自然衰變。

廢渣:盡可能回收利用，無法回收利用的有毒廢渣要與水泥混合凝固后遠(yuǎn)離生活區(qū)深埋或用焚燒法處理。

總之，隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)境污染也在加劇，特別是發(fā)展中國家。環(huán)境污染問題越來越成為世界各個國家共同關(guān)注的問題。我們要從小做起，加強化學(xué)實驗室的環(huán)境監(jiān)管，健全管理制度，防止實驗室污染危害環(huán)境，損害人體健康。相信經(jīng)過我們大家的不懈努力。環(huán)境污染問題必將得到一定的改善。

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