原位處理在環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室廢液中的應(yīng)用

匡海艷　張凱　楊永安　唐紅軍　余全智　匡延松

摘要：指出了實(shí)驗(yàn)室在為環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供重要技術(shù)支撐的同時(shí)，其廢液也存在污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室廢液的特點(diǎn)，將其分為無(wú)機(jī)廢液類(lèi)和有機(jī)廢液類(lèi)，并借鑒日本的原位處理，探討了環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室若干種常見(jiàn)廢液的原位處理方法，針對(duì)原位處理方法在實(shí)驗(yàn)室廢液處理過(guò)程中存在的問(wèn)題提出了解決方法。最后，點(diǎn)明了以原位處理方法為主，非原位處理方法為輔，將成為環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室廢液處理的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室廢液；原位處理；環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：X327

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2017）20010905

1引言

近年來(lái)，隨著環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)的不斷拓寬，實(shí)驗(yàn)室規(guī)模也在不斷擴(kuò)大[1～3]。實(shí)驗(yàn)室一方面在為環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供了重要的技術(shù)支撐，另一方面，頻繁的實(shí)驗(yàn)和繁多的分析項(xiàng)目產(chǎn)生了不少的實(shí)驗(yàn)室廢液。實(shí)驗(yàn)室廢液具有種類(lèi)繁多、水量較少、濃度較高、第一類(lèi)污染物數(shù)量較多的特點(diǎn)，若處理不當(dāng)，將會(huì)污染下游水質(zhì)和實(shí)驗(yàn)室周?chē)寥?，損害周?chē)用竦娜梭w健康[4，5]。早在2004年，原國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局辦公廳發(fā)出關(guān)于加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室類(lèi)污染環(huán)境監(jiān)管的通知（環(huán)辦﹝2004﹞15號(hào)），要求自2005年1月1日起正式將科研、監(jiān)測(cè)（檢測(cè)）、試驗(yàn)等單位實(shí)驗(yàn)室、化驗(yàn)室、試驗(yàn)場(chǎng)按照污染源進(jìn)行管理。

“原位處理”出自日本的《廢棄物管理和清掃法》，原位處理是指要盡量在廢棄物產(chǎn)生的源頭就近對(duì)其進(jìn)行處理[6]。各個(gè)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)廢液的組成和性質(zhì)，由實(shí)驗(yàn)人員采用簡(jiǎn)單易行的方法對(duì)其進(jìn)行處置，這種基于排放者責(zé)任原則的處置方法，能有效地將環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)局限于小范圍[7]。筆者參照一些已應(yīng)用于工業(yè)污染治理較為成熟的技術(shù)，提出了環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室若干種常見(jiàn)廢液的原位處理方法，以供環(huán)境監(jiān)測(cè)分析人員在實(shí)際工作中參考。

2實(shí)驗(yàn)室廢液的分類(lèi)

為了便于實(shí)驗(yàn)者對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢液進(jìn)行原位處理，需要對(duì)其進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)[8]。環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室廢液可分為無(wú)機(jī)廢液類(lèi)和有機(jī)廢液類(lèi)兩大類(lèi)，每一大類(lèi)又可細(xì)分為若干小類(lèi)。

2.1無(wú)機(jī)廢液類(lèi)

無(wú)機(jī)廢液類(lèi)可分為含酸無(wú)機(jī)廢液、含堿無(wú)機(jī)廢液和含其它鹽類(lèi)無(wú)機(jī)廢液。含酸無(wú)機(jī)廢液指實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的含有任一類(lèi)之鹽酸、硝酸、硫酸以及含重金屬鉻、鎳、銅、鋅、鉛、鎘、鐵、錳等及其化合物的無(wú)機(jī)酸性廢液。含堿無(wú)機(jī)廢液指實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的含有任一類(lèi)之氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、氰化物、砷化物以及含重金屬鈣、鎂等及其化合物的無(wú)機(jī)堿性廢液。

2.2有機(jī)廢液類(lèi)

有機(jī)廢液類(lèi)可分為含鹵素類(lèi)有機(jī)廢液、非鹵素類(lèi)有機(jī)廢液和油脂類(lèi)有機(jī)廢液。鹵素類(lèi)有機(jī)廢液是指由實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的含有脂肪族鹵素類(lèi)化合物（如甲烷氯代物）和含芳香族鹵素類(lèi)化合物（如苯甲酰氯、氯苯等）的廢棄溶劑。非鹵素類(lèi)有機(jī)廢液是指由實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的不含脂肪族鹵素類(lèi)化合物或芳香族鹵素類(lèi)化合物的廢棄溶劑，如二硫化碳、苯系物。油脂類(lèi)有機(jī)廢液是指由實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢棄油脂，如潤(rùn)滑油、燈油等。實(shí)驗(yàn)室廢液簡(jiǎn)易鑒定分類(lèi)見(jiàn)圖1。

3實(shí)驗(yàn)室廢液處理的基本原則

3.1原位處理

由于環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室廢液種類(lèi)繁多，混合后可能會(huì)產(chǎn)生燃燒或爆炸事故；若通過(guò)下水道直接排放，則不僅有可能腐蝕下水道管路，還有可能污染下游水質(zhì)和土壤，給周?chē)用駧?lái)新的環(huán)境問(wèn)題[9]，故應(yīng)盡可能地在發(fā)生源對(duì)廢液進(jìn)行原位處理。

3.2排放濃度

選擇原位處理的方法不僅要簡(jiǎn)單易操作，還要處理效率高，盡可能地降低實(shí)驗(yàn)室廢液的污染性或盡可能地使其被綜合利用。進(jìn)行原位處理后的實(shí)驗(yàn)室廢液排入環(huán)境前需檢測(cè)其濃度，排放濃度需達(dá)到環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定。根據(jù)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996），第一類(lèi)污染物最高允許排放濃度見(jiàn)表1。

4實(shí)驗(yàn)室若干種常見(jiàn)廢液的原位處理方法

4.1無(wú)機(jī)廢液類(lèi)

4.1.1含氰化物廢液的原位處理

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需定期對(duì)轄區(qū)內(nèi)的地表水、生活污水和工業(yè)廢水中的氰化物進(jìn)行測(cè)定，大多實(shí)驗(yàn)室目前采用異煙酸-吡唑啉酮分光光度法（HJ 484-2009）來(lái)測(cè)定水質(zhì)中的氰化物，此方法制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)時(shí)需配制氰化鉀貯備溶液、標(biāo)準(zhǔn)中間溶液和標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，實(shí)驗(yàn)后的含氰化物廢液有劇毒[10]，應(yīng)暫存在指定的“含氰化物廢液”的廢液缸中，實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)后應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行原位處理。含氰化物廢液切記不可與酸誤混，否則易生成氰化氫氣體，造成HCN中毒[11]。此類(lèi)廢液的原位處理方法見(jiàn)圖2。

4.1.2含鉻廢液的原位處理

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需定期對(duì)轄區(qū)內(nèi)的地表水和工業(yè)廢水中的總鉻和六價(jià)鉻進(jìn)行測(cè)定，總鉻多采用高錳酸鉀氧化-二苯碳酰二肼分光光度法（GB 7466-1987），六價(jià)鉻多采用二苯碳酰二肼分光光度法（GB 7467-1987），此二種測(cè)定方法中均需使用重鉻酸鉀，試驗(yàn)后的廢液中含有的六價(jià)鉻為第一類(lèi)污染物，應(yīng)暫存在指定的“含六價(jià)鉻廢液”的廢液缸中，由實(shí)驗(yàn)人員盡快對(duì)其進(jìn)行原位處理，此類(lèi)廢液的原位處理方法見(jiàn)圖3。此外，實(shí)驗(yàn)室常用來(lái)洗滌器皿的鉻酸洗液經(jīng)多次使用后，顏色由紅褐色變?yōu)楹诰G色，說(shuō)明無(wú)氧化洗滌能力，此類(lèi)廢液可在原位進(jìn)行回收處理，見(jiàn)圖4。

4.1.3含砷廢液的原位處理

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需定期對(duì)轄區(qū)內(nèi)的地表水、地下水、生活污水和工業(yè)廢水以及土壤中的砷進(jìn)行測(cè)定，水質(zhì)中的砷多采用原子熒光法（HJ 694-2014），土壤中的砷多采用微波消解/原子熒光法（HJ 680-2013），此二種測(cè)定方法中均需使用砷標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，試驗(yàn)后的廢液中含有的砷為第一類(lèi)污染物，應(yīng)暫存在指定的“含砷廢液”的廢液缸中，由實(shí)驗(yàn)人員盡快對(duì)其進(jìn)行原位處理，此類(lèi)廢液的原位處理方法見(jiàn)圖5。

4.1.4含銅鋅鉛鎘混合廢液的原位處理

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需定期對(duì)轄區(qū)內(nèi)的地表水、地下水和廢水中的銅鋅鉛鎘進(jìn)行測(cè)定，實(shí)驗(yàn)室多采用原子吸收分光光度法（GB 7475-1987），該方法需使用金屬標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液和混合標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，試驗(yàn)后的廢液中含有的銅鋅鉛鎘重金屬離子，其中鉛和鎘為第一類(lèi)污染物。較高濃度的含銅廢水跟癌癥的形成有著直接的關(guān)系[14]。此類(lèi)金屬混合廢液應(yīng)暫存在指定的“含銅鋅鉛鎘廢液”的廢液缸中，由實(shí)驗(yàn)人員盡快對(duì)其進(jìn)行原位處理。含銅鋅鉛鎘廢液的原位處理方法見(jiàn)圖6。endprint

4.1.5含鎳廢液的原位處理

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需定期對(duì)轄區(qū)內(nèi)的地表水和工業(yè)廢水中的鎳進(jìn)行測(cè)定，地表水多采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（GB/T 5750.6-2006（1.4）），工業(yè)廢水多采用火焰原子吸收分光光度法（GB11912-1989），后者需要使用鎳標(biāo)準(zhǔn)貯備液和標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的濃度范圍0.2～5.0 mg/L，且實(shí)驗(yàn)對(duì)象廢水樣中鎳的濃度較高，尤其鍍鎳工藝產(chǎn)生的廢水中，鎳濃度較高，鎳為第一類(lèi)污染物，試驗(yàn)后的含鎳廢水若直接排放，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，損害人體健康[15]。此類(lèi)廢液應(yīng)暫存在指定的“含鎳廢液”的廢液缸中，由實(shí)驗(yàn)人員盡快對(duì)其進(jìn)行原位處理。含鎳廢液的原位處理方法見(jiàn)圖7。

4.1.6綜合廢液的原位處理

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需定期對(duì)轄區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)廢水和生活污水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)采樣規(guī)范，采取的水樣量常常大于實(shí)驗(yàn)室分析項(xiàng)目的樣品量[16]，完成實(shí)驗(yàn)室分析后的剩余廢水水樣因含有較多有毒有害物質(zhì)[17]，特別是未經(jīng)處理的原水水樣或污水處理設(shè)施進(jìn)口的水樣，此類(lèi)水樣中較多的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目不達(dá)標(biāo)，應(yīng)暫存在指定的“綜合廢液”的廢液缸中，實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)后應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行原位處理。此類(lèi)廢液的原位處理方法見(jiàn)圖8。

4.1.7無(wú)機(jī)酸類(lèi)/堿類(lèi)廢液的原位處理

實(shí)驗(yàn)室中的無(wú)機(jī)酸類(lèi)廢液和無(wú)機(jī)堿類(lèi)廢液可用中和法原位處理，如常用濃度1∶9或1∶4的硝酸洗滌液來(lái)侵泡清洗測(cè)定重金屬的器皿，新鮮配制的硝酸洗滌液是無(wú)色透明的，當(dāng)洗滌液顏色變?yōu)辄S色且有沉淀物出現(xiàn)時(shí)，需要更換重新配制。廢硝酸洗滌液可倒入適當(dāng)過(guò)量的碳酸鈉或消石灰中，也可用廢氫氧化鈉-高錳酸鉀洗滌液中和處理。中和后測(cè)定廢液的pH值在7左右時(shí)，可直接排放，同時(shí)用大量自來(lái)水沖洗。

4.2有機(jī)廢液類(lèi)

4.2.1含三氯甲烷廢液的原位處理

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需定期對(duì)轄區(qū)內(nèi)的飲用水、地表水、生活污水和工業(yè)廢水中的陰離子表面活性劑和揮發(fā)酚進(jìn)行測(cè)定，陰離子表面活性劑大多實(shí)驗(yàn)室目前采用亞甲藍(lán)分光光度法（GB7494-1987），揮發(fā)酚多采用4-氨基安替比林分光光度法（HJ 503-2009），此二種方法均需用三氯甲烷（氯仿）進(jìn)行萃取洗滌，實(shí)驗(yàn)后的含氯仿廢液有麻醉性和致癌性，應(yīng)暫存在指定的“含氯仿廢液”的廢液缸中，實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)后應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行原位回收處理，并在整個(gè)回收過(guò)程中應(yīng)佩戴防毒面具且在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。此類(lèi)廢液的原位處理方法見(jiàn)圖9。

4.2.2含乙醚廢液的原位處理

在4.2.1中，4-氨基安替比林分光光度法（HJ 503-2009）測(cè)定揮發(fā)酚，需用乙醚來(lái)消除甲醛、亞硫酸鹽等有機(jī)或無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)，其原理為乙醚在酸性條件下萃取酚，然后加入堿進(jìn)行反萃取，此時(shí)水相主要為酚和堿，有機(jī)相主要為乙醚。此乙醚純度較高，可進(jìn)一步提純后供實(shí)驗(yàn)室重復(fù)使用，應(yīng)暫存在指定的“含乙醚廢液”的廢液缸中，實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)后應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行原位處理。乙醚為低沸點(diǎn)、易燃和具麻醉作用的有機(jī)溶劑，故整個(gè)操作過(guò)程周?chē)鷳?yīng)無(wú)明火，且在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。含乙醚廢液的原位處理方法見(jiàn)圖10。

4.2.3含四氯化碳廢液的原位處理

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需定期對(duì)轄區(qū)內(nèi)的地表水、地下水、生活污水和工業(yè)廢水中的石油類(lèi)和動(dòng)植物油類(lèi)進(jìn)行測(cè)定，大多實(shí)驗(yàn)室目前采用紅外分光光度法（HJ 637-2012），該方法需使用四氯化碳作為萃取劑，實(shí)驗(yàn)后的含四氯化碳廢液毒性較大，應(yīng)暫存在指定的“含四氯化碳廢液”的廢液缸中，實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)后應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行原位處理。整個(gè)操作過(guò)程應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。此類(lèi)廢液的原位處理方法見(jiàn)圖11。

5原位處理實(shí)驗(yàn)室廢液存在的問(wèn)題和解決方向

5.1存在的問(wèn)題

5.1.1原位處理方法不能處理所有的實(shí)驗(yàn)室廢液

原位處理實(shí)驗(yàn)室廢液采用簡(jiǎn)單易操作的實(shí)驗(yàn)手段，不僅在源頭對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢液進(jìn)行了有效地控制，還可以大大節(jié)省處理費(fèi)用、處理時(shí)間以及人力和物力，但有些實(shí)驗(yàn)室廢液不具備原位處理的條件，例如測(cè)定環(huán)境空氣中的苯系物常采用活性炭吸附/二硫化碳解吸—?dú)庀嗌V法（HJ 584-2010），該方法中需使用二硫化碳解吸樣品，二硫化碳用量少，且廢二硫化碳中含有苯系物，組分復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)室不具備原位處理的裝置，可將含二硫化碳廢液用專(zhuān)用容器單獨(dú)收集，妥善暫存，儲(chǔ)存到一定量時(shí)委托有資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)公司處理。

5.1.2實(shí)驗(yàn)室要有專(zhuān)用的排水系統(tǒng)并需監(jiān)測(cè)排口水質(zhì)

目前大多數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室無(wú)獨(dú)立的排水系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)廢水和生活污水混排進(jìn)入城市污水管網(wǎng)，存在少數(shù)實(shí)驗(yàn)人員圖省事將未經(jīng)處理的實(shí)驗(yàn)廢液直接排放，造成污染環(huán)境的嚴(yán)重后果。為了便于監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室廢水排放情況，有必要建立實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)用排水管道，并在總排口處安裝水質(zhì)在線(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備。

5.2解決問(wèn)題的方向

5.2.1實(shí)驗(yàn)室廢液處理要建立完備的規(guī)章制度

實(shí)驗(yàn)室廢液的規(guī)范化和高效化處理，還依賴(lài)于完備的規(guī)章制度。環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)，制定實(shí)驗(yàn)室廢液管理和處理規(guī)章制度及實(shí)施細(xì)則，通過(guò)規(guī)章制度的約束，使實(shí)驗(yàn)室廢液處理能夠有效地開(kāi)展。

5.2.2提高環(huán)保認(rèn)識(shí)、加強(qiáng)監(jiān)管

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室廢液對(duì)環(huán)境污染方面的宣傳教育，組織實(shí)驗(yàn)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)制度和規(guī)定。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室廢液管理制度，加強(qiáng)監(jiān)管，將實(shí)驗(yàn)室廢液管理納入日常管理工作，改變實(shí)驗(yàn)人員在分析工作中“重實(shí)驗(yàn)質(zhì)量、輕廢液管理”的觀(guān)念。

5.2.3加強(qiáng)試劑回收利用、推行綠色清潔實(shí)驗(yàn)

試劑回收利用，是一項(xiàng)減少環(huán)境污染和節(jié)省費(fèi)用支出的雙贏舉措。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)沒(méi)有參與化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)溶劑，如三氯甲烷、四氯化碳等，應(yīng)加以回收利用。要鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)人員尋找新回收技術(shù)，以提高廢液回收率。此外，在保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量前提下，盡量選擇用低毒、少污染的試劑和實(shí)驗(yàn)方法，并優(yōu)先使用先進(jìn)的分析儀器，減少試劑用量。endprint

6結(jié)語(yǔ)

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為環(huán)境保護(hù)的重要技術(shù)支撐部門(mén)，其在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室廢液也存在污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。鑒于目前大多數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室廢液處理現(xiàn)狀，本文提出了一種基于排放者責(zé)任的原位處理方法，采用簡(jiǎn)單易操作的實(shí)驗(yàn)裝置在源頭對(duì)實(shí)驗(yàn)室大多數(shù)的無(wú)機(jī)廢液和有機(jī)廢液進(jìn)行有效處理或回收，但是對(duì)于少數(shù)的實(shí)驗(yàn)室廢液，原位處理方法并不適用。以原位處理方法為主，非原位處理方法為輔，將成為環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室廢液處理的方向。

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In|situ Treatment for Laboratory Waste Liquid of Environmental Monitoring Systems

Kuang Haiyan1， Zhang Kai1， Yang Yongan1， Tang Hongjun1， Yu Quanzhi1 ，Kuang Yansong2

（1. Suining Environmental Monitoring Center， Suining， Sichuan， 629000， China；

2. Biomedical Analysis and Testing Center of Third Military Medical University， Chongqing， 400030， China）

Abstract： The laboratory provides important technical support for environmental monitoring systems.At the same time， the laboratory waste liquid is a risk of environmental pollution. Based on the characteristics of laboratory waste liquid in environmental monitoring systems， it can be divided into inorganic waste and organic waste. Draws on the in-situ treatment of Japan， this paper discussed the in-situ treatment method for several kinds common laboratory waste liquid in environmental monitoring systems. The problems of in-situ treatment method in laboratory liquid waste processing are indicated and how to deal with these problems is illustrated. Finally， in-situ treatment mainly and ex-situ treatmentsupplemented will became the direction of laboratory waste liquid in environmental monitoring systems.

Key words： laboratory waste liquid； in-situ treatment； environmental monitoring systemsendprint