化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢物循環(huán)利用問題研究

任浚萁，任興全

（吉林醫(yī)藥學(xué)院，吉林 吉林市 132013）

隨著政府對(duì)教育的支持力度持續(xù)加大，我國(guó)高校在科研方面發(fā)展十分迅速，很多醫(yī)學(xué)院的招生數(shù)量越來越多，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室得到了極大的發(fā)展。隨著實(shí)驗(yàn)室不斷升級(jí)建設(shè)，其中出現(xiàn)的各種問題也日益凸顯，加上人員流動(dòng)較大，實(shí)驗(yàn)室存在的安全隱患也增大。在這種情況下，要加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全管理，做好廢物循環(huán)利用具有非常重要的意義[1]。從實(shí)際情況來看，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的物品存在一定的危險(xiǎn)性，如果處理不當(dāng)勢(shì)必會(huì)引發(fā)一系列的安全問題，加強(qiáng)化學(xué)廢棄物的安全管理對(duì)創(chuàng)建和諧、平安的校園至關(guān)重要。

1 實(shí)驗(yàn)室化學(xué)廢棄物管理的現(xiàn)狀

高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)一般包括大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)以及物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)等，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的化學(xué)廢棄物主要包括有機(jī)化學(xué)廢棄物和無機(jī)化學(xué)廢棄物、廢棄的化學(xué)反應(yīng)試樣、存放化學(xué)品的容器等。實(shí)驗(yàn)中涉及的化學(xué)品總量可能較小，但由于化學(xué)品的成分比較復(fù)雜，相當(dāng)一部分化學(xué)品是較強(qiáng)的易燃、易爆、高毒產(chǎn)品，如果不能做好安全管理，將會(huì)對(duì)環(huán)境帶來很大的危害，并且嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)室?guī)熒纳眢w健康。由于實(shí)驗(yàn)屬性的不同，實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢物（廢氣、廢液、廢渣）不同，廢物處理及循環(huán)利用的手段、途徑也各有差異。經(jīng)過處理，污染來源減少，而進(jìn)行循環(huán)利用可以節(jié)約、彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的不足，提高經(jīng)濟(jì)效益[2]。

1.1 實(shí)驗(yàn)室化學(xué)廢棄物管理現(xiàn)狀

從很多高校實(shí)驗(yàn)室化學(xué)廢棄物管理現(xiàn)狀來看，其主要存在以下兩個(gè)問題。

1.1.1 品種繁多

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)近千所本科高校中設(shè)有化學(xué)、化工類的科研實(shí)驗(yàn)室700多所，除此之外，還有設(shè)計(jì)化學(xué)品的生物類、醫(yī)學(xué)類、藥學(xué)類等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)北京大學(xué)、首都師范大學(xué)的化學(xué)教學(xué)統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，其使用到的化學(xué)試樣的種類是301種和187種。另外，高效承擔(dān)的不僅僅是教學(xué)工作，也有著重要的國(guó)家科研任務(wù)。高校的科技研究隨著時(shí)間的不同有著很大的差異，不同的項(xiàng)目或者不同的課題使用到的化學(xué)品可能存在很大的差異，這就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室使用的化學(xué)品種類繁多，并且不斷變化。和化工、化學(xué)相關(guān)的企業(yè)相比，高校實(shí)驗(yàn)室中化學(xué)品種類更加煩瑣，處理難度更大，安全隱患也更加重大。

1.1.2 數(shù)量巨大

以某高校為例進(jìn)行說明，假設(shè)一高校每年產(chǎn)生的空化學(xué)試劑瓶是8 t，產(chǎn)生的空瓶近3.5萬個(gè)，按每個(gè)瓶裝500 g試劑計(jì)算，此高校每年所使用的化學(xué)品試劑是17.5 t。由此看出，高校的化學(xué)空試劑瓶和廢液量數(shù)量都是龐大的，如果再加上實(shí)驗(yàn)中的廢氣，實(shí)驗(yàn)室的廢棄品數(shù)量將會(huì)十分驚人[3]。

1.2 化學(xué)廢棄物的安全管理現(xiàn)狀

在安全管理方面，很多高校實(shí)驗(yàn)室仍面臨不少問題。首先，開展專業(yè)化學(xué)廢棄物安全管理和處理的高校不足10%，大部分都是高校的保衛(wèi)處、設(shè)備處或者后勤管理部門負(fù)責(zé)監(jiān)管，缺乏專門人員，很少有高校設(shè)置專門的環(huán)保崗位，可見管理隊(duì)伍相對(duì)薄弱，管理強(qiáng)度亟待加強(qiáng)。其次，雖然一些高校在化學(xué)廢棄物排放上制定了一些規(guī)章制度，但是實(shí)際操作缺乏有效的監(jiān)管，廢棄物亂排亂放的現(xiàn)象依然嚴(yán)重，循環(huán)利用更是存在很大的不足[4]。另外，有些高校并沒有制定新的管理措施，執(zhí)行的還是多年前的實(shí)驗(yàn)室規(guī)定，其中并沒有明確說明實(shí)驗(yàn)廢棄物要集中收集處理、禁止倒入下水道等具體內(nèi)容，只是含糊說明“嚴(yán)格遵守國(guó)家環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定”等。最后，做好環(huán)保教育。高校對(duì)師生的環(huán)保教育做得相對(duì)欠缺，工作多浮于形式，并沒有以增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)為目的。

2 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢物循環(huán)利用應(yīng)注意的問題

在高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室日常管理中，要注重管理人員素質(zhì)的提升。

一是注重管理人員責(zé)任的落實(shí)，明確各自的權(quán)限和責(zé)任，將責(zé)任落到實(shí)處，落實(shí)到個(gè)人。要做到上頭有人抓，下頭有人管，同時(shí)與責(zé)任負(fù)責(zé)人簽訂管理責(zé)任書，落實(shí)“誰主管，誰負(fù)責(zé)”的原則，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取有效的對(duì)策。另外，可以進(jìn)行階段性考核，對(duì)達(dá)標(biāo)者進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)不合格的部門或人員進(jìn)行再培訓(xùn)和上崗教育，對(duì)于多次教育和培訓(xùn)仍不符合條件者，及時(shí)調(diào)換工作崗位，提升管理人員主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動(dòng)性。

二是探索實(shí)驗(yàn)室廢棄物最小化的路徑[5]。近些年，科研人員更加注重綠色化學(xué)，確?；瘜W(xué)試驗(yàn)產(chǎn)生少量廢棄物或不產(chǎn)生廢棄物，以從本質(zhì)上解決廢棄物污染問題。要鼓勵(lì)高?？蒲泄ぷ髡哌M(jìn)行無毒試驗(yàn)，通過先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模擬指導(dǎo)實(shí)際科研操作，改進(jìn)合成工藝，減少實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)廢棄物產(chǎn)生量。同時(shí)，要加強(qiáng)化學(xué)試劑的跟蹤管理，比如對(duì)試劑的購買、倉儲(chǔ)、使用量和最終去向做好明確的記錄，做好化學(xué)試劑的精細(xì)化管理，為以后的使用、參考和處理提供有效的依據(jù)。此外，完善化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理制度，根據(jù)實(shí)際使用情況，及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)室管理制度，確保各項(xiàng)工作的開展有制度可依，減少和杜絕在實(shí)驗(yàn)室中胡亂使用。最后，提升師生的環(huán)保意識(shí)，加大化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢物循環(huán)利用的力度。在可持續(xù)發(fā)展的背景下，高校應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢物的循環(huán)利用，這不僅符合當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，還有助于節(jié)約資源、提升大學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

3 關(guān)于化學(xué)廢棄物的管理實(shí)踐

3.1 普通有機(jī)化學(xué)試驗(yàn)廢液的處理

在一般的化學(xué)試驗(yàn)中，柱層析試驗(yàn)需要消耗大量化學(xué)試劑，通常每組試驗(yàn)需要消耗400 mL的4:1石油醚/丙酮洗脫劑，一個(gè)學(xué)期消耗的洗脫劑超過100 L。處理時(shí)，人們可以采用分液的方法。在試驗(yàn)結(jié)束后，很多學(xué)生會(huì)使用清水沖洗層析柱，造成洗脫劑中摻入部分水，其間可以利用無水硫酸鈉對(duì)洗脫劑進(jìn)行干燥處理，然后過濾，在常壓狀態(tài)下進(jìn)行蒸餾，收集58～90℃餾分，這些餾分不能直接應(yīng)用到之后的試驗(yàn)中，可以通過適當(dāng)調(diào)節(jié)來使用。研究發(fā)現(xiàn)，采用4:1的石油醚/丙酮展開劑和回收的餾分處理，在餾分中加入一定比例的石油醚，總體上可以達(dá)到正常使用效果。

不僅如此，在中級(jí)化學(xué)試驗(yàn)中，可以將石油醚、乙酸乙酯等進(jìn)行回收，這時(shí)洗脫劑的比例約為128 L/a，經(jīng)過比例調(diào)整，仍可以應(yīng)用到柱層析試驗(yàn)中。中級(jí)有機(jī)化學(xué)試驗(yàn)本身對(duì)產(chǎn)物的純度要求較高，試驗(yàn)后回收的洗脫劑不能在原試驗(yàn)中繼續(xù)使用。作為操作訓(xùn)練，柱層析試驗(yàn)對(duì)洗脫劑純度要求不高，可以充分利用其它試驗(yàn)回收的廢洗脫劑，有效降低洗脫劑的使用成本，減少原材料的浪費(fèi)。

3.2 三組分試驗(yàn)廢液的處理

在三組分試驗(yàn)中，操作人員主要通過萃取、分液、蒸餾等方法，將三種成分分離開來，這三種成分分別是苯胺、甲苯和苯甲酸。在進(jìn)行廢液處理時(shí)，可以設(shè)置三種回收瓶，對(duì)應(yīng)以上三種成本，在廢物收集時(shí)按照要求對(duì)苯胺、甲苯和苯甲酸進(jìn)行分類處理?；厥胀瓿珊?，對(duì)苯胺、甲苯和苯甲酸分別進(jìn)行處理，新配置的混合物可以在同類試驗(yàn)中重復(fù)利用。

3.3 7,7-二氯雙環(huán)[4.1.0]庚烷合成試驗(yàn)廢液的處理

在進(jìn)行7,7-二氯雙環(huán)[4.1.0]庚烷合成試驗(yàn)時(shí)，一般需要定量的石油醚，但是其回收存在一定的難度。在這種情況下，不需要將石油醚和三氯甲烷進(jìn)行分離，可以將這兩種溶液共同處理，處理后的混合試劑可以在試驗(yàn)中做提取物繼續(xù)使用[6]。

3.4 其他化學(xué)試驗(yàn)

在進(jìn)行無機(jī)化學(xué)試驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)生的廢物以廢液為主，如酸堿廢液、鉻化合物和銀化合物廢液，含汞、鋅、銅、鉛、錳等重金屬化合物廢液以及含砷或氰化物（極毒）廢液。這些廢液呈現(xiàn)弱酸性或弱堿性，可以加入適量的稀堿液或稀酸液與之中和，形成相對(duì)中性的液體，減少對(duì)環(huán)境的危害。

對(duì)于含有重金屬的廢棄液體，可以采用沉淀法，從而將其中的金屬離子沉淀，然后將沉淀物和液體分離。對(duì)于含銀的化合物，其中可以加入適量的氨水，待溶液變清后，再加入10%的葡萄糖液，然后在水中加熱，可以將銀析出，有效降低液體對(duì)環(huán)境的危害。對(duì)于含砷的液體，其中可以加入正三價(jià)的鐵溶液和石灰乳，實(shí)現(xiàn)砷化物的有效分離。

氰化物含有較大的毒性，其中可以加入適當(dāng)?shù)幕旌蠅A液，使得金屬離子產(chǎn)生沉淀并分離出來。另外，要調(diào)節(jié)濾液的pH值，控制在7±1，然后在濾液中加入適量的漂白粉，攪拌均勻后，保持室溫狀態(tài)10 h，從而達(dá)到分離效果。工業(yè)乙醇的蒸餾試驗(yàn)所得產(chǎn)物可以循環(huán)使用。在開展苯甲酸制備試驗(yàn)后，人們可以采用結(jié)晶法收集苯甲酸，以便循環(huán)使用。乙酸乙酯制備試驗(yàn)產(chǎn)生的乙酸乙酯純度較高，氣可以作為其他試驗(yàn)的原材料繼續(xù)使用[7]。

4 結(jié)語

隨著教育部對(duì)高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢物循環(huán)利用的重視，我國(guó)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢物管理水平得到很大提升，但是總體理念和循環(huán)利用效率和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在很大的差距。在以后化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢物管理和循環(huán)利用的過程中，高校應(yīng)逐步健全實(shí)驗(yàn)室廢物管理制度，按照國(guó)家法律法規(guī)的相關(guān)要求，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢物管理納入自身發(fā)展規(guī)劃。不僅如此，要大力宣傳實(shí)驗(yàn)室廢物循環(huán)利用的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理人員的安全教育和培訓(xùn)，不斷提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)室整體管理水平，促進(jìn)高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室健康發(fā)展。