化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢物處理的意識調(diào)研和對策

徐烜峰，　王能東，　呂明泉，　高　楊

(北京大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院，北京 100871)

0　引　言

化學(xué)實(shí)驗(yàn)不可避免地要使用各種危險(xiǎn)化學(xué)品，在反應(yīng)分離提純等過程中形成的廢棄物，如果不進(jìn)行科學(xué)、合理、安全地處置，直接排放，將影響大氣、水體、土壤等周邊環(huán)境。高?；瘜W(xué)類實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)廢棄物處置不當(dāng)，后果雖然沒有工業(yè)污染事件那么嚴(yán)重，若廢液隨意排放，PVC下水管道會被腐蝕；且由于多數(shù)老實(shí)驗(yàn)樓的辦公室、實(shí)驗(yàn)室下水管道共用，實(shí)驗(yàn)用水與生活污水共管排放[1]，廢液異味散發(fā)到室內(nèi)，嚴(yán)重影響師生的身體健康。實(shí)驗(yàn)室廢棄物的數(shù)量和強(qiáng)度不及化工企業(yè)，但是長年累月地積累，排放的成分相當(dāng)復(fù)雜[2-3]，如果廢液之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，甚至?xí)l(fā)著火爆炸等事故，彭實(shí)等提到處理廢液的安全性原則，不但要關(guān)注廢液的危險(xiǎn)特性,還要關(guān)注不同廢液是否相容[4]。

有的學(xué)生將試劑隨手傾倒，與生活垃圾混放，由于某些化學(xué)試劑具有潛伏期，在一定的特殊條件下放熱，遇到紙屑等可燃物，就會產(chǎn)生煙霧甚至火災(zāi)，如果不及時(shí)撲滅，損失巨大。如鈀碳和其他一些活性強(qiáng)的試劑反應(yīng)后如悴滅不夠徹底，極易自燃或引燃。而一些劇毒的化學(xué)污染物，如果隨意放置，更會造成不可想象的后果。隨意丟棄危險(xiǎn)化學(xué)廢棄物的行為會給學(xué)院處理增加很大困難，同時(shí)也增加不必要的費(fèi)用，因?yàn)樘幚韽S將沒有注明名稱的試劑一律按照劇毒危險(xiǎn)品進(jìn)行處理，每公斤500～600元，而且要自己送到處理廠。

加強(qiáng)化學(xué)廢棄物的安全處置探究和管理是高校實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理的重要環(huán)節(jié)，是最后的決定步驟，意義重大，尤其在天津8.12之后，教育部和學(xué)校相繼發(fā)文要求嚴(yán)格落實(shí)“黨政同責(zé)、一崗雙責(zé)、失職追責(zé)以及全覆蓋、零容忍”的要求，堅(jiān)決打好學(xué)校安全專項(xiàng)整治攻堅(jiān)戰(zhàn)。

1　實(shí)驗(yàn)室廢物處理的意識調(diào)研

1.1　問卷調(diào)查的目的、對象和方式

為了解學(xué)生對廢棄物處理的心態(tài)如何，并且希望加強(qiáng)學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中的廢液回收意識，培養(yǎng)良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，設(shè)計(jì)了“化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢棄物處置調(diào)查問卷”，共提出8道問題,請22名化學(xué)學(xué)院一年級研究生(多數(shù)已經(jīng)正式開始科研工作)、159名化學(xué)學(xué)院一年級本科生和236名醫(yī)學(xué)部一年級本科生參與問卷調(diào)查。本科生均已經(jīng)接受過一個(gè)學(xué)期的普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，并且化學(xué)學(xué)院的本科生和研究生還必修過實(shí)驗(yàn)室安全與技術(shù)課程。調(diào)查問卷全部為選擇題，采取自愿填寫，不記名，共發(fā)出問卷417份，實(shí)際收回有效問卷401份，回收率96%。調(diào)查結(jié)果如下:

(1) 您的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)里是否有廢棄物回收這一環(huán)節(jié)？

中學(xué)沒有接觸過化學(xué)實(shí)驗(yàn)(20.9%),沒有印象(6.7%),基本上沒有(15.2%),會根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排但管理不嚴(yán)、效果不佳(44.4%),中學(xué)處置要求明確印象深刻(12.7%)。

(2) 您認(rèn)為實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢酸廢堿(pH在3～10之間、不含有毒或重金屬成分)應(yīng)該如何處理？

直接倒入下水道(29.7%),大量水稀釋后再倒(46.9%),也應(yīng)該有相應(yīng)回收瓶(23.2%)。

(3) 對于有機(jī)廢棄物(固體或者液體)，您認(rèn)為應(yīng)該怎么處理？

在通風(fēng)柜里面找相應(yīng)回收瓶倒入(74.7%),咨詢助教或主講老師意見(27.8%)。

(4) 您是否清楚有機(jī)廢液(含劇毒除外)分為一般有機(jī)和含鹵有機(jī)，要分別回收？

清楚( 64.4%),不清楚(35.6%)。

(5) 您認(rèn)為有機(jī)溶劑不能倒入下水道的原因是(多選)?

腐蝕PVC下水道(70.6%),有可能積累，產(chǎn)生火災(zāi)(71.1%),味道難聞，影響心情和健康(59.4%),不可預(yù)知的環(huán)境問題(93.8%)。

(6) 您認(rèn)為下面哪種廢液不能倒入下水道(多選)：

所有有機(jī)試劑(65.8%),含鎘、汞、鉛等重金屬離子的廢液(98.5%),pH≤3的溶液(73.1%),pH≥10的溶液(65.3%)。

(7) 您認(rèn)為下面這個(gè)操作是否必要？具有強(qiáng)刺激性氣味、腐蝕性、劇毒的廢液倒入廢液回收桶后或?qū)Ｓ萌萜骱螅萜黜氂萌軇┲辽黉滔匆槐?，涮洗后的溶劑倒入廢液回收桶，待殘存在容器壁上成份涮洗掉后方可用水沖洗?

是(95%),沒有必要(5%)。

(8) 將來您如果從事化學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)工作，對于廢棄物，您是準(zhǔn)備？

倒入回收桶，交給有資質(zhì)處理公司(66.4%),自己盡可能進(jìn)行無害化處理，不行的再上交(33.6%)。

1.2　調(diào)查分析與結(jié)論

(1) 國內(nèi)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的廢棄物處理形勢比較嚴(yán)峻，只有20%以下的學(xué)生認(rèn)為合乎要求，由于多數(shù)中學(xué)當(dāng)?shù)夭]有危險(xiǎn)廢物處置中心或具有處理實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)廢物資質(zhì)的處理公司，造成出口渠道并非十分暢通[5-6]，這是實(shí)驗(yàn)室廢棄物處置的瓶頸問題，應(yīng)該引起相關(guān)職能部門的注意。

(2) 經(jīng)過培訓(xùn)的學(xué)生，無論是理論課講述還是實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，知道化學(xué)廢棄物分類回收原則的明顯比不經(jīng)過培訓(xùn)的人多。研究生對哪類廢液不能倒入下水道明顯比本科生更清楚，因?yàn)樗麄兓瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)鍛煉更多。因此應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)對學(xué)生的安全教育工作，比如可以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)樓的顯著位置滾動播放安全教育相關(guān)視頻錄像；另外從2015年開始我們對研究生進(jìn)行“回爐”實(shí)驗(yàn)室安全課教育，有一節(jié)課(2學(xué)時(shí))的時(shí)間來專門講解化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢棄物的處理問題，這都符合安全文化建設(shè)的球體斜坡力學(xué)原理[7]。

(3) 絕大多數(shù)學(xué)生能夠意識到有機(jī)溶劑腐蝕下水道的危害，并且有環(huán)保意識，但是實(shí)際工作中往往需要面對個(gè)別學(xué)生的有意(惰性、僥幸心理)或者無意不安全行為造成的后果[8]；有30%左右的學(xué)生愿意自己進(jìn)行無害化處理，但在真正工作中能否切實(shí)執(zhí)行，還有待觀察。

當(dāng)然這個(gè)調(diào)查缺乏可信度評價(jià)，學(xué)生作答時(shí)不一定會完全按照其實(shí)際想法進(jìn)行選擇，有可能主觀地去選擇其認(rèn)為符合要求的選項(xiàng)。但是由于采取不記名方式，對成績也沒有影響，應(yīng)該說還是比較接近學(xué)生的真實(shí)想法。

2　實(shí)驗(yàn)室廢物處置存在的問題和對策探討

這些年化學(xué)實(shí)驗(yàn)室處理危險(xiǎn)廢棄物的規(guī)模和費(fèi)用均呈現(xiàn)水漲船高的趨勢，多數(shù)高校處理費(fèi)用都在100萬元以上(見表1)，綜合性大學(xué)更多，應(yīng)該說給各個(gè)高校帶來了一定的負(fù)擔(dān)[9-10]。但是在我校，處理廢棄物的費(fèi)用學(xué)院承擔(dān)30%，其余由學(xué)校承擔(dān)，完全不用課題組自己支付。

表1　幾所代表性高校實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)廢棄物總量及費(fèi)用

盡管有資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物處理公司的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)較高，我校仍然堅(jiān)持與之簽訂合同處理廢液。雖說公司會定期轉(zhuǎn)運(yùn)化學(xué)廢液，但是因?yàn)楸拘５靥幨锥迹涡院軓?qiáng)，在重大會議或者特殊事件期間，上級部門對于危險(xiǎn)化學(xué)廢棄物的轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)行嚴(yán)格管控；此外在春節(jié)寒假前期由于各種原因，會導(dǎo)致廢棄物出口不暢，帶來極大安全隱患：大量易燃易爆廢液堆積在一起，稍有不慎，一個(gè)煙頭或者一點(diǎn)火星就有可能造成火災(zāi)事故。2016年8月31日上午，江蘇師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓西側(cè)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢液暫存處發(fā)生火災(zāi)，消防官兵及時(shí)趕到，全力撲滅，幸無人員傷亡。

因此很有必要設(shè)置集裝箱式實(shí)驗(yàn)室廢液暫存庫[11]：通過科學(xué)設(shè)計(jì)，通風(fēng)、廢氣處置、應(yīng)急設(shè)施一應(yīng)俱全，整體造價(jià)便宜，內(nèi)部為定制的廢液存放柜，可臨時(shí)存放百余桶實(shí)驗(yàn)室廢液，能滿足實(shí)驗(yàn)室日常要求，且安全、整潔、環(huán)保，日常維護(hù)管理十分方便(見圖1)，這項(xiàng)工作得到上級環(huán)保部門的認(rèn)可。

圖1　實(shí)驗(yàn)室廢液暫存庫

根據(jù)問卷并結(jié)合多年的管理實(shí)踐，考慮到人都有圖省事的心態(tài)，往往趨利避害，特別是在科研實(shí)驗(yàn)中，對于原料和試劑的純度、精度都有嚴(yán)格的要求，一些文獻(xiàn)中有關(guān)廢棄物的回收利用方法并不適用。因此如何做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢物處置安全管理工作，就成為一個(gè)值得探討的問題，下面結(jié)合具體工作實(shí)際，總結(jié)并提出一些安全管理的建設(shè)性意見：

(1) 預(yù)防廢液桶中的廢液之間發(fā)生反應(yīng)等事故。Rachel Carson在《寂靜的春天》曾經(jīng)說過：如果我們?nèi)匀慌c這些化學(xué)物質(zhì)親密接觸—吃喝并攝入骨髓—我們最好了解其本質(zhì)和能力。作為化學(xué)從業(yè)者更要特別注意以下廢液成份不能混合：①過氧化物與有機(jī)物；②氰化物、硫化物、次氯酸鹽與酸；③鹽酸、氫氟酸等揮發(fā)性酸與不揮發(fā)性酸;④濃硫酸、磺酸、羥基酸、聚磷酸等酸類與其他酸；⑤銨鹽、揮發(fā)性胺與堿。

在向廢液回收桶內(nèi)倒入廢液時(shí)應(yīng)仔細(xì)察看“化學(xué)廢棄物記錄單”，確保將要倒入桶內(nèi)的廢液不和已有的廢液發(fā)生反應(yīng)，并應(yīng)及時(shí)登記廢液的品種和數(shù)量。實(shí)驗(yàn)室上交廢液時(shí)，第一次如果沒有原始的“化學(xué)廢棄物記錄單”，負(fù)責(zé)提交廢液的實(shí)驗(yàn)室人員須在“無‘化學(xué)廢棄物記錄單’承諾書”上簽字，承諾提交的廢液若因此發(fā)生安全事故將承擔(dān)全部責(zé)任。同一實(shí)驗(yàn)室第二次不能提供“化學(xué)廢棄物記錄單”，化學(xué)試劑庫有權(quán)停止該實(shí)驗(yàn)室的廢液回收工作。危險(xiǎn)廢物回收中，給工作人員配備必需的危化泄漏處置器材和防化服等個(gè)人防護(hù)設(shè)備，可以處置微型的泄漏事故。

(2) 設(shè)置顏色區(qū)分廢液桶。國內(nèi)鋼瓶管理是按照顏色來區(qū)分不同類別的，無論是哪個(gè)廠家生產(chǎn)的氣體鋼瓶，只要是同一種氣體，氣瓶的外表顏色都是一樣的：氮?dú)夂涂諝馐呛谏?，氫氣是深綠色等。通過特征顏色識別瓶內(nèi)氣體的種類，氣瓶顏色是一種安全標(biāo)志。對于廢液桶的管理完全可以借鑒：劇毒化學(xué)廢液桶是紅色，含鹵有機(jī)廢液桶是黃色，一般有機(jī)廢液桶是藍(lán)色，一般無機(jī)廢液桶是白色；并且蓋子的顏色應(yīng)和桶體一致，以免蓋錯(cuò)。這樣當(dāng)實(shí)驗(yàn)者在倒廢液的時(shí)候，形成固定思維，就會減少倒錯(cuò)廢液的情況，這項(xiàng)措施即將在本院開展。

目前南京大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心有機(jī)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)在使用有顏色的廢液回收桶，揚(yáng)州大學(xué)也按廢液種類的不同而使用不同顏色、不同材質(zhì)的容器[12]。而香港科技大學(xué)的廢液桶有專門的泄氣孔，可以在一定程度上釋放熱量，避免劇烈反應(yīng)的發(fā)生。

(3) 事故追責(zé)要采取一定的懲罰措施。對于“將廢棄物倒入下水道”造成惡劣后果的，如果沒有實(shí)驗(yàn)室承認(rèn)，采取只要是這一條管道上的實(shí)驗(yàn)室，全部停止實(shí)驗(yàn)一周的懲罰措施，再發(fā)生此類事故就少多了。

而對于“在公共部位隨意丟棄危險(xiǎn)化學(xué)品”類事件，如果經(jīng)過監(jiān)控能核實(shí)當(dāng)事人，按照“現(xiàn)代安全管理”的行為激勵(lì)方法，第一次對其批評教育，第二次就應(yīng)該采取一些懲罰措施，比如扣除當(dāng)事人的部分補(bǔ)助，取消其課題組參加學(xué)院安全工作先進(jìn)評選資格；對于“丟棄活潑金屬”引起火災(zāi)造成財(cái)產(chǎn)損失，應(yīng)該采取更加嚴(yán)厲的懲罰手段，還要追究導(dǎo)師的責(zé)任，如扣除其部分年終獎。

(4) 重視特殊廢棄化學(xué)試劑的處理。一些實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢棄活潑金屬試劑(如氫化鈉、氫化鈣、金屬鉀、金屬鈉、金屬鋰、正丁基鋰、特丁基鋰、氫化鋁鋰、氨基鋰等)，此類試劑具有極強(qiáng)的還原性，遇水、氧化劑均極易發(fā)熱燃燒。因?qū)嶒?yàn)室空間有限，學(xué)生在處理此類試劑時(shí)稍有不慎極易引發(fā)事故，事故發(fā)生后若處置不當(dāng)還會引起更大的危害。

為了減少安全隱患、避免此類事故的發(fā)生，從2015年開始，學(xué)院要求各實(shí)驗(yàn)室不可在樓內(nèi)處理上述試劑。有上述試劑需要處理時(shí)，需填寫“集中處理廢的金屬鈉、丁基鋰等化學(xué)廢棄物清單”發(fā)送給安全辦工作人員，由經(jīng)驗(yàn)豐富的老師協(xié)助在樓外指定地點(diǎn)統(tǒng)一集中進(jìn)行處置。學(xué)院一年約處理剩余丁基鋰100多瓶，廢四氫呋喃金屬鈉20多個(gè)、氫化鈣氫化鈉20包。基于此，本院安全總管寫了順口溜，非常經(jīng)典，可作為某些危險(xiǎn)廢棄化學(xué)物質(zhì)處理的要領(lǐng)：①穿戴防護(hù)先周全，②兩人以上才干活，③找塊空處來干潔，④滅火器材放跟前，⑤可燃物質(zhì)要放遠(yuǎn)，⑥化整為零是關(guān)鍵，⑦徹底悴滅才算完，⑧不懂多問包安全。

(5) 排水管道分開設(shè)置。效仿日本高校的做法，在新建化學(xué)實(shí)驗(yàn)樓前的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，將生活排水管道和實(shí)驗(yàn)室的排水管道彼此分開獨(dú)立設(shè)置[13]，有條件的甚至應(yīng)該一個(gè)課題組用一個(gè)排水管，定期用原子吸收分光光度計(jì)[14]等其他分析儀器監(jiān)測廢液中所含的重金屬離子或者其他有毒有害物質(zhì)濃度，看看其是否符合國家的“污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)”，如果超標(biāo)了，就給該課題組停水！并且逐步完善安全檢查技術(shù)手段，配置甲醛分析儀、TVOC檢測儀等有害氣體檢測儀，逐步從主觀經(jīng)驗(yàn)判斷，轉(zhuǎn)變?yōu)闄z查手段專業(yè)化科學(xué)化。

(6) 通過安全提示標(biāo)語來推進(jìn)安全文化建設(shè)。在實(shí)驗(yàn)室建立卡通安全標(biāo)語，是安全文化建設(shè)的一部份內(nèi)容，將這些卡通標(biāo)語(圖2)貼在實(shí)驗(yàn)臺面上，潛移默化地警示實(shí)驗(yàn)者不安全行為。

(7) 建立信用等級，確保廢棄物回收安全管理。對于登記良好，嚴(yán)格執(zhí)行學(xué)院廢液回收規(guī)定的課題組，免費(fèi)送貨上門，并且該課題組訂購試劑時(shí)給予一定折扣。而對于那些不登記，或者隨意記錄，亂記，甚至是缺少“記錄單”的課題組，從科研經(jīng)費(fèi)里扣取一定的送貨費(fèi)用，并且該課題組訂購試劑時(shí)不享受打折優(yōu)惠；如果由于廢液回收不規(guī)范造成事故或者該課題組經(jīng)查實(shí)存在亂到廢液，造成下水道破裂或引起異味等情況的，在下一年度試劑購買價(jià)格翻倍。同時(shí)為了簡化登記流

程，建議開發(fā)一個(gè)直接微信掃二維碼進(jìn)行廢液登記系統(tǒng)的功能，比如用戶往一個(gè)含鹵有機(jī)的廢液桶里倒了500 mL的二氯甲烷后，拿出手機(jī)微信，掃描廢液桶上的二維碼，進(jìn)入登錄界面，選擇課題組長姓名和本人學(xué)號，然后只要登記廢液的名稱二氯甲烷和量即可，試劑平臺系統(tǒng)的后臺會自動生成該課題組的廢液登記單。

3　結(jié)　語

廢棄物處置屬于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的尾部工作，費(fèi)力不討好，而且廢棄物的回收利用需要付出大量的人力、物力，甚至于處理廢棄物的總成本費(fèi)用比購買新的試劑還要高。但是保護(hù)環(huán)境是每個(gè)人都應(yīng)盡的責(zé)任，古人云：勿以惡小而為之，勿以善小而不為。環(huán)境問題不是一個(gè)短期的考量，正如現(xiàn)在國內(nèi)備受困惱的霾，如果等到已經(jīng)被污染了再去想著治理，那付出的成本會更大！避免實(shí)驗(yàn)室安全事故和污染事件的發(fā)生，高校實(shí)驗(yàn)室安全管理人員責(zé)無旁貸，也是我們追求的目標(biāo)，同時(shí)只有社會各環(huán)節(jié)、各方面都有足夠的責(zé)任認(rèn)識, 采取一些切實(shí)可行的措施, 實(shí)驗(yàn)室化學(xué)廢棄物的處理才能得到有效的解決，否則缺少可操作的、無公害化的排放處理方法, 要執(zhí)行相關(guān)規(guī)定就成了一句空話[15-16]。

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