高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液的處理與控制

施賽花(南通市啟東生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，江蘇 南通 226200)

0 引言

高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室是高校教學(xué)和科研的一個(gè)重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主要場所。各種各樣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手和科研能力，但同時(shí)也帶來了各類成分復(fù)雜的廢液。隨著高校學(xué)生的人數(shù)越來越多，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的廢液量也越來越大。如果不合理的處理這些廢液，直接排放到自然界的環(huán)境中，將會(huì)對(duì)土壤、水源以及生物都帶來巨大的危害。近年來，國家對(duì)環(huán)境保護(hù)工作越來越重視，出臺(tái)和修訂了各種法律法規(guī)[1]，如《實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)廢棄物污染防治技術(shù)規(guī)范》，規(guī)范了高校實(shí)驗(yàn)室對(duì)廢液的管理，使高校實(shí)驗(yàn)室，包含化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，廢液安全、環(huán)保和規(guī)范的進(jìn)行處理。本文主要結(jié)合實(shí)踐，針對(duì)高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液來源和分類以及其處理的主要流程，討論怎么控制實(shí)驗(yàn)室的廢液排放量，減少對(duì)環(huán)境的危害和處理的成本，進(jìn)一步做好高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液的管理工作。

1 高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液的主要來源和分類

高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室目前主要用于開設(shè)各類化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程和科學(xué)研究。涉及的課程主要有專業(yè)基礎(chǔ)課的四大化學(xué)實(shí)驗(yàn)：無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程以及集中實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)課程。這些課程將會(huì)產(chǎn)生大量的廢液。作為科研主力軍的高校其化學(xué)類科研實(shí)驗(yàn)室數(shù)量很多，每天產(chǎn)生大量的廢液，該類實(shí)驗(yàn)室是目前廢液主要的來源。廢液根據(jù)其成分可以主要分為無機(jī)廢液和有機(jī)廢液(圖1)，其中無機(jī)廢液可以進(jìn)一步細(xì)化為無機(jī)(含重金屬)廢液、無機(jī)(含氟)廢液、無機(jī)(含汞)廢液以及其他無機(jī)廢液，主要來源無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)等課程以及無機(jī)類科研實(shí)驗(yàn)，如滴定反應(yīng)使用的酸堿和重金屬離子等反應(yīng)所產(chǎn)生。有機(jī)廢液可以再分為有機(jī)(含鹵素)廢液和其他有機(jī)廢液，主要來源有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程以及有機(jī)類科研實(shí)驗(yàn)等中，使用的二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑和反應(yīng)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。

圖1 高效化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液來源和分類

2 高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液處理的流程

根據(jù)國家以及地方規(guī)定，首先在實(shí)驗(yàn)室分類收集廢液，再轉(zhuǎn)移到學(xué)校臨時(shí)暫存廢液倉庫，在環(huán)保局辦理廢棄物轉(zhuǎn)移手續(xù)后，轉(zhuǎn)運(yùn)到校外廢液處理公司進(jìn)行廢液處理(圖2)。

圖2 廢液處理的流程圖

2.1 廢液的收集

根據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和GB 15562.2—1995《環(huán)境保護(hù)圖形標(biāo)志固體廢物貯存(處置)場》等相關(guān)規(guī)定，實(shí)驗(yàn)室中需要?jiǎng)澏ㄖ付▍^(qū)域來放置廢液，放置區(qū)中需要有相應(yīng)的文字標(biāo)識(shí)，包括危險(xiǎn)廢棄物區(qū)域(三角標(biāo))、廢液暫存區(qū)以及危廢標(biāo)識(shí)等。根據(jù)廢液的種類將其收集在不同顏色的廢液桶：有機(jī)廢液(含鹵素)桶為黃色，其他有機(jī)廢液桶為藍(lán)色，無機(jī)廢液(重金屬)桶為綠色，無機(jī)廢液(含汞)桶為灰色，無機(jī)廢液(含氰)桶為粉色，其他廢液桶為白色[2]，每桶廢液放置量不能超過廢液桶的溶劑2/3，分類收集，便于校外處理公司的進(jìn)一步處理[3]。

2.2 廢液的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)

根據(jù)GB 18597—2001《危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》、HB/T 2025—2012《危險(xiǎn)廢物收集貯存運(yùn)輸技術(shù)規(guī)范》等要求。高校設(shè)置臨時(shí)暫存廢液的倉庫需遠(yuǎn)離人員密集場所，遠(yuǎn)離各種易燃易爆等危險(xiǎn)場所，具有相應(yīng)的報(bào)警裝置，符合國家和地方安全規(guī)定。廢物臨時(shí)儲(chǔ)放時(shí)，要分類放置，保持通風(fēng)。倉庫工作人員需做好廢液的登記，登記表中須包含危險(xiǎn)廢液的名稱、數(shù)量、來源、入庫日期、存放位置、出庫日期以及接收單位名稱。根據(jù)各省相關(guān)規(guī)定，按時(shí)辦理廢棄物轉(zhuǎn)移手續(xù)，轉(zhuǎn)運(yùn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液。

3 減少高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液量的主要途徑

隨著高校廢液量的增加，環(huán)保部門進(jìn)行處理的壓力也越來越大，如何從源頭上減少高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液的排放量，也是環(huán)保工作的重要組成部分。

3.1 加強(qiáng)思想教育，培養(yǎng)師生環(huán)保理念

加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的環(huán)保教育，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，使其在實(shí)驗(yàn)過程中，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，從而降低實(shí)驗(yàn)的失敗率，減少廢液的排放。如分析化學(xué)中的滴定反應(yīng)，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)要求，把握滴定終點(diǎn)，避免滴定失敗重新實(shí)驗(yàn)。

3.2 合理安排計(jì)劃，綠色化學(xué)融入教學(xué)

各學(xué)院編寫每年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱以及在平時(shí)的科學(xué)研究中，融入綠色化學(xué)和環(huán)保理念，將涉及到劇毒和毒性較大的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目去除掉，加大環(huán)境友好試劑的使用，從源頭上減少有毒有害廢液的產(chǎn)生。

3.3 減少試劑用量，開展微小劑量反應(yīng)

如果確實(shí)沒有辦法避免在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程以及科研中有毒有害以及重金屬試劑的使用，可以開設(shè)微量或者半微量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目或者在科研中盡量保證科研順利進(jìn)行的前提下，減少有毒有害試劑的使用量。

3.4 對(duì)廢液預(yù)處理，減少廢液量的排放

對(duì)于實(shí)驗(yàn)而產(chǎn)生的含水的有機(jī)廢液，可以通過萃取法，分離出純有機(jī)廢液。對(duì)于分離目標(biāo)化合物所產(chǎn)生的不同比例的有機(jī)混合溶劑廢液，可以根據(jù)其溶劑沸點(diǎn)的不同，通過蒸餾或精餾等方法來回收溶劑，降低廢液排放。對(duì)于無機(jī)溶液中的酸和堿廢液，可以通過酸堿中和反應(yīng)，使其成為對(duì)環(huán)境友好的鹽，經(jīng)過大量的水稀釋，直接排放。對(duì)于含金屬的無機(jī)廢液，利用沉淀法，加入相應(yīng)的試劑，使其成為低毒或者無毒難溶的沉淀，分離并收集沉淀物，監(jiān)測(cè)濾液是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過前期的廢液預(yù)處理，減少廢液的排放。

3.5 建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)，減少實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境危害

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》中，把教育信息化納入國家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略。2017年教育部辦公廳發(fā)布了《2017—2020年示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)通知》，在四年內(nèi)建設(shè)1000個(gè)國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，該文件激勵(lì)了高校建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過先進(jìn)的VR信息技術(shù)，建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生身臨其境開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到教學(xué)目的的同時(shí)，解決了真實(shí)實(shí)驗(yàn)有效實(shí)驗(yàn)時(shí)間短、成本高、學(xué)生安全難以保證等方面的限制，同時(shí)也減少了廢液產(chǎn)生量，降低實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的危害。

4 結(jié)語

高?；瘜W(xué)學(xué)科教學(xué)和科學(xué)過程中，產(chǎn)生廢液是不可避免的，各高校需要根據(jù)國家以及地方規(guī)定，科學(xué)、規(guī)范以及安全分類收集，暫時(shí)存儲(chǔ)和合法轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)廢液處理。除此之外，學(xué)校加強(qiáng)對(duì)師生的思想教育，培養(yǎng)其環(huán)保理念，減少實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢液量，從源頭上控制廢液的排放量，對(duì)教育和科研的可持續(xù)性發(fā)展有著重大的意義。