生態(tài)環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室“三廢”的產(chǎn)生與防治

楊 婧

（山西省陽泉生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山西 陽泉 045000）

引言

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，是指運(yùn)用化學(xué)、物理、生物等技術(shù)手段，針對(duì)水和廢水、環(huán)境空氣和廢氣、海水、土壤、沉積物、固體廢物、生物、噪聲、振動(dòng)、輻射等要素開展環(huán)境質(zhì)量和污染排放的監(jiān)測活動(dòng)。在監(jiān)測分析的過程中一般都會(huì)產(chǎn)生廢水、廢氣、固廢等污染物，如果不加以處理，直接流入外界，就會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染和影響，給環(huán)境帶來嚴(yán)重的威脅。因此，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室必須重視“三廢”的處理問題，通過源頭治理和合適的處置方式，減少生態(tài)環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室內(nèi)污染物的產(chǎn)生和排放[1]。

1 污染的來源及危害

1.1 廢水來源及危害

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室廢水的產(chǎn)生過程最重要有兩個(gè)途徑，一是實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢水，包括洗滌器皿用水、循環(huán)冷卻產(chǎn)生的廢水、樣品分析殘液等，這種廢水一般毒害成分低、產(chǎn)出量大，且有毒有害成分含量較高、產(chǎn)生量較小。二是樣品廢水，它包括采集的地表水、地下水、工業(yè)廢水、生活污水、醫(yī)療廢水等。此類廢水在采集過程中會(huì)采集多于實(shí)驗(yàn)實(shí)際用量的水樣，實(shí)驗(yàn)完成后，剩余的樣品成為其中一個(gè)來源。

廢水中污染成分眾多，有的含Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr 等重金屬，有的含苯系物、CCl4、CHCl3等有機(jī)物質(zhì)，有的含H2SO4、HCl、HNO3、NaOH、KOH 等強(qiáng)酸強(qiáng)堿物質(zhì)，并絕大多數(shù)具有危險(xiǎn)性。如果使用的污水未經(jīng)處理直接排放于環(huán)境中，將對(duì)生態(tài)與環(huán)境造成難以估量的影響。如實(shí)驗(yàn)室所用的化學(xué)試劑中的酸、堿、酚、重金屬鹽等物質(zhì)，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，特別是重金屬污染物，會(huì)隨著時(shí)間不斷推移累計(jì)在生物體或人體內(nèi)，很難被有效排出，不僅會(huì)影響體內(nèi)酶的活性，影響消化系統(tǒng)的吸收，影響神經(jīng)系統(tǒng)的運(yùn)行、甚至還會(huì)造成血液循環(huán)系統(tǒng)的永久性損傷，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康的危害非常巨大。實(shí)驗(yàn)廢水中殘留的氰化物、六價(jià)鉻、砷化物等有毒有害物質(zhì)，也會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生極大危害。而且這些污染物質(zhì)有些還可以在環(huán)境中長期存在，有些可以通過食物鏈富集進(jìn)入人體，有些在降解時(shí)還會(huì)造成二次污染。

1.2 廢氣來源及危害

廢氣最重要來源是來自采集樣本的揮發(fā)、分析試劑的揮發(fā)、實(shí)驗(yàn)過程的中間物質(zhì)的氣化等，如用CCl4、CHCl3來萃取石油類物質(zhì)，Cr（Ⅵ）用CH3COCH3，用CS2解吸苯類物質(zhì)，就會(huì)揮發(fā)出有毒氣態(tài)物質(zhì)；Cu、Zn、Pb、Cd 等重金屬在電熱板上用HNO3、HClO4進(jìn)行加熱消解；COD 回流時(shí)加入H2SO4，都會(huì)生成含有酸性成分的氣態(tài)物質(zhì)；堿性廢氣主要來源于實(shí)驗(yàn)過程中揮發(fā)出來的氨等。

這類氣態(tài)物質(zhì)不光具有極強(qiáng)的刺激性，而且毒性也很巨大，像在有機(jī)試劑實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)常揮發(fā)出的CS2氣體，這種氣體的特點(diǎn)是既能通過呼吸系統(tǒng)吸收，還可通過皮膚系統(tǒng)吸收，隨著人體長時(shí)間的積蓄，既而影響消化系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的運(yùn)行，甚至造成血液循環(huán)系統(tǒng)的永久性損傷。為了減少具有毒害物質(zhì)的氣體對(duì)空氣的污染以及對(duì)實(shí)驗(yàn)人員健康的損害，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室一般將這些實(shí)驗(yàn)放在通風(fēng)櫥中操作，在一定程度上減少了危害的發(fā)生，但是廢氣未經(jīng)處理直接向外排放，會(huì)對(duì)室外的大氣環(huán)境造成污染[2]。

1.3 固廢來源及危害

實(shí)驗(yàn)室中的固體廢物包括失去原有活性的化學(xué)反應(yīng)物、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、殘留物或其他非活性固體試劑，部分來源于絮凝-沉淀反應(yīng)的殘存物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室消耗和損壞的設(shè)備（如盛裝化學(xué)物質(zhì)的器皿及外包裝等），剩余的檢測樣本和實(shí)驗(yàn)室的過濾材料等。這些固體廢料的成分對(duì)環(huán)境是復(fù)雜和危險(xiǎn)的，特別是某些化學(xué)過期產(chǎn)品。如果這些固體廢物被胡亂丟棄或混合在生活垃圾中，一旦侵入居民生活環(huán)境中，它們將對(duì)居民賴以生存的居住環(huán)境和身體健康構(gòu)成重大的安全隱患，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染事故，所以，應(yīng)在國家有關(guān)危險(xiǎn)廢物的規(guī)范性措施指導(dǎo)下，開展貯存及處置，避免對(duì)土壤、地下水、地表水等造成污染。

2 污染物的處理和防治措施

針對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢水、廢氣、固體廢棄物，應(yīng)采取合適的處理方法和措施，使污染物能夠達(dá)標(biāo)排放，滿足環(huán)境管理要求。

2.1 廢水的處理方法

實(shí)驗(yàn)室廢水污染物種類繁多、性質(zhì)各異，不能混合存放，增加處理難度，應(yīng)按照其性質(zhì)、毒性、排放濃度的要求，采取不同的方法進(jìn)行分類處理后再排放。含不同化學(xué)物質(zhì)廢液處理方法如下：

汞：為了處理含有汞的液體，將含汞液體的pH值調(diào)整到8～10 之間，再加入大量的Na2S，可以使廢液形成HgS 沉淀。接著，F(xiàn)eSO4·7H2O（硫酸亞鐵）可以被當(dāng)作成共沉淀物，形成Fe2S3沉淀。由于HgS 可以被吸附和共沉淀，然后將液體放置至澄清，進(jìn)行分離和過濾，液體剩余物就可以直接排放，而剩余的固體殘留可以用于回收或制作為汞鹽。

如果在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)生金屬汞泄露事故（如溫度計(jì)破碎等），必須迅速消除，分散在操作臺(tái)及地板上的Hg 顆粒必須與硫磺粉充分混合，以形成毒性較小的HgS，或者盡快噴灑高錳酸鉀溶液（0.5%，且需要被鹽酸酸化），待1 h～2 h 后清理；或者盡快噴灑20%的FeCl3溶液，待形成固態(tài)殘留后予以清除（但由于該方法對(duì)金屬表面具有腐蝕，所以不建議在金屬物質(zhì)上實(shí)行）。

鉛、鎘：用堿性物質(zhì)或溶液將含鉛、鎘的液體pH調(diào)至8～10，將會(huì)形成氫氧化鉛和氫氧化鎘沉淀，隨后添加FeSO4·7H2O（可以被當(dāng)作成共沉淀劑），然后將液體放置至澄清，進(jìn)行分離和過濾，液體剩余物就可以直接排放，而剩余的固體殘留可以用于回收或與其他無機(jī)物混合通過燒結(jié)工藝處理至無害化。

鉻：基于含鉻廢液在酸性條件下可被還原成三價(jià)鉻的特點(diǎn)，可以在含鉻廢液中加入FeSO4·7H2O、Na2SO3或Fe 等還原物質(zhì)，以降低三價(jià)鉻中的六價(jià)鉻，形成氫氧化物沉淀。然后將液體放置至澄清，進(jìn)行分離和過濾，液體剩余物就可以直接排放，而剩余的固體殘留可以用焙燒法處理或與煤渣混合通過焙燒，所產(chǎn)生的殘留物可以進(jìn)行無害化填埋。

砷：可以在含砷溶液中加入CaO，使含砷溶液pH調(diào)整為8，這時(shí)就會(huì)生成砷酸或亞砷酸沉淀。之后加大溶液的pH 至10，加入Na2S，就會(huì)形成低毒性的As2S2沉淀。如會(huì)生成含砷廢氣的檢測過程必須在具備通風(fēng)櫥的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。

酚：處理含酚廢液時(shí)，對(duì)于低濃度的含酚廢液，可以加入NaClO 或漂白粉將其氧化成為CO2和H2O；對(duì)于高濃度的含酚廢液，可以用乙酸丁酯萃取后，再對(duì)其進(jìn)行蒸餾回收處理。

氰：低濃度的殘余液體可以加入NaOH 以調(diào)節(jié)酸堿度至10 及以上，然后加入KMnO4粉末（3%）以分解氰化物。對(duì)于高濃度殘余液體可進(jìn)行堿性氯化，在酸堿度至10 之上時(shí)氰化物在加入次氯酸鈉或漂白粉的作用下分解，將分解為無害氣體CO2和N2，在放置24 h 后，可以無害化排放。

氟廢液：可在含氟廢液中加入生石灰（CaO）使其生成氟化物沉淀。

混合廢液：利用鐵粉法處理是比較經(jīng)濟(jì)的做法，先將混合液體的酸堿度調(diào)節(jié)為3～4 之間，隨后添加鐵粉，并充分?jǐn)嚢?0 min～30 min，隨后再將混合液體酸堿度調(diào)高至9 左右，并持續(xù)攪拌10 min 左右，在混凝劑與助凝劑的作用下，對(duì)廢液進(jìn)行混凝、沉降，然后將液體放置至澄清，進(jìn)行分離和過濾，液體剩余物就可以直接排放，而剩余的固體殘留可以按照廢渣處理。

三氯甲烷的回收：將CHCl3廢液依次用水、濃硫酸（三氯甲烷量的1/10）、純水、鹽酸羥胺溶液（0.5%AR）洗滌。用重蒸餾水洗滌2 次，將洗好的三氯甲烷用無水CaCl2脫水，靜置24 h 以上，經(jīng)過過濾和蒸餾。蒸餾的速度為1 滴/s～2 滴/s，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下按照60 ℃～62 ℃的收集沸程收集餾出液，在不用橡膠塞的棕色試劑瓶中進(jìn)行保存。

對(duì)于清洗實(shí)驗(yàn)器皿的部分廢水，由于含微量酸堿物質(zhì)，可以直接接入污水系統(tǒng)，而對(duì)于含大量酸堿物質(zhì)的廢水或含有有毒有害的實(shí)驗(yàn)廢水，最穩(wěn)妥的方法是運(yùn)用固定的容器進(jìn)行存儲(chǔ)，定期或不定期加以處置。

2.2 廢氣的處理方法

實(shí)驗(yàn)室廢氣處理有很多種方法，比如冷凝法、燃燒法、吸收法、吸附法等，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室的少量廢氣一般由通風(fēng)裝置直接排至室外，但對(duì)于毒性大的氣體一般采用的方法是活性炭吸附法，即在通風(fēng)櫥的末端安裝活性炭吸附裝置，吸附有機(jī)廢氣。這種方法不會(huì)因?yàn)檠b置的阻力影響室內(nèi)廢氣的排放，已在一些實(shí)驗(yàn)室取得了良好效果。另外，利用實(shí)驗(yàn)試劑在低溫環(huán)境中揮發(fā)性低的特點(diǎn)，可以在諸如實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場和藥品儲(chǔ)存間安裝降溫設(shè)備，尤其對(duì)于高溫天氣尤其適用，這也是減少廢氣的一種方法。

2.3 固體廢棄物的防治措施

2.3.1 優(yōu)先選用高純度試劑

優(yōu)先選用高純度的實(shí)驗(yàn)藥品。其優(yōu)點(diǎn)有兩個(gè)，一是大大降低了試劑的消耗，二是還會(huì)大大降低對(duì)生物體的危害和對(duì)生態(tài)的污染。

2.3.2 強(qiáng)化化學(xué)試劑的監(jiān)管

在日常工作中，由于對(duì)試劑的管理未形成標(biāo)準(zhǔn)化流程或管理混亂，會(huì)造成一些實(shí)驗(yàn)試劑沒有進(jìn)行合理化采購，導(dǎo)致采購的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于藥品的實(shí)際使用量，造成大量試劑長期堆放，一旦過期失效只能作為危險(xiǎn)化學(xué)品回收處理，造成國家資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。此外，監(jiān)測實(shí)驗(yàn)中用到的關(guān)鍵試劑由于人員疏忽，或者由于檢查繁瑣、人為懈怠等原因，未按照要求進(jìn)行符合性鑒定，會(huì)造成試劑錯(cuò)過質(zhì)保時(shí)間而滯留在存儲(chǔ)間堆放，無形中加大了對(duì)廢棄試劑的管控。

因此，在實(shí)際工作中，要做好藥品規(guī)劃，包括試劑的采購流程、批次及數(shù)量等。優(yōu)先使用臨近過期的試劑。

2.3.3 廢棄物回收綜合利用

對(duì)于超過保存期限但沒有出現(xiàn)渾濁絮凝物的標(biāo)準(zhǔn)樣品，不能適用于高精度的質(zhì)控和考核，但是基于節(jié)約成本的需要，可以用于對(duì)分析儀器的調(diào)試。

3 結(jié)論

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢水、廢氣、固廢等都屬于危險(xiǎn)廢物，對(duì)環(huán)境存在著較大的污染，要加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室的管理力度，通過采取有效的方法和措施來減少實(shí)驗(yàn)室污染物的排放，降低環(huán)境污染，使各項(xiàng)污染物能夠達(dá)標(biāo)排放[2]。