化學廢液處理方法范文
時間:2023-11-01 17:42:39
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篇1
1 引言
高校化學實驗室是重要的科研和教學場所。在日常的教學實踐和科研中,實驗室會產生大量的廢液,它們成分復雜,毒性大、腐蝕性強,有些甚至是劇毒或致癌物。有害廢液不經處理而直接排入城市污水管網,不僅會污染江河,破壞水資源,損害人類健康,還會腐蝕管道,造成一定的經濟損失。因此,借鑒國內外先進的實驗室廢液處理技術,對高校化學實驗室廢液處理方法進行研究,采取有效措施,最大限度地減少化學實驗室廢液污染,保護人類賴以生存的環境,具有重大的現實意義和深遠的歷史意義。
2 實驗室廢液分類及危害
按污染程度,可將化學實驗室廢液分為高濃度廢液和低濃度廢液。高濃度廢液包括實驗室廢洗液、失效試劑及實驗中間產品、副產品等;低濃度廢液則為實驗過程洗滌器皿所排放的廢水、加熱或冷卻用水等相對污染程度較低的廢液。若按有機、無機等對實驗室廢液進行分類,則無機廢液有含稀酸、稀堿廢液,含氰化物廢液,含鉛、鎘、汞等重金屬離子廢液,含Cr(Ⅵ)廢液等;有機廢液則有化學實驗室常用芳香烴類、脂環烴類等有機溶劑,甲酸、乙酸等有機酸,醚類、酚類、石油類等。
化學實驗室廢液,毒性巨大,有些可直接引起細胞變異產生癌變;有機溶劑如二甲苯,會破壞人體中樞神經,導致抽搐或者昏迷。目前,國內很多高校化學實驗室不對廢棄液做任何處理而直接排放,日積月累,水體遭受嚴重破壞,其潛在的巨大威脅,體現在用以灌溉,植物成為有毒有害廢液攜帶者;用以養殖,會危及水生生物的生長和繁殖,甚至導致物種滅絕。
3 高校化學實驗室廢液處理方法研究
3.1 國內外發展狀況
國外重視綠色化學,如美國、加拿大很早就致力于化學實驗室廢液處理的研究;日本化學實驗室廢液排放管理極其嚴格,規定如果檢測出實驗室所排放的廢液高于最低標準,則不僅需要接受二十萬日元的罰款,還必須全面禁止6個月的化學實驗。
我國化學實驗室廢液處理研究起步較晚,2004年,國家環保總局《關于加強實驗室類污染環境監管的通知》等一系列法律法規的出臺,標明了我國加強實驗室類污染的環境監管工作已進入嶄新的歷史時期。
3.2 常見實驗室廢液處理方法研究
無機廢液。可將含稀酸與稀堿的廢液中和,測定溶液PH值,PH=6~8時,即可排放。
含氰化物的廢液。氰化物及其衍生物都有劇毒,中毒途徑很多,處理時必須在通風環境下謹慎進行。首先在廢液中加入混合堿液,調節PH值到6~8后,加入10%的FeSO4溶液,充分攪拌,直到氰化物完全轉化為無毒的鐵氰絡合物沉淀,用氰離子試紙檢測廢液,確定沒有CN-即消除了氰化物廢液的劇毒性,方可分離沉淀和排放廢液。此法所用試劑均為化學實驗室常用試劑,價格相對較低,操作簡單。具體反應式如下:
Fe2++6CN-=[Fe(CN)6]4-.....................(1)
[Fe(CN)6]4-+2Fe2+=Fe2[Fe(CN)6]...........(2)
[Fe(CN)6]4-+2Ca2+=Ca2[Fe(CN)6]...........(3)
含鉛、鎘、汞等重金屬離子的廢液。可采用氫氧化物共沉淀法、碳酸鹽沉淀法、硫化物共沉淀法等,使重金屬離子轉變為氫氧化物或碳酸鹽沉淀物,分離后排放。如:含鉛廢液,先用消石灰使Pb2+生成Pb(OH)2,再加入凝聚劑Al2(SO4)3,與Pb(OH)2共沉淀;含鎘廢液則采取氫氧化物沉淀法處理。
Cd2++2OH-=Cd(OH)2.....................(4)
含汞廢液則先用Na2S或NaHS將Hg2+轉變為難溶于水的HgS,再加入一定濃度、對水質影響不大的FeSO4生成FeS,FeS可與懸浮HgS共沉淀。分離沉淀,達到廢液排放標準時可排放。
Hg2++S2-=HgS............................(5)
Fe2++S2-=FeS............................(6)
含Cr(Ⅵ)的廢液。Cr(Ⅵ)化合物毒性大并致癌,國家對此化合物的排放制定了嚴格的控制標準,規定實驗室含鉻廢液排放濃度不得大于0.5mg/L。Cr(Ⅵ)以鉻酸根離子狀態存在,處理時,首先在廢液中加入10%FeSO4溶液,將Cr(Ⅵ)還原為Cr(Ⅲ),再加入消石灰,調節廢液PH=8~9,生成Cr(OH)3,最后分離沉淀,排放廢液。此法為實驗室常用方法,處理Cr(VI)廢液時,需戴防護手套,并在通風處進行。
有機廢液。大部分有機試劑劇毒、易燃,有些可以回收。如高濃度含酚廢液,可用萃取法、吸附法等進行酚回收;低濃度含酚廢液,可采用化學氧化法,生物化學法以及活性炭吸附法進行無害化處理后直接排放。
篇2
關鍵詞:高校 化學實驗室 廢水廢液 危害 處理方法
化學已經滲透到我們生活的方方面面,涉及各個領域。但是,化學作為一個需要在實驗、觀察中發展的學科,也具有其特殊性,化學中包含的化學成分復雜繁多,很多都是對環境有污染、對人體有危害的物質,那么在實驗過程中產生的廢水廢液,如果排放到生活區,就會威脅到我們的生活。所以我們要通過分析、學習、借鑒,改善這一點。
一、化學實驗室廢液的來源、分類
1.實驗室廢水廢液的來源。我國的實驗室,主要存在于各個高校、研究機構以及一些自行研發、檢驗的企業單位。不同研究領域,實驗室的類型也不相同,現在主要存在的實驗室有化學實驗室、生物實驗室、物理實驗室、醫學實驗室以及少數其他類型的實驗室。化學實驗室主要包括:有機化學實驗室、無機化學實驗室、生物化學實驗室等。化學實驗室會產生大量的廢水廢液,進行化學實驗,產生的廢水廢液包括大量的試劑、溶劑、貯備液、化學藥品、標準使用液以及清洗化學試劑瓶要用到的清洗液、混合液體、廢棄液體、過期藥品等等。
2.高校化學實驗室廢水廢液的分類原則。為化學實驗室產生的廢水廢液進行分類的時候,要遵循一定的原則。化學實驗室廢水廢液的分類越詳盡,越利于廢水廢液后期的處理,但是繁雜的分類會給實驗者、科研人員帶來很大的負擔,不容易做到完全無誤的分類,有可能導致分類的混合,對于后期處理更加大了難度。所以,要制定統一的、適合的化學實驗室廢水廢液分類原則,順利地回收廢液,為實驗提供安全的、方便的、經濟的回收方案,同時減少人力物力在實驗室廢棄物上的消耗。
3.高校化學實驗室廢液的分類。高校化學實驗室的廢水廢液給環境造成的污染程度不同,成分不同,性質不同,所以分類結構也不同。首先,按照污染程度的不同進行分類。高校化學實驗室排出的廢水廢液,按照污染程度可以分為無污染、低污染、高污染。無污染的廢水廢液包括無味無色無毒液體、鹽類溶液,如氯化鈉溶液、碳酸鈉溶液等,還包括葡萄糖等非危險性質的試劑;低污染廢水廢液主要包括實驗室實驗過程中使用的低污染性的化學試劑、試驗用到的非化學藥劑、清洗各種實驗儀器的潤洗液、洗滌劑等;高污染廢液主要包括實驗過程中用到的濃度過高、有毒、危害較大的液體,如廢棄的強酸、強堿、有機溶劑、有腐蝕性的高濃度溶液等。其次,按照污染物成分分類。高校化學實驗室的廢水廢液按照成分、特性可分為無機性廢水、有機性廢水。無機性廢水主要包括有毒重金屬,例如銅、汞、鉛、鉻等,還有重金屬絡合物、鹵素離子、強酸強堿、氰化物、硫化物、以及其它無機離子等等;有機廢水包括有機溶劑、有機酸、表面活性劑、醚、酯、酚、洗滌劑、有機磷化物等。
二、高校化學實驗室廢水廢液的危害
1.酸、堿廢水廢液的危害。高校化學實驗室的廢水廢液,如果使用完畢后直接由輸水管道排出的話,可能會對水管壁都有腐蝕,會導致排水管道的損壞;如果這些廢水廢液直接排入到河流、河道,會改變河水的酸堿性,對河水中生存的生物的生命造成威脅,如果是供人類使用的河道,對家畜、人類自身的健康都有不可估計的影響,長此以往,會破壞水體的自凈能力,破壞水的生態平衡。
2.有機廢水廢液的危害。高效化學實驗室的廢水廢液中,一些含有有機物或者是有機溶液,有機溶液對人身健康危害極大,以前發生的案例也令人瞠目結舌。例如,人體不慎飲用甲醛水,只要水中含有千分之幾毫克的甲醛,人體就會雙眼失明;如果人體不慎飲用了含有吡啶、氯仿的溶液,會導致人體神經中樞被破壞,造成免疫力降低,飲用過量或長時間飲用,甚至會導致機能失調,重者死亡。
3.含重金屬廢水廢液的危害。高校化學實驗室中可能排出的重金屬,社會危害也相當嚴重。廢水廢液中可能含有的重金屬有鉻、砷、鈷、鎘、汞、鉛、銅、鎳等。這些金屬中,汞對人體的危害最大,毒性最強,且汞在室溫下會蒸發,可以通過呼吸進入人體,在人體內堆積,不易排出,會與中樞神經系統的某些酶類發生發應,導致神經錯亂,當攝入汞量過多時,會導致腦組織受損,甚至死亡。
三、實驗室廢水廢液的處理
1.高校化學實驗室廢水廢液的沉淀法處理。沉淀法可以應用于含有各種重金屬離子的廢水廢液,主要包括三種沉淀方法,即氧化還原中和沉淀法、硫化物沉淀法、絮凝沉淀法。六價鉻或者具有還原性的有毒物質可以使用氧化還原中和沉淀法,通過發生氧化還原反應,將毒性較高的物質轉化成為毒性較低的物質,再經過沉淀、混凝,除去污染物質。絮凝沉淀法的適用范圍,是針對無機實驗室中含有重金屬離子較多的溶液的處理,選擇合適的絮凝劑,針對廢水廢液的性質,生成相應的氫氧化物絮膠狀沉淀,以除去重金屬離子。我們應用絮凝沉淀法時,要用到絮凝劑,無機高分子常用的包括聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵、聚合磷酸鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合磷酸鋁、聚合硅酸鹽等等。
2.高校化學實驗室廢水廢液的納米材料光催化處理。采用納米光催化方法對于廢水廢液處理做出的貢獻,是處理二次污染,解決吸附劑、混凝劑再生的問題。在光催化降解領域,常用的是納米TiO2、納米ZnO光催化劑。這些光催化劑之所以得到廣泛推廣,是因為其具有化學性質穩定、活性較高的特點。光催化劑應用的原理是:光催化劑受到光子激發的電子,從階躍帶跨越到異常帶,同時產生一個電子――空穴對,空穴與光催化劑表面的氫氧根發生反應,生成了氫氧自由基,使水中的有機污染物徹底氧化分解,一般產生的物質都是無毒的二氧化碳和水。化學科學家曾做過相關試驗,用懸浮納米二氧化鈦光催化劑處理電石渣漿廢水,催化進行三個小時之后,重金屬離子的除去率高達84%。
3.高校化學實驗室廢水廢液的膜分離法處理。膜過濾技術與上述方法相比具有很多優勢,如擁有高分離效率、較高的自動化控制程度等。此技術已經成為現階段我國研究水處理領域的一個熱點。現階段,我國常使用有機膜處理含油的廢水廢液,但是有機膜并不是理想的過濾膜選擇,有機膜具有化學性質穩定性差、易老化、壽命短等缺點;相反,無機陶瓷膜就具備易再生、耐高溫、耐強酸強堿等優點,與有機膜相比,無機膜具有無法比擬的優勢,無機膜取代有機膜是必然的發展趨勢。例如,用無機陶瓷膜組件與廢水生化處理裝置相結合形成的膜生物反應器,在處理含油廢水中展現了非常良好的處理效果,此技術將會成為處理含油廢水的新技術的引導方向,引導探索更加高效、合適的膜技術。
4.高校化學實驗室廢水廢液的電化學處理法。實驗室中處理廢水廢液的方式除了以上的三大項,還會使用電化學的方式進行有效的處理。相關科學家利用電滲析和電結合生成fenion試劑的方法,對多種無機廢水進行了處理試驗,實驗結果發現,這種方法能夠處理掉廢水廢液中的氨氮以及一些重金屬離子。此外,另一科學家同樣利用電滲析與電結合生成fenion的技術,與絮凝沉淀法結合,處理某制藥廠產生的廢水廢液,檢測結果表明,處理率高達81.4%。所以,電化學法也能夠很好地完成廢水廢液的處理,成為化學實驗室的選擇之一。
5.高校化學實驗室的微生物化學法處理。微生物絮凝劑具有特殊的功能,能夠使溶液中不易降解的物質進行降解,如固體懸浮顆粒凝聚、沉淀等。微生物絮凝劑在廢水廢液處理中具有很廣泛的應用價值,以及很廣闊的發展前景。相關工藝的科學家利用培養皿培養出的復合菌,產生的微生物絮凝劑,處理石化廢水渾濁度的去除率高達93.45%,對石油類物質的處理率達53.42%,對COD的去除率高達20.98%。可見,微生物化學法對石化廢水的處理很有幫助。
6.高校化學實驗室廢水廢液的吸附法處理。對付高校化學實驗室中的廢水廢液還可以采用吸附法處理。我們生活中常用到的吸附物質有活性炭,它的吸附能力可對微量呈溶解狀態的有機實驗廢水進行處理,它對COD的去除率可高達93%。其他化學處理方法所需成本較高,但是使用吸附法,就可以大大地降低成本,所以,利用廉價、高效的水處理負載型吸附劑是一種發展趨勢。例如膨潤土,在我國膨潤土資源豐富,且價格低廉、無毒,且實驗表明,在同等的實驗條件下,陽離子改性的膨潤土對廢水的脫色度以及對COD的去除率高于活性炭的指標。
7.高校化學實驗室廢水廢液的其他處理方法。除以上所述的處理方法,高校化學實驗室還可以采用超臨界水氧化技術進行廢水廢液的處理。在高于水的臨界溫度、臨界壓力下,水中的有機氧化物便可以被氧化為其他物質,且為無毒的小分子,這種方法對COD的去除率高達99%,去色率高達百分百。目前,我國的超臨界水氧化技術已經成功地實現了酚、醇、鹵代脂肪、芳香族化合物、硝基苯、尿素、化學武器等的處理。此外,還有輻射技術也可以應用到廢水廢液的處理上,一般處理較為難處理的廢水廢液,應用射線以及高能電子束。這個技術可以單獨使用在廢水廢液的處理上,也可以同其他方法結合使用,能夠提高處理水的效率,它能夠殺死細菌、病原體,在化學廢水廢液的處理中具有很廣闊的前景。
四、對實驗室廢水廢液的收集與管理以及削減措施
1.選擇合適的容器,分類收集處理。化學實驗室要接觸的試劑性質紛雜,所以實驗室的廢水應該按照其化學性質的不同選擇適合的容器以及存放地點、存放方式。一般要做到廢液用特殊的器皿承裝后密封貯存,并且貼上明顯的標簽,注明廢水的性質、廢棄時間、貯存時間、處理時間等。相對高濃度的、毒性劇烈且無法回收的有機溶液,應該做特殊處理,將其交由環保部門進行認可,交移具有相關處理資質、處理能力的機構進行處理;并且相對實驗室的排水設計,應專門設計排污管道,進行分流處理。各實驗室的廢水廢液經預處理之后,統一排放到格柵池,對廢水廢液再進行進一步處理,將產生的污染物上交相關機構進行處理。此外,實驗室應該設立在線監測設施,實時監控是否污染超標以及所排水的清潔度。
2.優化實驗內容,改進試驗方法。化學實驗進行時,要有一定的順序,盡可能地將每次反應的產物能夠應用到后續的實驗中,合理規劃實驗的反應過程、順序,適當地調整實驗內容,將前期的實驗產物盡量用做后期的反應物。同時,要在保證實驗效果的前提下,盡量少量地使用實驗試劑,也可減輕污水處理的壓力。
3.全面推行清潔實驗。化學實驗中試劑眾多,在進行實驗時,我們也可以在保證實驗效果的前提下盡量用毒性低、污染小的試劑代替高污染、高毒性的試劑。要改善實驗設備,盡量使用精良、精準的實驗設備;同時規范實驗內容、實驗步驟,減少污染物的存留時間。現階段,我國在推行“綠色化學”的理念,要想實現“綠色化學”,就要實現化學實驗室的清潔實驗。
4.積極開創微型實驗。積極開展微型實驗的內容是:采用微型化操作,減少實驗藥劑的用量。試劑的量減少,對環境的污染、人體的危害就會減少。要積極探索無毒無害的試劑,代替毒性試劑,增強實驗的安全性、可靠性。微型實驗的開展,意在節約時間、節約試劑、減少污染等。
篇3
對高校實驗室廢棄物的特點和類型進行了分析,并分別介紹了實驗室廢氣、廢渣與廢液的處理方法,最后從實驗教學項目的編排上探討了從源頭上減少實驗廢棄物的可能性。
【關鍵詞】
高校實驗室實驗廢棄物實驗編排
隨著社會對大學生的實踐能力日益重視,高校加大了實踐教學力度,實驗室成為大學生實踐教學的重要場所之一。化學實驗室是廣大學子以及師生從事化學實驗和科研的重要場所,實驗過程中使用大量的化學藥品,由此產生了大量的各種化學廢液、廢渣等廢棄物。如若不經有效的處理,必定會影響實驗室的教學環境,損害師生的身體健康,同時也會給學校周邊的環境造成很大的危害。加強化學實驗管理,研究化學實驗廢棄物綜合處理的方法勢在必行。
1實驗室廢棄物的特點
高校化學實驗室產生的實驗廢棄物一般具有如下特點:產量小,雖然化學實驗室中涉及的試劑很多,但產生的廢棄物的量一般都很小。種類多,實驗室所使用的試劑品種非常多,實驗過程中所生成的物質及污染物的種類同樣也是非常多。我校化學實驗室產生的廢棄物類型,按性質可分為有機物、無機物及生物三類;按廢棄物狀態可分為氣體、液體、固體三類。其中有機廢棄物常含有的有機溶劑,揮發性大,處理難度大。
2實驗室廢棄物處理方法
2.1增強學生的環保意識
高校學生在實驗室廢棄物處理方面的認識有待提升,多數同學對實驗室廢棄物的處理了解甚少,沒有充分意識到廢棄物任意排放對環境造成的危害。因此需要增強學生的環保意識,從源頭方面減少廢棄物的產生。
2.2廢棄物的收集、處理
化學實驗室產生的廢棄物收集的方法一般有:分類收集法:按廢棄物的類別、性質和狀態的不同,分門別類收集;按量收集法;根據實驗過程中產生的廢棄物量的多少以及廢液濃度的高低進行收集;單獨收集:對于危害性或毒害性大的廢棄物應該單獨收集進行特殊處理。化學實驗過程中經常會產生一些有毒有害的氣體、液體、固體,都需要進行及時的處理。下面將從氣體、固體、液體三個方面研究其處理方法。
2.2.1廢氣的處理
我校化學實驗室進行的實驗中產生的氣體一般為無機氣體,如SO2、Cl2、H2S、NO2等。對于產量少的有毒氣體的實驗應該在通風櫥內進行,通過排氣設備將少量毒氣排到室外使其在大量空氣中稀釋。產生毒氣量大的實驗必須鏈接尾氣吸收或處理裝置,使其大部分被吸收。
2.2.2廢渣的處理
實驗室中產生的固體廢棄物很多可再次利用,如廢氣的玻璃導管可制作成膠頭滴管;底部有洞的試管和燒杯可組合作為簡易的啟普發生器。實驗中的沸石也可經過簡單處理后再次利用等等。而一些實驗遺留物也可以成為其他實驗的原料,如硫酸銅晶體結晶水含量的測定實驗中得到的硫酸銅粉末可用于檢測酒精中是否含水等;至于對環境危害較大的如含重金屬鹽的固體殘渣要轉變成難溶的氧化物或氫氧化物等后再集中掩埋。實驗所剩下的易燃物、氧化劑如鈉、鉀、白磷;高錳酸鉀、過氧化鈉等不能隨便丟棄、應妥善保管,防止發生著火事件。
2.2.3廢液的處理
2.2.3.1無機廢液的處理
①酸、堿類廢液的處理化學實驗過程中產生的無機酸、堿廢液一般有HCL、HNO3、H2SO4、NaOH、KOH、Na2CO3等。對于無機酸堿類廢液,當濃度較低時可用大量水清洗,經充分稀釋后可直接排放。當濃度較高時,應分別收集貯存。在確定酸堿廢液可互相混合的情況下,將其混合中和,后用清水稀釋降低濃度到5%以下,再進行排放。這樣既處理了廢液又做到了以廢治廢,降低處理費用。②氧化劑、還原劑廢液的處理對氧化劑、還原劑廢液的處理常采用氧化還原法。對氧化劑、還原劑應分別收集,查明廢液的特性,將一種廢液分次少量加入另一種廢液中。但一些能反應產生有毒物質的廢液不能隨意混合,如強氧化劑與鹽酸、硫化物、易燃物;硝酸鹽和硫酸;有機物和過氧化物等。③無機鹽類廢液的處理無機鹽類廢液的處理可根據無機鹽的種類分別采用沉淀法、離子交換法、氧化還原法、吸附法等進行無毒化處理或回收利用。如含鉛廢液的處理可用鋁鹽脫鉛法:在含鉛廢液中加入消石灰,調節pH至11,使廢液中鉛生成Pb(OH)2沉淀,然后加入Al2(SO4)3(凝聚劑),將pH降至7-8,則Pb(OH)2與Al(OH)3共沉淀,分離沉淀,檢測濾液中不含鉛后,排放廢液。
2.2.3.2有機廢棄物的處理
針對有機廢棄物的特點,可分別采用稀釋法、蒸餾回收法、轉化法、吸附法、萃取法等進行回收再利用、無毒化處理后排放。如含酚廢液的處理,可將低濃度含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉,使酚氧化為水和二氧化碳;高濃度可使用丁酸乙脂萃取,再用少量氫氧化鈉溶液反復萃取,調節pH后,進行重蒸餾,提純后使用。利用二氧化氯(ClO2,強氧化消毒劑)水溶液對酚廢水進行處理,不僅方便、安全,操作也十分簡單,直接將其按一定量加入酚廢水中,攪拌均勻,維持一定的處理時間,即可達到良好的處理效果,不存在二次污染。
2.3完善實驗室規劃
2.3.1完善收集桶的設置
收集桶是收集實驗室廢棄物的主要設備,完善收集桶將有利于更好的處理廢棄物。在實驗室中一般應設置固、液兩種收集器。固體收集器用來收集實驗中產生的固體廢棄物,如破碎的儀器等等。而液體的收集器(有稱廢液桶)應根據實驗室具體的實驗安排情況設置對應的廢液收集裝置,如含重金屬的廢液收集桶;酸、堿廢液收集桶;油脂類有機廢液等等。每個實驗室應結合具體的實際情況設置不同收集類型的廢液收集器,以便后期的廢棄物處理。
2.3.2完善實驗編排方案
經研究分析我校所開設的實驗室項目發現,在我校開設的實驗中有些實驗的產物時可以作為下一實驗的原材料,還有一些實驗中的廢棄物可作為其他實驗的資源等等。例如:①用濃硫酸和氯化鈉制備氯化氫時,產生的濃硫酸廢液可用工業廢鐵渣制備硫酸亞鐵銨實驗中產生的洗滌堿廢液中和;②然而工業廢鐵渣制備硫酸亞鐵銨的產物硫酸亞鐵銨可作為三草酸合鐵酸鉀的制備實驗的原料;③物理化學實驗室中實驗所利用過后的氯化鈉飽和冷凍液可作為基礎互學實驗中氯化鈉的提純及制備試劑級氯化鈉等實驗的原料。在編排實驗項目時根據實驗之間的聯系更合理的編排實驗流程,使實驗與實驗之間、實驗室與實驗室之間的實驗得到良好的銜接,充分利用好實驗室的各種試劑。
2.3.3強化宣傳、教育力度
學校及老師應加大對學生在實驗室廢棄物處理方面的教育,多開設相關講座等加深學生在環保方面的意識。督促學生更好、高效的在學到知識的基礎上減少污染、避免污染。
作者:周攀登 齊風佩 單位:湖南城市學院化學與環境工程學院
參考文獻:
[1]徐飛,李生英,張梅等.大學無機化學實驗中“三廢”的綠色化處理[J].實驗室科學,2008.
篇4
1建立廢液管理制度
建立實驗室廢液管理制度是對廢液進行規范化管理的前提和保障。對廢液進行管理是建設綠色化校園的重要組成部分,要將其納入學校的日常管理工作,并由主管教學的副校長親自監督這項工作的落實。學校每年都要有用于廢液處理的專項經費,高中化學實驗室要按照《高中理科教學儀器配備標準》的要求配備廢液處理裝置,存放廢液要有專門的場地。要將做好廢液處理工作納入《中學化學實驗教師崗位職責》,記入實驗室教師工作量,并作為考核內容之一。在《中學生化學實驗守則》中要明確規定“實驗后要按照要求將廢液倒入指定的容器,不可隨意排放”。在學生實驗過程中,教師有責任指導和督促學生對廢液進行收集。此外,某實驗室不需要的試劑對于其他實驗室并非完全無用,因此提倡信息共享,建立試劑交換再利用的機制。例如,在一個地區各校統一安裝基于互聯網的“化學試劑管理系統”,使教育行政主管部門、各學校領導和教師都能實時了解各學校實驗室化學試劑的庫存狀況,減少試劑配備的盲目性,使試劑在學校之間進行交換,盡可能地提高試劑利用率,最大限度地降低廢液廢棄試劑量。
2危險廢液的識別與分類
廢液,顧名思義是指液態廢物。廢物可分為危險廢物和非危險廢物,因此廢液也分為危險廢液和非危險廢液。通常所說的廢液,如果不加以特殊說明指的是危險廢液。危險廢物是指列入《國家危險廢物名錄》或者根據國家規定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有危險特征的固體廢物,通常具有毒害性、易燃性、腐蝕性等特征。盡管中學化學實驗中產生的廢液大部分屬于危險廢液,但是并非全部都是危險廢液。如果對危險廢液不加區分地全部回收,則勢必增加用于廢液處理的人力物力,提高廢液管理成本,造成不必要的浪費。
那么,如何來識別危險廢液呢?
一般來說,氯化鈉、醋酸鈉、硫酸鈣、淀粉、蔗糖等普通無機鹽及無害有機物,一般均為無毒性及低反應性物質。只含有這類物質的廢液屬于非危險廢液,通常無需處理,可以直接排入下水道。
強酸、強堿溶液具有強腐蝕性,含重金屬鹽類的廢液具有較強的毒性,多數有機廢液具有毒性或易燃性,以上幾類廢液均屬于危險廢液,必須回收,絕對不能直接排放。分子中含4個碳以下的醇、醛及酸類,通常水溶性高,且易被微生物分解,因此量少時不視為危險廢液。
為了便于廢液的收集和處理,應該建立統一的廢液分類標準。建議按照以下方法對實驗室危險廢液進行分類:
(1)含鹵有機廢液,指含鹵素的有機廢液。如三氯甲烷、四氯化碳、溴乙烷、溴苯等。
(2)不含鹵有機廢液,指不含鹵素的有機廢液。如甲醛、乙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、苯酚、苯胺、石油醚等。
(3)含氰廢液,指含有氰化物的廢液。
(4)含汞廢液,指含有汞及其化合物的廢液。
(5)含6價鉻廢液,指含有6價鉻化合物的廢液。
(6)含重金屬廢液,含只有一種或多種重金屬離子(如鎘、鎳、鉛、鉻、銅、銀、錳等離子)的廢液。
(7)含氟廢液,含有氫氟酸或其他氟化物的廢液。
(8)廢酸,含有硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸等的廢液。
(9)廢堿,含有氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、碳酸(氫)鈉、碳酸(氫)鉀、磷酸鈉等的廢液。
研究顯示,在中學實驗室廢液中沒有“含氰廢液”。實際收集廢液時,如果廢液中含有多種成分,則以其中有害性最大的化合物的類別進行歸類。例如,某無機廢液中既含有汞離子,又含有銅離子,則應將此廢液歸為第4類“含汞廢液”。
3廢液處置流程
實驗室廢液具有量少、種類多、濃度大、排放不連續等特點。實驗之后,根據廢液的類型,先分類收集在容器中,暫時儲存在實驗室,待累計至一定數量后,再進行集中處置。處置辦法包括自行處理和轉移處理兩種。自行處理是指根據實驗室條件(如利用化學實驗室廢液處理裝置),在力所能及范圍內自行對容易處理的有毒有害廢液(如某些無機廢液)就地進行無害化處理。轉移處理是指對將在實驗室難以處理的廢液(如有機溶劑等)轉移給有經營許可證的專業處理公司進行處理。實驗室處理廢液的流程如見圖1。
圖1實驗室處理廢液的流程圖我國目前有資質的危險廢物處理公司比較少,收費較高。按照上述廢液處置流程來區別處置廢液,不但可以減少廢液對環境的污染,而且也降低了廢液處理的費用,是一種行之有效的方法。需要說明的是,不論是自行處理還是轉移處理,都應得到環保部門的許可并接受監督。處理過程中的廢渣也應妥善處置,以免產生二次污染。
3.1廢液的分類標準
發達國家的經驗表明,在產生廢液的源頭對廢液進行分類收集非常重要,是對廢液進行有效處理的前提。應將廢液分類收集在規定的容器中。收集廢液時要注意,由于廢液之間有可能發生化學反應,放出大量的熱,或引起爆炸,或釋放出有毒氣體而造成危害,所以嚴禁把相互間易發生劇烈化學反應或反應后會釋放有害物質的廢液混合收集。例如,表1中A、B兩欄中的廢液不能相互混合。
表1不能相互混合的廢液
A欄B欄氫氟酸、鹽酸等揮發性酸不揮發性酸銨鹽、揮發性胺強堿硫化物、次氯酸鹽酸過氧化物有機物3.2廢物的儲存保管
要選擇潔凈、無破損的、不易被廢液腐蝕、帶有密封蓋的容器來盛放廢液。例如,可統一使用半透明的高密度聚乙烯(HDPE)容器。廢液桶中加入廢液的量,不應超過廢液桶容積的70%~80%。為防止從廢液桶中擴散出易揮發性物質,每次傾倒廢棄物后應蓋緊容器蓋。
儲存廢液的容器上應貼有醒目的標簽,標簽上要標明廢液種類、成分、大致濃度、儲存時間等內容,以保證廢液信息完整,利于對廢液的全程管理和最終處理。為了更好地起到警示作用,標簽上最好還要有危險警示標志。
儲存廢液要選擇能保證廢液不受自然外力,包括風、雨等破壞的地點。盡可能避光存放,還要遠離熱源,以免加速某些化學反應。儲存時間不宜過長,要定期進行處理。非指定人員不得進入儲存廢液的場所。含劇毒、易燃、易爆藥品的廢液的儲存應符合危險品管理規定的有關要求。實驗室儲存的廢液必須有專人管理,管理者應定期檢查儲存場所及儲存的廢液,包括檢查容器是否漏液、被腐蝕或密封不良等現象。廢液的管理者要對收集的廢液種類、數量、時間進行登記,以便隨時查對。
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化學論文2200字(一):化學分析中誤差的影響因素及處理措施研究論文
摘要:化學分析是一個通過化學實驗來測定某一個物質化學成分的過程,在這一過程中實驗人員會利用化學儀器設備、化學試劑等進行操作,并得出最終的化學分析數據結果。化學分析中誤差是常見的,本文就導致誤差的影響因素,以及如何控制誤差進行有效處理展開了研究。以期通過本文的研究可以給同行業者提供參考。
關鍵詞:化學分析;誤差;影響因素
0引言
化學分析是十分繁瑣的,經過多個步驟的分析與計算才能得出最終的數據結果。在這一分析過程中,分析方法、試驗器具、實驗壞境與條件等等因素都有可能對測量結果造成影響,導致分析誤差的出現。
1化學分析中的誤差主要包括哪些種類
1.1過失誤差
過失誤差也被稱為粗差,這種化學分析誤差的存在是由于工作人員在化學實驗與分析的過程出現失誤導致的。常見的過失誤差包括加錯化學試劑、讀錯刻度或者用錯實驗儀器,這些都屬于不規范操作,因此所產生的實驗數據是無效的。過失誤差通常都是由人為因素導致的,受到的人為主觀因素的影響,在化學分析中這種誤差是完全可以避免的。化學實驗操作與分析人員只要在操作時嚴格按照實驗規定流程與操作標準來實施,通過科學嚴謹的操作就可以避免這一誤差的出現。
1.2系統誤差
化學實驗分析中的系統誤差具有單向性與重復性的特點,就是在同等條件下連續多次進行反復實驗測定依然會出現誤差。并且這種誤差不是偏高就是偏低,所出現的正負差值還具有一定的規律性,這是由于某一個固定的因素導致了實驗系統出現了誤差。
化學實驗系統誤差形成的因素主要包括方法誤差、人為誤差以及輔助品誤差三種。其中方法誤差指的是化學實驗的方法科學性不足,在化學反應的過程中,由于實驗是間斷性來實施的,或者實驗所進行的空間不同以及指示劑選擇等造成了誤差的出現。人為誤差指的是化學實驗的過程中,由于實驗人員的操作不規范或未按照標準流程來操作,導致了實驗結果的數據與正確數據之間出現的偏差。輔助品的誤差往往集中在容器誤差、水和試劑誤差兩大方面,在化學實驗的過程中天平、各種容器等都是十分常見的,也往往是必須品,如果實驗容器的刻度不準確或者天平的砝碼不準確等都有可能影響實驗結果。此外,在實驗中試劑和水之間的比例誤差,或者受其他原因的影響而出現誤差。在實際工作中,化學實驗分析中的誤差由于系統因素所造成的相對較少,并且這些因素是可以進行檢定與校正的。
1.3隨機誤差
隨機誤差是由于某些偶然的因素所造成的,其所測定的結果會在某一個范圍內進行波動,但是這種波動是無規律可循的。誤差的正負、大小等都不能準確測量,每次測量出現的結果都是不同的,這一誤差也往往是化學實驗中不可避免的誤差。
在化學實驗與分析的過程中由于所處外部環境的溫度、濕度差異,導致了實驗結果的偏差,另外空氣中的壓強不同也會出現實驗結果誤差。這些因素具有偶然性、隨機性,很難對導致誤差的具體原因進行準確判斷。如果需要找到其中的原因,就需要展開多次測定,從實驗的數據中分析其規律,進行一些平均數測定之后,隨機誤差才有可能降低。但是隨機誤差是不可能避免的。
2面對化學分析中的誤差應當如何有效處理
2.1分析實驗室質量控制的措施
要減少甚至避免在化學實驗中出現誤差分析實驗室進行質量控制是十分必要的。首先實驗室工作人員應當具備專業的知識與技術,對實驗所用儀器設備進行定期的檢查與維護,給化學實驗提供基本的物質保障。其次通過選擇正確的分析方法來進行化學實驗質量控制,要建立實驗分析控制程序、常規質量控制技術并進行各類質量控制技術的對比。不同的應用目的應當采用不同的質量控制技術,要保證整個化學實驗與分析過程都在有效的質量控制范圍之內。一個給定系統對化學實驗測試數據質量是有一定要的,要求其在某一個限度范圍之內,這一限度簡單而言就是所得數據其要達到的準確度與精密度。為了有效的達到這一要求,確保實驗測試的結果達到經精準度標準,就應當進行有效的質量控制。
2.2分析實驗室應有良好的質量保證
質量保證的主要目的就是要使得在實驗測試過程中出現的系統誤差、過失誤差以及隨機誤差等盡可能的減少,在預期估計的范圍內。化學分析質量保證的主要內容包括兩大方面。其一,在取樣、實驗結果的計算、最總結果的分析等各個環節中都采用相關措施來減少誤差,以對質量進行控制。其二,采用有效的方法對化學分析結果的質量進行檢驗或評價,要及時發現化學分析中存在的問題,保證化學分析結果的準確性與可靠性。化學分析的數據要具有準確度、精密度、完整性以及可比性,才能稱之為可靠的結果,這樣的結果也能具有一定的權威性與法律效力。
2.3加強實驗室間的質量控制
實驗室間的誤差控制通常是第三方來完成的,這第三方是有豐富工作經驗與專業技術的組織,其可以對各個實驗室以及化學分析工作人員進行質量考查。這一考查可以定期組織開展,也可以采用隨機抽查的形式進行,一般這項工作是由上級領導部門發放標準試樣,然后再在各個實驗室之間進行數據對比分析。質控樣書隨機考核的方式也是十分常見的,通過這一方式將實際試樣考核,檢查各個實驗室數據之間的可比性,以及是否存在和系統誤差、檢查分析誤差等,判定分析結果是否有效。
3結論
綜上所述,在化學分析中誤差是客觀存在的,不能消滅的,但是應當將這一誤差控制在能夠允許的范圍內,保證這一誤差不會影響到結果的準確性。影響化學分析誤差的因素是多方面的,可以從實驗室質量控制、實驗室質量保證以及實驗間質量控制三個方面來控制化學分析誤差。
化學畢業論文范文模板(二):高校實驗室化學廢棄物的處理方法探析論文
摘要:在高校實驗室中,會產生很多化學廢棄物,若不對其進行有效處理,容易造成污染環境等問題。本文簡單的對高校化學實驗室危險化學廢棄物特點開展分析,明確其具有易爆性、易燃性等特征。并重點對高校實驗室化學廢棄物的處理方法進行了探究,如有機廢棄液的處理方式、無機廢棄液處理方式等,以期能夠對高校實驗室化學廢物進行正確的處理,減少對環境的污染,實現對環境的良好保護,為關注此類話題的人們提供參考。
關鍵詞:化學廢棄物;有機廢液;無機廢液;高校實驗室;處理方式
0引言
隨著我國可持續發展戰略實施,綠色、低碳、環保觀念日益深入人心。在此背景下,為了加強對環境的保護,我國已經將實驗室污染納入到環境監管范圍內,力圖實現對實驗室廢棄物排放的有效控制。因此,在新時期,積極探索行之有效的高校實驗室化學廢棄物處理方法具有重要的現實意義。
1高校化學實驗室危險化學廢棄物特點
腐蝕性、易燃性、感染性、易爆性、反應性是高校實驗室化學廢棄物的主要特點。可見,其危險特性顯著,若不對其進行科學處理,不僅會對生態環境造成不利影響,而且還會降低人的身體健康水平,對人的生命安全造成嚴重的威脅。因此,在開展化學實驗時,應該明確危險化學廢物的特點,采取有效措施進行處理。
2高校實驗室化學廢棄物的處理方法
2.1有機廢液的處理方式
在此廢液中,存在大量的有機溶劑,其具有較大的毒性,若是采用直接排放的方式,將會對環境造成嚴重的污染。針對于有機廢液,其大部分是能夠回收利用的。
2.1.1含苯廢液的處理
此廢液可回收和再利用。在對含苯廢液進行處理過程中,也可借助焚燒方式進行處理。例如,可將其放置在鐵器內,然后進行點燃。在此過程中,需要注意的是,為了避免火災事故發生,應該在室外較為空曠的地方進行焚燒,并且相關處理人員應該處于上風向,對整個燃燒過程需要進行全過程監督,避免引發重大事故。
2.1.2含酚廢液的處理
含酚廢液主要分為高濃度廢液和低濃度廢液兩種,濃度不同所采用的處理方法也具有差異性。針對前者而言,首先可借助乙酸丁酯萃取;其次通過氫氧化鈉溶液反萃取;最后,在對其PH值進行科學合理調節的基礎上,可開展重蒸餾回收與利用工作。針對于后者而言,可借助漂白粉,或者次氯酸鈉,促使酚進行氧化,進而以一般有機液的方式對其進行處理。例如,將漂白粉加入含酚的廢液中,可將其氧化為鄰苯二醌,進而采用一般有機液處理形式。
2.2無機廢液的處理方式
2.2.1含砷廢液的處理
在將消石灰加入其中的基礎上,開展PH值的調節,促使其在9左右,進而生成亞砷酸鈣,或者生成砷酸鈣,在此工序完成后需要將FeCl3加入其中,這樣可生成Fe(OH)3,可實現一定的沉淀效果,從而達到消除廢液中砷的目的。另外,在PH值調節環節中,若是將其調節到10以上時,其雖然不會生成Ca3(AsO3)2,但是可以將Na2S加入其中,通過反應可生成硫化物沉淀,此方式也可實現較好的處理效果。
2.2.2含汞廢液的處理
在高校實驗室化學廢棄物中,因為汞通常是以Hg2+或Hg22+離子存,所以相對而言其毒性是比較大的。若是在某些微生物的作用下,其毒性也會隨之加大。要想對含汞廢液進行有效的處理,需要借助硫化物汞沉淀方式加以處理。具體而言,對其廢液的PH值進行相應的調節,此過程需要使用Na2CO3,一般情況下應該調到8到9之間,確保其PH值在規定范圍內后,應該將Na2S加入進去,此環節確保其用量足夠,以便促使其生成HgS。與此同時,還應該加入相應的汞沉淀劑。例如,FeSO4·7H2O,進行清液排放,然后借助混凝劑對其殘渣進行固化處理,為汞回收做準備,實現統一處置。
相對于無機汞而言,有機汞的廢水的毒性大一些,所以應該進一步強化對其的處理。在該過程中,不僅需要加入百分之六的KMnO4水溶液,而且還應該將適量的濃硝酸加入其中,當KMnO4水溶液顏色逐漸消失后,可采取降溫的措施,在其溫度達到六十攝氏度以下的情況下,可將一定量的KMnO4溶液加入進去,對汞產生一定的消化作用,當生成Hg2+離子時,需采取上述措施進行處理。
2.2.3含鉻廢液的處理
在含鉻廢液中,含六價鉻廢液毒性最大,加大了廢棄物處理難度。在實際處理過程中,最關鍵環節是對其毒性進行消除。其中,較為常見的方法為:將Cr6+轉化為Cr(OH)3,通過此方式有助于將含六價鉻廢液毒性消除。重要步驟有以下幾個,一是在酸性的環境中,將廢鐵屑、亞硫酸氫鈉等還原劑加入廢水中;二是在Cr6+還原為Cr3+的基礎之上,可加入堿;三是開展PH值的調節工作,促使Cr(OH)3沉淀;四是進行脫水干燥處理,將其與煤粉、煤渣進行焙燒;五是對鉻渣開展合理的處理,完成此環節后可進行填埋。
篇6
一、中學化學實驗室污染來源及影響
中學化學實驗使用的藥品種類繁多,有強酸(鹽酸、硫酸、硝酸等)、強堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)、重金屬(硝酸銀、醋酸鉛、硝酸汞等)、有機溶劑(四氯化碳、苯等)、硫化物、鹵化物、酚類、石油類、有機酸,等等。而在各化學實驗中,隨著反應的進行,或多或少都會有廢棄物的產生,除了廢氣、廢渣外,主要還是以廢液為主。按廢液的性質來劃分,主要有兩大類:無機物和有機物。無機廢液一般有酸堿殘留物、重金屬鹽、硫化物、鹵素離子等等;有機廢液則往往含有有機溶劑的萃取液、含酚液、有機酸液等等。這些廢棄物如未經處理,直接倒到水槽,經過下水道,滲入地下,進入江河、農田,不僅危害人們的身體健康,而且對周邊環境的產生破壞作用。
二、減排措施
“環境污染,人人有責”,在創建綠色校園的過程中,我校就提倡師生“從我做起,從實驗室入手”,把創建綠色實驗室作為工作重點之一。除了從硬件、管理方面入手,更是本著“以廢治廢,變廢為寶”的準則,采取各種措施對污染物進行妥善處理,即減少廢物量的排放,減少對環境的污染。
1.做好實驗前的準備,從源頭上降低污染的排放
作為一名實驗員,不僅只是做好管理工作,更應該充分熟悉課程教材中的每個實驗,了解實驗的進度,不管是在準備演示實驗還是分組實驗,對于液體藥品濃度的配制,不應只是根據課本濃度,按部就班,而應嘗試更低濃度,實驗的適宜用量,將藥品用量控制在最低,從源頭上降低實驗污染的排放。比如,《化學1》中的離子檢驗的實驗,作為定性實驗,NH4Cl、KCl等溶液的濃度沒有具體要求,就無需配制很濃,控制在可以檢驗出成分既可;《化學2》中的演示實驗SO2有毒氣體的制備,應事先估算藥品用量,準備好發生裝置、針筒(收集裝置)、吸收尾氣裝置,在通風櫥中收集好幾個班要用的氣體,避免多次收集,既減少藥品浪費,又降低實驗污染的排放機會。
2.使化學實驗“微型化”,減少學校的環境污染
微型實驗已經成為引人矚目的化學領域重大變革之一。微型實驗是指實驗儀器的微型化,藥品的微量化(即進行實驗時,試劑的用量比常規實驗藥品用量節省達90%以上)。平時做完實驗后產生的廢棄物對學校環境的污染既然是不可避免的,那么我校化學實驗室就想辦法通過“微型實驗”來完成實驗,既可節省資源又減少對環境的污染。例如,利用微型儀器反應板(點滴板,井穴板)代替試管,可使藥品用量減少十分之一,甚至更多;還有些非定量實驗,提倡采取濃度低限法,譬如檢驗硫酸根離子的存在,氯化鋇溶液的濃度只需能驗出硫酸根離子就可以;檢驗氯離子,硝酸銀溶液的濃度無需用2%,只要有白色沉淀出現即可,濃度可以低至0.2%等等。當然,并不是所有實驗都能利用微型化實驗來代替,應視具體情況采用具體措施,但有些實驗通過儀器微型化、藥品微量化兩種方法的配合使用,不僅反應迅速,現象明顯,而且可以使藥品的浪費量和污染物的排放量大大的降低,也利于學生獨立操作能力的培養。因此,微型化實驗是各中學進行實驗時逐漸提到議程上節能減排的一種有效方法。
3.有些實驗采取合成產物回收利用,減少污染排放
隨著社會的發展,水污染日趨嚴重,實驗室廢液的處理就要從多方面入手,而推廣實驗合成產物的回收再利用也是一種可行的辦法。實驗合成產物的回收再利用是指回收上一實驗的生成物作為下一實驗的反應物,這種方法很好地解決實驗后的廢棄物。這樣做也能有效地節約能源、節省藥品,還能減少污染。例如,高一“化學反應中能量的變化”中,氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體用量很大,產生的氯化鋇是中學常用的試劑,屬于毒害品,如不處理直接排放,既造成大量的浪費,又造成環境污染。通過蒸發結晶辦法可以收集大量氯化鋇固體,可用于配氯化鋇溶液(配制過程要調pH值)再次使用;還有“鹵素的性質”中做完萃取實驗的四氯化碳廢液,直接排放也會污染環境,可利用無水氯化鈣的強吸水性,來收集含有少量水分的四氯化碳,方法簡單、方便,可用于萃取實驗。在化學實驗教學過程中,推廣實驗合成產物的回收再利用這種方法最大優點就是既可以變廢為寶,減少環境污染,又可以節約開支,減少不必要的浪費,還能養成學生良好的節約習慣和環保意識。
4.對實驗后的廢棄物進行分類處理,降低污染的排放量
化學實驗室是學校污染的源頭,實驗過程中,不可避免地要產生廢氣、廢液、廢渣。這些廢棄物或多或少的會存在些有毒有害物質,而且種類復雜。為此,我校實驗室針對不同廢棄物進行分類處理,盡量減少直接排放。
(1)廢氣處理。化學實驗過程中,廢氣的產生并不少見,如酸堿性或有害氣體CO2、SO2、NO2、NH3、Cl2等。對于這類實驗我校采取氣密性良好的實驗裝置,并有尾氣吸收裝置,在通風櫥(每間實驗室都有配備)內完成實驗,來減少這類氣體的直接排放。尾氣液的選擇,總的是以酸液吸收堿性廢氣,堿液吸收酸性廢氣,使其轉為無害或基本無害的物質。
(2)廢渣處理。固體廢渣主要包括固體原料殘留物,固體生成物,還有實驗過程中產生的如廢紙、火柴梗、玻璃碎片渣等。對于固體原料殘留物,有專門的回收瓶加以回收,以備下次再使用,如配制溶液一節中,NaCl固體的取用量,如果不小心多取了些,不能直接放回原瓶,要預備一個回收瓶來收集;而固體生成物則能利用的要加以利用,如NaHCO3固體的加熱分解,固體生成物應加以回收利用。而其他無害廢渣則應倒到指定垃圾桶,集中后需倒到指定地點。
(3)廢液處理。中學化學實驗過程,主要產生的是大量的廢液,所以廢液的處理是重頭。我校每間實驗室的每個桌面都有預備小廢液桶,和前臺面總收集的大廢液桶,專門來收集實驗后產生的廢液。廢液大致可分為三類:①酸堿類,對于不含毒害離子的稀酸或稀堿廢液,收集到一定數量,相互混合,再調節廢液的pH值在7左右,就可以直接排放;②重金屬鹽類的廢液,離子檢驗、銀鏡反應中的Ag+,使用量并不小,可采用沉淀法收集到一定量,根據AgCl固體溶于濃鹽酸,Ag固體溶于中等濃度硝酸原理進行處理;化學反應中的熱量變化中的Ba2+,利用蒸發結晶法回收的鋇鹽可以再利用;③有機溶劑廢液,中學主要常用的是CCl4,在《化學1》中萃取和分液,會產生大量有機廢液,應回收處理。根據CCl4廢液中萃取物質一般為Cl2或Br2,收集有機廢液層,集中處理,根據NaOH溶液不溶于CCl4,比重比CCl4輕,來分液處理CCl4層中的Cl2或Br2,再利用無水CaCl2的強吸水性,干燥,得到的CCl4能再次使用,這種方法雖簡易方便,但回收率不高,我們一直在尋找更為有效的回收方法。實驗室通過對廢氣、廢渣、廢液的多方面處理,也能從一定程度上少實驗污染的排放量。
5.在化學實驗教學過程中,培養學生養成良好的實驗習慣,是實現減排的有效途徑
篇7
關鍵詞:實驗室;廢棄物;環境污染;治理
隨著我國科學技術的發展,對各類實驗室的需求越來越多,各學科的重點實驗室、各學校、各系統內的重點實驗室層出不窮。從實驗室的分布來看,主要集中在學校(包括各高等院校和中學學校)、科研機構、檢測機構和企業中的檢驗研究部門。企業實驗室的污染問題可歸納為企業的環保問題,易于被各級部門重視,企業在處理自身的環保問題時,污染問題也得到相應的處理。而各類實驗室多為相對獨立的行政單位,區域分散,單個污染少,易于被忽視。
我國目前擁有各類高等院校1100所(1999年統計數字),普通高中1.5萬所,初中6.3所。科研院所、質檢、衛生防疫、環境監測、農林等各級檢驗機構近20000余個,已成為一個龐大的系統。實驗室實際上是一類典型的小型污染源,建設的越多,污染的越大。這些實驗室,尤其是在城區和居民區的實驗室對環境的危害特別大,因為很多實驗室的下水道與居民的下水道相通,污染物通過下水道形成交叉污染,最后流入河中或者滲入地下,其危害不可估量。科學工作者或者未來的科學工作者成了環境的污染者,令人十分遺憾。環境保護是事關可持續發展經濟的大戰略。在環保面前人人平等,必須本著“誰污染環境,誰負責處理”的原則貫徹執行。實驗室的成本核算和對外收費都應包括實驗室的環保費用在內。
實驗室的污染源種類復雜,品種多,毒害大,應根據具體情況,分別制訂處理方案。
1 實驗室環境污染種類及危害[1]
1.1 按污染性質分
1.1.1化學污染
化學污染包括有機物污染和無機物污染。有機物污染主要是有機試劑污染和有機樣品污染。在大多數情況下,實驗室中的有機試劑并不直接參與發生反應,僅僅起溶劑作用,因此消耗的有機試劑以各種形式排放到周邊的環境中,排放總量大致就相當于試劑的消耗量。日復一日,年復一年,排放量十分可觀。有機樣品污染包括一些劇毒的有機樣品,如農藥、苯并(α)芘、黃曲霉毒素、亞硝胺等。無機物污染有強酸、強堿的污染,重金屬污染,氰化物污染等。其中汞、砷、鉛、鎘、鉻等重金屬的毒性不僅強,且有在人體中有蓄積性。
1.1.2生物性污染
生物污染包括生物廢棄物污染和生物細菌毒素污染。生物廢棄物有檢驗實驗室的標本,如血液、尿、糞便、痰液和嘔吐物等;檢驗用品,如實驗器材、細菌培養基和細菌陽性標本等。開展生物性實驗的實驗室會產生大量高濃度含有害微生物的培養液、培養基,如未經適當的滅菌處理而直接外排,會造成嚴重后果。生物實驗室的通風設備設計不完善或實驗過程個人安全保護漏洞,會使生物細菌毒素擴散傳播,帶來污染,甚至帶來嚴重不良后果。2003年非典流行肆虐后,許多生物實驗室加強對SAS病毒的研究,之后報道的非典感染者,多是科研工作者在實驗室研究時被感染的。
1.1.3 放射性污染物
放射性物質廢棄物有放射性標記物、放射性標準溶液等。
1.3 按污染物形態分
1.3.1 廢水
實驗室產生的廢水包括多余的樣品、標準曲線及樣品分析殘液、失效的貯藏液和洗液、大量洗滌水等。幾乎所有的常規分析項目都不同程度存在著廢水污染問題。這些廢水中成分包羅萬象,包括最常見的有機物、重金屬離子和有害微生物等及相對少見的氰化物、細菌毒素、各種農藥殘留、藥物殘留等。
1.3.2 廢氣
實驗室產生的廢氣包括試劑和樣品的揮發物、分析過程中間產物、泄漏和排空的標準氣和載氣等。通常實驗室中直接產生有毒、有害氣體的實驗都要求在通風櫥內進行,這固然是保證室內空氣質量、保護分析人員健康安全的有效辦法,但也直接污染了環境空氣。實驗室廢氣包括酸霧、甲醛、苯系物、各種有機溶劑等常見污染物和汞蒸汽、光氣等較少遇到的污染物。
1.3.3 固體廢物
實驗室產生的固體廢物包括多余樣品、分析產物、消耗或破損的實驗用品(如玻璃器皿、紗布)、殘留或失效的化學試劑等。這些固體廢物成分復雜,涵蓋各類化學、生物污染物,尤其是不少過期失效的化學試劑,處理稍有不慎,很容易導致嚴重的污染事故。
2 對實驗室污染物的處理辦法
為防止實驗室的污染擴散,污染物的一般處理原則為:分類收集、存放,分別集中處理。盡可能采用廢物回收以及固化、焚燒處理,在實際工作中選擇合適的方法進行檢測,盡可能減少廢物量、減少污染。廢棄物排放應符合國家有關環境排放標準。
2.1 化學類廢物
一般的有毒氣體可通過通風櫥或通風管道,經空氣稀釋排出。大量的有毒氣體必須通過與氧充分燃燒或吸收處理后才能排放。
廢液應根據其化學特性選擇合適的容器和存放地點,通過密閉容器存放,不可混合貯存,容器標簽必須標明廢物種類、貯存時間,定期處理。一般廢液可通過酸堿中和、混凝沉淀、次氯酸鈉氧化處理后排放,有機溶劑廢液應根據性質進行回收。
2.1.1 含汞廢液的處理
排放標準3:廢液中汞的最高容許排放濃度為0.05mg/L(以Hg計)。
處理方法:①硫化物共沉淀法:先將含汞鹽的廢液的pH值調至8-10,然后加入過量的Na2S,使其生成HgS沉淀。再加入FeS04(共沉淀劑),與過量的S2-生成FeS沉淀,將懸浮在水中難以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀.然后靜置、分離,再經離心、過濾,濾液的含汞量可降至0.05mg/L以下。[2]
②還原法:用銅屑、鐵屑、鋅粒、硼氫化鈉等作還原劑,可以直接回收金屬汞。
2.1.2 含鎘廢液的處理
①氫氧化物沉淀法:在含鎘的廢液中投加石灰,調節pH值至10.5以上,充分攪拌后放置,使鎘離子變為難溶的Cd(OH)2沉淀.分離沉淀,用雙硫腙分光光度法檢測濾液中的Cd離子后(降至0.1mg/L以下),將濾液中和至pH值約為7,然后排放。
②離子交換法:利用Cd2+離子比水中其它離子與陽離子交換樹脂有更強的結合力,優先交換.
2.1.3 含鉛廢液的處理
在廢液中加入消石灰,調節至pH值大于11,使廢液中的鉛生成Pb(OH)2沉淀.然后加入Al2(S04)3(凝聚劑),將pH值降至7-8,則Pb(OH)2與Al(OH)3共沉淀,分離沉淀,達標后,排放廢液。
2.1.4 含砷廢液的處理
在含砷廢液中加入FeCl3,使Fe/As達到50,然后用消石灰將廢液的pH值控制在8-10。利用新生氫氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用,除去廢液中的砷。放置一夜,分離沉淀,達標后,排放廢液。
2.1.5 含酚廢液的處理
酚屬劇毒類細胞原漿毒物,處理方法:低濃度的含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉煮一下,使酚分解為二氧化碳和水。如果是高濃度的含酚廢液,可通過醋酸丁酯萃取,再加少量的氫氧化鈉溶液反萃取,經調節pH值后進行蒸餾回收.處理后的廢液排放。
2.1.6 綜合廢液處理
用酸、堿調節廢液PH為3-4、加入鐵粉,攪拌30min,然后用堿調節p H為9左右,繼續攪拌10min,加入硫酸鋁或堿式氯化鋁混凝劑、進行混凝沉淀,上清液可直接排放,沉淀于廢渣方式處理。
2.2 生物類廢物
生物類廢物應根據其病源特性、物理特性選擇合適的容器和地點,專人分類收集進行消毒、燒毀處理,日產日清。
液體廢物一般可加漂白粉進行氯化消毒處理。固體可燃性廢物分類收集、處理、一律及時焚燒。固體非可燃性廢物分類收集,可加漂白粉進行氯化消毒處理。滿足消毒條件后作最終處置。
2.2.1 一次性使用的制品如手套、帽子、工作物、口罩等使用后放入污物袋內集中燒毀。
2.2.2 可重復利用的玻璃器材如玻片、吸管、玻瓶等可以用1000-3000mg/L有效氯溶液浸泡2-6h.然后清洗重新使用,或者廢棄。
2.2.3 盛標本的玻璃、塑料、搪瓷容器可煮沸15min.或者用1000mg/L有效氯漂白粉澄清液浸泡2-6h,消毒后用洗滌劑及流水刷洗、瀝干;用于微生物培養的,用壓力蒸汽滅菌后使用。
2.2.4 微生物檢驗接種培養過的瓊脂平板應壓力滅菌30min,趁熱將瓊脂倒棄處理。
2.2.5 尿、唾液、血液等生物樣品,加漂白粉攪拌后作用2-4h,倒入化糞池或廁所。或者進行焚燒處理。
2.3 放射性廢棄物
一般實驗室的放射性廢棄物為中低水平放射性廢棄物,將實驗過程中產生的放射性廢物收集在專門的污物桶內,桶的外部標明醒目的標志,根據放射性同位素的半衰期長短,分別采用貯存一定時間使其衰變和化學沉淀濃縮或焚燒后掩埋處理。
2.3.1 放射性同位素的半衰期短(如:碘131、磷32等)的廢棄物,用專門的容器密閉后,放置于專門的貯存室,放置十個半衰期后排放或者焚燒處理。
2.3.2 放射性同位素的半衰期較長(如:鐵59、鉆60等)的廢棄物,液體可用蒸發、離子交換、混凝劑共沉淀等方法濃縮,裝入容器集中埋于放射性廢物坑內。
3 解決實驗室污染的措施
3.1 提高認識,制定技術規范
各級實驗室都需要進一步提高對實驗室環境污染問題的認識,不能回避,聽之任之,而是應該根據本實驗室工作的特點、重點,積極探索,想方設法減少實驗室污染。國家有關部門也應認真研究實驗室的污染特點和防治途徑,提出操作性強、簡便實用的技術規范,并出臺相應的考核要求及辦法。最好是融入實驗室的建設和驗收中去,使之成為能力建設的一部分,從而有利于貫徹落實各項實驗室環境污染的防治措施。
3.2 建立實驗室環境管理體系[3]
實驗室在能力建設、質量管理的同時,還要建立完備的實驗室環境管理體系。按照ISO14001環境管理體系的理念和要求,全面考察實驗分析的各個方面,制定相應的程序文件,規范實驗室環境行為,充分貫徹ISO14001一貫強調的污染預防和持續改進的基本要求,力爭減小每一個過程的環境影響,從而不斷提升實驗室管理水平。
3.3 全面推行綠色化學、清潔實驗
3.3.1 選擇污染少的分析方法
在保證實驗效果的前提下,用無毒害、無污染或低毒害、低污染的試劑替代毒性較強的試劑,盡量用無毒、低毒試劑替代高毒試劑。在一些特定實驗要用到高毒性藥品時,一定要用封閉的收集桶收集廢液。
學校在進行教育實驗中,還要特別注意發揮教學多媒體的作用。教學多媒體是知識經濟的產物,它是信息社會的標志之一,在實驗教學中,計算機輔助教學模擬化學實驗(仿真實驗)是一種化學試劑和儀器裝置“零投入”和“廢棄物零排放”的特殊實驗方式,它非常適合于演示實驗。因為演示實驗主要是用于培養學生的觀察能力和用于模仿而不是訓練動手操作能力的。某些毒害較大的化學實驗也可以采用這種方式,從而可防止為了學習一點兒知識而付出高昂的環境代價的作法。[4]
3.3.2 改進實驗條件,開展推廣微型實驗[5]
在實驗中改善實驗裝置,是有效防止有毒氣體逸散、有毒液體外溢的重要舉措。一些商品化實驗裝置的產生可以大大減少實驗中化學試劑的用量。
微型實驗是指在微型化的儀器裝置中進行的實驗,其試劑用量是常規實驗的數十分之一至千分之一。因此,開設微型實驗,是節約藥品,減少開支,降低實驗污染的簡便方法。
改進實驗方法,可以減少試劑使用量。在農殘檢測中利用固相萃取取代傳統的液液萃取,可以大大減少乙腈等有毒試劑的使用,減少污染。
3.3.3 成立試劑調度網絡
過期、失效的化學試劑的處理是世界性的難題。各實驗室可以合作成立區域性的試劑調度網,選擇一部分危害大,用量少,易失效的試劑進入網絡,實行實驗室間資源共享,盡量避免大批化學試劑失效,也可節約實驗成本。
3.3.4 加強地區中心實驗室的功能
現行的管理體制使各級行政部門都擁有各自小而全的實驗室,既浪費了大量資源,又不利于環境保護。應發揮地區中心實驗室的作用,集中部分項目,對社會開發。從而達到資源共享,相對降低實驗室污染物的排放,對污染相對大的實驗室有利于集中治理。
3.3.5 一些行之有效的清潔實驗行為的實例
在滿足實驗要求的情況下,適當降低采樣量;
不要購買暫時用不上的試劑;
盡量利用可回收的試劑;
應使用可降解的無磷洗滌劑;
使用酒精溫度計從而避免水銀溫度計可能帶來的汞污染。
4 國內外實驗室污染治理的現狀
在國外,有專門的實驗室廢棄物處理站來集中收集處理。實驗室廢棄物集中處理站的管理規范、嚴格,安全環境保護意識極強。專門地點集中、專門房間、專門容器存放,專門人員管理,嚴格分區、分類,集中送特殊廢品處理場處理。各種廢棄物由各實驗室分類上交后,處理站要對交來廢棄物稱重后將信息存進計算機,再分類放到規定地方集中。例如,報廢放射源、廢機油、報廢化學試劑、化學合成“三廢物”、化學品廢棄容器等都分類存放。[6]
廢棄物集中處理站設計內容周密,設施完備先進,安全可靠。為防止集中后的地下滲漏二次污染,設計時將處理站地下全部用水泥整體澆注。危險化學品、放射源存放在專門房間,還有安全監控、排風系統。
廢棄物集中處理站的費用由政府每年的經費預算中列支。另一方面,可回收廢品被收購后所得資金則用于廢棄物集中處理站的進一步發展。
目前我國對實驗室的污染排放并沒有專門的規定,一般參照企業的污染排放標準。實驗室在建設或認可驗收時會對實驗室的廢棄物排放提出要求。如氣體實驗在通風處做,廢棄物由專門的環保公司回收等。由于實驗室污染種類齊全,情況復雜,多數項目產生的污染量較小,缺乏相應資金,操作起來存在著相當難度,給污染治理帶來一定困難。目前除少數一些環保意識強的實驗室,沒有直接排放廢棄物外,多數實驗室僅僅把環保放在口頭上,廢棄物回收協議簽在紙上,大量的廢棄物仍然直接排放。
由于實驗室大多數項目只是零星開展,各項目之間的工作頻次不均勻,廢棄物排放物規律,污染分散,這些也給環保部門監控帶來困難。一些環保措施的后處理沒有完善,如殘液缸滿后如何處理,都是一個棘手的問題。
篇8
關鍵詞:實驗室;廢棄物;環境污染;治理
1實驗室環境污染種類及危害[1]
1.1按污染性質分
1.1.1化學污染
化學污染包括有機物污染和無機物污染。有機物污染主要是有機試劑污染和有機樣品污染。在大多數情況下,實驗室中的有機試劑并不直接參與發生反應,僅僅起溶劑作用,因此消耗的有機試劑以各種形式排放到周邊的環境中,排放總量大致就相當于試劑的消耗量。日復一日,年復一年,排放量十分可觀。有機樣品污染包括一些劇毒的有機樣品,如農藥、苯并(α)芘、黃曲霉毒素、亞硝胺等。無機物污染有強酸、強堿的污染,重金屬污染,氰化物污染等。其中汞、砷、鉛、鎘、鉻等重金屬的毒性不僅強,且有在人體中有蓄積性。
1.1.2生物性污染
生物污染包括生物廢棄物污染和生物細菌毒素污染。生物廢棄物有檢驗實驗室的標本,如血液、尿、糞便、痰液和嘔吐物等;檢驗用品,如實驗器材、細菌培養基和細菌陽性標本等。開展生物性實驗的實驗室會產生大量高濃度含有害微生物的培養液、培養基,如未經適當的滅菌處理而直接外排,會造成嚴重后果。生物實驗室的通風設備設計不完善或實驗過程個人安全保護漏洞,會使生物細菌毒素擴散傳播,帶來污染,甚至帶來嚴重不良后果。2003年非典流行肆虐后,許多生物實驗室加強對SAS病毒的研究,之后報道的非典感染者,多是科研工作者在實驗室研究時被感染的。
1.1.3放射性污染物
放射性物質廢棄物有放射性標記物、放射性標準溶液等。
1.3按污染物形態分
1.3.1廢水
實驗室產生的廢水包括多余的樣品、標準曲線及樣品分析殘液、失效的貯藏液和洗液、大量洗滌水等。幾乎所有的常規分析項目都不同程度存在著廢水污染問題。這些廢水中成分包羅萬象,包括最常見的有機物、重金屬離子和有害微生物等及相對少見的氰化物、細菌毒素、各種農藥殘留、藥物殘留等。
1.3.2廢氣
實驗室產生的廢氣包括試劑和樣品的揮發物、分析過程中間產物、泄漏和排空的標準氣和載氣等。通常實驗室中直接產生有毒、有害氣體的實驗都要求在通風櫥內進行,這固然是保證室內空氣質量、保護分析人員健康安全的有效辦法,但也直接污染了環境空氣。實驗室廢氣包括酸霧、甲醛、苯系物、各種有機溶劑等常見污染物和汞蒸汽、光氣等較少遇到的污染物。
1.3.3固體廢物
實驗室產生的固體廢物包括多余樣品、分析產物、消耗或破損的實驗用品(如玻璃器皿、紗布)、殘留或失效的化學試劑等。這些固體廢物成分復雜,涵蓋各類化學、生物污染物,尤其是不少過期失效的化學試劑,處理稍有不慎,很容易導致嚴重的污染事故。
2對實驗室污染物的處理辦法
為防止實驗室的污染擴散,污染物的一般處理原則為:分類收集、存放,分別集中處理。盡可能采用廢物回收以及固化、焚燒處理,在實際工作中選擇合適的方法進行檢測,盡可能減少廢物量、減少污染。廢棄物排放應符合國家有關環境排放標準。
2.1化學類廢物
一般的有毒氣體可通過通風櫥或通風管道,經空氣稀釋排出。大量的有毒氣體必須通過與氧充分燃燒或吸收處理后才能排放。
廢液應根據其化學特性選擇合適的容器和存放地點,通過密閉容器存放,不可混合貯存,容器標簽必須標明廢物種類、貯存時間,定期處理。一般廢液可通過酸堿中和、混凝沉淀、次氯酸鈉氧化處理后排放,有機溶劑廢液應根據性質進行回收。
2.1.1含汞廢液的處理
排放標準3:廢液中汞的最高容許排放濃度為0.05mg/L(以Hg計)。
處理方法:①硫化物共沉淀法:先將含汞鹽的廢液的pH值調至8-10,然后加入過量的Na2S,使其生成HgS沉淀。再加入FeS04(共沉淀劑),與過量的S2-生成FeS沉淀,將懸浮在水中難以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀.然后靜置、分離,再經離心、過濾,濾液的含汞量可降至0.05mg/L以下。[2]
②還原法:用銅屑、鐵屑、鋅粒、硼氫化鈉等作還原劑,可以直接回收金屬汞。
2.1.2含鎘廢液的處理
①氫氧化物沉淀法:在含鎘的廢液中投加石灰,調節pH值至10.5以上,充分攪拌后放置,使鎘離子變為難溶的Cd(OH)2沉淀.分離沉淀,用雙硫腙分光光度法檢測濾液中的Cd離子后(降至0.1mg/L以下),將濾液中和至pH值約為7,然后排放。
②離子交換法:利用Cd2+離子比水中其它離子與陽離子交換樹脂有更強的結合力,優先交換.
2.1.3含鉛廢液的處理
在廢液中加入消石灰,調節至pH值大于11,使廢液中的鉛生成Pb(OH)2沉淀.然后加入Al2(S04)3(凝聚劑),將pH值降至7-8,則Pb(OH)2與Al(OH)3共沉淀,分離沉淀,達標后,排放廢液。
2.1.4含砷廢液的處理
在含砷廢液中加入FeCl3,使Fe/As達到50,然后用消石灰將廢液的pH值控制在8-10。利用新生氫氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用,除去廢液中的砷。放置一夜,分離沉淀,達標后,排放廢液。
2.1.5含酚廢液的處理
酚屬劇毒類細胞原漿毒物,處理方法:低濃度的含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉煮一下,使酚分解為二氧化碳和水。如果是高濃度的含酚廢液,可通過醋酸丁酯萃取,再加少量的氫氧化鈉溶液反萃取,經調節pH值后進行蒸餾回收.處理后的廢液排放。
2.1.6綜合廢液處理
用酸、堿調節廢液PH為3-4、加入鐵粉,攪拌30min,然后用堿調節pH為9左右,繼續攪拌10min,加入硫酸鋁或堿式氯化鋁混凝劑、進行混凝沉淀,上清液可直接排放,沉淀于廢渣方式處理。
2.2生物類廢物
生物類廢物應根據其病源特性、物理特性選擇合適的容器和地點,專人分類收集進行消毒、燒毀處理,日產日清。
液體廢物一般可加漂白粉進行氯化消毒處理。固體可燃性廢物分類收集、處理、一律及時焚燒。固體非可燃性廢物分類收集,可加漂白粉進行氯化消毒處理。滿足消毒條件后作最終處置。
2.2.1一次性使用的制品如手套、帽子、工作物、口罩等使用后放入污物袋內集中燒毀。
2.2.2可重復利用的玻璃器材如玻片、吸管、玻瓶等可以用1000-3000mg/L有效氯溶液浸泡2-6h.然后清洗重新使用,或者廢棄。
2.2.3盛標本的玻璃、塑料、搪瓷容器可煮沸15min.或者用1000mg/L有效氯漂白粉澄清液浸泡2-6h,消毒后用洗滌劑及流水刷洗、瀝干;用于微生物培養的,用壓力蒸汽滅菌后使用。
2.2.4微生物檢驗接種培養過的瓊脂平板應壓力滅菌30min,趁熱將瓊脂倒棄處理。
2.2.5尿、唾液、血液等生物樣品,加漂白粉攪拌后作用2-4h,倒入化糞池或廁所。或者進行焚燒處理。
2.3放射性廢棄物
一般實驗室的放射性廢棄物為中低水平放射性廢棄物,將實驗過程中產生的放射性廢物收集在專門的污物桶內,桶的外部標明醒目的標志,根據放射性同位素的半衰期長短,分別采用貯存一定時間使其衰變和化學沉淀濃縮或焚燒后掩埋處理。
2.3.1放射性同位素的半衰期短(如:碘131、磷32等)的廢棄物,用專門的容器密閉后,放置于專門的貯存室,放置十個半衰期后排放或者焚燒處理。
2.3.2放射性同位素的半衰期較長(如:鐵59、鉆60等)的廢棄物,液體可用蒸發、離子交換、混凝劑共沉淀等方法濃縮,裝入容器集中埋于放射性廢物坑內。
3解決實驗室污染的措施
3.1提高認識,制定技術規范
各級實驗室都需要進一步提高對實驗室環境污染問題的認識,不能回避,聽之任之,而是應該根據本實驗室工作的特點、重點,積極探索,想方設法減少實驗室污染。國家有關部門也應認真研究實驗室的污染特點和防治途徑,提出操作性強、簡便實用的技術規范,并出臺相應的考核要求及辦法。最好是融入實驗室的建設和驗收中去,使之成為能力建設的一部分,從而有利于貫徹落實各項實驗室環境污染的防治措施。
3.2建立實驗室環境管理體系[3]
實驗室在能力建設、質量管理的同時,還要建立完備的實驗室環境管理體系。按照ISO14001環境管理體系的理念和要求,全面考察實驗分析的各個方面,制定相應的程序文件,規范實驗室環境行為,充分貫徹ISO14001一貫強調的污染預防和持續改進的基本要求,力爭減小每一個過程的環境影響,從而不斷提升實驗室管理水平。
3.3全面推行綠色化學、清潔實驗
3.3.1選擇污染少的分析方法
在保證實驗效果的前提下,用無毒害、無污染或低毒害、低污染的試劑替代毒性較強的試劑,盡量用無毒、低毒試劑替代高毒試劑。在一些特定實驗要用到高毒性藥品時,一定要用封閉的收集桶收集廢液。
學校在進行教育實驗中,還要特別注意發揮教學多媒體的作用。教學多媒體是知識經濟的產物,它是信息社會的標志之一,在實驗教學中,計算機輔助教學模擬化學實驗(仿真實驗)是一種化學試劑和儀器裝置“零投入”和“廢棄物零排放”的特殊實驗方式,它非常適合于演示實驗。因為演示實驗主要是用于培養學生的觀察能力和用于模仿而不是訓練動手操作能力的。某些毒害較大的化學實驗也可以采用這種方式,從而可防止為了學習一點兒知識而付出高昂的環境代價的作法。[4]
3.3.2改進實驗條件,開展推廣微型實驗[5]
在實驗中改善實驗裝置,是有效防止有毒氣體逸散、有毒液體外溢的重要舉措。一些商品化實驗裝置的產生可以大大減少實驗中化學試劑的用量。
微型實驗是指在微型化的儀器裝置中進行的實驗,其試劑用量是常規實驗的數十分之一至千分之一。因此,開設微型實驗,是節約藥品,減少開支,降低實驗污染的簡便方法。
改進實驗方法,可以減少試劑使用量。在農殘檢測中利用固相萃取取代傳統的液液萃取,可以大大減少乙腈等有毒試劑的使用,減少污染。
3.3.3成立試劑調度網絡
過期、失效的化學試劑的處理是世界性的難題。各實驗室可以合作成立區域性的試劑調度網,選擇一部分危害大,用量少,易失效的試劑進入網絡,實行實驗室間資源共享,盡量避免大批化學試劑失效,也可節約實驗成本。
3.3.4加強地區中心實驗室的功能
現行的管理體制使各級行政部門都擁有各自小而全的實驗室,既浪費了大量資源,又不利于環境保護。應發揮地區中心實驗室的作用,集中部分項目,對社會開發。從而達到資源共享,相對降低實驗室污染物的排放,對污染相對大的實驗室有利于集中治理。
3.3.5一些行之有效的清潔實驗行為的實例
在滿足實驗要求的情況下,適當降低采樣量;
不要購買暫時用不上的試劑;
盡量利用可回收的試劑;
應使用可降解的無磷洗滌劑;
使用酒精溫度計從而避免水銀溫度計可能帶來的汞污染。
4國內外實驗室污染治理的現狀
在國外,有專門的實驗室廢棄物處理站來集中收集處理。實驗室廢棄物集中處理站的管理規范、嚴格,安全環境保護意識極強。專門地點集中、專門房間、專門容器存放,專門人員管理,嚴格分區、分類,集中送特殊廢品處理場處理。各種廢棄物由各實驗室分類上交后,處理站要對交來廢棄物稱重后將信息存進計算機,再分類放到規定地方集中。例如,報廢放射源、廢機油、報廢化學試劑、化學合成“三廢物”、化學品廢棄容器等都分類存放。[6]
廢棄物集中處理站設計內容周密,設施完備先進,安全可靠。為防止集中后的地下滲漏二次污染,設計時將處理站地下全部用水泥整體澆注。危險化學品、放射源存放在專門房間,還有安全監控、排風系統。
廢棄物集中處理站的費用由政府每年的經費預算中列支。另一方面,可回收廢品被收購后所得資金則用于廢棄物集中處理站的進一步發展。
目前我國對實驗室的污染排放并沒有專門的規定,一般參照企業的污染排放標準。實驗室在建設或認可驗收時會對實驗室的廢棄物排放提出要求。如氣體實驗在通風處做,廢棄物由專門的環保公司回收等。由于實驗室污染種類齊全,情況復雜,多數項目產生的污染量較小,缺乏相應資金,操作起來存在著相當難度,給污染治理帶來一定困難。目前除少數一些環保意識強的實驗室,沒有直接排放廢棄物外,多數實驗室僅僅把環保放在口頭上,廢棄物回收協議簽在紙上,大量的廢棄物仍然直接排放。
由于實驗室大多數項目只是零星開展,各項目之間的工作頻次不均勻,廢棄物排放物規律,污染分散,這些也給環保部門監控帶來困難。一些環保措施的后處理沒有完善,如殘液缸滿后如何處理,都是一個棘手的問題。
篇9
【關鍵詞】實驗廢水;處理方法;預防措施
前言
隨著我國近年高校招生比例的增大和科技創新能力的提升,高校教學和科研活動愈加頻繁,有些實驗所用危險化學試劑、劇、雌激素等對環境產生嚴重污染的藥品,所產生的廢水多半未經過任何處理就直接排放到下水道中,給環境造成了嚴重的污染。
同時,各實驗室及各實驗人員所從事的實驗項目不同,且同一實驗人員的實驗內容也經常變換,雖然各類實驗室的廢水排放量較少,但排放次數較多,濃度也不定,成分也較復雜,因此對環境的污染也具有多樣性。尤為高校中的化學實驗室,化學藥品上百種,許多試劑及其反應物如各種酸、堿、重金屬鹽等對人體和環境都是有害的。他們有些很難降解,可以在環境中長期存在;有些則在降解過程中產生二次污染;有些則通過食物鏈的富集進入人體而造成毒害作用。因此,認真回收和處理實驗室污水中的廢棄物不僅是實驗人員的職責,也是實驗室管理的一個重要方面。
1.實驗室廢水的來源和種類[1]
根據實驗室廢水中所含主要污染物的性質,可以分為有機廢水、無機廢水和含病原微生物廢水。其中無機廢水中含有重金屬、重金屬絡合物、酸堿、硫化物、氰化物以及其它無機離子等;有機廢水中含有常用的有機溶劑如有機酸、酚類、醚類油脂類等物質;含病原微生物實驗廢水主要是生物實驗室化驗廢水、解剖臺沖洗廢水等。
根據實驗室廢水中所含污染物的主要成分來分類,可以分為酸性廢水、堿性廢水、重金屬廢水、含酚廢水、鹵類廢水等。
根據實驗室廢水中污染物含量的不同,可以分為高濃度實驗廢水、低濃度實驗廢水和無污染水。其中高濃度實驗廢水一般包括液態失效試劑、液態實驗廢棄物或中間產物、各種洗滌液;低濃度實驗廢水包括實驗儀器、實驗產物的低濃度洗滌廢水和實驗室各項保潔衛生用水;無污染水則包括實驗過程中用到的冷卻水、水浴及恒溫等加熱用水、其它清潔用水等。
2.實驗室廢水的處理方法及原則
高校實驗室廢水量少,間斷性強,危害性高,污染物的組成不同,從而導致處理的原理和方法不同,因此,處理這類廢水有一定難度。目前處理此類實驗室污水比較成熟的方法有以下幾種。
2.1 絮凝沉淀法[2,3]
此方法適用于含有重金屬離子較多的無機實驗廢水。當確定了廢水中的重金屬離子后,選出合適的絮凝劑,比如石灰、鐵鹽、鋁鹽等,在弱堿性條件下可形成Mn(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等絮凝狀沉淀,同時這些絮狀沉淀也具有吸附作用,可以在去除重金屬離子的同時,去除部分水中的其他污染物,降低水中化學需氧量,提高廢水的可生化性。
2.2 硫化物沉淀法[4]
此方法主要針對含有鎘、鉛、汞等重金屬較多的實驗室污水,一般是用Na2S或NaHS把廢水中的重金屬轉變為難溶于水的金屬硫化物,再和Fe(OH)3共沉淀進行分離。具體做法:將廢水的PH值調到8.0-10.0,向廢水中加入過量的Na2S,使其生成硫化物沉淀,再加入FeSO4作為共沉淀劑,生成的FeS將水中懸浮的金屬硫離子吸附而形成共沉淀,靜置、分離并過濾。
2.3 氧化還原中和沉淀法
此方法的原理是:成離子狀態的無機金屬離子可以利用一些還原劑將其轉化為金屬單質,再經過分離。常用的還原劑有Fe、Zn、NaBH4、等[5]。
2.4 活性炭吸附法[6]
此方法多用于去除用化學或物理方法不能去除的微量溶解狀態的有機物。具體處理方法:將廢水分為有機和無機兩相并分離,再用活性炭進行二次吸附,這種方法的化學需氧量去除率可達93%,同時活性炭還能吸附部分無機金屬離子。
2.5 焚燒法[7]
此方法適用于可形成乳濁液之類的廢液。但要避免因使用此方法而造成二次污染。例如,只含有碳、氫、氧元素的有機廢物在燃燒時一般不會造成二次污染,而含有鹵素、氮,硫等元素的有機廢物焚燒時將會產生NO、NO2、SO2等多種有毒氣體,此時就應該考慮采用其它的方法。
2.6 處理含重金屬離子實驗廢水的其它方法
在處理含重金屬離子的廢水方法中,除了以上的硫化物和絮凝沉淀法外,還有電解凝聚法、吸附法、磁分離法及還原離心法、離子交換法[8]等。比如利用還原離心法去除重金屬離子時,在6 000r/min條件下反應30min,汞離子的去除率達到100%,鉛離子可達98.3%。
2.7 高濃度有機廢水處理方法
處理高濃度的有機廢水除了可以用上述的焚燒法和活性炭吸附法外,還可以利用溶劑萃取法、氧化分解法、水解法以及生物化學處理法[9]等。例如廈門大學開發的高濃度有機廢水水解―好氧循環一體生物處理技術,可實現高濃度有機廢水的高效生物處理。
3.預防和減少實驗廢水的措施
3.1 減少藥品的使用
董素清等人通過調查研究發現[10],生產1t硫酸產品就排放酸洗廢液2~5t,含硫酸的水洗廢液10~15t。這說明生產實驗所需藥品將造成大量的污染,在實驗中減少藥品的使用也就減少了污染。同時,應該尋求用新的實驗方法代替落后的實驗方法,用新藥品代替現有藥品,盡量用無毒害性的藥品代替舊的有害物質。
3.2 實驗藥品進行回收
對實驗室廢棄物進行分類處理并回收再利用,這樣不僅可減小對環境的污染,還可以減少化學藥品的浪費。郭子英[11]等提出了化學實驗室廢液的回收與利用方法。利用沉淀物的不溶性,可從產生沉淀的實驗廢棄物中回收固體藥品。例如,從氯、溴、碘的性質實驗中回收銀化物,從硫酸的性質、硫酸根離子的檢驗實驗中回收含鋇的物質,從硫酸的性質實驗中產生的HCl氣體用堿液(NaOH)進行回收等。Osteen,Audrey B等人[12]研究了采用濃縮的方法從實驗室廢水中提取Hg。衍忠[13]根據廢棄物的一般處理原則,提出了含Hg等7類實驗室常見廢棄物的處理辦法,介紹了6種有機溶劑和3種貴重金屬的回收與提純,為實現實驗室廢物回收利用和提純提供了確實可行的操作。
3.3 預處理
實驗室排放的廢水,一般分為有機廢水和無機廢水。當確定了廢水的性質后,再根據各種離子沉降的特性,選擇合適的絮凝劑(石灰、鐵鹽、鋁鹽等)進行處理。也可以采取氧化還原中和沉淀法、活性炭吸附法、有機化學藥品的提純、蒸餾、離子交換等方法。[14-15]如含Pb、Cd的實驗廢水可以通過加入石灰乳調節pH值至6~8之間,從而將生成Pb(OH) 2和Cd(OH) 2沉淀。含Cr6 +廢水可在酸性條件下還原為Cr3 +,在堿性條件下生成Cr(OH)3沉淀,采用這種方法即可除去其中的有毒有害物質。絮凝沉淀也是實驗廢水處理的一個可行辦法。
結語
高等院校實驗室廢水的處理,實質上就是采用各種手段和技術,將廢水中的污染物分離或轉化為無毒、無害物質,從而使廢水得到凈化,達到直接排放或便于收集的標準。由于高校實驗室廢液的組成相對復雜,排放量小,排放周期不定,瞬時排放濃度較高,不可能只用一種方法就能把所有污染物去除殆盡,因此處理廢液往往需要幾種方法組合,才能取得較好的處理效果。同時,實驗室廢液的管理是一個很重要的環節。因此,在高校,除了需要有關部門加大投入外,每位實驗人員要提高環境保護和自身防護意識,養成良好實驗習慣,按照規范操作,盡可能的把實驗廢水造成的危害降到最小,為保護環境和生態校園的建設做出自己的貢獻。
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篇10
關鍵詞:環境保護意識 無機化學實驗 三廢 綠色化學
Abstract:With the continuous development of China's economy, people's awareness of environmental protection has also been improved, inorganic chemistry experiment of university has changed from the traditional development model to green. In recent years, the inorganic chemistry experiment in university some pollution is serious, the bigger toxicity experimen
化學實驗在高校教學中十分重要,我們在進行化學實驗時(尤其是無機化學實驗時)不可避免的會一些廢氣、廢液或廢渣即我們所說的“三廢”,實驗之后,如果我們不加處理就將其釋放到空氣中、水中或者土壤中將會給我們生存的環境產生嚴重的危害,從而影響人們生活質量。本文將分析大學無機化學實驗中“三廢”的處理狀況,并從綠色化角度對大學無機化學實驗中“三廢”的問題提出建議,現綜述如下。
一、大學無機化學實驗中“三廢”處理現狀
“三廢”直白的說就是廢氣、廢水、廢渣的總稱。從資源利用角度來看,它被稱為是“放錯地方的資源”。由于無機實驗在我國比重較大,無機實驗也相對比較重要,大學不可避免的需要進行無機化學實驗,而實驗中產生的“三廢”很多有學校進行有效的處理,雖然很多學校都提倡環保但是他們更多的是將其放在口頭上,將無機化學實驗中產生的“三廢”直接進行排放而不采取任何措施。
二、大學大學無機化學實驗中“三廢”的處理
1.廢氣的處理
廢氣是指化學實驗中產生的有毒、腐蝕性氣體,這些廢氣中多含有硫氧化物等成分,如果將這些氣體直接排放到空氣中將會給人體產生很大危害。而我們所說的廢氣凈化(Flue gas purification)則是指根據實驗中產生的“廢氣”成分進行綜合治理的工作 。而在很多大學無機化學實驗中,主要以通風櫥、通風罩等將廢氣排到室外,然后待廢氣被空氣稀釋后再排放出去。
2.廢液的處理
廢液在“三廢”中占有很大比重,無機化學中的廢液往往會包含廢酸、廢堿、等物質。對于廢水處理(wastewater treatment methods)則是指實驗過程中利用物理、化學以及其他方法對廢水進行處理,從而達到回收利用的目的。但是,當前很多大學在無機化學實驗時不注意對廢液處理,經常對廢液不進行任何處理直接傾倒到江河湖泊中,從而造成嚴重的污染。
3.廢渣的處理
化學實驗室中對于“廢渣”的處理也比較困難,廢渣中多含有廢玻璃、廢紙屑等,有的廢渣中甚至含有強毒性化學試劑等。目前,大學實驗室中還沒有明確的規定及其廢渣的處理方法,很多高校為了節約成本直接將廢渣進行丟棄 。
三、大學無機化學實驗中“三廢”的綠色化處理措施
高校無機化學實驗中“三廢”的處理問題是一個復雜的多因素過程,處理過程中我們必須以“安全、綠色”為核心。其次,在處理無機化學實驗中“三廢”過程中,我們還應該遵循以下原則。
1.預先處理
高校無機化學實驗中會產生一些有毒氣體(如:CO等),我們要杜絕直接排放到空氣中,我們應該善于將這些氣體進行預先處理,利用一些物理和化學方法進行轉化、吸收、收集等。此外,高校在進行一般實驗時,實驗中產生的有害氣體相對較少,實驗過程中必須打開窗戶及其排風扇,避免有毒氣體對人體的損害。
2.分類收集
高校在進行無機化學實驗時不可避免的會產生很多毒、廢液等,這些廢棄物種類較多,且成飛比較復雜,一旦隨意丟棄與空氣中的其他成分接觸,可能會產生新的有毒物質,很不利于人體健康。因此,高校無機化學實驗中產生的“三廢”必須經過嚴格的處理,學校要按照廢液的類型進行分類收集,并定期統一處理。這樣既能夠保護環境,又能不危害人體健康。
3.回收再使用
“三廢”直白的說就是廢氣、廢水、廢渣的總稱。從資源利用角度來看,它被稱為是“放錯地方的資源”。在大學無機化學實驗中產生的“三廢”我們可以對其回收二次使用。如:將實驗室制得氨氣后的氯化鈣進行回收作為其他實驗的干燥劑等。因此,大學無機化學實驗中產生的“三廢”我們應優先考慮廢物的資源化,這不僅在環境上有重要的作用,而且在經濟上也具有重要的意義。
四、結束語
高校在進行無機化學實驗室時,所產生的“三廢”必須采取有效措施處理后才能夠排放到空氣中。因此,我們必須采取有效的方法進行處理,一方面,我們應該加上高校師生教育,讓他們善于運用綠色化學的思想處理“三廢”,提高高校實驗室管理人員的環保意識,和監督意識;另一方面,我們必須加強高校校園宣傳,處理過程中要遵循“從源頭抓起”的原則。
參考文獻