蘭景鳳　俞　娥（蘭州大學化學化工學院，蘭州730000）

·化學實驗·

高校化學實驗教學中產(chǎn)生的化學廢物的回收及處理

蘭景鳳*俞娥
（蘭州大學化學化工學院，蘭州730000）

針對高?；瘜W實驗教學中產(chǎn)生的不能直接排放的廢物、廢液，在大量工作的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出對部分實驗室化學廢物的回收和處理方法，并有針對性地提出相應的長效運行措施。

化學實驗室；化學廢物；化學廢液；處理方法；環(huán)境保護

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隨著科技的發(fā)展，化學學科也在不斷進步，隨之而來的是化學教學的快速發(fā)展。由于化學學科的特殊性，需要大量的化學實驗來進行教學和科研活動，在化學實驗教學中會產(chǎn)生大量的危險化學廢物和廢液［1］，如果不經(jīng)過嚴格的程序進行處理和回收，將會給社會環(huán)境帶來影響。為了給我們的子孫后代留一片碧水藍天，從事化學實驗教學的工作人員應該從自身的規(guī)范操作做起，以合理合法、有效利用為準則，做好化學實驗教學過程中產(chǎn)生的化學廢棄物的處理和回收工作。2015年8月12日發(fā)生的天津港爆炸事件給我們敲響了警鐘，化學工作者必須時刻謹記化學藥品的特殊性，不混淆保存和處理不同性質(zhì)的化學藥品，認真貫徹落實《中華人民共和國污染環(huán)境防治法》等相關(guān)法律法規(guī)，切實做好危險廢物回收工作，減小環(huán)境污染風險，最大限度降低突發(fā)或非突發(fā)事件導致的危險廢物泄露到水體、空氣或土壤中的可能性，避免對師生健康和環(huán)境造成危害。

1　廢物廢液來源

化學實驗室分為化學教學實驗室和化學科研實驗室，產(chǎn)生的化學廢物廢液也有區(qū)別。從形態(tài)上看，化學實驗室排放的污染物主要以液體和固體廢物為主［2］，兼有少量廢氣。我院每學年產(chǎn)生的化學廢物中化學廢液占70%，固體廢物占24%，化學廢氣占0.9%，其他占0.1%。

根據(jù)其危險特性，化學廢物可分為劇毒、高毒、易燃、易爆、強腐蝕性和無毒等。我院每學年產(chǎn)生的化學廢物危險性分布為：易燃易爆為70%，強腐蝕性為20%，高毒為5%，劇毒為1%，其他為4%。其中劇毒、高毒、強腐蝕性均需對其進行回收處理，不可直接排放。

1.1固定的廢物及廢液來源——化學教學實驗室

化學教學實驗室排放污染物的特點是排放量大、種類多樣、成分復雜以及排放時間和排放量不固定。以我院化學實驗室為例，平均年工作量近52萬學時，每學年化學試劑的人均消耗量為：有機試劑500－600 mL、無機試劑800－1000 mL，其中可排放的無害試劑約占總體實驗試劑的50%，另外約50%的實驗試劑均需要統(tǒng)一回收處理，具體情況如圖1所示。

從圖1可以看出，在大學生剛剛開始進行化學實驗的階段，就需要大量的化學試劑。大一階段主要以無毒化學樣品為主，產(chǎn)生的化學廢物回收比率不大；大二階段逐步涉及到大量有毒有害和有腐蝕性試劑的使用，化學廢物回收比率增大；大三和大四階段有毒有害化學試劑的使用已經(jīng)非常普遍，學生自主回收化學廢物的意識增強，有大量化學廢物回收處理。

圖1　各教學實驗室在不同階段的化學廢料比例

1.2不確定性化學廢物及廢液來源——化學科研實驗室

化學科研實驗室的科研人員每天做不同的實驗項目，每天排放的廢物是不一樣的，產(chǎn)生的化學廢物廢液種類繁多、成分復雜、劇毒物質(zhì)和有機溶劑排放量較多，產(chǎn)生的廢物廢液大部分需要回收處理。目前我國有嚴格的化學實驗室廢液分類標準：按照廢液的酸堿性可以分為酸性廢液和堿性廢液；按照含重金屬成分可分為含鉻廢液和含重金屬廢液；含汞銀廢液可分為有機汞銀廢液和無機汞銀廢液；有機廢液可分為一般有機廢液和含氯有機廢液；根據(jù)廢液的反應性可分為氧化還原廢液和其他廢液；另外有一部分特殊的可引起重度環(huán)境污染的氰系廢液等。

無論是教學或科研實驗中產(chǎn)生的化學廢物均可以通過以上方法進行分類處理回收。其他特殊實驗廢液，另以廢液桶單獨收集（如水玻璃、COD（Chemical Oxygen Demand）強酸廢液、強堿廢液等）。

2　處理方法

2.1化學實驗室廢物廢液的合理分類

按照其物理性質(zhì)、化學性質(zhì)的不同，分別對化學實驗室廢物廢液進行回收處理?；瘜W廢物按其物理特點分為廢渣、廢液、廢氣3類。處理原則為：分類回收、分別存放、集中處理。為避免交叉反應，廢物應單獨密封保存，存放化學廢物的地點應選在在避光、通風、陰涼處，專人看管，登記在冊，以便后期回收處理。

2.2加強化學試劑及污水排放管理

加強對各個化學實驗室排放污水的監(jiān)察［3］。對于污水中有毒物質(zhì)含量超標的要嚴懲，可以對污水排放合格的給予獎勵，加強師生對化學實驗室污水排放的警戒，督促各化學實驗室必須采取化學廢物廢液治理措施。由于廢液成分的不確定性及有機溶劑混合后帶來的潛在危險性，會給處理工作帶來更大的困難，所以學校的有關(guān)部門應要求各實驗室對廢液進行分類處理或排放，并加強對廢液管理人員的業(yè)務(wù)培訓。

2.3堅持化學廢液“專點、專桶”原則

要清楚每一種化學試劑和藥品的危險性，堅持化學廢液“專點、專桶”的原則，做好每次廢液回收和標記工作。實驗室收集的廢液不能放置過長時間，定期檢查，積累到一定量就要及時處理到排放標準以下再進行排放，某些可以循環(huán)利用的物質(zhì)須加以回收，不可排放或回收利用的需聯(lián)系相關(guān)部門進行處理。一般高校沒有相關(guān)處理廢液的設(shè)備，我校目前與甘肅省危險廢物處置中心展開長期合作，我校每年產(chǎn)生的有毒有害、強腐蝕性的化學廢物都通過該部門進行回收處理。在處理廢液前必須了解所處理廢液可能給自身帶來的危害，做好相關(guān)防護措施。圖2簡明介紹了各種混合廢液倒入到廢液桶的先后順序。

圖2　各種混合性廢液倒入廢液桶的先后順序

從圖2可以看出，廢液在回收處理之前需要判斷其具體性質(zhì)。如果含有汞，需要分別以有機汞和無機汞兩種方法進行收集處理；廢液中如果含有氯，需按照含氯有機溶劑的處理方法進行回收處理；廢液中含有有機溶劑則按照有機溶劑的回收處理方法；廢液有氧化還原反應的可能性，需參考廢液處理方法；廢液中含有重金屬的進行分類處理，含鉻的廢液需參考含鉻廢液處理辦法，含其他重金屬的廢液參考不同金屬性質(zhì)進行處理；廢液中不含有重金屬，可根據(jù)其酸堿性進行分類處理。

2.4加強師生對化學廢物環(huán)境污染方面的認識

治理環(huán)境污染是目前全球面臨的重大挑戰(zhàn)，是人類社會得以延續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。加強對師生環(huán)境保護知識的教育，將從根本上減少對化學廢物的隨意排放。我校的化學廢物大部分都是通過學生實驗產(chǎn)生的，應讓學生意識到化學廢物對環(huán)境和人體的危害，盡量減少化學廢物的排放。在實驗過程中，盡量采用一些無毒或微毒樣品，一些有毒有害的試劑盡量少用或不用，能達到實驗效果就可以了；每次藥品不宜取過多量，不僅達不到實驗效果，還會造成浪費、增加化學廢物量，給環(huán)境帶來污染；取出來又沒有用完的試劑或藥品在沒有影響其性質(zhì)的情況下請放回原處，以備回收利用。一些必須產(chǎn)生的廢液則應按照相關(guān)規(guī)定，將廢液歸類收集。

2.5掌握化學廢液的簡單處理辦法

2.5.1有毒有害離子廢液處理方法

含鉻廢液的處理［4－22］：一般采用亞硫酸氫鈉還原-中和法，將六價鉻（Cr6+）還原成三價鉻（Cr3+）后，加入5%的氫氧化鈉溶液，使其生成低毒的氫氧化鉻沉淀，調(diào)節(jié)pH至7.5－8.5，放置一夜，將沉淀濾出回收再利用。處理含Cr廢液的方法還有SO2還原法、鐵氧體法、鐵屑鐵粉處理法、鋇鹽法、電解還原法、離子交換法等，可根據(jù)不同情況采用經(jīng)濟實惠的處理方法。

含砷廢液的處理［23－26］：采用氫氧化物共沉淀，如Ca、Mg、Ba、Fe、Al等。在廢液中加入氫氧化鈣溶液，調(diào)節(jié)pH至8－9.5附近，通過生成砷酸鈣或亞砷酸鈣沉淀先分離一部分砷，然后再加入氯化鐵可起到共沉淀作用，放置一夜，然后過濾，保管好沉淀物集中統(tǒng)一處置。

含鉛、鎘廢液的處理［26］：采用羥基磷灰石法，用石灰調(diào)節(jié)廢液pH至10－11，使鉛、鎘離子生成氫氧化鉛或氫氧化鎘沉淀，加入硫酸亞鐵作為共沉淀劑使沉淀完全然后過濾，保管好沉淀物集中統(tǒng)一處置。

含汞廢液的處理［27，28］：活性炭吸附法，先稀釋廢液，然后加入氯化鈉，調(diào)節(jié)pH至6附近，加入過量的活性炭，攪拌約2小時后過濾，保管好濾渣。此外還有硫化物共沉淀法、離子交換樹脂法等，殘渣可用凝固劑固化處理后送危險廢物處置中心統(tǒng)一處理。

2.5.2有機廢液的處理方法

處理有機廢液最常采用的方法是回收再利用［29－31］，其次是焚燒法處理，定期以廢燃料燒毀。氯仿、四氯化碳等有機溶劑易揮發(fā)，毒性大，用瓶收集后在其上面蓋上一層水，以減少揮發(fā)，并暫存于實驗室陰涼處，定期處置。

2.5.3危險廢液、固體廢物等

應根據(jù)危險廢液、固體廢物等的化學性質(zhì)選擇合適的容器和存放地點，以密閉容器存放，不可混合貯存，容器標簽必須標明廢物的種類、貯存時間等。確保貯存廢液容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。

2.5.4一般廢液

可以通過酸堿中和、混凝沉淀、次氯酸鈉氧化處理后排放，有機溶劑廢液及包含重金屬元素（如Cr、Cd、Ag、Hg等）的廢液應根據(jù)化學性質(zhì)進行回收。

2.5.5廢液收集處應準備應急處理設(shè)備

廢液收集處應具備滅火器、鏟具、防化服、防毒面具、備用容器、急救藥品等設(shè)備設(shè)施。

3　總結(jié)

目前我國正在加快修改《大氣污染防治法》、《環(huán)境保護法》以及《環(huán)境影響評價法》等關(guān)于環(huán)境保護的基本法律，力求在法律層面對環(huán)境進行治理及保護。與化學化工相關(guān)的企事業(yè)單位必須要在法律的保護和監(jiān)管下從事相關(guān)的生產(chǎn)和教學等工作?；瘜W實驗教學是對大學生在走向社會之前的系統(tǒng)培訓，不僅是化學實驗技能的培養(yǎng)也是對化學工作全方面的學習。

現(xiàn)代生活與化學科學息息相關(guān)，從日常生活的吃、穿、住、行到工業(yè)的快速發(fā)展，多與化學緊密相連。如何處理好二者的關(guān)系，保留化學對生產(chǎn)生活的正面作用、降低化學的負面影響就落實到化學廢物的合理有效回收及利用了。

準確掌握化學實驗教學、科研產(chǎn)生的化學廢物的處理方法，加強化學廢物的監(jiān)督管理，合理回收處理化學廢物，通過不斷完善的化學廢物回收處理機制，提高化學科學為社會服務(wù)的水平，重視化學廢物的回收對建設(shè)綠色環(huán)保、可持續(xù)性發(fā)展的和諧社會具有非常重要的意義。

致謝：感謝蘭州大學化學化工學院大化中心沈永雯老師、馬兆榮老師、聶明老師、楊柳老師、盧正丹老師及蘭州大學資產(chǎn)與實驗室管理處程世紅老師、化學化工學院路遠老師對本文的指導和幫助。

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Chemical Waste Recycle and Disposal Associated with Chemical Laboratory Teaching in Colleges and Universities

LAN Jing-Feng*YU-E
（College of Chemistry and Chemical Engineering，Lanzhou University，Lanzhou 730000，P.R.China）

In the process of chemical laboratory teaching，a lot of wastes are produced daily and most of the wastes cannot be directly discharged into environment.The methods of recycling and treatment of some chemical wastes are summarized，and the long term operation rules are put forth.

Chemical laboratory；Chemical waste；Chemical waste liquid；Treatment method；Environmental protection

O6；G64

10.3866/PKU.DXHX201510028

，Email:lanjf@lzn.edu.cn