葉會連

實驗室在實驗的過程中會產(chǎn)生各類的污染因子，其中以重金屬為代表的污染物如果不經(jīng)過處理直接排放至外環(huán)境將會造成嚴重污染。加之實驗室廢水具有化學成分復雜、濃度較大，總量較小等特征，故而需要采用相對特殊的方法予以處置。本文以實驗室廢水為研究對象，探究其中錳元素的去除，旨在為實驗室合規(guī)管理奠定必要基礎。

1 錳離子的來源及危害

錳是地殼中的第三大過渡元素，在自然界廣泛分布。同時由于錳元素的價態(tài)多變，具有較強的氧化性，故而是實驗室中重要的化學試劑之一。按照不同的實驗室類型及其實驗主要范圍，對于錳的應用存在多種形式與方式，其中較為常見的如錳鹽氧化法、高錳酸鉀消毒、錳鋼檢測等均需要較高濃度的錳及其化合物參與其中，這一現(xiàn)象也決定了錳在實驗室廢液中十分常見。

現(xiàn)階段，由于實驗室處于間歇性排放，且排放總量相對較小，故而國家針對實驗室廢液中錳元素的排放標準相對較低，一般情況下執(zhí)行三級其他排污單位標準，即5mg/L，而實驗室廢液中的錳含量根據(jù)其項目與強度不同大致分布在20-80mg/L之間，亟待采用適宜的方法予以處置后排放。如果大量的錳元素進入到水體會對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染，并對其內(nèi)的生物產(chǎn)生危害。從錳的特性角度來看，其在自然環(huán)境中極易發(fā)生氧化還原反應，并與有機物結合形成類精神毒素物質(zhì)，對于生物的神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的破壞。同時，通過水生動物、農(nóng)作物等生物富集作用進入到人體超過一定的濃度范圍則會產(chǎn)生包括震顫性麻痹綜合征、精神疾病等在內(nèi)的不可逆神經(jīng)系統(tǒng)疾病，對人的身體健康及生命安全造成嚴重威脅。

2 實驗室廢液中錳的處理方法

從上文的來源及危害角度分析中不難看出，對于實驗室廢液中的錳元素處理十分必要。不僅是達標排放的客觀要求，也是對周邊水體環(huán)境負責的根本表現(xiàn)。由于實驗室廢液中成分較為復雜，不同方法在錳的處理中效果不盡相同，本文分析若干種有效方法的原理與優(yōu)缺點，供后續(xù)實驗室處置實踐進行合理選擇。

石灰乳處置法：在溶液中加入石灰乳（氧化鈣+水），石灰乳中的氧化鈣經(jīng)水電離后會產(chǎn)生一定量的氫氧根離子，氫氧根離子與溶液中的錳元素發(fā)生反應生成的氫氧化錳產(chǎn)生沉淀與溶液脫離，上清液達到排放標準后直接排放，沉淀物進行回收或按照危險廢物的標準與要求進行處置。此種方式簡單可行，且具有較高的經(jīng)濟性價比，是實驗室常用的處置方法。然而，石灰乳在水中的溶解度相對較小，處理過程相對較長，且沉淀效果一般，故而溶液需要長期靜止。

氫氧化鈉處置法：利用氫氧化鈉作為氫氧根來源對處置方法進行優(yōu)化，提出了氫氧化鈉處置法。該方法利用氫氧化鈉作為水體中氫氧根來源，不引入其他污染物質(zhì)，同時由于氫氧化鈉的水溶性較好，能夠快速去除水體中的錳元素，并形成沉淀。從實際的處理效果來看此種方法也存在一定的問題，一是無法精確控制氫氧化鈉的投入量，從而使得廢水中氫氧根離子超標，呈現(xiàn)出顯著的堿性特征；二是產(chǎn)生的沉淀呈現(xiàn)出絮狀結構，沉淀較為緩慢。

氫氧化鈉-碳酸鈣處置法：針對上述方法中存在的問題，在實際的處置過程中引入了氫氧化鈉-碳酸鈣處置模式。此種模式能夠有效規(guī)避掉前文兩種方法中存在的明顯缺陷，能夠快速的去除廢水中的錳離子，同時由于碳酸鈣的存在而使得產(chǎn)生的沉淀能夠很好的進行凝聚，短時間內(nèi)形成上清液中固相與液相的分離。此外，碳酸鈣還能夠與氫氧根發(fā)生反應，生成碳酸氫鈣從而消除水體中的氫氧根殘留。但是，此種方式受到廢液中其他陽離子，尤其是金屬陽離子的擾動較為明顯，在復雜的廢液環(huán)境下很難對錳產(chǎn)生有效去除。

鐵氧電極法：此種方法利用鐵作為陽極，以空氣中的氧氣作為負極聯(lián)通為電子電池，在點擊作用下使得錳元素還原為較低價位的固態(tài)進行析出。此種模式反應速率相對較低，但是投入的成本與去除效果也相對較好，且受到其他廢液元素的擾動相對較小。

3 錳離子零排放的保障措施

上文中介紹了四種有效的實驗室廢水錳元素的處理方法。四種方式均能夠?qū)﹀i元素進行有效的處置，在合理配比的情況下其上清液能夠達到0.2mg/L的水平以下，與排放標準相比僅為其4%左右。然而，我們需要注意到的是，實驗室廢水的相關處置是一個相對復雜的系統(tǒng)工程，除了必要的化學技術與原理之外，配套的管理措施也是必不可少的。要想獲得較好的錳離子去除效果，我們需要在如下兩個方面形成有效保障。一是建立完善的廢水收集處置體系。形成一般廢水與實驗廢水的分離制度，將高濃度、高殘留、高危害的廢水通過廢液桶進行搜集，并定期處置。對于一般性廢水則可以通過管網(wǎng)建設直接排入污水處理廠或者排入較大的收集池。二是需要形成實驗室管理制度，盡可能避免相關藥劑的大量使用。從技術更新、設備更新、人員培訓與管理等四個方面形成污染物的源頭管理，從“節(jié)流”的角度降低污染物需要處置的總量，必要時可以采用低溫蒸發(fā)等方式對廢液進行預處理，便于后續(xù)相關化學方法處置的難度。

4 總結

實驗室廢液中污染物相對復雜，且呈現(xiàn)出濃度較高、總量較少等特征，這對于污染物的去除提供了必要條件。本文以實驗室廢水中的錳為研究對象，在分析其來源與危害的基礎上，探究了四種較為常見處置方法的優(yōu)缺點，并從實驗室管理等維度提出了有效處理的保障措施。希望通過本文的研究能夠為今后的實驗室廢液管理提供必要理論基礎。

（作者單位：贛西科技職業(yè)學院）