化学工程与工艺专业综合实验
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第四节 实验室环保知识

建设美丽国家,保护生态环境是每一个公民义不容辞的责任和义务。实验室中有毒、有害废弃物种类繁多、成分复杂,需要严格科学的管理和高度负责的态度。不断加强自身保护及环境保护意识,是实验室管理工作中非常重要的一环,必须引起大家的高度重视。

为减少教学科研活动对生态环境的污染,化学实验室应当遵循减少危险废物产生、充分合理利用危险废物和无害化处置危险废物的原则。提倡利用多媒体技术,采用虚拟仿真实验方式进行一些实验条件复杂、危险性大、必须使用较多有毒有害试剂、排放较多有毒气体或有毒废水的实验教学活动,以消除危险废物的产生。对于无法进行虚拟仿真的实验,应遵循减量化的原则,尽量减少试剂用量,减少废弃物排放。还可以通过可用物质回收实现实验室危险废物的再利用,或者采用无污染或少污染的新工艺、新设备,或者尽可能采用无毒无害或低毒低害的实验材料,从而最大限度地减少实验室危险废物的产生。

然而化学工程与技术是一门高度实践性的学科,必定需要做一些实验进行检验和探索,必然会在实验过程中产生一些“三废”(废气、废液、废渣)物质、实验用剧毒物品(麻醉品、药品)残留物等,这需要我们采用如图6所示的流程来处理。

图6 实验室废弃物处理流程

一、废气环保处理

实验室中的少量废气一般可以利用大量空气来稀释并通过通风装置直接排放到室外,但排气管必须高于附近屋顶3m,毒性大的气体则可以参考工业废气处理办法用吸附、吸收、氧化、分解等方法处理后再排放。其中实验过程中若产生大量下列某种废气时,应按相应的方式进行操作。

(1)瓶装化学气体 主要是钢瓶中的压缩化学气体。拟报废时,应向相关职能部门申报,请专业人员进行处置。

(2)卤素、酸气、甲醛等 用氢氧化钠稀溶液进行吸收。

(3)碱性气体(如氨气、胺类等) 用稀酸进行吸收。

(4)一氧化碳气体 可点燃转化为二氧化碳气体后排放。

(5)有机气体 用活性炭、分子筛等吸附剂吸附。

(6)水溶性气体 如氯化氢、氨气等,用水吸附。

(7)汞蒸气及其它 长期吸入汞蒸气会慢性中毒。为了减少汞液面的蒸发,可在汞液面上覆盖化学液体,甘油效果最好,5%的Na2S水溶液效果次之,水效果最差。对于溅落的汞,应尽量拾起来(注意做好防护措施),颗粒直径大的汞可以用洗耳球吸收。此外,紫外辐射激发产生的臭氧可使分散在物体表面和缝隙中的汞氧化为不溶性的氧化汞。

二、废液环保处理

实验室废液是化学性实验室、生化性实验室、物理性实验室以及校内实习场所产生的主要废弃物。一般的实验室废液可分为:①有机溶剂废液;②卤化有机溶剂废液;③无机溶剂废液,如重金属废液、无机废酸、无机废碱液等。实验室必须设置专门的废液暂存储区域,张贴明显的标志和标线,并且将废液收集桶放置在防腐蚀托盘上,如图7所示。

图7 废液暂存区

实验过程中,不能将有害、有毒废液随意倒进水槽及排水管道。不同废液在倒进废液桶前要检测其相容性,按标签指示分门别类倒入相应的废液收集桶中,禁止将不相容的废液混装在同一废液桶内,以防发生化学反应而燃烧或爆炸(参见图8所示的化学废液相容图)。每次倒入废液后须立即盖紧桶盖。特别注意,对含重金属的废液,不论浓度高低,必须全部回收。常见废液处理方法如下所述。

图8 废液相容图

(1)废酸和废碱液:两者相互中和,至pH=7左右,然后用大量水冲稀排放。

(2)含汞、砷、锑、秘等离子的重金属废液:在废液中加入Na2S,控制酸度0.3mol/L,使其形成硫化物沉淀,以废渣的形式处理。

(3)含氰废液:氰化物为剧毒物质,必须认真处理。少量废液可以加入强碱使pH值在10以上,然后加入过量的3%高锰酸钾溶液,将CN氧化分解。如含量高,可加入过量的次氯酸盐和强碱溶液。

(4)普通有机废液:若废液量过多,且主成分是有回收价值的溶剂,应通过蒸馏的方式回收使用。无回收价值的废液,应贮存在废液回收瓶中,贴好标签,待有关部门统一集中处理。

(5)有机卤化物废液:不可与普通有机废液混装,应单独收集贮存在有机卤化物废液回收瓶中,贴好标签,待有关部门统一集中处理。

(6)剧毒废液:应分类暂存在单独的容器中,不能将几种剧毒废液混装,容器外贴好标签并做好详细记录,积存到一定量时,应及时通知有关部门统一集中处理。

三、废渣环保处理

废渣处理的总体原则为:有回收价值的废渣应收集起来统一处理,回收利用。无回收价值的有害、有毒废渣,也不能随意掩埋或者丢弃。废渣必须放入专门的固体废弃物收集桶中。

实验中产生的一般可燃性废渣(如纸屑、木片、废塑料等)直接排往工业垃圾桶。废液处理产生的沉淀以及其它有害固废物,放入专门的固体废弃物收集桶妥善保管。锐器(包括针头、小刀、金属和玻璃等)类固体废弃物应直接弃置于耐扎的容器内,并贴好标签。自燃性固体废弃物应消除自燃风险后,按照消除风险后的性状再处理。危险化学品的空器皿、包装物等,必须完全消除危害后,才能改为他用或弃用。

四、实验用剧毒物品及放射性废弃物的处理

实验用剧毒物品的残渣或过期的剧毒物品由各实验室统一收存,妥善保管待有关部门统一处理。

盛装、研磨、搅拌剧毒物品的工具必须固定,不得挪作他用或乱扔乱放,使用后的包装必须统一存放、处理。

带有放射性的废弃物必须放入指定的具有明显标志的容器内封闭保存,报有关部门统一处理。

过期固体药剂、浓度高的废试剂必须以原试剂瓶包装,定期报有关部门回收,等待统一处理,不得随便掩埋或并入废液桶内处理。