實驗室環境污染物的低碳管理

徐榮　蘇剛　孫娟

摘要：根據實驗室環境污染物的類別、理化特性，將低碳理念科學地運用到分析實驗所產生污染物的治理措施上。明確了實驗室環境污染物的主要來源和危害，以消減污染物總量為基本原則，建立了切實可行的環境監測實驗室低碳管理體系，規范運行分析實驗全過程，提出了實驗室環境污染物的治理方法，加強執行力，以實現實驗室污染物的低碳管理。關鍵詞：實驗室；環境污染物； 低碳管理

1引言

隨著人類保護環境的意識不斷增強，實驗室監測分析變得工作更加繁重。這是因為實驗室的污染物種類繁雜、總量大，具有生物毒性累積效應。因此，目前實驗室環境問題已經受到廣泛的關注。在開展環境監測分析工作的過程中，不可避免的產生一些實驗室污染物，其中包括一些強揮發性或半揮發性劇毒、致癌物質，強酸、強堿性物質等。實驗室的無管制直接排放，不僅污染實驗室及周邊地區的生態環境，還嚴重損害人體健康。

伴隨環境監測工作量的增加，實驗室產生的污染物總量只增不減，因此迫切要求將節能減排、微型實驗、產品有效回收等低碳經濟理念融入到環境監測分析與污染物的治理工作中。低碳治理是以低能耗、低排放、低污染為基礎的治理理念，是以提高能源利用效率和創建清潔能源結構為基礎，以技術創新為核心，是創新管理制度和發展觀的轉變要素。目前，積極推進實驗室污染物低碳治理工作是實現環境監測事業可持續發展的必要途徑，也是推進環境友好型、經濟發展型生態市建設的重要工作之一。

2實驗室環境污染物的來源和危害

2.1氣態污染物

實驗室廢氣的來源包括標準品、試劑的配制和環境監測樣品的揮發物、分析實驗的中間產物、泄漏和排空的標氣和載氣等。有害氣體污染物包括含氮化合物，含硫化合物、碳氧、碳氫化合物、鹵素化合物、甲醛、苯系物、汞蒸氣和酚類等。

氣態污染物直接釋放到空氣中易造成社會型公害。氮氧化物、二氧化硫在空氣中易形成酸雨危害；氮氧化合物和碳化氫經過紫外線照射能產生有毒的化學煙霧；含氟含氯氣體可有效破壞大氣臭氧層；甲醛有生物致癌作用，酚對各種生物細胞有直接損害作用，可腐蝕皮膚和粘膜組織等等。實驗室廢氣污染物具有微量產生，長期排放的特點，污染物釋放到空氣中的過程，容易被忽視。但長此以往，不僅危害監測分析工作人員的健康，同時還影響環境空氣質量，造成社會型公害。

2.2液態污染物

環境監測分析中涉及的液體環境樣品、標準溶液、試驗中間產物、清潔器皿的洗液和大量的洗滌后廢液都是實驗室液態污染物的主要來源。包括酸、堿、氰化物、金屬等無機污染物和碳水化合物、酚、醇、多環芳烴、芳香烴等有機污染物。

液態污染物的無管制直接排放可導致嚴重的生物特性危害。實驗常用的鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸等強酸性物質，氫氧化鈉、氫氧化鉀等強堿性物質所產生的液態污染物直接排放，可改變正常水體的酸堿度，當pH值> 9.0（堿性特征）和pH值< 6.0（酸性特征）時，水體生態系統平衡被破壞，水體的自凈能力驟減；氰化物經口、呼吸道或皮膚進入人體，極易被人體吸收，進入血液，與細胞色素氧化酶的Fe3+結合，生成氰化高鐵細胞色素氧化酶，造成呼吸鏈中斷，引起生物窒息死亡。另外，分析試驗中的碳水化合物、酚、醇、多環芳烴、芳香烴等液態污染物具有難降解、高殘留的化學性質，無管制直接排放對環境產生持久性危害，對動物和人體有致癌、致畸、致突變等生物特性危害。

2.3固態污染物

實驗室固態污染物的來源包括殘留或過期的固體化學試劑，沉淀絮凝、離心操作所帶來的沉淀殘渣，消耗、破損的實驗用品，實驗過程中常用的濾紙、土壤及固廢等樣品實驗殘渣等。

固態污染物的成分復雜，污染過程中具有持久性和不顯著性，通常不易引起重視。隨意丟棄的固態污染物經過日曬、雨淋所產生的毒性物質易隨雨雪溶液經地表徑流滲入土壤，導致土壤和地下水再次污染。固體污染物隨天然降水進入水體，污染地表水并危及飲用水源地安全，或通過農作物、家禽動物等食物鏈作用持續破壞生態系統平衡，對生物體造成復合危害。

3實驗室環境污染物的低碳管理措施

3.1建立實驗室污染物的低碳管理體系

以減少污染物總量排放為原則，結合ISO14001環境管理體系的相關要求，制定相應的程序，嚴格規范實驗室污染物的各項管理工作。以國家標準方法為基礎，建立試劑用量少、操作步驟簡單易行，具有準確、高效及較強推廣性的分析操作方法技術文件指導實驗室監測分析工作。以質量為核心，梳理與監測分析技術密切相關的質量管理規定，建立檢查、通報、整改、驗收、綜合評價等監督措施的規范性文件強化實驗室質量體系運行的執行力。將低碳理念與實驗室規范的管理體系運行有機融合，科學建立實驗室污染物的低碳管理體系。

3.2推廣實驗室污染物低碳治理方法

3.2.1吸收、吸附、熱轉化是實現氣態污染物治理的主要途徑

用液體吸收劑處理相應的混合物，除去其中有害氣體的途徑即為吸收法，包括物理吸收和化學吸收兩種方法。常用的吸收劑有水、堿性溶液、酸性溶液、氧化劑溶液和有機溶液等，可用于凈化含有SO2、NOx、Cl2、H2S、HF、HCl、NH3、Hg蒸氣、各種有機物蒸汽的污染氣體，吸收液可用于后期的廢水處理或是用作某些定性化學試劑配制的母液。

固體吸附法是將氣態污染物與固體吸收劑接觸，污染物被吸附在固體吸收劑的表面而被分離和進一步提取的方法。主要適用于凈化氣體中低濃度的污染物，例如在有氣態污染物殘留的容器中放入適量活性炭粉末，可實現常見大多數無機、有機氣體的吸收，分子篩對CS2、CCl4等特征氣態有機污染物有選擇性吸收，而硅藻土可選擇性吸收H2S、SO2及Hg蒸汽。

熱轉化法指通過燃燒的方法有效去除氣態污染物，特別適用于處理氣體濃度較低的苯類、醛類、酮類、醇類等氣態有機污染物。endprint

3.2.2采取分類治理方法處置不同理化特性的液態污染物

運用酸堿化學中和法對酸性、堿性特征液態污染物進行治理。酸性污染物可采用石灰、石灰乳、苛性鈉、蘇打中和，堿性污染物使用鹽酸或硫酸等試劑中和，得到的鹽類溶液可依據環境質量允許量范圍內排放，降低污染物對人體健康的損害和輸水管道的腐蝕。

實驗室產生的含汞、鎘、鉻等重金屬污染物的治理方法包括化學絮凝法、共沉淀法、電解法、離子交換法、氧化還原法等。如向含汞液態污染物中加入適量硫化鈉產生HgS沉淀的化學絮凝法，再以FeSO4、FeCl3和Al2（SO4）3作為混凝劑，生成的沉淀與懸浮的HgS共沉淀而去除；實驗室的鉻酸試劑廢液，于120℃±10℃條件下加熱濃縮后加入適量高錳酸鉀粉末，加熱至二氧化錳沉淀出現經砂芯漏斗過濾，除去二氧化錳沉淀后可作為強氧化劑循環使用；含貴金屬銀的液態污染物，主要以AgCl、AgCrO4和Ag（NH3）2+等形式存在，采用沉淀法、電解法、置換法、離子交換法和吸附法回收具有一定的經濟價值。

甲醇、乙醇、醋酸之類的可溶性的溶劑作為實驗室主要的有機污染物能被細菌分解，可用大量的水稀釋后排放；三氯甲烷、四氯化碳等廢棄污染物經酸化加水稀釋，削弱毒性后倒入廢液瓶中；有機液態污染物毒性大、具有持續性危害、價格昂貴、處理代價高等特點，因此，實驗室用過的有機溶劑應盡量回收利用。

3.2.3采取集中回收分類填埋方式處置成分復雜的固態污染物

實驗室固態污染物成分復雜，毒性持久，主要采取集中回收、分類填埋的治理方法。實驗室管理條件允許的情況下應聯系專業部門合理的回收利用，做到保護環境的同時，實現實驗室固體污染物的低碳治理。

4結語

實驗室環境污染物的種類多、成分復雜。根據各自的理化特性采取統一預處理回收、循環再利用等分類處置，削弱環境污染物對人體的危害，達到有效保護生態環境的目的，同時突出節約能源、清潔生產的監測技術創新要素，充分發揮實驗室環境污染物的低碳管理的重要意義。堅持將低碳理念融入到實驗室環境污染物管理的工作中，有助于建立完善的環境監測實驗室管理體系，全面推進管理制度運行的執行力，強調落實污染源的削減方案，有序開展各類污染物的轉化、利用、再生技術的研究，夯實生態環境與經濟可持續發展的技術力量，推動環境友好型、經濟發展型生態城市建設的進程。

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