環境監測及相關實驗室二次污染水環境的有效控制

邢書才

環境保護部標準樣品研究所，國家環境保護污染物計量和標準樣品研究重點實驗室，北京 100029

環境監測及相關實驗室二次污染水環境的有效控制

邢書才

環境保護部標準樣品研究所，國家環境保護污染物計量和標準樣品研究重點實驗室，北京 100029

對環境監測及相關實驗室在實驗分析過程中造成水環境二次污染問題進行了論述和分析。在對實驗室產生污染物以及含劇毒試劑污染物排放造成環境危害量化分析的同時，詳細介紹了監測分析和在化學實驗中，從源頭上減少及有效控制二次污染的方法和途徑。根據中國目前對化學實驗室排污管理的現狀和分析實驗室工作中對污染控制的實際情況，通過與國際先進國家在化學分析實驗室污染物排放管理上的對比，闡述了國內在實驗室管理和污染物處理方面存在的問題和差距。從法律、法規建設和管理機制上，提出了從根本上減少和有效控制水環境二次污染的相關建議。

環境監測；實驗室；化學分析；二次污染；有效控制

我國高度重視水環境污染防治工作，2015年4月發布了《水污染防治行動計劃》，把全面控制污染物排放作為第一重點工作。在全面控污減排中，環境監測和實驗室分析起著至關重要的作用，是一切環境工作的前提和基礎。但其中一個重要而嚴峻的環境問題被長期忽視，就是環境監測和相關分析實驗室，在實施環境監測和化學分析過程中，對水環境的二次污染問題。

隨著我國環境保護和環境監測事業的不斷發展，國家環境監測網已建有環境監測站4 000多個，環境科研所近300個，擁有監測技術人員近10萬人。社會第三方檢測機構也在不斷增加，據報道也有近千家。每個監測站和監測機構都建有分析實驗室，再加上疾控質檢、醫藥衛生、氣象地質，農林部門，供水系統及高校等機構實驗室；各類檢驗檢測實驗室超過10萬家，在全國構成了一個龐大的化學實驗分析體系。在開展環境監測和各種化學分析檢測過程中，污染物的任意排放對水環境造成的二次污染極其嚴重，其疊加效應對水環境造成的危害難以估量，已成為不容忽視的重要污染源。以往文獻對此類問題已有報道[1-3]，但多是對實驗室的管理措施和有毒試劑的分類處理等方面[4-5]；對于如何在源頭上對污染進行有效控制的具體措施和方法，目前還少有報道。本文就環境監測及相關實驗室對水環境的二次污染問題進行分析和論述，詳細介紹了減少和控制污染的有效方法和途徑；從法規建設、管理機制和實驗室建設方面，提出了從根本上減少和控制水環境二次污染的相關建議。

1 化學分析實驗室產生的主要污染物

1.1 實驗廢水

在監測實驗和其他化學分析中，產生的廢液主要有過期的標準貯備液、標準使用液、廢水樣品，校準系列溶液及樣品分析殘液；各種剩余試劑，酸堿性廢液、實驗器皿洗滌廢水，長期積存、過期失效的各種試劑等。尤其是含劇毒物質、有害元素、有毒染料的廢水、廢渣、 醫療生化廢水；有機化學廢液, 如乙醚、石油醚、氯仿、四氯化碳、苯系物等。其中許多是劇毒的易致突變、致畸性和致癌污染物質。從成分和種類上也極為繁多復雜，有耗氧污染物，富營養物質，細菌病原體等有毒污染物[6-7]。還包括鉛、汞、鎘、鉻等重金屬，類金屬砷等許多一類污染物，以及氰化物、氟化物、酚類、苯胺類、硝基苯類，苯并芘、各種農藥等環境優先污染物。

1.2 固體污染物

化學實驗室固體廢棄物主要是分析實驗室產生過期失效的固體化學試劑，實驗分析后剩余固體樣品，破損的實驗器皿，廢棄的稱量紙、使用過的移液槍頭、帶有殘留藥品的空試劑瓶，化學分析產生的固體生成物，剩余生物樣品，如生物活性材料及其代謝物、實驗動物尸體、病理學廢棄物、培養的細胞、微生物及其培養物等。這些固體廢物不僅種類繁多且成分極為復雜，涉及到各類生物污染物和化學污染物[8-9]。尤其是多年遺留下來的大量陳年生物試劑、化學試劑，處理起來難度很大，蘊含著極大的化學危險性，都有直接和間接污染水環境的風險。

2 實驗室污染物的危害性

一個實驗室每天排出的污染物相對量不大，但全國數千個環境監測站及各行業監測實驗室、檢測、科研和教學實驗室、生化實驗室，疊加起來形成一個分散性的巨大污染源。日復一日，年復一年，對環境造成的危害是驚人的，給生態和水環境造成的損失是無法估量的[10-13]。

實驗室許多分析項目對環境產生的污染非常嚴重。以水質監測最常見的項目氨氮(納氏試劑光度法)為例，方法中所使用的顯色劑納氏試劑需用氯化汞或碘化汞配制。以碘化汞為例，每個樣品要加入的納氏試劑含有0.1 g碘化汞，1次實驗以測定10個樣品計，按規范操作，每個樣品測2個子樣，外加校準曲線、2個空白、2個質控子樣，其造成的總汞污染需用28.3 t清水稀釋才能達標排放。華北的一個縣級監測站，一年的碘化汞使用量為560 g之多,若稀釋達標排放，需消耗近5 000 t水。表1列出了氨氮在分析過程中對環境造成的主要污染狀況。

表1 納氏試劑光度法測定氨氮造成的污染

3 與先進國家分析實驗室排污管理對比

國外先進國家在實驗室管理上，倡導環境、健康和安全理念，實行嚴格而精細的實驗室安全和控污管理制度[13-18]。把防止污染、減少廢棄物排放，妥善進行“三廢”處理[16-17,19-22]作為實驗室建設和運行的最重要工作。

3.1 先進國家分析實驗室控污狀況

德國是世界上環境保護處于領先地位的國家之一，在經合組織(OECD)國家中，其環境水準也是名列榜首。1996年起實施的《循環經濟和廢物管理法》是德國發展循環經濟的政策框架，核心內容是產品責任制。其指導法規是德國環保法規中的三大原則：預防原則、引起者原則、合作原則。三大原則的目的是通過預防保護措施，環境破壞及環境危害應從源頭避免或減少。作為一項歸責的原則，用來確定責任方。同時，作為一項政治上的實施原則，履行政府和社會共同環保的義務，把環保責任寫入國家基本大法(憲法)中。

德國廢棄物的收集和處置由政府部門負責管理和監督，其中包括對廢棄物處理設施的規劃。政府通過頒布全國統一的廢棄物處置規范來保證處理的技術水平。在水污染防治方面的主要做法是以源頭控制污染，實行水資源循環利用，推行以預防為主的整體性源頭治理。德國生態善治的本質特征體現為治理的利器是法治，治理的主體是政府、企業、公眾多元主體參與的生態治理共同體。從對慕尼黑大學、通用電氣醫療集團、杜塞爾多夫大學化學實驗室的考察發現，德國化學實驗室在廢棄污染物處理方面，嚴格遵循聯邦政府的廢物管理法規。同時，在實驗室內部建立有嚴格的廢棄物管理制度。科研與管理分軌制，化學藥品試劑由管理部門計劃統一購買，避免大量購置造成剩余堆積、過期而導致污染的產生。實行實驗室先培訓后準入制度。對新進實驗室人員，由管理部門指定的培訓師進行實驗室安全和廢棄污染物處理方面的培訓，培訓合格后方能進入實驗室。

德國對實驗室廢棄物的管理非常嚴格，實驗室實行廢棄物集中處理站[20,23]的管理模式，不準將有毒、有害、易燃的試劑倒入下水道。實驗室都設有安全環保管理部門，嚴格規范的廢棄物管理制度，對實驗室產生的污染物，要求專門地點集中、專門房間、專門容器存放,專人管理,嚴格分區、分類；污染物按其性質被分為多種類別，并根據類別設有專用的收集容器和警示標簽。所有收集容器要求密封良好、無破損，容器上要明確標示種類、名稱及其危險性。分類細致嚴格，即使對廢棄玻璃，也會按綠色、無色、棕色進行分類回收。回收分類后的污染物，管理部門會將各種廢棄物集中于廢棄物集中處理站，危險化學品、放射性物質存放在專門房間。

在對廢棄物稱重、登記后將信息存進計算機，及時集中送往專業特殊廢品處理機構處理，以使這些污染物得到最專業的無害化處理。每個實驗室每年不惜花巨資對實驗室廢棄污染物進行收集和委托處理，目的就是要在源頭上控制污染。對損傷性廢棄物、生物廢棄物等的包裝和滅菌處理都有一套嚴格的規范。聯邦政府實施《商品包裝條例》，以法律形式確定了產品責任原則、商品包裝回收原則，即商品生產者有義務回收、利用使用過的產品，生產商有義務回收使用過的包裝材料。這一條例，使實驗室產生的難以處理的試劑瓶類包裝固體廢棄物，得到了循環性的有益處理。

德國北威州環保局實驗室，在有廢氣產生的實驗室裝有抽風裝置。廢氣在排入外部環境前經過管道內的一個活性炭層，活性炭可將有毒物質吸附掉。定期更換出的活性炭送往危險廢物處理中心處理。在實驗樓的地下室安裝廢水處理裝置[18]，所有實驗室排出的水被收到一個大貯罐中，經過酸堿中和等處理后，化驗室取樣分析，確認所有指標合格后，將廢水排入污水管道。實驗室產生的有毒溶液、有機溶劑等，指定專人收集，定期送往危險廢物處理中心處理；產生的固體廢物由提供產品的廠家回收。實驗后的剩余土壤樣品，也由專人收集，定期送往固體廢物處理中心。

德國作為環保法律法規最為健全的國家，嚴格執法是保證法規有效實施的重要條件，德國將法律的生命力在于執行作為一條鐵律。為了加強執法，設立了檢查監督機構和環保警察，檢查監督機構會定期對實驗室排水系統進行取樣檢測，一旦查出污染物超標，實驗室將被查封整改。環保警察除了通常的警察職責外，還具有對破壞環境的事件和行為進行現場執法的職責，此舉加強了環保現場執法的力度，體現了法律的嚴肅性和執法的及時性。加強對污染違法行為的懲罰，提高違法者的成本，使違法者對法規產生敬畏之心。

日本研究機構、檢測實驗室和高校實驗室主要依據環保法律法規制定實驗室廢棄物管理規章，對實驗室化學危險品、危險化學廢棄物有著嚴格的管理。依據的主要法律法規有《廢棄物管理和清掃法》(1990，簡稱《廢掃法》)、《水污染防治法》(1970)、《下水道法》(1970)、《污染物排放轉運申報制度》(2001)、《把握化學物質排放管理促進法》(2001)等。法律法規中對于廢棄物的分類、保管、收集、搬運、申報、處罰等有詳細的規定。實驗室廢棄物大多屬于《廢掃法》規定的“產業廢棄物”和“特殊管理產業廢棄物”, 這些廢棄物需要依照相關法律條款進行處理[23]。

在日本有關廢棄物處置的法律中, 對于廢棄物的處理主要有兩點基本原則。首先是“排出者責任”原則，其次是“原點處理”原則。“排出者責任”在《廢掃法》第一章總則第3條中規定:“事業者負有對伴隨事業活動而產生的廢棄物加以適當處理的責任和義務，這種責任不僅意味著進行直接的處理, 也包括支付恰當的費用、與民間處理業者的委托事宜和在市鎮村縣等進行處理的事宜” 。根據《廢掃法》的要求, 廢液的排出者對廢液的產生、收集、搬運直至最終的處理, 都負有相應的責任。“原點處理”原則是指要盡量在廢棄物產生的源頭就近對其進行處理。對化學廢液而言, 由于廢液成份的不確定性和混合之后帶來的潛在危險性, 若將其直接排入下水道, 將會給下游處理帶來極大的困難和負擔， 故應盡量在發生源對廢液進行處理[23]。

以日本高校為例，日本高校建有完善的廢液和廢棄物處理系統，高度重視實驗室環境安全，有著先進的環保和安全理念以及嚴格的管理制度，如針對實驗室廢液和廢棄物的分類處理體系。

日本高校設立的綜合管理環境事務的機構一般稱為環境保護中心，中心下設廢棄物管理部和分析部。環保中心的管理委員由副校長、各院的教授和準教授兼任。可見，日本實驗室對于環境保護十分重視。

環保中心的基本職責包括以下4項:①制定分類收集、搬運、處理的準則及注意事項。②對收集搬運到環保中心的廢液進行處理。③對校內排放水進行分析和檢測。④做好與環保工作相關的其他事宜，如宣傳和教育培訓等[23]。

廢棄物管理部負責統一購買學校需要的化學藥品，管理和控制化學藥品的總量，有效避免多渠道購買引起的危險化學品在數量和質量上失控，從源頭上減少安全、污染隱患的存在。同時還研究教學活動產生的實驗室廢棄物及其處置；分析部主要負責為相關化學分析提供意見或受委托進行分析，同時負責對實驗室排出的廢水進行檢測，對于排放不達標的部門施行一定的懲罰措施。

對在實驗室中產生的大量危險化學廢物和其他實驗室廢物，則需根據廢物處置指導書的規定在各個實驗室內進行分類收集整理，再由學校專門機構進行回收，并交國家相關機構進行處理[24]。

在將廢液上交前，各實驗室的廢棄試劑情報管理指導員還需要在學校廢液信息管理系統中輸入收集容器編號、保管場所、負責人、廢液的種類等信息，之后將系統生成的入庫號碼和條形碼貼在收集容器上。這既可以規范管理，提高廢液處置效率，又可以準確、詳細地統計廢液信息，為廢液處置提供可靠的數據支持。環境保護中心根據廢液的種類選擇不同的處置方法，基本上都在環保中心處置，無法處置的委托校外有資質的專業公司進行最終處置[23]。

廣島大學實驗廢液處理規定，不同種類的廢液對應不同的處置方法。如實驗所產生的一般化學物質廢液按照規定先倒入廢液罐貯留，同時將裝廢液的容器用水漂洗2次，將漂洗液一起倒入廢液罐，然后再根據其屬性，判斷是有機或無機廢液，根據具體流程按步驟進行無害化處理。而含有放射性物質、爆炸性物質、病原菌、毒害品等廢液則不能倒入普通廢液罐，需聯系專業機構進行特殊處理。另外，實驗室注重固體廢棄物的分類收集處理。實驗人員需對實驗過程中產生的廢棄物及時進行分類，根據材質分別投放到可燃或不可燃垃圾筒中，如果是有危害性的廢棄物則放到標有實驗危害的垃圾筒中，再由專門機構統一回收和處理[25]。

日本實驗室按照規范處理廢液的流程一般分為以下幾步[23]：分類收集→貯存保管→回收搬運→處理處置→最終處理。環保中心為實驗室配置專用廢液收集容器，不同的廢液容器顏色也有區別。如重金屬系廢液須用青色，可燃性有機廢液須用紅色或貼有紅色標簽的白色容器。分類標簽和條形碼標簽分別貼在容器的相應位置上，同時附有“實驗室廢棄物處理要求單兼化學物質管理單” 。分類時，先將化學廢液分為無機廢液、有機廢液，然后再進一步細分。日本某大學實驗室無機廢液分類，見表2 。

表2 日本某大學實驗室無機廢液分類

廢液收集時要在容器的標簽上注明主要成份、收集時間、實驗室名稱及地點、負責人以及聯系方式等信息，每個實驗室的廢液情報管理員還要將信息輸入“化學物質登記系統”,這些信息都將作為環保中心進行處理的依據。廢液收集完畢, 將廢液搬運到環保中心。根據廢液的性質，環保中心進行相應的處理，無法處理的廢液按照相關程序委托有資質的專業公司進行最終處理。

日本的實驗室機構大多建有有機廢液焚燒中心, 負責實驗室有機廢液的焚燒處理[13-14]。對可燃性有機物，目前國外先進實驗室通常都采用建設焚燒中心進行焚燒的方法，以達到徹底無害化處理要求。

在日本，大學對校內排水的管理非常重視[23]。實驗室的排水系統與生活排水系統是分開的，實驗室廢水的排放要經過檢測，符合排放標準后才能排入公共下水道。例如岡山大學，其排水系統就分為實驗室排水系統、生活排水系統、雨水排水系統。實驗室產生的原廢液按要求分類收集后，統一進行委托處理。一般實驗廢水(指除去實驗原廢液外實驗室排出的廢水)要經過設在校內的設施進行層層檢測和處理，符合排放標準后才能排入公共下水道。實驗室專用排水系統的設立, 不僅有利于對實驗室廢水進行處理，也為有效的監管提供了可能。

美國以其嚴格的法律法規、完善的管理體系為保障，在實驗室廢棄物的安全管理方面積累了很多切實可行的經驗[14]。各行業實驗室在遵守美國環保署有毒材料和廢棄物處理法規的基礎上，都要設立專門的環境、安全管理部門，負責實驗室的安全管理體系并對初進實驗室的人員進行安全和廢棄物處理等方面的培訓。實驗室廢棄物的處理必須遵循美國環保局和地方危險廢棄物處理標準的規定, 不對廢棄物進行正確的標注和儲藏，可以導致嚴重的刑事或民事犯罪。實驗室均執行對一切化學和生物廢棄物實行零排放政策, 不允許任何有害物質直接倒入下水道。實驗室配有世界先進的環境監測儀器和檢測設備，定期檢測，一旦發現污染物超標，立即責令改進[14,26]。

目前，許多先進國家都成功對實驗室廢棄污染物進行了有效控制和管理。除了以上國家外，加拿大、英國、新西蘭等國也都在實驗室廢棄污染物處理方面取得了許多成功經驗。例如，許多實驗室之間建立化學藥品網上交換系統，不僅減少了日后固體廢棄物的產生，還從試劑購買和廢棄物處理兩個方面節省了科研支出。新建實驗室，都必須體現安全與環保“先行”原則，即是對實驗室安全與環保進行規劃并上報相關部門審核，審核通過后可進行實驗室建設[27]。

3.2 中國分析實驗室控污狀況

以國內目前的狀況[10,18]，環境監測和各行業生化實驗室中，多數實驗室，甚至包括重點實驗室、認證實驗室，長期以來大多采取不經處理、直接排放的方式，將實驗室產生的污染廢水直接排放。在實驗室污染物管理上，許多實驗室沒有專人負責，實驗人員缺失對產生污染物回收處理的培訓及相關要求。多數實驗室沒有處理裝置，沒有分類收集廢水，廢固分類等制度。一些實驗室形式上有專人負責，但日常沒有定期的檢查監督，更沒有廢液、廢物的分類登記等記錄工作。致使監督管理的許多方面流于形式，污染治理不能有效開展。全國環境監測實驗室，包括高校、科研院所等所有企業和非企業的化學和生物實驗室的排污，至今還未被納入監管檢測范圍[28-31]。最終導致重金屬等污染物直接進入城市污水管網。例如，北京某污水處理廠，其下水污泥鉛含量嚴重超標；另一污水處理廠，下水污泥中汞嚴重超標；某科學研究院一研究所，污水中排了大量鉛；某衛生研究所大量排汞，使下水污泥難以處理。

長期以來，國內實驗室的污染問題未能得到徹底解決，其主要原因就是環保意識薄弱、清潔生產的理念差、監管制度缺失、相關法律法規不健全等。

針對國內具有代表性的實驗室進行了調查。其中包括3個國家重點實驗室，6個省市級監測實驗室，2個縣級監測實驗室，2個高校實驗室，3個第三方檢測實驗室。存在酸堿廢液不經中和、一類污染物廢液不經處理直接排放的有16個單位，占100%；直接排放的一類污染物廢液主要有6種，占一類污染物的46%；直接排放含一類污染物的洗滌廢水主要有10種，占一類污染物的77%；設有專人負責管理回收廢液的占12.5%。所有被調查單位均存在將實驗室固體廢棄污染物直接投入垃圾桶的問題。其中一個重點實驗室，缺乏對實驗室廢棄物的基本管理要求，將大量含有高濃度汞、砷、鉛、六價鉻等毒性元素的各種過期樣品，不經任何處理直接倒入市政排污管網，同時將大量過期淘汰化學試劑堆棄在地下室。調查中還發現，沒有健全的廢棄物管理體系，沒有新人上崗前的廢棄物管理培訓，沒有規范專用的廢棄物收集容器，沒有廢棄物種類及危險性的明顯標示，沒有危險化學品泄漏的應急預案，沒有固、液污染物嚴格分類回收，沒有專用廢棄污染物的收儲房間，沒有產生污染物廢液日常登記制度的，沒有專職管理員每周定期將各實驗房間內廢棄物收集并集中存儲的，幾乎占了被調查實驗室的100%。

一份對國內部分高校院系生化實驗室的調查結果表明，16個院系中有12 個院系的實驗室存在污染物直接排放。污染物涉及廢氣、廢液、固體廢物等，其中廢液與固體廢物的排放量合計約11.09 t/a，占國家危險廢物名錄所認定的47大類中的28類，比例高達59.6%[28,32-33]。另一份廢液回收的調查結果也表明，59個實驗室中有52個實驗室沒有專人負責管理回收廢液，占88%。

在實驗室計量認證評審條件中包括廢水、氣、固廢等的收集處理，但大多數實驗室一般只對砷、汞和毒性大的有機溶劑進行粗略回收，積累到一定量后才聯系回收公司進行處理，周期多為半年或一年。“實驗室三廢處理登記表”大多記錄的是最終的總量回收，對日常產生的廢液、固廢量基本不做記錄。一些粗略的管理和制度的制定也往往多是流于形式，目的在于應付評審和檢查。許多實驗室基于處理成本，不愿投入資金，沒有對廢棄污染物集中收集、詳細分類、登記，只對代表性的劇毒物質如砷、汞和有機毒性廢液進行回收，而對總鉻、六價鉻、銀、鎳、鎘等一類污染物和其他二類污染物都做直接排放。

4 實驗室控制排污的措施和建議

作為發展中國家，應根據國內目前對實驗室污染管理和實驗室排污的實際狀況，建議分為兩個階段對實驗室污染進行治理。首先應盡快出臺“實驗室廢棄污染物管理條例”，附帶懲罰細則，加大懲罰力度，以體現法規的嚴肅性和威懾力。設立監管部門和監管規則，理清責任義務，使責權分明。目的是先遏制住污染物任意直接排放、任意丟棄，解決有效監管缺失問題。其次，學習德國的先進管理經驗，借鑒《循環經濟和廢物管理法》和環保法規三大原則，建立完善可操作性強的環保法律，改末端治理為源頭控制，避免和減少廢棄物的產生，促進環保性再利用，使實驗室乃至國家在可持續性發展、環保型循環經濟的良性循環中發展和運行。

在實驗室污染具體治理上，本著從源頭上避免和減少的原則，避免走先污染后治理的老路，從源頭控制污染。廢棄物的收集和處置由政府部門負責管理和監督。根據國情，以法治為本治理實驗室污染。制修訂具有專業性、針對性的實驗室廢棄污染物管理和處理的法律法規，出臺廢棄物從收集、處理、貯存到最終無害化處理的規范及其相關排放標準。設立從上到下的監管機構和部門，健全和強化監管機制。對新建實驗室，必須先對實驗室安全與環保進行規劃并上報相關部門審核，審核通過后方可進行實驗室建設。對不符合安全、環保要求的已建實驗室進行限期改造、驗收。

4.1 國家法律法規的建設

國外先進國家對化學實驗室廢棄物的管理非常重視，德國、美國、日本等國以其嚴格的法律法規從國家層面到實驗室，有一套完善的管理體系和法律規定[14,26]。對廢棄物的登記、處理、存放容器和清運方式，都有極其嚴格的規定和要求。 在實驗室廢棄物的安全管理方面積累了很多經驗, 為其他國家提供了重要借鑒[34-36]。

2004年2月—2005年8月，國家環保總局先后發布了《關于加強實驗室類污染環境監管的通知》、《高等學校實驗室排污管理的通知》、《廢棄危險化學品污染環境防治辦法》，將實驗室、化驗室、試驗場以及高校的污染納入環境監管范圍，以規范排污管理，防止實驗室廢物污染環境。但兩項通知和一個防治辦法發布至今已有10年，以目前的結果來看，收效甚微，其原因是沒有形成一套責任到位的系統性監督管理體系，責任不夠明確，缺乏監督檢查機制，從根本上沒有明確的法律法規約束。只有為實驗室立法，才能為規范實驗室管理、整合全國實驗室資源提供法規依據[37]。

參照國外實驗室先進建設管理經驗，建議為國內實驗室管理立法[38-41]，出臺關于實驗室建設規范條例，將新建生物和化學實驗室劃入三同時驗收范疇，已建實驗室未達標的進行改造，制定整改規劃和規范，在一定時間內完成整改和驗收。要求實驗室必須配置廢水廢物收集、處理裝置，以及經過專業培訓過的人員擔任實驗室三廢管理員(崗位)。借鑒國外經驗，所有化學、生物實驗室建立廢液廢物集中處理站(室)，設立專門崗位每天或每周負責收集、處理實驗室產生的廢液、廢棄物。不得將實驗后的污水、廢水直接排入市政污水管道。

建立實驗室廢棄物分類和處理的明細法規，設立專職管理機構，明確管理細則和監督程序。實驗室內設立管理責任崗位，形成日常管理、登記，定期檢查督辦制度；對污染從試劑(尤其是有毒試劑)的購置、使用、排放處理進行全程控制。明確經費的投入和來源，設立實驗室廢物處理專項資金。將污染防治費用納入實驗室科研和生產預算。規劃性建設規范化的危險廢棄物處理中心，制修訂危險廢棄物處理規范標準；定期外審、抽查，建立嚴格的監管機制。

4.2 國家標準排污規范的制訂

國內已頒布《污水綜合排放標準》GB 8978—1996、《化學合成類制藥工業水污染物排放標準》GB 21904—2008、《醫療機構水污染物排放標準》GB 18466—2005等排放標準，涉及生物制藥、造紙等各種工業水，以及醫療機構水污染物和城鎮污水處理廠污染物等幾十個排放標準。但對于全國環境監測、高校以及各行業化學、生物實驗室，這樣一個龐大而分散的污染物排放群體，至今尚未有一個針對化學、生物實驗室、醫療處置室和其他實驗場所的污染物排放標準。

“水十條”指出要“完善法規標準。健全法律法規。加快水污染防治、海洋環境保護、排污許可、化學品環境管理等法律法規制修訂步伐”，“完善標準體系。制修訂地下水、地表水和海洋等環境質量標準等污染物排放標準。”同時指出要“加大執法力度。所有排污單位必須依法實現全面達標排放。”因此，建議國家有關部門盡快將“化學實驗室污染物的處理方法規范”和“化學實驗室污染物排放標準”列入“制修訂計劃”，并盡快出臺。使實驗室污染物收集、處理、貯存排放有法可依，有章可循[10,42]。

4.3 強化清潔分析方法的研發

國際上分析方法和分析儀器的更新發展很快，而國內的許多標準分析方法已實施多年，早已陳舊需要更新。一些污染嚴重的分析方法和毒性大的試劑需要替換和替代。建議國家管理部門加大力度，盡快淘汰污染方法，設立專項資金，加強清潔分析方法的研究和制訂。

近年來，分析工作者建立和研究了許多可替代分析方法，其中不乏優于國標的好方法。比如測定水中氨氮的流動注射法、離子色譜法[43-44]，自動化程度高、前處理簡單、靈敏度高、測定范圍寬，試劑無毒且樣品消耗少。應盡早進行論證和驗證，盡快上升為國家標準。對一些日常測定頻率高的重點項目，如化學耗氧量，應加快其中無毒替代試劑的研究。同時，開發快速可靠、使用清潔試劑無二次污染的COD分析儀和自動在線監測儀。

在實際分析工作中，目前有許多含有劇毒試劑的分析方法仍在實施。以含汞劇毒試劑為例，可替代但仍在實施的部分主要標準分析方法，詳見表3。

表3 含汞劇毒試劑的主要分析方法

4.4 監督檢查機制的建設

先進國家實驗室污染控制的經驗表明，除了建立管理法規[45-47]、規章制度外，嚴格的監督檢查機制是法規、制度貫徹執行的保證。

德國對實驗室排污管理極為嚴格，除了設有監察機構外，還專有環保警察對有損環境的行為進行執法。監察機構會在一定間隔時間內對實驗室的排水管道進行取樣監測。一旦檢測出含有有機溶劑或污染物超標，實驗室將被查封整改。

美國和日本也都設有監督檢查機構，會定期對實驗室排水口取樣進行分析檢測，一旦發現排污超標，除了要按法規進行處罰外，還要責令進行關停整改。

香港科技大學安全環保處有一個具有美國AIHA認可資質的檢測實驗室, 他們經常根據實驗室周邊人群的反映情況或定期對一些實驗室進行取樣監測, 如空氣、水質、噪聲等方面。一旦發現有害物質超標，馬上責令整改[36]。

4.5 試劑廢液的回收機制

實驗室產生的有機廢液、大量的過期藥品、試劑藥品包裝瓶，是實驗室長期難以解決的棘手問題。目前，一些試劑供應商嘗試回收有機試劑廢液和包裝瓶，試劑供應商在銷售試劑時與購買方簽訂試劑廢液及包裝回收合同。回收后的廢液和包裝瓶交由專業處理機構處理，所發生的費用附加在試劑銷售成本中，作為廢液處理費[18]。

建議政府管理機構規定和監管實驗室污染處理資金，同時規定試劑供應商回收過期淘汰試劑和藥品包裝，回收及處理成本加在試劑銷售成本中；建立化學試劑(尤其是有機及劇毒試劑)從購置到報廢全程監控機制。以向試劑購買使用方征收試劑廢液回收處理費的方式，解決目前的監管不夠、缺乏廢液和報廢試劑處理專項資金的問題。

試劑廢液的處置方案，應在計劃階段和采購之前就考慮到，風險評估的本身應該包括處置程序[48]。

5 實驗室從源頭控污的有效措施

實驗室在化學、生物試劑的購買方面，應根據實際需要統一計劃購買，從源頭上控制試劑藥品的總量。避免多渠道、重復購買引起的危險化學藥品寄存堆積，從源頭上減少污染隱患的產生。

在實驗室運行過程中，應推行清潔方法和清潔操作[10,42,49-50]，減小實驗分析每一個過程的環境影響,從而不斷提升實驗室管理水平,并將實驗室分析的整體環境影響最小化。

實行實驗室準入制度[16-17,36,51-54]，對新進入實驗室的人員實行先培訓[45,54]后準入方式，確保所有實驗人員掌握實驗室安全和實驗室污染物的處理規則。

5.1 實驗方法的選擇

實驗分析中，每個測定項目大多都有幾種不同的分析方法可選擇。應盡量考慮方法的環境相容性,盡可能選擇污染小的分析方法。表4中列出了水中總汞和氨氮測定的主要標準方法。

表4 水中總汞和氨氮測定的主要標準方法

根據實驗室自身儀器設備條件，優先選擇對環境污染小的分析方法。從而減少化學試劑使用的種類和用量。如汞的測定，應選擇電感耦合等離子體質譜法或原子熒光法。不建議用雙硫腙分光光度法，不僅因該方法陳舊、操作繁瑣，還考慮到有機萃取劑和其中汞化合物的污染及處理難度。氨氮項目選擇測試方法的順序為氣相分子吸收光譜法、蒸餾-中和滴定法、水楊酸分光光度法、酚鹽分光光度法，盡量不選用納氏試劑分光光度法。

總之，首先選用污染小的儀器分析方法，當條件限制必須使用化學法時，應在可選用的分析方法中，選擇沒有劇毒試劑使用的方法。

5.2 提倡微型實驗方法(減量法)

目前國內實施的分析方法，無論是國標法還是行業標準方法，基本都是常量分析方法。按照方法操作，實驗分析后都會剩余大量的標準溶液、樣品液、剩余試劑和大量的校準系列廢液及樣品廢液。這些方法多數都可用半微量法或微量法進行實驗分析。現以納氏試劑光度法測定氨氮為例進行分析比較，結果見表5。

由表5可見，納氏試劑法測氨氮，采用微量法操作后，50 ml比色管改為10 ml，所有樣品量和試劑量均按原用量的五分之一處理，實驗結果的精密度和準確度均符合方法要求；而被測樣品及標準溶液中劇毒納氏試劑所含碘化汞的總用量，由原來的2 800 mg降為560 mg，污染減少了4倍。按清水稀釋達標排放，1次分析測定則可節省近20 t清水。

表5 常量法與微量法對環境污染情況對比

注：每個樣品平行測定2次。

另外，對于保存期短，使用頻率低的有毒標準溶液(如鈹、汞、砷、重金屬、有機物、農藥等標準溶液)，應根據分析計劃，在保證分析質量前提下，盡量少配、現配有毒元素項目的標準溶液和試劑。從而有效控制有毒有害藥品試劑的使用和產生廢液的處理量。

5.3 嚴格的廢棄物分類收集制度

遵守國家政府對實驗室產生廢棄物管理的法律法規，按照實驗室廢棄污染物處理規章制度，對實驗室產生的廢液、固體、生物等廢棄物，進行嚴格細致的分類。

實驗室可根據廢液的化學特性，將廢液按照有機廢液和無機廢液區分后，再進行細致的分類。以無機廢液為例(建議按此分類)，見表6。

表6 無機廢液分類舉例

將上述廢液分類后，貯存在統一規定的密閉容器中，然后定期收集，統一進行處理。實驗室盛裝廢液的容器應不易破損、變形和老化，并能防止滲漏、擴散。廢液盛裝容器必須貼有標簽，標明廢液的名稱、重量、成分、時間等。

用于回收的廢液應分別用潔凈的容器盛裝, 同類廢液中濃度高的應集中貯存，以便回收某些組分, 濃度低的經適當處理達標即可排出。根據廢棄物的性質選擇合適的容器和存放點, 廢液應用密閉容器貯存, 容器要防止滲漏, 防止揮發性氣體逸出而污染環境。

5.4 廢液的實驗室內處理

根據國內多數實驗室經費有限的實際狀況，為了降低處理成本，除砷、汞、氰化物等劇毒污染物和部分濃度高、毒性大的有機廢液、固體廢物需直接送專業機構處理外，一般酸堿廢液和金屬、非金屬類廢液可在分類收集集中后，在實驗室內進行處理。

對不含有害物質的普通廢酸、廢堿溶液， 在實驗時，可隨時收集到相應的指定容器中, 達到一定量時相互中和，剩余的酸或堿, 再用氫氧化鈉和稀酸中和并調節pH，用pH試紙或酸度計檢查溶液pH，當值達到6～8后排放。大多數廢酸溶液中同時含有鉛、隔、汞、鋅、銅等金屬離子，可用硫化物沉淀法除去。先將溶液調至pH>9，再向廢液中加入過量的硫化鈉，生成難溶于水的金屬硫化物，再加入FeSO4作為共沉淀劑，生成的FeS將水中懸浮的硫化汞、硫化鉛、硫化鎘微粒吸附而共沉淀，然后靜置，分離過濾后的清液經中和后排放。每次的沉淀物很少，按危廢物貯存起來，待積累到一定量后交由專業處理機構處理。

鉻的廢液中，六價鉻的毒性最大，是三價鉻的100倍。對含有六價鉻的廢液，用氧化還原中和沉淀法去除。方法可用含鉻廢液在酸性條件下加入約10%的硫酸亞鐵，將Cr6+還原為Cr3+，再加入NaOH溶液，調節pH為10 ～11，使Cr3+、Fe3 +、Fe2+以沉淀形式析出。靜置過濾，清液經中和后可直接排放。

對于含有少量被測物和其他試劑的高濃度有機溶劑廢液可盡量采用蒸餾、萃取的方法回收再利用。

對于生物廢液、培養液等必須通過高壓消毒滅菌處理或其他被承認的技術進行無害化處理后排放。

有毒廢渣、有毒廢液處理生成的沉淀等無法自行處置的，應分類放置在收集容器中，定期交由專業處理機構處置。

6 結論

《水污染防治行動計劃》的目標是保護水資源，減少、控制水污染，解決水污染及污水直排等瓶頸問題。環境監測及相關實驗室的污染物排放應引起足夠重視。實驗室管理法律法規的建設出臺，以及“化學實驗室污染物的處理方法規范”和“化學實驗室污染物排放標準”的制訂，是管理實驗室控污減排的依據和保障。實驗室工作應推行清潔分析方法和清潔實驗操作,減少和嚴控污染物排放，把防止水環境的二次污染作為實驗室運行和建設的剛性約束。

在對實驗室廢棄物污染水環境的治理中，應注重整體性的源頭治理，建立源頭治理的整體性規劃，即從全局觀為基礎進行實驗室控污的細部設計，最后進行具體措施的設計和落實。

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Effectively Control the Secondary Pollution of Water Caused by Environmental Monitoring and Related Laboratories

XING Shucai

Institute for Environmental Reference Materials of Ministry of Environmental Protection, State Environmental Protection Key Laboratory of Environmental Pollutant Metrology and Reference Materials Study，Beijing 100029, China

The potential problems of secondary pollution due to environmental monitoring and related chemical analysis were discussed. The pollutants and extremely toxic reagents discharged by environmental monitoring laboratories were analyzed and quantified. Effective methods for control the secondary pollution from the headstream were described. Compared with international advanced level in laboratory management and pollution control, the problems and gaps existing in laboratory management of pollutants emission were discussed. Some suggestions for control the secondary pollution of water are proposed based on Chinese law, regulations and management mechanism.

environmental monitoring；laboratories；Chemical analysis；secondary pollution；Effectively control

2016-01-05;

2016-04-21

邢書才(1958-)，男，北京市人，學士，教授級高級工程師。

X830

A

1002-6002(2016)03- 0031- 11

10.19316/j.issn.1002-6002.2016.03.05