化學實驗室廢物循環利用問題研究

任浚萁，任興全

（吉林醫藥學院，吉林 吉林市 132013）

隨著政府對教育的支持力度持續加大，我國高校在科研方面發展十分迅速，很多醫學院的招生數量越來越多，化學實驗室得到了極大的發展。隨著實驗室不斷升級建設，其中出現的各種問題也日益凸顯，加上人員流動較大，實驗室存在的安全隱患也增大。在這種情況下，要加強化學實驗室安全管理，做好廢物循環利用具有非常重要的意義[1]。從實際情況來看，化學實驗室中的物品存在一定的危險性，如果處理不當勢必會引發一系列的安全問題，加強化學廢棄物的安全管理對創建和諧、平安的校園至關重要。

1 實驗室化學廢棄物管理的現狀

高校化學實驗一般包括大學化學實驗、無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗以及物理化學實驗等，化學實驗室中的化學廢棄物主要包括有機化學廢棄物和無機化學廢棄物、廢棄的化學反應試樣、存放化學品的容器等。實驗中涉及的化學品總量可能較小，但由于化學品的成分比較復雜，相當一部分化學品是較強的易燃、易爆、高毒產品，如果不能做好安全管理，將會對環境帶來很大的危害，并且嚴重影響實驗室師生的身體健康。由于實驗屬性的不同，實驗過程中產生的廢物（廢氣、廢液、廢渣）不同，廢物處理及循環利用的手段、途徑也各有差異。經過處理，污染來源減少，而進行循環利用可以節約、彌補實驗經費的不足，提高經濟效益[2]。

1.1 實驗室化學廢棄物管理現狀

從很多高校實驗室化學廢棄物管理現狀來看，其主要存在以下兩個問題。

1.1.1 品種繁多

據統計，我國近千所本科高校中設有化學、化工類的科研實驗室700多所，除此之外，還有設計化學品的生物類、醫學類、藥學類等專業實驗室。根據北京大學、首都師范大學的化學教學統計結果來看，其使用到的化學試樣的種類是301種和187種。另外，高效承擔的不僅僅是教學工作，也有著重要的國家科研任務。高校的科技研究隨著時間的不同有著很大的差異，不同的項目或者不同的課題使用到的化學品可能存在很大的差異，這就導致實驗室使用的化學品種類繁多，并且不斷變化。和化工、化學相關的企業相比，高校實驗室中化學品種類更加煩瑣，處理難度更大，安全隱患也更加重大。

1.1.2 數量巨大

以某高校為例進行說明，假設一高校每年產生的空化學試劑瓶是8 t，產生的空瓶近3.5萬個，按每個瓶裝500 g試劑計算，此高校每年所使用的化學品試劑是17.5 t。由此看出，高校的化學空試劑瓶和廢液量數量都是龐大的，如果再加上實驗中的廢氣，實驗室的廢棄品數量將會十分驚人[3]。

1.2 化學廢棄物的安全管理現狀

在安全管理方面，很多高校實驗室仍面臨不少問題。首先，開展專業化學廢棄物安全管理和處理的高校不足10%，大部分都是高校的保衛處、設備處或者后勤管理部門負責監管，缺乏專門人員，很少有高校設置專門的環保崗位，可見管理隊伍相對薄弱，管理強度亟待加強。其次，雖然一些高校在化學廢棄物排放上制定了一些規章制度，但是實際操作缺乏有效的監管，廢棄物亂排亂放的現象依然嚴重，循環利用更是存在很大的不足[4]。另外，有些高校并沒有制定新的管理措施，執行的還是多年前的實驗室規定，其中并沒有明確說明實驗廢棄物要集中收集處理、禁止倒入下水道等具體內容，只是含糊說明“嚴格遵守國家環境保護的有關規定”等。最后，做好環保教育。高校對師生的環保教育做得相對欠缺，工作多浮于形式，并沒有以增強學生的環保意識為目的。

2 化學實驗室廢物循環利用應注意的問題

在高校化學實驗室日常管理中，要注重管理人員素質的提升。

一是注重管理人員責任的落實，明確各自的權限和責任，將責任落到實處，落實到個人。要做到上頭有人抓，下頭有人管，同時與責任負責人簽訂管理責任書，落實“誰主管，誰負責”的原則，發現問題及時采取有效的對策。另外，可以進行階段性考核，對達標者進行獎勵，對不合格的部門或人員進行再培訓和上崗教育，對于多次教育和培訓仍不符合條件者，及時調換工作崗位，提升管理人員主動學習的積極性和主觀能動性。

二是探索實驗室廢棄物最小化的路徑[5]。近些年，科研人員更加注重綠色化學，確保化學試驗產生少量廢棄物或不產生廢棄物，以從本質上解決廢棄物污染問題。要鼓勵高校科研工作者進行無毒試驗，通過先進的計算機模擬指導實際科研操作，改進合成工藝，減少實驗室的化學廢棄物產生量。同時，要加強化學試劑的跟蹤管理，比如對試劑的購買、倉儲、使用量和最終去向做好明確的記錄，做好化學試劑的精細化管理，為以后的使用、參考和處理提供有效的依據。此外，完善化學實驗室的管理制度，根據實際使用情況，及時更新實驗室管理制度，確保各項工作的開展有制度可依，減少和杜絕在實驗室中胡亂使用。最后，提升師生的環保意識，加大化學實驗室廢物循環利用的力度。在可持續發展的背景下，高校應加強學生對化學實驗室廢物的循環利用，這不僅符合當前的發展趨勢，還有助于節約資源、提升大學生的環保意識。

3 關于化學廢棄物的管理實踐

3.1 普通有機化學試驗廢液的處理

在一般的化學試驗中，柱層析試驗需要消耗大量化學試劑，通常每組試驗需要消耗400 mL的4:1石油醚/丙酮洗脫劑，一個學期消耗的洗脫劑超過100 L。處理時，人們可以采用分液的方法。在試驗結束后，很多學生會使用清水沖洗層析柱，造成洗脫劑中摻入部分水，其間可以利用無水硫酸鈉對洗脫劑進行干燥處理，然后過濾，在常壓狀態下進行蒸餾，收集58～90℃餾分，這些餾分不能直接應用到之后的試驗中，可以通過適當調節來使用。研究發現，采用4:1的石油醚/丙酮展開劑和回收的餾分處理，在餾分中加入一定比例的石油醚，總體上可以達到正常使用效果。

不僅如此，在中級化學試驗中，可以將石油醚、乙酸乙酯等進行回收，這時洗脫劑的比例約為128 L/a，經過比例調整，仍可以應用到柱層析試驗中。中級有機化學試驗本身對產物的純度要求較高，試驗后回收的洗脫劑不能在原試驗中繼續使用。作為操作訓練，柱層析試驗對洗脫劑純度要求不高，可以充分利用其它試驗回收的廢洗脫劑，有效降低洗脫劑的使用成本，減少原材料的浪費。

3.2 三組分試驗廢液的處理

在三組分試驗中，操作人員主要通過萃取、分液、蒸餾等方法，將三種成分分離開來，這三種成分分別是苯胺、甲苯和苯甲酸。在進行廢液處理時，可以設置三種回收瓶，對應以上三種成本，在廢物收集時按照要求對苯胺、甲苯和苯甲酸進行分類處理。回收完成后，對苯胺、甲苯和苯甲酸分別進行處理，新配置的混合物可以在同類試驗中重復利用。

3.3 7,7-二氯雙環[4.1.0]庚烷合成試驗廢液的處理

在進行7,7-二氯雙環[4.1.0]庚烷合成試驗時，一般需要定量的石油醚，但是其回收存在一定的難度。在這種情況下，不需要將石油醚和三氯甲烷進行分離，可以將這兩種溶液共同處理，處理后的混合試劑可以在試驗中做提取物繼續使用[6]。

3.4 其他化學試驗

在進行無機化學試驗時，產生的廢物以廢液為主，如酸堿廢液、鉻化合物和銀化合物廢液，含汞、鋅、銅、鉛、錳等重金屬化合物廢液以及含砷或氰化物（極毒）廢液。這些廢液呈現弱酸性或弱堿性，可以加入適量的稀堿液或稀酸液與之中和，形成相對中性的液體，減少對環境的危害。

對于含有重金屬的廢棄液體，可以采用沉淀法，從而將其中的金屬離子沉淀，然后將沉淀物和液體分離。對于含銀的化合物，其中可以加入適量的氨水，待溶液變清后，再加入10%的葡萄糖液，然后在水中加熱，可以將銀析出，有效降低液體對環境的危害。對于含砷的液體，其中可以加入正三價的鐵溶液和石灰乳，實現砷化物的有效分離。

氰化物含有較大的毒性，其中可以加入適當的混合堿液，使得金屬離子產生沉淀并分離出來。另外，要調節濾液的pH值，控制在7±1，然后在濾液中加入適量的漂白粉，攪拌均勻后，保持室溫狀態10 h，從而達到分離效果。工業乙醇的蒸餾試驗所得產物可以循環使用。在開展苯甲酸制備試驗后，人們可以采用結晶法收集苯甲酸，以便循環使用。乙酸乙酯制備試驗產生的乙酸乙酯純度較高，氣可以作為其他試驗的原材料繼續使用[7]。

4 結語

隨著教育部對高校化學實驗室廢物循環利用的重視，我國化學實驗室廢物管理水平得到很大提升，但是總體理念和循環利用效率和發達國家相比還存在很大的差距。在以后化學實驗室廢物管理和循環利用的過程中，高校應逐步健全實驗室廢物管理制度，按照國家法律法規的相關要求，將化學實驗室廢物管理納入自身發展規劃。不僅如此，要大力宣傳實驗室廢物循環利用的優勢，加強實驗室管理人員的安全教育和培訓，不斷提升化學實驗室整體管理水平，促進高校化學實驗室健康發展。