化學實驗室廢物處理的意識調研和對策

徐烜峰，　王能東，　呂明泉，　高　楊

(北京大學 化學與分子工程學院，北京 100871)

0　引　言

化學實驗不可避免地要使用各種危險化學品，在反應分離提純等過程中形成的廢棄物，如果不進行科學、合理、安全地處置，直接排放，將影響大氣、水體、土壤等周邊環境。高校化學類實驗室危險廢棄物處置不當，后果雖然沒有工業污染事件那么嚴重，若廢液隨意排放，PVC下水管道會被腐蝕；且由于多數老實驗樓的辦公室、實驗室下水管道共用，實驗用水與生活污水共管排放[1]，廢液異味散發到室內，嚴重影響師生的身體健康。實驗室廢棄物的數量和強度不及化工企業，但是長年累月地積累，排放的成分相當復雜[2-3]，如果廢液之間發生化學反應，甚至會引發著火爆炸等事故，彭實等提到處理廢液的安全性原則，不但要關注廢液的危險特性,還要關注不同廢液是否相容[4]。

有的學生將試劑隨手傾倒，與生活垃圾混放，由于某些化學試劑具有潛伏期，在一定的特殊條件下放熱，遇到紙屑等可燃物，就會產生煙霧甚至火災，如果不及時撲滅，損失巨大。如鈀碳和其他一些活性強的試劑反應后如悴滅不夠徹底，極易自燃或引燃。而一些劇毒的化學污染物，如果隨意放置，更會造成不可想象的后果。隨意丟棄危險化學廢棄物的行為會給學院處理增加很大困難，同時也增加不必要的費用，因為處理廠將沒有注明名稱的試劑一律按照劇毒危險品進行處理，每公斤500～600元，而且要自己送到處理廠。

加強化學廢棄物的安全處置探究和管理是高校實驗室危險化學品安全管理的重要環節，是最后的決定步驟，意義重大，尤其在天津8.12之后，教育部和學校相繼發文要求嚴格落實“黨政同責、一崗雙責、失職追責以及全覆蓋、零容忍”的要求，堅決打好學校安全專項整治攻堅戰。

1　實驗室廢物處理的意識調研

1.1　問卷調查的目的、對象和方式

為了解學生對廢棄物處理的心態如何，并且希望加強學生在化學實驗過程中的廢液回收意識，培養良好實驗習慣，設計了“化學實驗室廢棄物處置調查問卷”，共提出8道問題,請22名化學學院一年級研究生(多數已經正式開始科研工作)、159名化學學院一年級本科生和236名醫學部一年級本科生參與問卷調查。本科生均已經接受過一個學期的普通化學實驗訓練，并且化學學院的本科生和研究生還必修過實驗室安全與技術課程。調查問卷全部為選擇題，采取自愿填寫，不記名，共發出問卷417份，實際收回有效問卷401份，回收率96%。調查結果如下:

(1) 您的中學化學實驗里是否有廢棄物回收這一環節？

中學沒有接觸過化學實驗(20.9%),沒有印象(6.7%),基本上沒有(15.2%),會根據具體實驗項目安排但管理不嚴、效果不佳(44.4%),中學處置要求明確印象深刻(12.7%)。

(2) 您認為實驗過程中產生的廢酸廢堿(pH在3～10之間、不含有毒或重金屬成分)應該如何處理？

直接倒入下水道(29.7%),大量水稀釋后再倒(46.9%),也應該有相應回收瓶(23.2%)。

(3) 對于有機廢棄物(固體或者液體)，您認為應該怎么處理？

在通風柜里面找相應回收瓶倒入(74.7%),咨詢助教或主講老師意見(27.8%)。

(4) 您是否清楚有機廢液(含劇毒除外)分為一般有機和含鹵有機，要分別回收？

清楚( 64.4%),不清楚(35.6%)。

(5) 您認為有機溶劑不能倒入下水道的原因是(多選)?

腐蝕PVC下水道(70.6%),有可能積累，產生火災(71.1%),味道難聞，影響心情和健康(59.4%),不可預知的環境問題(93.8%)。

(6) 您認為下面哪種廢液不能倒入下水道(多選)：

所有有機試劑(65.8%),含鎘、汞、鉛等重金屬離子的廢液(98.5%),pH≤3的溶液(73.1%),pH≥10的溶液(65.3%)。

(7) 您認為下面這個操作是否必要？具有強刺激性氣味、腐蝕性、劇毒的廢液倒入廢液回收桶后或專用容器后，原容器須用溶劑至少涮洗一遍，涮洗后的溶劑倒入廢液回收桶，待殘存在容器壁上成份涮洗掉后方可用水沖洗?

是(95%),沒有必要(5%)。

(8) 將來您如果從事化學實驗相關工作，對于廢棄物，您是準備？

倒入回收桶，交給有資質處理公司(66.4%),自己盡可能進行無害化處理，不行的再上交(33.6%)。

1.2　調查分析與結論

(1) 國內中學化學實驗室的廢棄物處理形勢比較嚴峻，只有20%以下的學生認為合乎要求，由于多數中學當地并沒有危險廢物處置中心或具有處理實驗室危險廢物資質的處理公司，造成出口渠道并非十分暢通[5-6]，這是實驗室廢棄物處置的瓶頸問題，應該引起相關職能部門的注意。

(2) 經過培訓的學生，無論是理論課講述還是實驗操作訓練，知道化學廢棄物分類回收原則的明顯比不經過培訓的人多。研究生對哪類廢液不能倒入下水道明顯比本科生更清楚，因為他們化學實驗鍛煉更多。因此應該進一步加強對學生的安全教育工作，比如可以在化學實驗樓的顯著位置滾動播放安全教育相關視頻錄像；另外從2015年開始我們對研究生進行“回爐”實驗室安全課教育，有一節課(2學時)的時間來專門講解化學實驗室廢棄物的處理問題，這都符合安全文化建設的球體斜坡力學原理[7]。

(3) 絕大多數學生能夠意識到有機溶劑腐蝕下水道的危害，并且有環保意識，但是實際工作中往往需要面對個別學生的有意(惰性、僥幸心理)或者無意不安全行為造成的后果[8]；有30%左右的學生愿意自己進行無害化處理，但在真正工作中能否切實執行，還有待觀察。

當然這個調查缺乏可信度評價，學生作答時不一定會完全按照其實際想法進行選擇，有可能主觀地去選擇其認為符合要求的選項。但是由于采取不記名方式，對成績也沒有影響，應該說還是比較接近學生的真實想法。

2　實驗室廢物處置存在的問題和對策探討

這些年化學實驗室處理危險廢棄物的規模和費用均呈現水漲船高的趨勢，多數高校處理費用都在100萬元以上(見表1)，綜合性大學更多，應該說給各個高校帶來了一定的負擔[9-10]。但是在我校，處理廢棄物的費用學院承擔30%，其余由學校承擔，完全不用課題組自己支付。

表1　幾所代表性高校實驗室危險廢棄物總量及費用

盡管有資質的危險廢物處理公司的收費標準較高，我校仍然堅持與之簽訂合同處理廢液。雖說公司會定期轉運化學廢液，但是因為本校地處首都，政治性很強，在重大會議或者特殊事件期間，上級部門對于危險化學廢棄物的轉運進行嚴格管控；此外在春節寒假前期由于各種原因，會導致廢棄物出口不暢，帶來極大安全隱患：大量易燃易爆廢液堆積在一起，稍有不慎，一個煙頭或者一點火星就有可能造成火災事故。2016年8月31日上午，江蘇師范大學化學化工學院實驗樓西側的化學實驗廢液暫存處發生火災，消防官兵及時趕到，全力撲滅，幸無人員傷亡。

因此很有必要設置集裝箱式實驗室廢液暫存庫[11]：通過科學設計，通風、廢氣處置、應急設施一應俱全，整體造價便宜，內部為定制的廢液存放柜，可臨時存放百余桶實驗室廢液，能滿足實驗室日常要求，且安全、整潔、環保，日常維護管理十分方便(見圖1)，這項工作得到上級環保部門的認可。

圖1　實驗室廢液暫存庫

根據問卷并結合多年的管理實踐，考慮到人都有圖省事的心態，往往趨利避害，特別是在科研實驗中，對于原料和試劑的純度、精度都有嚴格的要求，一些文獻中有關廢棄物的回收利用方法并不適用。因此如何做好化學實驗室廢物處置安全管理工作，就成為一個值得探討的問題，下面結合具體工作實際，總結并提出一些安全管理的建設性意見：

(1) 預防廢液桶中的廢液之間發生反應等事故。Rachel Carson在《寂靜的春天》曾經說過：如果我們仍然與這些化學物質親密接觸—吃喝并攝入骨髓—我們最好了解其本質和能力。作為化學從業者更要特別注意以下廢液成份不能混合：①過氧化物與有機物；②氰化物、硫化物、次氯酸鹽與酸；③鹽酸、氫氟酸等揮發性酸與不揮發性酸;④濃硫酸、磺酸、羥基酸、聚磷酸等酸類與其他酸；⑤銨鹽、揮發性胺與堿。

在向廢液回收桶內倒入廢液時應仔細察看“化學廢棄物記錄單”，確保將要倒入桶內的廢液不和已有的廢液發生反應，并應及時登記廢液的品種和數量。實驗室上交廢液時，第一次如果沒有原始的“化學廢棄物記錄單”，負責提交廢液的實驗室人員須在“無‘化學廢棄物記錄單’承諾書”上簽字，承諾提交的廢液若因此發生安全事故將承擔全部責任。同一實驗室第二次不能提供“化學廢棄物記錄單”，化學試劑庫有權停止該實驗室的廢液回收工作。危險廢物回收中，給工作人員配備必需的危化泄漏處置器材和防化服等個人防護設備，可以處置微型的泄漏事故。

(2) 設置顏色區分廢液桶。國內鋼瓶管理是按照顏色來區分不同類別的，無論是哪個廠家生產的氣體鋼瓶，只要是同一種氣體，氣瓶的外表顏色都是一樣的：氮氣和空氣是黑色，氫氣是深綠色等。通過特征顏色識別瓶內氣體的種類，氣瓶顏色是一種安全標志。對于廢液桶的管理完全可以借鑒：劇毒化學廢液桶是紅色，含鹵有機廢液桶是黃色，一般有機廢液桶是藍色，一般無機廢液桶是白色；并且蓋子的顏色應和桶體一致，以免蓋錯。這樣當實驗者在倒廢液的時候，形成固定思維，就會減少倒錯廢液的情況，這項措施即將在本院開展。

目前南京大學基礎化學實驗教學中心有機實驗室已經在使用有顏色的廢液回收桶，揚州大學也按廢液種類的不同而使用不同顏色、不同材質的容器[12]。而香港科技大學的廢液桶有專門的泄氣孔，可以在一定程度上釋放熱量，避免劇烈反應的發生。

(3) 事故追責要采取一定的懲罰措施。對于“將廢棄物倒入下水道”造成惡劣后果的，如果沒有實驗室承認，采取只要是這一條管道上的實驗室，全部停止實驗一周的懲罰措施，再發生此類事故就少多了。

而對于“在公共部位隨意丟棄危險化學品”類事件，如果經過監控能核實當事人，按照“現代安全管理”的行為激勵方法，第一次對其批評教育，第二次就應該采取一些懲罰措施，比如扣除當事人的部分補助，取消其課題組參加學院安全工作先進評選資格；對于“丟棄活潑金屬”引起火災造成財產損失，應該采取更加嚴厲的懲罰手段，還要追究導師的責任，如扣除其部分年終獎。

(4) 重視特殊廢棄化學試劑的處理。一些實驗室在實驗過程中產生的廢棄活潑金屬試劑(如氫化鈉、氫化鈣、金屬鉀、金屬鈉、金屬鋰、正丁基鋰、特丁基鋰、氫化鋁鋰、氨基鋰等)，此類試劑具有極強的還原性，遇水、氧化劑均極易發熱燃燒。因實驗室空間有限，學生在處理此類試劑時稍有不慎極易引發事故，事故發生后若處置不當還會引起更大的危害。

為了減少安全隱患、避免此類事故的發生，從2015年開始，學院要求各實驗室不可在樓內處理上述試劑。有上述試劑需要處理時，需填寫“集中處理廢的金屬鈉、丁基鋰等化學廢棄物清單”發送給安全辦工作人員，由經驗豐富的老師協助在樓外指定地點統一集中進行處置。學院一年約處理剩余丁基鋰100多瓶，廢四氫呋喃金屬鈉20多個、氫化鈣氫化鈉20包。基于此，本院安全總管寫了順口溜，非常經典，可作為某些危險廢棄化學物質處理的要領：①穿戴防護先周全，②兩人以上才干活，③找塊空處來干潔，④滅火器材放跟前，⑤可燃物質要放遠，⑥化整為零是關鍵，⑦徹底悴滅才算完，⑧不懂多問包安全。

(5) 排水管道分開設置。效仿日本高校的做法，在新建化學實驗樓前的規劃設計階段，將生活排水管道和實驗室的排水管道彼此分開獨立設置[13]，有條件的甚至應該一個課題組用一個排水管，定期用原子吸收分光光度計[14]等其他分析儀器監測廢液中所含的重金屬離子或者其他有毒有害物質濃度，看看其是否符合國家的“污水綜合排放標準”，如果超標了，就給該課題組停水！并且逐步完善安全檢查技術手段，配置甲醛分析儀、TVOC檢測儀等有害氣體檢測儀，逐步從主觀經驗判斷，轉變為檢查手段專業化科學化。

(6) 通過安全提示標語來推進安全文化建設。在實驗室建立卡通安全標語，是安全文化建設的一部份內容，將這些卡通標語(圖2)貼在實驗臺面上，潛移默化地警示實驗者不安全行為。

(7) 建立信用等級，確保廢棄物回收安全管理。對于登記良好，嚴格執行學院廢液回收規定的課題組，免費送貨上門，并且該課題組訂購試劑時給予一定折扣。而對于那些不登記，或者隨意記錄，亂記，甚至是缺少“記錄單”的課題組，從科研經費里扣取一定的送貨費用，并且該課題組訂購試劑時不享受打折優惠；如果由于廢液回收不規范造成事故或者該課題組經查實存在亂到廢液，造成下水道破裂或引起異味等情況的，在下一年度試劑購買價格翻倍。同時為了簡化登記流

程，建議開發一個直接微信掃二維碼進行廢液登記系統的功能，比如用戶往一個含鹵有機的廢液桶里倒了500 mL的二氯甲烷后，拿出手機微信，掃描廢液桶上的二維碼，進入登錄界面，選擇課題組長姓名和本人學號，然后只要登記廢液的名稱二氯甲烷和量即可，試劑平臺系統的后臺會自動生成該課題組的廢液登記單。

3　結　語

廢棄物處置屬于化學實驗的尾部工作，費力不討好，而且廢棄物的回收利用需要付出大量的人力、物力，甚至于處理廢棄物的總成本費用比購買新的試劑還要高。但是保護環境是每個人都應盡的責任，古人云：勿以惡小而為之，勿以善小而不為。環境問題不是一個短期的考量，正如現在國內備受困惱的霾，如果等到已經被污染了再去想著治理，那付出的成本會更大！避免實驗室安全事故和污染事件的發生，高校實驗室安全管理人員責無旁貸，也是我們追求的目標，同時只有社會各環節、各方面都有足夠的責任認識, 采取一些切實可行的措施, 實驗室化學廢棄物的處理才能得到有效的解決，否則缺少可操作的、無公害化的排放處理方法, 要執行相關規定就成了一句空話[15-16]。

參考文獻(References)：

[1]張曼曼,張飲江,張樂婷,等.實驗室廢液分類及處理方法研究進展[J].實驗室研究與探索,2013,32(7):234-239.

[2]馬志成,胡閣,李肇國，等.高校基礎化學實驗室廢棄物處理的調查研究.[J].實驗室研究與探索,2011,30(5):179-182.

[3]鄧吉平,李羽讓,李勤華，等.實驗室化學廢棄物安全管理的探索與實踐.[J].實驗室研究與探索,2014,33(1):283-286.

[4]彭實,田曙堅.高校化學實驗室廢液分類的探討[J].實驗室研究與探索,2009,28(10):146-148.

[5]禤金彩,龍寒.普通高校實驗室危險廢物處置的現狀與對策思考[J].實驗室科學,2014,17(1):177-180.

[6]周海濤,陳敬德,周勤.高校實驗室化學廢棄物回收處置[J].實驗室研究與探索,2012,31(8):460-462.

[7]羅云,等.現代安全管理[M].北京：化學工業出版社，2009:118.

[8]劉超.企業員工不安全行為影響因素分析及控制對策研究[D].北京：中國地質大學，2010.

[9]麥藝熾,張以科,何廣堅,等.高校實驗室廢液管理的探討[J].實驗室研究與探索,2011,30(11): 414-416．

[10]施岱松.高校實驗室化學廢液處理辦法與探討[J].實驗室研究與探索,2015,34(4):286-288.

[11]孫平,徐菁,楊旭升,等.高校實驗室危險廢物中轉站建設與管理模式初探[J].實驗室研究與探索,2015,34(11):284-288.

[12]張鍵,周驥平,周俊,等.高校實驗室廢液處置體系的初步建構[J].實驗技術與管理，2014,31(8):232-235.

[13]吳良莉,彭實.高校師生對化學廢液問題的認識與處置[J].實驗室研究與探索,2010,29(1):171-173.

[14]李華剛,朱萬強,勾華，等.化學實驗廢液中重金屬離子分離處理方法的探討[J].遵義師范學院學報,2008,10(1):55-57.

[15]陳慧珍,喬薇,葉燕媚,等.高校化學實驗室廢液回收管理存在的問題與對策[J].實驗室研究與探索,2012,31(8):456-459.

[16]錢小明.高校實驗室化學廢棄物的處理與思考[J].實驗技術與管理,2010,27(2):158-160.