行業知識
實驗室的(de)污染與防治
随著(zhe)我國科學技術的(de)發展，對(duì)各類實驗室的(de)需求越來(lái)越多(duō)，各學科的(de)重點實驗室、各學校、各系統内的(de)重點實驗室層出不窮。從實驗室的(de)分(fēn)布來(lái)看，主要集中在學校（包括各高(gāo)等院校和(hé)中學學校）、科研機構、檢測機構和(hé)企業中的(de)檢驗研究部門。企業實驗室的(de)污染問題可(kě)歸納爲企業的(de)環保問題，易于被各級部門重視，企業在處理(lǐ)自身的(de)環保問題時(shí)，污染問題也(yě)得(de)到相應的(de)處理(lǐ)。而各類實驗室多(duō)爲相對(duì)獨立的(de)行政單位，區(qū)域分(fēn)散，單個(gè)污染少，易于被忽視。
我國目前擁有各類高(gāo)等院校1100所（1999年統計數字），普通(tōng)高(gāo)中1.5萬所，初中6.3所。科研院所、質檢、衛生防疫、環境監測、農林(lín)等各級檢驗機構近20000餘個(gè)，已成爲一個(gè)龐大(dà)的(de)系統。實驗室實際上是一類典型的(de)小型污染源，建設的(de)越多(duō)，污染的(de)越大(dà)。這(zhè)些實驗室，尤其是在城(chéng)區(qū)和(hé)居民區(qū)的(de)實驗室對(duì)環境的(de)危害特别大(dà)，因爲很多(duō)實驗室的(de)下(xià)水(shuǐ)道與居民的(de)下(xià)水(shuǐ)道相通(tōng)，污染物(wù)通(tōng)過下(xià)水(shuǐ)道形成交*污染，最後流入河(hé)中或者滲入地下(xià)，其危害不可(kě)估量。科學工作者或者未來(lái)的(de)科學工作者成了(le)環境的(de)污染者，令人(rén)十分(fēn)遺憾。環境保護是事關可(kě)持續發展經濟的(de)大(dà)戰略。在環保面前人(rén)人(rén)平等，必須本著(zhe)“誰污染環境，誰負責處理(lǐ)”的(de)原則貫徹執行。實驗室的(de)成本核算(suàn)和(hé)對(duì)外收費都應包括實驗室的(de)環保費用(yòng)在内。
實驗室的(de)污染源種類複雜(zá)，品種多(duō)，毒害大(dà)，應根據具體情況，分(fēn)别制訂處理(lǐ)方案。
1 實驗室環境污染種類及危害[1]
1.1 按污染性質分(fēn)
1.1.1化(huà)學污染
化(huà)學污染包括有機物(wù)污染和(hé)無機物(wù)污染。有機物(wù)污染主要是有機試劑污染和(hé)有機樣品污染。在大(dà)多(duō)數情況下(xià)，實驗室中的(de)有機試劑并不直接參與發生反應，僅僅起溶劑作用(yòng)，因此消耗的(de)有機試劑以各種形式排放到周邊的(de)環境中，排放總量大(dà)緻就相當于試劑的(de)消耗量。日複一日，年複一年，排放量十分(fēn)可(kě)觀。有機樣品污染包括一些劇毒的(de)有機樣品，如農藥、苯并(α)芘、黃(huáng)曲黴毒素、亞硝胺等。無機物(wù)污染有強酸、強堿的(de)污染，重金屬污染，氰化(huà)物(wù)污染等。其中汞、砷、鉛、镉、鉻等重金屬的(de)毒性不僅強，且有在人(rén)體中有蓄積性。
1.1.2生物(wù)性污染
生物(wù)污染包括生物(wù)廢棄物(wù)污染和(hé)生物(wù)細菌毒素污染。生物(wù)廢棄物(wù)有檢驗實驗室的(de)标本，如血液、尿、糞便、痰液和(hé)嘔吐物(wù)等；檢驗用(yòng)品，如實驗器材、細菌培養基和(hé)細菌陽性标本等。開展生物(wù)性實驗的(de)實驗室會産生大(dà)量高(gāo)濃度含有害微生物(wù)的(de)培養液、培養基，如未經适當的(de)滅菌處理(lǐ)而直接外排，會造成嚴重後果。生物(wù)實驗室的(de)通(tōng)風設備設計不完善或實驗過程個(gè)人(rén)安全保護漏洞，會使生物(wù)細菌毒素擴散傳播，帶來(lái)污染，甚至帶來(lái)嚴重不良後果。 2003年非典流行肆虐後，許多(duō)生物(wù)實驗室加強對(duì)SAS病毒的(de)研究，之後報道的(de)非典感染者，多(duō)是科研工作者在實驗室研究時(shí)被感染的(de)。
1.1.3 放射性污染物(wù)
放射性物(wù)質廢棄物(wù)有放射性标記物(wù)、放射性标準溶液等。
1.3 按污染物(wù)形态分(fēn)
1.3.1 廢水(shuǐ)
實驗室産生的(de)廢水(shuǐ)包括多(duō)餘的(de)樣品、标準曲線及樣品分(fēn)析殘液、失效的(de)貯藏液和(hé)洗液、大(dà)量洗滌水(shuǐ)等。幾乎所有的(de)常規分(fēn)析項目都不同程度存在著(zhe)廢水(shuǐ)污染問題。這(zhè)些廢水(shuǐ)中成分(fēn)包羅萬象，包括最常見的(de)有機物(wù)、重金屬離子和(hé)有害微生物(wù)等及相對(duì)少見的(de)氰化(huà)物(wù)、細菌毒素、各種農藥殘留、藥物(wù)殘留等。
1.3.2 廢氣
實驗室産生的(de)廢氣包括試劑和(hé)樣品的(de)揮發物(wù)、分(fēn)析過程中間産物(wù)、洩漏和(hé)排空的(de)标準氣和(hé)載氣等。通(tōng)常實驗室中直接産生有毒、有害氣體的(de)實驗都要求在通(tōng)風櫥内進行，這(zhè)固然是保證室内空氣質量、保護分(fēn)析人(rén)員(yuán)健康安全的(de)有效辦法，但也(yě)直接污染了(le)環境空氣。實驗室廢氣包括酸霧、甲醛、苯系物(wù)、各種有機溶劑等常見污染物(wù)和(hé)汞蒸汽、光(guāng)氣等較少遇到的(de)污染物(wù)。
1.3.3 固體廢物(wù)
實驗室産生的(de)固體廢物(wù)包括多(duō)餘樣品、分(fēn)析産物(wù)、消耗或破損的(de)實驗用(yòng)品（如玻璃器皿、紗布）、殘留或失效的(de)化(huà)學試劑等。這(zhè)些固體廢物(wù)成分(fēn)複雜(zá)，涵蓋各類化(huà)學、生物(wù)污染物(wù)，尤其是不少過期失效的(de)化(huà)學試劑，處理(lǐ)稍有不慎，很容易導緻嚴重的(de)污染事故。
2 對(duì)實驗室污染物(wù)的(de)處理(lǐ)辦法
爲防止實驗室的(de)污染擴散，污染物(wù)的(de)一般處理(lǐ)原則爲：分(fēn)類收集、存放，分(fēn)别集中處理(lǐ)。盡可(kě)能采用(yòng)廢物(wù)回收以及固化(huà)、焚燒處理(lǐ)，在實際工作中選擇合适的(de)方法進行檢測，盡可(kě)能減少廢物(wù)量、減少污染。廢棄物(wù)排放應符合國家有關環境排放标準。
2.1 化(huà)學類廢物(wù)
一般的(de)有毒氣體可(kě)通(tōng)過通(tōng)風櫥或通(tōng)風管道，經空氣稀釋排出。大(dà)量的(de)有毒氣體必須通(tōng)過與氧充分(fēn)燃燒或吸收處理(lǐ)後才能排放。
廢液應根據其化(huà)學特性選擇合适的(de)容器和(hé)存放地點，通(tōng)過密閉容器存放，不可(kě)混合貯存，容器标簽必須标明(míng)廢物(wù)種類、貯存時(shí)間，定期處理(lǐ)。一般廢液可(kě)通(tōng)過酸堿中和(hé)、混凝沉澱、次氯酸鈉氧化(huà)處理(lǐ)後排放，有機溶劑廢液應根據性質進行回收。
2.1.1 含汞廢液的(de)處理(lǐ)
排放标準3：廢液中汞的(de)最高(gāo)容許排放濃度爲0.05mg/L(以Hg計)。
處理(lǐ)方法：①硫化(huà)物(wù)共沉澱法：先将含汞鹽的(de)廢液的(de)pH值調至8-10，然後加入過量的(de)Na2S，使其生成HgS沉澱。再加入FeS04(共沉澱劑)，與過量的(de)S2-生成FeS沉澱，将懸浮在水(shuǐ)中難以沉澱的(de)HgS微粒吸附共沉澱．然後靜置、分(fēn)離，再經離心、過濾，濾液的(de)含汞量可(kě)降至0.05mg/L以下(xià)。[2]
②還(hái)原法：用(yòng)銅屑、鐵屑、鋅粒、硼氫化(huà)鈉等作還(hái)原劑，可(kě)以直接回收金屬汞。
2.1.2 含镉廢液的(de)處理(lǐ)
①氫氧化(huà)物(wù)沉澱法：在含镉的(de)廢液中投加石灰，調節pH值至10.5以上，充分(fēn)攪拌後放置，使镉離子變爲難溶的(de)Cd(OH)2沉澱．分(fēn)離沉澱，用(yòng)雙硫腙分(fēn)光(guāng)光(guāng)度法檢測濾液中的(de)Cd離子後(降至0.1mg/L以下(xià))，将濾液中和(hé)至pH值約爲7，然後排放。
②離子交換法：利用(yòng)Cd2+離子比水(shuǐ)中其它離子與陽離子交換樹脂有更強的(de)結合力，優先交換．
2.1.3 含鉛廢液的(de)處理(lǐ)
在廢液中加入消石灰，調節至pH值大(dà)于11，使廢液中的(de)鉛生成Pb(OH)2沉澱．然後加入Al2(S04)3(凝聚劑)，将pH值降至7-8，則Pb(OH)2與Al(OH)3共沉澱，分(fēn)離沉澱，達标後，排放廢液。
2.1.4 含砷廢液的(de)處理(lǐ)
在含砷廢液中加入FeCl3，使Fe／As達到50，然後用(yòng)消石灰将廢液的(de)pH值控制在8-10。利用(yòng)新生氫氧化(huà)物(wù)和(hé)砷的(de)化(huà)合物(wù)共沉澱的(de)吸附作用(yòng)，除去廢液中的(de)砷。放置一夜，分(fēn)離沉澱，達标後，排放廢液。
2.1.5 含酚廢液的(de)處理(lǐ)
酚屬劇毒類細胞原漿毒物(wù)，處理(lǐ)方法：低濃度的(de)含酚廢液可(kě)加入次氯酸鈉或漂白粉煮一下(xià)，使酚分(fēn)解爲二氧化(huà)碳和(hé)水(shuǐ)。如果是高(gāo)濃度的(de)含酚廢液，可(kě)通(tōng)過醋酸丁酯萃取，再加少量的(de)氫氧化(huà)鈉溶液反萃取，經調節pH值後進行蒸餾回收．處理(lǐ)後的(de)廢液排放。
2.1.6 綜合廢液處理(lǐ)
用(yòng)酸、堿調節廢液PH爲3-4、加入鐵粉，攪拌30min，然後用(yòng)堿調節p H爲9左右，繼續攪拌10min，加入硫酸鋁或堿式氯化(huà)鋁混凝劑、進行混凝沉澱，上清液可(kě)直接排放，沉澱于廢渣方式處理(lǐ)。
2.2 生物(wù)類廢物(wù)
生物(wù)類廢物(wù)應根據其病源特性、物(wù)理(lǐ)特性選擇合适的(de)容器和(hé)地點，專人(rén)分(fēn)類收集進行消毒、燒毀處理(lǐ)，日産日清。
液體廢物(wù)一般可(kě)加漂白粉進行氯化(huà)消毒處理(lǐ)。固體可(kě)燃性廢物(wù)分(fēn)類收集、處理(lǐ)、一律及時(shí)焚燒。固體非可(kě)燃性廢物(wù)分(fēn)類收集，可(kě)加漂白粉進行氯化(huà)消毒處理(lǐ)。滿足消毒條件後作最終處置。
2.2.1 一次性使用(yòng)的(de)制品如手套、帽子、工作物(wù)、口罩等使用(yòng)後放入污物(wù)袋内集中燒毀。
2.2.2 可(kě)重複利用(yòng)的(de)玻璃器材如玻片、吸管、玻瓶等可(kě)以用(yòng)1000-3000mg/L有效氯溶液浸泡2-6h．然後清洗重新使用(yòng)，或者廢棄。
2.2.3 盛标本的(de)玻璃、塑料、搪瓷容器可(kě)煮沸15min.或者用(yòng)1000mg/L有效氯漂白粉澄清液浸泡2-6h，消毒後用(yòng)洗滌劑及流水(shuǐ)刷洗、瀝幹；用(yòng)于微生物(wù)培養的(de)，用(yòng)壓力蒸汽滅菌後使用(yòng)。
2.2.4 微生物(wù)檢驗接種培養過的(de)瓊脂平闆應壓力滅菌30min，趁熱(rè)将瓊脂倒棄處理(lǐ)。
2.2.5 尿、唾液、血液等生物(wù)樣品，加漂白粉攪拌後作用(yòng)2-4h，倒入化(huà)糞池或廁所。或者進行焚燒處理(lǐ)。
2.3 放射性廢棄物(wù)
一般實驗室的(de)放射性廢棄物(wù)爲中低水(shuǐ)平放射性廢棄物(wù)，将實驗過程中産生的(de)放射性廢物(wù)收集在專門的(de)污物(wù)桶内，桶的(de)外部标明(míng)醒目的(de)标志，根據放射性同位素的(de)半衰期長(cháng)短，分(fēn)别采用(yòng)貯存一定時(shí)間使其衰變和(hé)化(huà)學沉澱濃縮或焚燒後掩埋處理(lǐ)。
2.3.1 放射性同位素的(de)半衰期短(如：碘131、磷32等)的(de)廢棄物(wù)，用(yòng)專門的(de)容器密閉後，放置于專門的(de)貯存室，放置十個(gè)半衰期後排放或者焚燒處理(lǐ)。
2.3.2 放射性同位素的(de)半衰期較長(cháng)(如：鐵59、鑽60等)的(de)廢棄物(wù)，液體可(kě)用(yòng)蒸發、離子交換、混凝劑共沉澱等方法濃縮，裝入容器集中埋于放射性廢物(wù)坑内。
3 解決實驗室污染的(de)措施
3.1 提高(gāo)認識，制定技術規範
各級實驗室都需要進一步提高(gāo)對(duì)實驗室環境污染問題的(de)認識，不能回避，聽(tīng)之任之，而是應該根據本實驗室工作的(de)特點、重點，積極探索，想方設法減少實驗室污染。國家有關部門也(yě)應認真研究實驗室的(de)污染特點和(hé)防治途徑，提出操作性強、簡便實用(yòng)的(de)技術規範，并出台相應的(de)考核要求及辦法。最好是融入實驗室的(de)建設和(hé)驗收中去，使之成爲能力建設的(de)一部分(fēn)，從而有利于貫徹落實各項實驗室環境污染的(de)防治措施。
3.2 建立實驗室環境管理(lǐ)體系[3]
實驗室在能力建設、質量管理(lǐ)的(de)同時(shí)，還(hái)要建立完備的(de)實驗室環境管理(lǐ)體系。按照(zhào)ISO14001環境管理(lǐ)體系的(de)理(lǐ)念和(hé)要求，全面考察實驗分(fēn)析的(de)各個(gè)方面，制定相應的(de)程序文件，規範實驗室環境行爲，充分(fēn)貫徹ISO14001一貫強調的(de)污染預防和(hé)持續改進的(de)基本要求，力争減小每一個(gè)過程的(de)環境影(yǐng)響，從而不斷提升實驗室管理(lǐ)水(shuǐ)平。
3.3 全面推行綠色化(huà)學、清潔實驗
3.3.1 選擇污染少的(de)分(fēn)析方法
在保證實驗效果的(de)前提下(xià)，用(yòng)無毒害、無污染或低毒害、低污染的(de)試劑替代毒性較強的(de)試劑，盡量用(yòng)無毒、低毒試劑替代高(gāo)毒試劑。在一些特定實驗要用(yòng)到高(gāo)毒性藥品時(shí)，一定要用(yòng)封閉的(de)收集桶收集廢液。
學校在進行教育實驗中，還(hái)要特别注意發揮教學多(duō)媒體的(de)作用(yòng)。教學多(duō)媒體是知識經濟的(de)産物(wù)，它是信息社會的(de)标志之一，在實驗教學中，計算(suàn)機輔助教學模拟化(huà)學實驗（仿真實驗）是一種化(huà)學試劑和(hé)儀器裝置“零投入”和(hé)“廢棄物(wù)零排放”的(de)特殊實驗方式，它非常适合于演示實驗。因爲演示實驗主要是用(yòng)于培養學生的(de)觀察能力和(hé)用(yòng)于模仿而不是訓練動手操作能力的(de)。某些毒害較大(dà)的(de)化(huà)學實驗也(yě)可(kě)以采用(yòng)這(zhè)種方式，從而可(kě)防止爲了(le)學習(xí)一點兒(ér)知識而付出高(gāo)昂的(de)環境代價的(de)作法。[4]
3.3.2 改進實驗條件，開展推廣微型實驗[5]
在實驗中改善實驗裝置，是有效防止有毒氣體逸散、有毒液體外溢的(de)重要舉措。一些商品化(huà)實驗裝置的(de)産生可(kě)以大(dà)大(dà)減少實驗中化(huà)學試劑的(de)用(yòng)量。
微型實驗是指在微型化(huà)的(de)儀器裝置中進行的(de)實驗，其試劑用(yòng)量是常規實驗的(de)數十分(fēn)之一至千分(fēn)之一。因此，開設微型實驗，是節約藥品，減少開支，降低實驗污染的(de)簡便方法。
改進實驗方法，可(kě)以減少試劑使用(yòng)量。在農殘檢測中利用(yòng)固相萃取取代傳統的(de)液液萃取，可(kě)以大(dà)大(dà)減少乙腈等有毒試劑的(de)使用(yòng)，減少污染。
3.3.3 成立試劑調度網絡
過期、失效的(de)化(huà)學試劑的(de)處理(lǐ)是世界性的(de)難題。各實驗室可(kě)以合作成立區(qū)域性的(de)試劑調度網，選擇一部分(fēn)危害大(dà)，用(yòng)量少，易失效的(de)試劑進入網絡，實行實驗室間資源共享，盡量避免大(dà)批化(huà)學試劑失效，也(yě)可(kě)節約實驗成本。
3.3.4 加強地區(qū)中心實驗室的(de)功能
現行的(de)管理(lǐ)體制使各級行政部門都擁有各自小而全的(de)實驗室，既浪費了(le)大(dà)量資源，又不利于環境保護。應發揮地區(qū)中心實驗室的(de)作用(yòng)，集中部分(fēn)項目，對(duì)社會開發。從而達到資源共享，相對(duì)降低實驗室污染物(wù)的(de)排放，對(duì)污染相對(duì)大(dà)的(de)實驗室有利于集中治理(lǐ)。
3.3.5 一些行之有效的(de)清潔實驗行爲的(de)實例
·在滿足實驗要求的(de)情況下(xià)，适當降低采樣量；
·不要購(gòu)買暫時(shí)用(yòng)不上的(de)試劑；
·盡量利用(yòng)可(kě)回收的(de)試劑；
·應使用(yòng)可(kě)降解的(de)無磷洗滌劑；
·使用(yòng)酒精溫度計從而避免水(shuǐ)銀溫度計可(kě)能帶來(lái)的(de)汞污染。
4 國内外實驗室污染治理(lǐ)的(de)現狀
在國外，有專門的(de)實驗室廢棄物(wù)處理(lǐ)站來(lái)集中收集處理(lǐ)。實驗室廢棄物(wù)集中處理(lǐ)站的(de)管理(lǐ)規範、嚴格，安全環境保護意識極強。專門地點集中、專門房(fáng)間、專門容器存放，專門人(rén)員(yuán)管理(lǐ)，嚴格分(fēn)區(qū)、分(fēn)類，集中送特殊廢品處理(lǐ)場(chǎng)處理(lǐ)。各種廢棄物(wù)由各實驗室分(fēn)類上交後，處理(lǐ)站要對(duì)交來(lái)廢棄物(wù)稱重後将信息存進計算(suàn)機，再分(fēn)類放到規定地方集中。例如，報廢放射源、廢機油、報廢化(huà)學試劑、化(huà)學合成“三廢物(wù)”、化(huà)學品廢棄容器等都分(fēn)類存放。 [6]
廢棄物(wù)集中處理(lǐ)站設計内容周密，設施完備先進，安全可(kě)*。爲防止集中後的(de)地下(xià)滲漏二次污染，設計時(shí)将處理(lǐ)站地下(xià)全部用(yòng)水(shuǐ)泥整體澆注。危險化(huà)學品、放射源存放在專門房(fáng)間，還(hái)有安全監控、排風系統。
廢棄物(wù)集中處理(lǐ)站的(de)費用(yòng)由政府每年的(de)經費預算(suàn)中列支。另一方面，可(kě)回收廢品被收購(gòu)後所得(de)資金則用(yòng)于廢棄物(wù)集中處理(lǐ)站的(de)進一步發展。
目前我國對(duì)實驗室的(de)污染排放并沒有專門的(de)規定，一般參照(zhào)企業的(de)污染排放标準。實驗室在建設或認可(kě)驗收時(shí)會對(duì)實驗室的(de)廢棄物(wù)排放提出要求。如氣體實驗在通(tōng)風處做(zuò)，廢棄物(wù)由專門的(de)環保公司回收等。由于實驗室污染種類齊全，情況複雜(zá)，多(duō)數項目産生的(de)污染量較小，缺乏相應資金，操作起來(lái)存在著(zhe)相當難度，給污染治理(lǐ)帶來(lái)一定困難。目前除少數一些環保意識強的(de)實驗室，沒有直接排放廢棄物(wù)外，多(duō)數實驗室僅僅把環保放在口頭上，廢棄物(wù)回收協議(yì)簽在紙上，大(dà)量的(de)廢棄物(wù)仍然直接排放。
由于實驗室大(dà)多(duō)數項目隻是零星開展，各項目之間的(de)工作頻(pín)次不均勻，廢棄物(wù)排放物(wù)規律，污染分(fēn)散，這(zhè)些也(yě)給環保部門監控帶來(lái)困難。一些環保措施的(de)後處理(lǐ)沒有完善，如殘液缸滿後如何處理(lǐ)，都是一個(gè)棘手的(de)問題。
5 結論
實驗室存在著(zhe)明(míng)顯的(de)環境污染，國家有關部門必須完善管理(lǐ)制度，研究解決辦法，采取有效措施，努力避免實驗室的(de)三廢污染。政府部門也(yě)應給予資金、政策的(de)支持，建立全面、系統的(de)治理(lǐ)方案，逐步推行，采用(yòng)合适的(de)方式來(lái)妥善處理(lǐ)廢棄物(wù)，力争問題的(de)最終解決。
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