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摘 要:生物类实验室的废液必须经过处理后,才能排放到城市管网中,避免对环境造成污染。随着高校科研实力的增强,实验室废液种类和数量大幅度增多。目前,高校实验室废液的处理存在诸多问题,通过正确认识、合理分类、科学处置等,实现生物类实验室废液的源头收集、过程储存和正确处理,科学管理实验室废液,提高实验人员对废液的管理能力。
关键词:高校;生物类实验室;废液处理
高等院校实验室在教学和科研实验开展过程中,会产生实验废液。虽然实验废液的量不多,但对环境的危害较大。如果各个实验室对废液采取随意排放机制,不仅会对水质、土壤造成污染,更会严重威胁人类健康乃至整个生物界的安全。人们对这些实验室产生的废弃物并不重视,忽视了二次废弃物的处理方式[1]。实验室废弃物中的废液有着严重的危害性,如废液排放量多且水质构成复杂、具有不确定的动态特点[2-3]。如今,高校实验室产生的废液量较少,对外界环境没有产生严重的影响,高校及有关部门还没有重视。但是,随着高校实验室教学和科研量的不断增加,实验废液量也会逐渐递增,大量废液的排放将会对环境产生严重的影响,所以,高校及有关部门应高度重视[4-5]。本研究简要探讨实验室废液的处理方法,以达到节能减排、保护环境的目的。
1 实验室废液分类
实验室废液成分复杂、种类繁多,制定统一、合理的分类标准对于废液分类就显得尤为重要[3]。根据废液对人类和环境的危害程度,美国环境保护机构(the United States Environmental Protection Agency,EPA)将废液分为可燃性、腐蚀性、反应性和毒性4类[6]。我国按照废液的组分与特性进行分类,可分为无机废液和有机废液。无机废液主要包含酸、碱、硫化物、卤化物、氰化物以及其他无机离子等;有机废液主要包含常用的有机溶剂,如四氯化碳、丙酮、乙醚等,也包含有机酸、酚类、脂类、醚类等有机反应物或者反应产物。无论是有机还是无机废液,都有可能含有危害性极大的铅、镉、汞、砷等重金属离子,因此,还需要再次对废液进行详细的分类。此外,还可以按照实验室废液的危害程度进行分类,可分为无危害、低危害和高危害3种。无危害废液主要包括类似氯化钠、碳酸钙的盐类和硼酸等非危险性质的试剂;低危害废液主要包括实验过程中所使用的低浓度、低危害试剂以及实验仪器、器具润洗用试剂等;高危害废液主要包括各种有毒有害试剂,也包括过期、报废的浓酸、浓碱等。
2 实验室废液贮存
实验室废液按要求分类后,还要按规定进行安全统一的贮存,可以将废液分类贮存在规定的密闭容器中,之后根据实验室的规定或实际情况进行定期定量的处理。但在贮存废液时,要严格遵循规定:贮存容器一定要满足不易破损、抗腐蚀等物理、化学条件;贮存容器应干净、密闭,避免因交叉反应出现不安全因素,同时,还应有显著、明确的标识,要求注明废液种类,还要有相应的收集记录等;废液应贮存在避光、远离火源和水源等固定场所,且贮存时间不宜过长;剧毒、易燃、易爆废液需特别重视,严格遵照规定保存。
3 实验室废液处理
3.1 物理化学法
电絮凝法始于20世纪初,主要是利用电的解离作用,在化学凝聚剂的协助下,除去废水中的污染物或把有毒物转化为无毒物。其主要应用于电镀废水、化工、制药、油漆和色素等废水的处理中,但由于高耗电和分离效果不佳等,近30年来,逐渐运用更加经济的处理废液的方法[7]。目前,该技术已广泛用于去除废液中的有毒金属离子[8]、油脂[9]、有机染料[10]和表面活性剂等[11],该方法可用于生物类实验室含重金属废液的处理。
生理指标测定、营养成分分析及生物化学等实验过程中产生的废酸废碱,可通过中和反应进行处理,生成水和无机盐后,调节pH至7.0左右,高校生物技術实验室、生物化学实验室和动物科学实验室的无机废液可进行混合中和。常见的有机废液处理方法有吸附法、焚烧法、水解法、萃取法、回收提纯法等[12-13],通过对高浓度的有机废液进行回收利用,从源头上减少试剂用量,做到节能减排;对低浓度的废液实行分类收集、集中处理,将有毒有害物质转化为无害物质,对环境可起到一定的保护作用。
3.2 生物法
厦门大学采用生物降解的方法,实现了对有机废液的高效处理[14]。Wang等[15]通过将生物膜和溶菌酶结合,提高染料的分离处理效果。在生物类实验室中,将研究微生物而产生的废液排放到城市管网中,将加剧环境污染、增加人畜感染风险,因此,排放前必须进行高温灭菌。
3.3 委托专业机构
目前,全国各地均有资质全面的专业机构,具有较高的专业技术水平、完善的监管规章制度以及安全的防护系统,可以承接实验室废弃物的处置,但处理费用较高。生产企业将回收的废弃化学试剂经提纯后的合格产品称为“溯源回收处置”[16]。我国从事化学试剂生产和销售的企业有很多,但规模相差很大。对于一些大型的、最初生产试剂的企业,有能力、有条件对自己的产品进行无害化处理,且回收、处置相应的废液也是它们的社会责任。实施回收的物流与处置成本可能会有所增加,但也实现了废物利用,同时也降低了生产成本,有利于化学试剂生产企业的优化整合;对于社会而言,符合可持续发展的需求,长期坚持溯源回收处置,有利于实现良好的环境和社会效益。
4 结语
实验人员在实验过程中产生的正确处理实验废液的意识非常重要,因此,实验室管理人员对进入实验室的学生和其他人员进行实验室安全和废液相关处理方法的培训十分必要。实验人员要全面、科学地认识到实验室废液的危害,在以后的实验中,要严格遵守废液的管理制度,正确处理废液的排放,达到节能减排、保护环境的目的。
[参考文献]
[1]徐焕峰,王能东,吕明泉,等.化学实验室废物处理的意识调研和对策[J].实验室研究与探索,2018,37(1):284-288. [2]張曼曼,张饮江,张乐婷,等.实验室废液分类及处理方法研究进展[J].实验室研究与探索,2013,32(7):234-240.
[3]宁明杰,翁超.实验室废液管理和处理意识的培养[J].山东化工,2018(1):205-206.
[4]王冉,周迪,庆宏,等.生物类实验室废弃物安全管理探索[J].实验技术与管理,2014(6):172-174.
[5]陈粉粉,吴培福,郭爱伟,等.高校生物类教学实验室的生物安全管理探索[J].科技视界,2014(34):83.
[6]彭实,田曙坚.高校化学实验室废液分类的探讨[J].实验室研究与探索,2009,28(10):146-148.
[7]PRASAD K K,BHAKTA N B,BASANT G,et al.Status of chemistry lab safety in Nepal[J].Plos One,2017,12(6):e0179104.
[8]GATSIOS E,HAHLADAKIS J N,GIDARAKOS E. Optimization of electrocoagulation (EC) process for the purification of a real industrial wastewater from toxic metals[J]. Journal of Environmental Management,2015,154(5):117-127.
[9]TIR M,MOULAI-MOSTEFA N.Optimization of oil removal from oily wastewater by electrocoagulation using response surface method[J].Journal of Hazardous Materials,2008,158(1):107-115.
[10]PAJOOTAN E,ARAMI M,MAHMOODI N M.Binary system dye removal by electrocoagulation from synthetic and real colored wastewaters[J].Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers,2012,43(2):282-290.
[11]BAUDEQUIN C,COUALLIER E,RAKIB M,et al. Purification of firefighting water containing a fluorinated surfactant by reverse osmosis coupled to electrocoagulation-filtration[J].Separation & Purification Technology,2011,76(3):275-282.
[12]张贻仰.化学实验室废液常规处理[J].福建建材,2017(8):100-102.
[13]李晓俊.化学实验废液的处理与利用[J].化工管理,2014(20):215.
[14]杨志毅,彭丽,李跃华,等.高校实验室废水的调查及处理方法[J].大理大学学报,2010,9(10):32-34.
[15]WANG J,QIN L,LIN J,et al.Enzymatic construction of antibacterial ultrathin membranes for dyes removal[J].Chemical Engineering Journal,2017,323(1):56-63.
[16]王大伟,赵宁,冯小飞,等.实验室废弃化学品安全管理和回收处置对策[J].云南化工,2017,44(10):77-79.
关键词:高校;生物类实验室;废液处理
高等院校实验室在教学和科研实验开展过程中,会产生实验废液。虽然实验废液的量不多,但对环境的危害较大。如果各个实验室对废液采取随意排放机制,不仅会对水质、土壤造成污染,更会严重威胁人类健康乃至整个生物界的安全。人们对这些实验室产生的废弃物并不重视,忽视了二次废弃物的处理方式[1]。实验室废弃物中的废液有着严重的危害性,如废液排放量多且水质构成复杂、具有不确定的动态特点[2-3]。如今,高校实验室产生的废液量较少,对外界环境没有产生严重的影响,高校及有关部门还没有重视。但是,随着高校实验室教学和科研量的不断增加,实验废液量也会逐渐递增,大量废液的排放将会对环境产生严重的影响,所以,高校及有关部门应高度重视[4-5]。本研究简要探讨实验室废液的处理方法,以达到节能减排、保护环境的目的。
1 实验室废液分类
实验室废液成分复杂、种类繁多,制定统一、合理的分类标准对于废液分类就显得尤为重要[3]。根据废液对人类和环境的危害程度,美国环境保护机构(the United States Environmental Protection Agency,EPA)将废液分为可燃性、腐蚀性、反应性和毒性4类[6]。我国按照废液的组分与特性进行分类,可分为无机废液和有机废液。无机废液主要包含酸、碱、硫化物、卤化物、氰化物以及其他无机离子等;有机废液主要包含常用的有机溶剂,如四氯化碳、丙酮、乙醚等,也包含有机酸、酚类、脂类、醚类等有机反应物或者反应产物。无论是有机还是无机废液,都有可能含有危害性极大的铅、镉、汞、砷等重金属离子,因此,还需要再次对废液进行详细的分类。此外,还可以按照实验室废液的危害程度进行分类,可分为无危害、低危害和高危害3种。无危害废液主要包括类似氯化钠、碳酸钙的盐类和硼酸等非危险性质的试剂;低危害废液主要包括实验过程中所使用的低浓度、低危害试剂以及实验仪器、器具润洗用试剂等;高危害废液主要包括各种有毒有害试剂,也包括过期、报废的浓酸、浓碱等。
2 实验室废液贮存
实验室废液按要求分类后,还要按规定进行安全统一的贮存,可以将废液分类贮存在规定的密闭容器中,之后根据实验室的规定或实际情况进行定期定量的处理。但在贮存废液时,要严格遵循规定:贮存容器一定要满足不易破损、抗腐蚀等物理、化学条件;贮存容器应干净、密闭,避免因交叉反应出现不安全因素,同时,还应有显著、明确的标识,要求注明废液种类,还要有相应的收集记录等;废液应贮存在避光、远离火源和水源等固定场所,且贮存时间不宜过长;剧毒、易燃、易爆废液需特别重视,严格遵照规定保存。
3 实验室废液处理
3.1 物理化学法
电絮凝法始于20世纪初,主要是利用电的解离作用,在化学凝聚剂的协助下,除去废水中的污染物或把有毒物转化为无毒物。其主要应用于电镀废水、化工、制药、油漆和色素等废水的处理中,但由于高耗电和分离效果不佳等,近30年来,逐渐运用更加经济的处理废液的方法[7]。目前,该技术已广泛用于去除废液中的有毒金属离子[8]、油脂[9]、有机染料[10]和表面活性剂等[11],该方法可用于生物类实验室含重金属废液的处理。
生理指标测定、营养成分分析及生物化学等实验过程中产生的废酸废碱,可通过中和反应进行处理,生成水和无机盐后,调节pH至7.0左右,高校生物技術实验室、生物化学实验室和动物科学实验室的无机废液可进行混合中和。常见的有机废液处理方法有吸附法、焚烧法、水解法、萃取法、回收提纯法等[12-13],通过对高浓度的有机废液进行回收利用,从源头上减少试剂用量,做到节能减排;对低浓度的废液实行分类收集、集中处理,将有毒有害物质转化为无害物质,对环境可起到一定的保护作用。
3.2 生物法
厦门大学采用生物降解的方法,实现了对有机废液的高效处理[14]。Wang等[15]通过将生物膜和溶菌酶结合,提高染料的分离处理效果。在生物类实验室中,将研究微生物而产生的废液排放到城市管网中,将加剧环境污染、增加人畜感染风险,因此,排放前必须进行高温灭菌。
3.3 委托专业机构
目前,全国各地均有资质全面的专业机构,具有较高的专业技术水平、完善的监管规章制度以及安全的防护系统,可以承接实验室废弃物的处置,但处理费用较高。生产企业将回收的废弃化学试剂经提纯后的合格产品称为“溯源回收处置”[16]。我国从事化学试剂生产和销售的企业有很多,但规模相差很大。对于一些大型的、最初生产试剂的企业,有能力、有条件对自己的产品进行无害化处理,且回收、处置相应的废液也是它们的社会责任。实施回收的物流与处置成本可能会有所增加,但也实现了废物利用,同时也降低了生产成本,有利于化学试剂生产企业的优化整合;对于社会而言,符合可持续发展的需求,长期坚持溯源回收处置,有利于实现良好的环境和社会效益。
4 结语
实验人员在实验过程中产生的正确处理实验废液的意识非常重要,因此,实验室管理人员对进入实验室的学生和其他人员进行实验室安全和废液相关处理方法的培训十分必要。实验人员要全面、科学地认识到实验室废液的危害,在以后的实验中,要严格遵守废液的管理制度,正确处理废液的排放,达到节能减排、保护环境的目的。
[参考文献]
[1]徐焕峰,王能东,吕明泉,等.化学实验室废物处理的意识调研和对策[J].实验室研究与探索,2018,37(1):284-288. [2]張曼曼,张饮江,张乐婷,等.实验室废液分类及处理方法研究进展[J].实验室研究与探索,2013,32(7):234-240.
[3]宁明杰,翁超.实验室废液管理和处理意识的培养[J].山东化工,2018(1):205-206.
[4]王冉,周迪,庆宏,等.生物类实验室废弃物安全管理探索[J].实验技术与管理,2014(6):172-174.
[5]陈粉粉,吴培福,郭爱伟,等.高校生物类教学实验室的生物安全管理探索[J].科技视界,2014(34):83.
[6]彭实,田曙坚.高校化学实验室废液分类的探讨[J].实验室研究与探索,2009,28(10):146-148.
[7]PRASAD K K,BHAKTA N B,BASANT G,et al.Status of chemistry lab safety in Nepal[J].Plos One,2017,12(6):e0179104.
[8]GATSIOS E,HAHLADAKIS J N,GIDARAKOS E. Optimization of electrocoagulation (EC) process for the purification of a real industrial wastewater from toxic metals[J]. Journal of Environmental Management,2015,154(5):117-127.
[9]TIR M,MOULAI-MOSTEFA N.Optimization of oil removal from oily wastewater by electrocoagulation using response surface method[J].Journal of Hazardous Materials,2008,158(1):107-115.
[10]PAJOOTAN E,ARAMI M,MAHMOODI N M.Binary system dye removal by electrocoagulation from synthetic and real colored wastewaters[J].Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers,2012,43(2):282-290.
[11]BAUDEQUIN C,COUALLIER E,RAKIB M,et al. Purification of firefighting water containing a fluorinated surfactant by reverse osmosis coupled to electrocoagulation-filtration[J].Separation & Purification Technology,2011,76(3):275-282.
[12]张贻仰.化学实验室废液常规处理[J].福建建材,2017(8):100-102.
[13]李晓俊.化学实验废液的处理与利用[J].化工管理,2014(20):215.
[14]杨志毅,彭丽,李跃华,等.高校实验室废水的调查及处理方法[J].大理大学学报,2010,9(10):32-34.
[15]WANG J,QIN L,LIN J,et al.Enzymatic construction of antibacterial ultrathin membranes for dyes removal[J].Chemical Engineering Journal,2017,323(1):56-63.
[16]王大伟,赵宁,冯小飞,等.实验室废弃化学品安全管理和回收处置对策[J].云南化工,2017,44(10):77-79.