實(shí)驗(yàn)室環(huán)境污染物的低碳管理

徐 榮，蘇 剛，孫 娟

（江蘇省南京市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇 南京210013）

1 引言

隨著人類保護(hù)環(huán)境的意識(shí)不斷增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)分析變得工作更加繁重。這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室的污染物種類繁雜、總量大，具有生物毒性累積效應(yīng)。因此，目前實(shí)驗(yàn)室環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注。在開(kāi)展環(huán)境監(jiān)測(cè)分析工作的過(guò)程中，不可避免的產(chǎn)生一些實(shí)驗(yàn)室污染物，其中包括一些強(qiáng)揮發(fā)性或半揮發(fā)性劇毒、致癌物質(zhì)，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿性物質(zhì)等。實(shí)驗(yàn)室的無(wú)管制直接排放，不僅污染實(shí)驗(yàn)室及周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，還嚴(yán)重?fù)p害人體健康。

伴隨環(huán)境監(jiān)測(cè)工作量的增加，實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的污染物總量只增不減，因此迫切要求將節(jié)能減排、微型實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品有效回收等低碳經(jīng)濟(jì)理念融入到環(huán)境監(jiān)測(cè)分析與污染物的治理工作中。低碳治理是以低能耗、低排放、低污染為基礎(chǔ)的治理理念，是以提高能源利用效率和創(chuàng)建清潔能源結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以技術(shù)創(chuàng)新為核心，是創(chuàng)新管理制度和發(fā)展觀的轉(zhuǎn)變要素。目前，積極推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室污染物低碳治理工作是實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要途徑，也是推進(jìn)環(huán)境友好型、經(jīng)濟(jì)發(fā)展型生態(tài)市建設(shè)的重要工作之一。

2 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境污染物的來(lái)源和危害

2.1 氣態(tài)污染物

實(shí)驗(yàn)室廢氣的來(lái)源包括標(biāo)準(zhǔn)品、試劑的配制和環(huán)境監(jiān)測(cè)樣品的揮發(fā)物、分析實(shí)驗(yàn)的中間產(chǎn)物、泄漏和排空的標(biāo)氣和載氣等。有害氣體污染物包括含氮化合物，含硫化合物、碳氧、碳?xì)浠衔铩Ⅺu素化合物、甲醛、苯系物、汞蒸氣和酚類等。

氣態(tài)污染物直接釋放到空氣中易造成社會(huì)型公害。氮氧化物、二氧化硫在空氣中易形成酸雨危害；氮氧化合物和碳化氫經(jīng)過(guò)紫外線照射能產(chǎn)生有毒的化學(xué)煙霧；含氟含氯氣體可有效破壞大氣臭氧層；甲醛有生物致癌作用，酚對(duì)各種生物細(xì)胞有直接損害作用，可腐蝕皮膚和粘膜組織等等。實(shí)驗(yàn)室廢氣污染物具有微量產(chǎn)生，長(zhǎng)期排放的特點(diǎn)，污染物釋放到空氣中的過(guò)程，容易被忽視。但長(zhǎng)此以往，不僅危害監(jiān)測(cè)分析工作人員的健康，同時(shí)還影響環(huán)境空氣質(zhì)量，造成社會(huì)型公害。

2.2 液態(tài)污染物

環(huán)境監(jiān)測(cè)分析中涉及的液體環(huán)境樣品、標(biāo)準(zhǔn)溶液、試驗(yàn)中間產(chǎn)物、清潔器皿的洗液和大量的洗滌后廢液都是實(shí)驗(yàn)室液態(tài)污染物的主要來(lái)源。包括酸、堿、氰化物、金屬等無(wú)機(jī)污染物和碳水化合物、酚、醇、多環(huán)芳烴、芳香烴等有機(jī)污染物。

液態(tài)污染物的無(wú)管制直接排放可導(dǎo)致嚴(yán)重的生物特性危害。實(shí)驗(yàn)常用的鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸等強(qiáng)酸性物質(zhì)，氫氧化鈉、氫氧化鉀等強(qiáng)堿性物質(zhì)所產(chǎn)生的液態(tài)污染物直接排放，可改變正常水體的酸堿度，當(dāng)pH值＞9.0（堿性特征）和pH 值＜6.0（酸性特征）時(shí)，水體生態(tài)系統(tǒng)平衡被破壞，水體的自凈能力驟減；氰化物經(jīng)口、呼吸道或皮膚進(jìn)入人體，極易被人體吸收，進(jìn)入血液，與細(xì)胞色素氧化酶的Fe3＋結(jié)合，生成氰化高鐵細(xì)胞色素氧化酶，造成呼吸鏈中斷，引起生物窒息死亡。另外，分析試驗(yàn)中的碳水化合物、酚、醇、多環(huán)芳烴、芳香烴等液態(tài)污染物具有難降解、高殘留的化學(xué)性質(zhì)，無(wú)管制直接排放對(duì)環(huán)境產(chǎn)生持久性危害，對(duì)動(dòng)物和人體有致癌、致畸、致突變等生物特性危害。

2.3 固態(tài)污染物

實(shí)驗(yàn)室固態(tài)污染物的來(lái)源包括殘留或過(guò)期的固體化學(xué)試劑，沉淀絮凝、離心操作所帶來(lái)的沉淀殘?jiān)摹⑵茡p的實(shí)驗(yàn)用品，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中常用的濾紙、土壤及固廢等樣品實(shí)驗(yàn)殘?jiān)取?/p>

固態(tài)污染物的成分復(fù)雜，污染過(guò)程中具有持久性和不顯著性，通常不易引起重視。隨意丟棄的固態(tài)污染物經(jīng)過(guò)日曬、雨淋所產(chǎn)生的毒性物質(zhì)易隨雨雪溶液經(jīng)地表徑流滲入土壤，導(dǎo)致土壤和地下水再次污染。固體污染物隨天然降水進(jìn)入水體，污染地表水并危及飲用水源地安全，或通過(guò)農(nóng)作物、家禽動(dòng)物等食物鏈作用持續(xù)破壞生態(tài)系統(tǒng)平衡，對(duì)生物體造成復(fù)合危害。

3 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境污染物的低碳管理措施

3.1 建立實(shí)驗(yàn)室污染物的低碳管理體系

以減少污染物總量排放為原則，結(jié)合ISO14001環(huán)境管理體系的相關(guān)要求，制定相應(yīng)的程序，嚴(yán)格規(guī)范實(shí)驗(yàn)室污染物的各項(xiàng)管理工作。以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法為基礎(chǔ)，建立試劑用量少、操作步驟簡(jiǎn)單易行，具有準(zhǔn)確、高效及較強(qiáng)推廣性的分析操作方法技術(shù)文件指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)分析工作。以質(zhì)量為核心，梳理與監(jiān)測(cè)分析技術(shù)密切相關(guān)的質(zhì)量管理規(guī)定，建立檢查、通報(bào)、整改、驗(yàn)收、綜合評(píng)價(jià)等監(jiān)督措施的規(guī)范性文件強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量體系運(yùn)行的執(zhí)行力。將低碳理念與實(shí)驗(yàn)室規(guī)范的管理體系運(yùn)行有機(jī)融合，科學(xué)建立實(shí)驗(yàn)室污染物的低碳管理體系。

3.2 推廣實(shí)驗(yàn)室污染物低碳治理方法

3.2.1 吸收、吸附、熱轉(zhuǎn)化是實(shí)現(xiàn)氣態(tài)污染物治理的主要途徑

用液體吸收劑處理相應(yīng)的混合物，除去其中有害氣體的途徑即為吸收法，包括物理吸收和化學(xué)吸收兩種方法。常用的吸收劑有水、堿性溶液、酸性溶液、氧化劑溶液和有機(jī)溶液等，可用于凈化含有SO2、NOx、Cl2、H2S、HF、HCl、NH3、Hg蒸氣、各種有機(jī)物蒸汽的污染氣體，吸收液可用于后期的廢水處理或是用作某些定性化學(xué)試劑配制的母液。

固體吸附法是將氣態(tài)污染物與固體吸收劑接觸，污染物被吸附在固體吸收劑的表面而被分離和進(jìn)一步提取的方法。主要適用于凈化氣體中低濃度的污染物，例如在有氣態(tài)污染物殘留的容器中放入適量活性炭粉末，可實(shí)現(xiàn)常見(jiàn)大多數(shù)無(wú)機(jī)、有機(jī)氣體的吸收，分子篩對(duì)CS2、CCl4等特征氣態(tài)有機(jī)污染物有選擇性吸收，而硅藻土可選擇性吸收H2S、SO2及Hg蒸汽。

熱轉(zhuǎn)化法指通過(guò)燃燒的方法有效去除氣態(tài)污染物，特別適用于處理氣體濃度較低的苯類、醛類、酮類、醇類等氣態(tài)有機(jī)污染物。

3.2.2 采取分類治理方法處置不同理化特性的液態(tài)污染物

運(yùn)用酸堿化學(xué)中和法對(duì)酸性、堿性特征液態(tài)污染物進(jìn)行治理。酸性污染物可采用石灰、石灰乳、苛性鈉、蘇打中和，堿性污染物使用鹽酸或硫酸等試劑中和，得到的鹽類溶液可依據(jù)環(huán)境質(zhì)量允許量范圍內(nèi)排放，降低污染物對(duì)人體健康的損害和輸水管道的腐蝕。

實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的含汞、鎘、鉻等重金屬污染物的治理方法包括化學(xué)絮凝法、共沉淀法、電解法、離子交換法、氧化還原法等。如向含汞液態(tài)污染物中加入適量硫化鈉產(chǎn)生HgS沉淀的化學(xué)絮凝法，再以FeSO4、FeCl3和Al2（SO4）3作為混凝劑，生成的沉淀與懸浮的HgS共沉淀而去除；實(shí)驗(yàn)室的鉻酸試劑廢液，于120℃±10℃條件下加熱濃縮后加入適量高錳酸鉀粉末，加熱至二氧化錳沉淀出現(xiàn)經(jīng)砂芯漏斗過(guò)濾，除去二氧化錳沉淀后可作為強(qiáng)氧化劑循環(huán)使用；含貴金屬銀的液態(tài)污染物，主要以 AgCl、AgCrO4和 Ag（NH3）2＋等形式存在，采用沉淀法、電解法、置換法、離子交換法和吸附法回收具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

甲醇、乙醇、醋酸之類的可溶性的溶劑作為實(shí)驗(yàn)室主要的有機(jī)污染物能被細(xì)菌分解，可用大量的水稀釋后排放；三氯甲烷、四氯化碳等廢棄污染物經(jīng)酸化加水稀釋，削弱毒性后倒入廢液瓶中；有機(jī)液態(tài)污染物毒性大、具有持續(xù)性危害、價(jià)格昂貴、處理代價(jià)高等特點(diǎn)，因此，實(shí)驗(yàn)室用過(guò)的有機(jī)溶劑應(yīng)盡量回收利用。

3.2.3 采取集中回收分類填埋方式處置成分復(fù)雜的固態(tài)污染物

實(shí)驗(yàn)室固態(tài)污染物成分復(fù)雜，毒性持久，主要采取集中回收、分類填埋的治理方法。實(shí)驗(yàn)室管理?xiàng)l件允許的情況下應(yīng)聯(lián)系專業(yè)部門(mén)合理的回收利用，做到保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室固體污染物的低碳治理。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)室環(huán)境污染物的種類多、成分復(fù)雜。根據(jù)各自的理化特性采取統(tǒng)一預(yù)處理回收、循環(huán)再利用等分類處置，削弱環(huán)境污染物對(duì)人體的危害，達(dá)到有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的，同時(shí)突出節(jié)約能源、清潔生產(chǎn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)創(chuàng)新要素，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室環(huán)境污染物的低碳管理的重要意義。堅(jiān)持將低碳理念融入到實(shí)驗(yàn)室環(huán)境污染物管理的工作中，有助于建立完善的環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室管理體系，全面推進(jìn)管理制度運(yùn)行的執(zhí)行力，強(qiáng)調(diào)落實(shí)污染源的削減方案，有序開(kāi)展各類污染物的轉(zhuǎn)化、利用、再生技術(shù)的研究，夯實(shí)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)力量，推動(dòng)環(huán)境友好型、經(jīng)濟(jì)發(fā)展型生態(tài)城市建設(shè)的進(jìn)程。

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