高校化學實驗室幾種廢液的處理方法探索

紀永升 JI Yong-sheng；呂瑞紅 LV Rui-hong

（河南中醫學院藥學院，鄭州 450046）

（College of Pharmacy，Henan University of Traditional Chinese Medicine，Zhengzhou 450046，China）

0 引言

近年來，許多城市天空愈加渾濁，霧霾天數逐年上升。空氣質量關乎每個人的生命質量，每一個公民都有不容推卸的責任。治理霧霾，治理環境，應從全社會做起，從每一個人做起，減少排放人人有責。

如今我國擁有各類高等院校1000余所，各類化學實驗室有數10萬個，每天都有大批師生做各種化學實驗，產生大量廢液，從目前來看，大部分高校化學實驗室產生的廢液，并未得到有效處理，而是直接排放到下水道、垃圾箱中，嚴重污染著環境。實驗室排放的廢液雖然較隱蔽，但卻是一個典型的小型污染源[1]。

高校化學實驗室所產生的廢液如不加處理將廢液隨意排放最終流入城市污水處理廠，污水處理廠沒有處理這類污染物的設備最終只能流入受納水體，后患無窮。在“排放點”直接收集然后統一處理才是解決問題的捷徑[2]。

文章旨在探討利用化學實驗室產生的廢液和無害而易得的材料，且方法簡易地處理實驗室的廢液。

1 減少廢液產生量，加強不同實驗室間的物資共享

學校可嘗試開展微型化學實驗，特別是對性質實驗進行微型化（例如，用點滴板代替試管做實驗，減少試劑用量），通過減少藥液的使用量來減少購買試劑及廢液處理的經費支出。同時可考慮部分廢液是否可經過處理循環利用[3]。在河南中醫學院藥學院，有機化學實驗“普通蒸餾”和“減壓蒸餾”所用的待蒸乙醇，就是利用中藥化學學生實驗用乙醇提取虎杖的提取液減壓后所得的混合餾分。這些提取液經過蒸餾以后，可以收集起來作為酒精燈的燃料。學生常常拿著刺鼻、渾濁的原料，經過蒸餾得到無色透明的餾分，學生很有成就感，增強對實驗興趣。無機化學實驗制備的氯化鈉，作為物理化學實驗“水的凝固點降低”使用和有機化學“萃取”實驗消除乳化現象，有利于水相與有機相的分離。另外有機物在鹽水中的溶解度要比純水中小很多。多數萃取時加入氯化鈉后回收率會有不同程度的提高；無機化學實驗制備的五水硫酸銅用作之后實驗項目中銅鋅原電池的電解質溶液使用。總之，在理化實驗室，實驗人員經常交流溝通，基本保證制備實驗所得產品能夠用于其它實驗材料。實驗產生廢液在考慮化廢為用之后，統一處理和回收。

2 變廢為寶

對于學校不能自行處理的廢液，要及時送往有資質的企業處理，并充分考慮能否變廢為寶。如有些廢液中含有金、銀，可把該類廢液送入具備提取金、銀技術的廠家。這不僅能降低實驗室廢液處理的成本，也能使相關企業獲利，同時也不浪費材料。

3 降低毒性

在無機化學性質實驗項目“氧化還原反應與電極電勢”中，有一部分實驗內容酸度對電極電勢的影響，用的反應原理是FeSO4與K2Cr2O7反應構成原電池。在該實驗中產生含鉻廢液。常見的鉻化合物的價態有Cr3+和Cr6+，其中Cr6+的毒性極強，大約是三價鉻毒性的100倍。其中最為重要的是Cr6+化合物的致癌和突變性，致急性腎衰竭等[4]，美國環境保護局（EPA）將Cr6+確定為17種高危危險的毒性物質之一[5]。我國規定工業排放水中鉻含量應小于0.5mg/L（即0.5ppm）；飲用水中鉻含量應小于0.05mg/L[6]。

Cr（VI）以鉻酸根離子狀態存在，劇毒。在溶液中的濃度不得超過5×10-5%。處理時要戴防護眼鏡和橡皮手套，在通風櫥內進行操作。使含鉻廢液中的Cr2O72-（或CrO42-）在酸性條件下（pH≤3），與過量的還原劑FeSO4（或NaHSO3）反應生成 Cr3+與 Fe3+，其反應為：

Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

每1 g Cr6+約需要7g NaHSO3或者20 g FeSO4，還原后加入濃度為10%左右的稀NaOH(也可以使用堿性廢液和石灰)，調節pH為8～9，轉化為低毒的氫氧化鉻沉淀，放置過夜，最后分離沉淀，上層清液排放，沉淀物用水泥固化后，晾干填埋。這樣基本保證了Cr3+不會再流入下水道污染水源。由于Cr（OH）3是兩性的，所以要注意加入堿溶液的量，控制介質pH值在8～9，以免產生亞Cr酸離子重新溶解。待全部溶液被還原變成綠色時，查明確實不含六價鉻后（用KMnO4做氧化劑，二苯碳酰二肼作顯色劑，采用分光光度法），才可進行下一步處理。

4 酸、堿廢液的處理

化學實驗室常用的酸有鹽酸、硫酸、硝酸等強酸，堿有氫氧化鈉、氫氧化鉀等強堿，若將其直接排放到水中，就使水的pH值降低或升高。水的pH值小于6.5或大于8.5時,水中的生物生長受到抑制、致使水體自凈能力受到阻礙，生物物種變異、魚類減少。水質pH值過低，對下水管道的金屬設備造成嚴重腐蝕。濃度較高的酸、堿廢液，平時分開貯存，把廢酸用于清洗蒸餾實驗后圓底燒瓶里產生的水垢，廢堿用于清洗帶有油污的玻璃儀器。使用不完的定期混合，再中和處理。做到以廢治廢，用pH試紙測其pH值，當在6.5～8.5之間，即達到排放標準。對于酸、堿的稀溶液，用大量水把它稀釋到1%以下的濃度后就可排放[7]。

5 有機溶劑處理

《有機化學》所開設的實驗課中只有兩個實驗“咖啡因提取”和“萃取”這兩個實驗大量用到有機溶劑，前者是用95%乙醇作為提取液，通過索氏提取器提取綠茶中的咖啡因之后，學生在濃縮提取液時就把乙醇蒸出，對乙醇進行回收，用作酒精燈的燃料。后者是用乙酸乙酯萃取菠菜中的葉綠素，之后乙酸乙酯的回收方法是：在分液漏斗中將含有乙酸乙酯的廢液水洗幾次后，用硫代硫酸鈉稀溶液洗滌2～3次，使其褪色，再用水洗幾次后，除去水層，用無水碳酸鉀脫水，靜置幾天后過濾，然后蒸餾，收集76～77℃的餾分。

總之，高校化學實驗室的污染問題已經日益嚴重，高校必須在思想上提高環境保護意識，從源頭上減少污染物的產生，建立健全實驗室排污管理制度，對實驗室廢棄物進行有效處理和回收，最大限度地消除或減少化學實驗對環境的污染，為“撥霾見日”盡責。

[1]張小龍.化工實驗室的污染與防治[J].化學分析計量,2009,18(4):73-75.

[2]齊旭東,李志會,黃超.高校實驗室廢液處理初探，2010,3:60-61.

[3]關玲，徐烜峰.化學教學實驗室廢棄有機試劑的收集、處理及利用[J].實驗技術與管理，2011,28(3):314-316.

[4]何偉力.淺談分析化學實驗中鉻廢液的回收、處理[J].科技資迅,2006(4):119-120.

[5]蔣小友,陸晨梅等.用水合肼回收電沉積鉻廢液中鉻的工藝條件研究[J].精細石油化工進展,2006(4):25-30.

[6]王娟娟,馬曉燕等.廢鉻治理技術研究進展[J].西部皮革,2003,10:35-36.

[7]劉靖，劉恒明.實驗室廢液及其減少污染措施初探[J].實驗室研究與探索，2006(11):1373-1375.