高校化學實驗室污染問題的現狀及防治

樊 安

(西北大學化工學院，陜西 西安 710069)

高?；瘜W實驗室污染問題的現狀及防治

樊 安

(西北大學化工學院，陜西 西安 710069)

分析了高校實驗室的污染類型和存在問題，從加強環保意識教育、進行實驗教學改革、統籌協調、提高硬件配置、采用現代管理手段、把“三廢”處理納入評估等方面提出了防治建議。

高?；瘜W實驗室；污染現狀；防治措施

0 引言

改革開放以來，我國教育事業高速發展，截至2015年5月，據教育部權威數據統計，全國高等學校共計2845所，其中普通高等學校2553所(包含729所獨立設置民辦普通高校、獨立學院及中外合作辦學)，成人高等學校292所。大部分高校都有規模不等的化學實驗室，每一間化學實驗室如果做實驗,都會或多或少地產生實驗室污染物。高?；瘜W實驗室雖然作為單個實驗室產生的污染物數量不大，但污染物種類多、組分復雜，且大都回收處置程度較低。因此高?；瘜W實驗室做為小污染源，對環境造成的累積損害不可小覷。

近年來，國家對環保問題越來越重視，作為教書育人的大學，更應首先自律，在環境保護方面做出表率。

1 高校化學實驗室污染現狀

1.1 高校化學實驗室污染分類

(1)廢液：高?；瘜W實驗室大多數的常規分析實驗都會產生廢液。廢液包括剩余的樣品、實驗產生的殘液、洗滌用水等。這些廢液大多毒性很大：如Ba、As、Cd、Cr、Ni、Hg、Pb、Mn等重金屬離子，如果在人體內集聚超標，會引發人體生長發育緩慢、骨骼疼痛等，嚴重時還會威脅到人的生命；二甲苯、氯仿等有機廢液會破壞人體免疫系統，人體機能會因此失調；鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸、氫氧化鈉和碳酸鈉等酸堿廢液會引起水體pH值偏高或偏低，當pH值<6或>9時，水的自凈化能力會降低，水中的生物生長會受到影響，嚴重時會引起物種變異、水生物死亡。亞硝酸鹽、環氧氯丙烷等，會引發人體癌變；濃酸、濃堿等化學試劑具有很強的腐蝕性。

(2)廢氣：高校實驗室使用的化學試劑和藥品，種類有上萬種之多，在實驗過程中，會產生大量廢氣，如甲醛、二氧化碳、二氧化硫、二氧化鈉、三氫化納、Cl2等。為保障實驗人員的身體健康與安全，通常要求直接產生有毒有害或不明成分氣體的實驗要在實驗室內的通風櫥里進行，但是把有毒、有害氣體直接排放到室外必然直接污染環境空氣。這些排放到室外的有毒有害或不明成分氣體可能會對周圍不知情的人群造成一定程度的傷害，如眼睛刺激流淚、咽喉疼痛咳嗽、皮膚腐蝕過敏，甚至潛在的致癌風險等。

(3)固體廢棄物：主要指過期、失效的化學試劑，實驗產生的固體殘留物。如在實驗過程中產生的用完的化學試劑瓶、打碎的玻璃器皿碎片、廢試紙，配制樣品時不小心多取的藥品等。這些“廢渣”成分復雜，特別是重金屬試劑、有毒試劑如處理不當，很容易造成當地土壤和水質的污染，如果這些實驗室“廢渣”進入城市垃圾體系，必然會影響人民群眾的身體健康。

(4)其他污染：主要指實驗室在化學實驗過程中產生的噪聲、微波、高頻及輻射等。化學實驗時會用到很多種儀器設備和種類繁多的化學試劑、藥品，有的實驗在實驗過程中會長時間使用泵等產生噪聲的設備，有的實驗則要在強磁、微波、輻射等條件下才能進行。有關部門對高校實驗室類環境污染源調查后發現：大部分高校實驗室對實驗過程中產生的電磁輻射、噪聲等都不進行預防和控制，這必然會對進行實驗的師生造成身體方面的傷害。

1.2 存在的問題

(1)實驗中及實驗完成后實驗廢棄物不能及時收集、分類和處理；沒有專門的廢水排放管道或管道腐蝕失修，致使廢水直接排放，污染環境。

(2)實驗室設備、設施年久老化，使有毒物質泄露或有毒氣體不能及時排放，造成人員中毒。

(3)不少學校面對有限資金，往往偏重于給學校帶來效益的投入，致使一些安全環保設施無法完全配套。如在沒有排風扇、通風的窗戶的實驗室存放有毒、有害廢棄物等。這些都給環境安全和人身安全埋下了極大的隱患。

(4)因管理不當，造成有毒有害試劑、藥品丟失，引起環境污染[1]。

1.3 問題的成因

(1)相關化學實驗設備不齊全，管理部門對污染處理重視不夠，投入經費不足。許多高校建校時間長，其早些年建設的化學實驗室對環境污染方面基本未做考慮，沒有專門收集廢液的設施，現有的實驗室排放管不能對廢液進行有效的收集和處理。相關管理部門對此重視程度不夠或環保意識缺乏，實驗經費預算大多用于購買實驗室儀器設備、試劑及實驗室裝修等，對于控制實驗室污染的預算經費投入很少或沒有考慮。

(2)對師生的環保教育培訓不夠，未養成良好的廢棄物處理習慣。目前大多數高校基本制定和實施了實驗室廢液集中回收處理的方法和措施，但是部分實驗室人員的環境意識差，自覺性較低，甚至有人認為實驗室所產生的這點污染對環境沒什么大的影響。而我國的一些化學教科書和實驗教材對學生的環保教育也很不夠，只要求學生明白實驗目的、步驟和結果，而對于該實驗可能給環境帶來什么污染以及如何避免則沒有交待[2]。

(3)缺乏高效的污染防治措施和相應的系統，對污染物處理缺乏統籌考慮。首先是找不到廢液處理企業。因為廢液處理企業數量少且處理種類不全，學校為處理實驗廢液需聯系多家企業才能完成。其次是廢液處理費用高昂。企業廢棄物處理費用年年漲，一些廢液處理價格甚至已遠高于購買試劑的價格，費用巨大讓很多高校承擔不起，心有余而力不足[3]。

(4)高校實驗室污染防治法規制度不健全。發達國家對實驗室污染的管理非常重視，基本上都制定了比較完善的法律法規。比如，日本的“凈化池法”、“下水道法”、“下水道緊急整頓措施法”；德國的《聯邦污染防制法》；美國的“有毒物質控制法”、“清潔水法”、“清潔空氣法”、“緊急規劃與社區知情權法”等。盡管國家《關于加強高等學校實驗室排污管理的通知》對高校實驗室排污管理進行了一定規范和加強[4]，但我國目前專門針對實驗室建設的具體標準與實驗室污水污染環境的控制法規、條例仍然存在法律空白。

2 防控措施

2.1 加強環保意識教育，提高法律意識和業務素質

在學生進入實驗室前，應該先在課堂上講明在此次實驗過程中會產生哪些液體和固體廢棄物；要求所有的液體和固體廢棄物都倒入固定地點的指定收集容器里，不能把廢液和廢渣混放在一起，更不能把二者混入生活垃圾中處理；在整個實驗過程中除了清洗玻璃儀器的廢水可以進入實驗室下水管道外，其他所有液體廢棄物不允許進入實驗室下水管道。讓學生養成良好的實驗習慣，要把實驗污染物按要求進行合理的處置變成實驗不可缺少的一部分。

(1)廢氣的防治：①完善實驗室條件，在實驗設計階段就融入環保理念，對實驗過程合理設計，從源頭上盡可能減少對空氣的污染。如：采取燃燒法、吸收法、吸附法等，在“廢氣”排放前加以凈化，確保有良好的實驗環境，保證實驗室周圍大氣環境達標。實驗過程中如會產生有毒、有害氣體，要求在通風櫥內進行，減少有害氣體的直接排放，保證室內空氣質量和實驗人員身體健康。②在實驗室內可以種植一些植物。如吊蘭、蘆薈能吸收甲醛，常春藤能吸收二氧化碳。這些綠色植物不僅有利于改善室外內空氣質量，還對實驗工作人員的視覺疲勞等也能起到緩解作用。

(2)廢渣的防治：對實驗室“廢渣”的處理應重視，要有專門的回收器皿加以回收。如實驗固體生成物中有可再利用的要加以再利用，其他無害的廢渣則倒入指定垃圾桶；配制溶液時不小心多取的藥品不能再放回原處時，要把多余藥品統一收集后放在一個回收瓶里?？傊?，對于固體廢物的處理，一是在實驗中盡量少地產生固體廢物，二是在收集到一定數量后送到垃圾處理廠統一進行處理。

(3)廢液的防治：實驗過程中，不可避免地要產生大量的廢水，并且有些種類復雜。為此，要在各個實驗室都放置收集廢液的器皿。學校每月定時收集各理工科實驗室實驗所產生的有害廢液。對一些用量大、濃度高的有機溶劑還可回收利用，既環保，又減低實驗成本。在實驗室過程中，許多學生會有意或無意地將實驗后的廢水直接倒入下水道，針對這些現象，除了實驗室管理人員指導和督促學生分類回收，嚴禁把未經處理的廢液倒入下水道，對隨意處置實驗廢棄物的學生，還要進行嚴肅批評教育，必須讓學生養成良好的實驗和環保習慣。

針對高校實驗室存在的污染，除了學校積極建立實驗室管理辦法和崗位責任制度，努力提高教師、學生的防范意識和環保知識，盡力減少或避免實驗室的污染外，政府部門也應從各方面給予強有力的支持，確保人民群眾的健康和環境的安全。

2.2 進行實驗教學改革，勇于創新教學實驗

所謂“綠色化學”，主要是運用化學技術和方法減少或降低產品設計、生產和運用過程中有害化學物質的產生，使設計并生產出來的產品對環境無害，從源頭上阻止污染的發生。綠色化學實驗能最有效地降低化學實驗室的污染，而不是污染后被動地再進行污染的治理[5]。

(1)盡可能設計和采用“綠色”實驗。即在整個實驗中，用低能耗、微量或無量、清潔少污染或無污染的實驗工藝流程代替能耗高、用量多、容易產生污染的實驗工藝流程，用無毒無害、少污染或無污染的化學藥品代替有毒有害、重污染的化學藥品，把實驗過程中可能產生的污染和毒性控制到最低。

(2)采用“微量”實驗。即在微型的實驗裝置中以最少的試劑量獲得實驗信息，因為只使用了很少劑量的藥品和試劑，所以有效地控制了實驗廢物的產生，并且實驗過程所用的時間會大大縮短，這樣燃、爆、毒、腐蝕等的危險性勢必也會降低。采用“微量”實驗，實驗效果不僅不會受到影響，還因為實驗劑量使用少，反應時間大幅縮短，可有效提高實驗效率，減少環境污染，并降低實驗開支，既經濟又環保。

在大學，化學實驗應大力提倡“綠色”試驗、“微量”實驗，同時盡可能嘗試循環試驗、數字化試驗等。針對大學化學、化工類專業所開設實驗項目本身的不合理、不科學所帶來的污染問題，應根據實際情況修改為無污染或污染小的實驗項目；選擇綠色反應試劑或盡量使用前面實驗的產物作為后面實驗的反應原料。減少傳統試驗造成的環境污染。同時高校在進行試驗時，應多發揮教學多媒體的作用。模擬化學實驗、計算機輔助教學都是實現化學實驗不污染的特殊的實驗方式[6]。

2.3 加強院系間的合作，統籌協調，科學設置，力爭變廢為寶

眾所周知，化學實驗是產生各種污染的源頭，直接排放實驗廢物，就會造成環境污染，危害人類的身心健康。因此，應該根據“統籌協調，科學設置，力爭變廢為寶”的原則處理實驗廢物。如：高校里理工科的很多院系有教學實踐環節，完全可以把各實驗室分類回收的各種廢物集中起來交給環境工程系的學生作為治理廢物實驗的原料，不僅給學生提供一個治理廢物的機會，經檢測合格后排放，還能豐富學生實戰的經驗，一舉多得。

2.4 加大投入，提高實驗室的整體硬件配置

高校在新建實驗室的過程中，要根據化學實驗室會產生實驗廢棄物污染的特點，進行全面規劃、合理布局，將廢水、廢氣、廢渣等污染物的處置充分考慮進去，必需預留一部分經費用于實驗室“三廢”回收、處理和環保的基礎設施建設。要建立實驗中心，集中治理廢棄物排放較多的實驗室，實現資源共享。根據“環境保護法”和“環境影響評價法”等的相關規定，配備先進的實驗裝置及實驗檢測手段，從源頭上控制實驗室污染。

2.5 采用現代化管理手段

利用校園網優勢，在實驗室之間建立信息共享。處理失效、過期的化學試劑是世界性的難題，目前解決這個問題較有效的方法就是各實驗室之間合作成立區域性的試劑調配網，將用量少，容易失效、過期的試劑納入網絡，實現化學實驗室間資源共享，盡量避免因統籌不夠造成大量化學試劑失效[7]。冷卻水也是實驗進行中很多儀器都要用到的，用量很大，以每臺儀器500mL/min流量計算，每天8h就有240L冷卻水直接排入下水管道，造成水資源的大量浪費，因此，把冷卻水循環利用或者儲存起來以備他用是很有必要的。

2.6 把 “三廢”處理納入實驗室評估體系

建立合理科學的實驗室管理辦法、制度和崗位責任制度。實驗人員在實驗過程中必須在思想上高度重視實驗室污染帶來的嚴重后果，規范操作，遵守規章制度?？梢园延袥]有具體的“三廢”處理措施和規定作為實驗室評估的項目之一。嚴格執行“誰污染誰治理”的原則，減輕實驗室的污染[8]。

3 結語

高校在科研及教學水平趕超國際一流水平的同時，也要對世界優秀大學處理實驗室廢棄物的先進經驗加以借鑒。必須加強實驗室環境安全建設，從而實現創建世界一流大學的宏偉目標，構建資源節約型、環境友好型社會。

[1]崔彩賢，田義文，李修煉，韓麗.高校實驗室環境法制問題研究[J] .科教文匯，2007(4)：137-138.

[2]杜娟.高校化學實驗室對環境的污染及其治理[J] . 實驗室科學，2007(1)：170-172.

[3]李芳蓉，張建民，劉鳳霞，王英.高?；瘜W實驗室廢水污染防治對策[J] .實驗室探索，2014，33(11)：308-312.

[4]王黎虹.高校實驗室環境管理體系探討[J] .當代教育，2011(9)：173-177.

[5] 陳敏，盧其明，羅志剛.化學開放實驗教學綠色化的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2010，29(10)：362-371.

[6] 朱小娟，李江華，仇銀燕.高校實驗室環境生態文明管理體系的建設與實踐[J]. 實驗室研究與探索，2013，32(4)：135-138.

[7]郭小芳，王長征. 高?；瘜W實驗室環境污染與治理[J]. 甘肅治金，2009，31(2)：172-175.

[8]王慶雨，張永利.高等院校實驗室化學污染的防治與管理[J] .當代化工，2010，39(3)：342-345.

Present Status and Pollution Control of Chemical Labs in Universities and Colleges

FAN An

(Chemistry Department, North-west University, Xi’an Shanxi 710069 ,China)

The pollution types and existing problems of chemical labs in universities and colleges were analyzed. Countermeasures were put forward including strengthening environmental awareness education, implementing experimental teaching reforms, improving hardware equipment, adopting modern management measure, assessing the three wastes evaluation, and ect.

chemical labs in universities and colleges; present pollution status; countermeasures

2016-06-17

西北大學教改研究成果培育與推廣計劃項目(JX13009)資助。

樊安(1971-)，女，漢族，河南新野人，學士，工程師，主要從事實驗室及教學管理工作。

X703

A

1673-9655(2017)01-0056-04