無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室重金屬?gòu)U水管控處理的綠色實(shí)踐

周 凱，許 超，柴子駿

（1.南京諾衛(wèi)檢測(cè)技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211525；2.常州諾衛(wèi)安全技術(shù)服務(wù)有限公司，江蘇 常州 213000）

1 無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室重金屬?gòu)U水管控處理的必要性

在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，由于會(huì)涉及到諸多化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)，所以產(chǎn)生一些重金屬?gòu)U水是十分常見(jiàn)的，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生的重金屬化學(xué)廢水中，經(jīng)常會(huì)包含汞、鉛、鎘、鉻、銀等物質(zhì)[1]，這些物質(zhì)本身就具備一定的危害性，特別是在未處理的情況下，直接進(jìn)行排放很容易對(duì)環(huán)境造成危害，導(dǎo)致水資源、土地資源等重金屬超標(biāo)，進(jìn)而對(duì)植物、動(dòng)物和人體造成嚴(yán)重的重金屬污染危害，所以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過(guò)程中，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的重金屬?gòu)U水進(jìn)行處理和優(yōu)化十分重要，具備很高的必要性。

2 無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室重金屬?gòu)U水管控處理的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)很多機(jī)構(gòu)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，并制定了相應(yīng)的法律規(guī)定進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)規(guī)制，在很大程度上促進(jìn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的規(guī)范，減少了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性和污染性。但是由于現(xiàn)階段的法律法規(guī)并不完善，再加上很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)人員安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)薄弱，在實(shí)際的化學(xué)實(shí)驗(yàn)污染處理中，還存在很多不足和問(wèn)題，特別是針對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室重金屬?gòu)U水的管控，還存在很多不足。其中主要的不足包括如下內(nèi)容。首先，很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)人員在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，缺乏嚴(yán)格遵守規(guī)章制度的精神，在進(jìn)行重金屬?gòu)U水處理的過(guò)程中，經(jīng)常無(wú)視規(guī)章制度進(jìn)行不經(jīng)處理的廢水排放，很容易造成環(huán)境的污染。其次，在進(jìn)行重金屬?gòu)U水處理的過(guò)程中，很多實(shí)驗(yàn)室處理省時(shí)省力，在沒(méi)有進(jìn)行完全凈化和處理的情況下，就進(jìn)行擅自的廢水排放，這同樣會(huì)導(dǎo)致重金屬?gòu)U水污染環(huán)境，更有可能因?yàn)閺U水處理不足和摻雜其他化學(xué)物質(zhì)，導(dǎo)致污染性變強(qiáng)[2]。最后，部分實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行重金屬?gòu)U水處理的過(guò)程中，缺乏相應(yīng)的設(shè)備，造成重金屬?gòu)U水難以進(jìn)行充足的處理。

3 無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室重金屬?gòu)U水管控處理的綠色實(shí)踐

綜合上文可以明確，現(xiàn)階段很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行重金屬?gòu)U水處理的過(guò)程中，存在各種不足和問(wèn)題，和容易導(dǎo)致重金屬?gòu)U水得不到有效處理就被排放，嚴(yán)重影響了自然環(huán)境，在這種情況下，本文主張利用綠色處理方法進(jìn)行重金屬?gòu)U水的處理，其中具體的管控處理方法如下所示。

（1）利用酸堿中和法。在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，產(chǎn)生的重金屬?gòu)U水往往都會(huì)具備較高的酸堿度，所以本文認(rèn)為對(duì)重金屬?gòu)U水的處理，應(yīng)當(dāng)首先對(duì)其酸堿度進(jìn)行中和，以保障其腐蝕性得到有效控制，而具體的控制方法還是要利用酸堿中和法，其中具體的流程如下圖所示。

圖1 廢水處理流程示意圖

但是上述的處理方法，僅能起到酸堿中和處理的作用，而其中的重金屬元素依然存在，對(duì)于這一情況，本文認(rèn)為可以利用吸附法、沉淀法等方式進(jìn)行重金屬元素的去除，以確保重金屬?gòu)U水的安全排放。

（2）利用離子交換法。為了更好的進(jìn)行重金屬?gòu)U水處理，本文認(rèn)為可以利用離子交換法進(jìn)行重金屬?gòu)U水的處理。離子交換法就是利用離子交換劑，對(duì)重金屬?gòu)U水中的陰陽(yáng)離子發(fā)生交換并分離。離子交換法在實(shí)際的應(yīng)用中有極大的優(yōu)勢(shì)，一方面離子交換法能夠?qū)Χ喾N重金屬元素進(jìn)行剝離，包括鎂、鋁、鐵、鋅、鉻、鎘、砷、汞等；另一方面離子交換法能夠快速的進(jìn)行交換反應(yīng)，其處理速率相對(duì)較快。而在現(xiàn)階段的研究和發(fā)展中，離子交換樹(shù)脂的種類已經(jīng)達(dá)到上百種，產(chǎn)量可以達(dá)到每年數(shù)十萬(wàn)噸，這樣就表明其成本控制在了相對(duì)容易接受的范圍。而現(xiàn)階段較為常用的離子交換樹(shù)脂主要有兩種，分別是強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，這兩種樹(shù)脂在實(shí)際的應(yīng)用中發(fā)揮了很大的重金屬元素剝離作用。而在實(shí)際的使用中，最好的使用方法，就是將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子與強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂進(jìn)行呼和使用，也就是利用這兩者構(gòu)建一個(gè)混合式離子交換塔，以此最大程度的發(fā)揮離子的作用，去除廢水中的重金屬污染物。其中裝置的配置情況如下圖所示。

圖2 離子交換法裝置示意圖

通過(guò)上圖可以看出，離子交換法在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，需要污水管、濾水管、交換柱、排氣閥等設(shè)備，其中具體的使用流程如下所示。首先，將重金屬?gòu)U水導(dǎo)入污水管，污水管能夠通過(guò)自身的濾網(wǎng)對(duì)大顆粒的固體污染物進(jìn)行過(guò)濾，確保廢水中不會(huì)夾雜固體雜質(zhì)。其次，將污水罐中的出1號(hào)2號(hào)水閥門(mén)，以及1號(hào)入水閥門(mén)打開(kāi)，并啟動(dòng)水泵將重金屬?gòu)U水引入到過(guò)濾裝置中，直到污水灌內(nèi)的重金屬?gòu)U水低于水位開(kāi)關(guān)A未知，這時(shí)候需要關(guān)閉1號(hào)出水閥門(mén)，并打開(kāi)沖洗閥門(mén)利用純水對(duì)污水灌中剩余的重金屬污水進(jìn)行稀釋并排除，這一過(guò)程大約持續(xù)10～15分鐘左右，隨后就可以關(guān)閉沖水閥、1號(hào)入水閥、2號(hào)出水閥以及水泵。最后，重金屬?gòu)U水會(huì)在濾水罐中被離子樹(shù)脂進(jìn)行處理精華，在處理精華完畢后，就可以打開(kāi)排水閥進(jìn)行排放，如果這一流程尚未完全清潔重金屬?gòu)U水，就需要重新過(guò)濾，直到完全過(guò)濾干凈后才可以排放。

總的來(lái)說(shuō)，這一方法具備良好的處理效果和處理效率，并且上述方法中使用的樹(shù)脂可以經(jīng)過(guò)處理后再進(jìn)行循環(huán)利用，可以起到很好的綠色處理效果。

（3）設(shè)計(jì)連環(huán)式實(shí)驗(yàn)。為了更好的處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的重金屬?gòu)U水，還可以利用連環(huán)式實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行廢水的處理，達(dá)到綠色處理的效果。所謂連環(huán)式實(shí)驗(yàn)，就是將多個(gè)實(shí)驗(yàn)連接在一起，以達(dá)到化學(xué)產(chǎn)物循環(huán)利用的效果，以此減少?gòu)U水的產(chǎn)量。例如，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，就可以將稀硫酸與鐵屑支配溶液的實(shí)驗(yàn)與三草酸合鐵的實(shí)驗(yàn)結(jié)合在一起，因?yàn)榍罢咚苽洚a(chǎn)生的硫酸亞鐵銨，可以用作三草酸合鐵的原材料，而三草酸合鐵酸鉀有可以用于三草酸合鐵(Ⅲ)配陰離子組成及電荷數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)的原材料。除此之外，像五水硫酸銅含量的測(cè)定，也可以使用孔雀石制備的產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)定。

總而言之，通過(guò)這種連環(huán)式實(shí)驗(yàn)的方法，能夠在很大程度上減少化學(xué)試劑的使用，化學(xué)試劑的使用減少了，重金屬?gòu)U水的產(chǎn)出自然也就減少了，就能夠在很大程度上促進(jìn)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化，實(shí)現(xiàn)重金屬?gòu)U水的綠色化處理。

（4）提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)意識(shí)。除了上述的具體手段，為了更好的促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化處理的進(jìn)行，促進(jìn)重金屬?gòu)U水被更好的處理，還需要無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室人員提高相關(guān)意識(shí)，重視重金屬?gòu)U水處理和凈化的重要性，避免在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未經(jīng)處理就進(jìn)行重金屬?gòu)U水的排放，而為了促進(jìn)實(shí)驗(yàn)人員意識(shí)增強(qiáng)，就需要從以下幾方面做起。首先，實(shí)驗(yàn)室中要制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和制度，并制定檢查和獎(jiǎng)懲制度，從制度和規(guī)則上杜絕未經(jīng)處理的重金屬?gòu)U水的排放。其次，還要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員的培訓(xùn)，讓實(shí)驗(yàn)人員明白遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則的重要性，并能主動(dòng)的進(jìn)行重金屬?gòu)U水處理后排放。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)上文的論述和研究，我們基本可以明確重金屬?gòu)U水的危害性和其處理后排放的必要性，但是通過(guò)本文的進(jìn)一步分析論述發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段還有很多機(jī)構(gòu)的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，不遵守相應(yīng)的規(guī)范制度，不注重對(duì)重金屬?gòu)U水的處理，這就會(huì)很容易造成重金屬?gòu)U水污染環(huán)境和污染水資源，甚至對(duì)人體也會(huì)造成一定的危害，在這種情況下，對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行良好處理再進(jìn)行排放就顯得格外重要。而通過(guò)本文的分析和研究，從綠色處理的角度提出了多種重金屬?gòu)U水處理方法，包括提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)意識(shí)、設(shè)計(jì)連環(huán)式實(shí)驗(yàn)、利用離子交換法、利用酸堿中和法，以此起到無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)室化學(xué)重金屬?gòu)U水的綠色管控處理，希望本文的分析和研究能對(duì)我國(guó)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的正規(guī)化，以及重金屬?gòu)U水處理的常態(tài)化起到一定幫助。