樊 安

(西北大學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710069)

高?；瘜W(xué)實(shí)驗室污染問題的現(xiàn)狀及防治

樊 安

(西北大學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710069)

分析了高校實(shí)驗室的污染類型和存在問題，從加強(qiáng)環(huán)保意識教育、進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)改革、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、提高硬件配置、采用現(xiàn)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(xué)實(shí)驗室；污染現(xiàn)狀；防治措施

0 引言

改革開放以來，我國教育事業(yè)高速發(fā)展，截至2015年5月，據(jù)教育部權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全國高等學(xué)校共計2845所，其中普通高等學(xué)校2553所(包含729所獨(dú)立設(shè)置民辦普通高校、獨(dú)立學(xué)院及中外合作辦學(xué))，成人高等學(xué)校292所。大部分高校都有規(guī)模不等的化學(xué)實(shí)驗室，每一間化學(xué)實(shí)驗室如果做實(shí)驗,都會或多或少地產(chǎn)生實(shí)驗室污染物。高?；瘜W(xué)實(shí)驗室雖然作為單個實(shí)驗室產(chǎn)生的污染物數(shù)量不大，但污染物種類多、組分復(fù)雜，且大都回收處置程度較低。因此高?；瘜W(xué)實(shí)驗室做為小污染源，對環(huán)境造成的累積損害不可小覷。

近年來，國家對環(huán)保問題越來越重視，作為教書育人的大學(xué)，更應(yīng)首先自律，在環(huán)境保護(hù)方面做出表率。

1 高校化學(xué)實(shí)驗室污染現(xiàn)狀

1.1 高?；瘜W(xué)實(shí)驗室污染分類

(1)廢液：高?；瘜W(xué)實(shí)驗室大多數(shù)的常規(guī)分析實(shí)驗都會產(chǎn)生廢液。廢液包括剩余的樣品、實(shí)驗產(chǎn)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(nèi)集聚超標(biāo)，會引發(fā)人體生長發(fā)育緩慢、骨骼疼痛等，嚴(yán)重時還會威脅到人的生命；二甲苯、氯仿等有機(jī)廢液會破壞人體免疫系統(tǒng)，人體機(jī)能會因此失調(diào)；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(dāng)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(yán)重時會引起物種變異、水生物死亡。亞硝酸鹽、環(huán)氧氯丙烷等，會引發(fā)人體癌變；濃酸、濃堿等化學(xué)試劑具有很強(qiáng)的腐蝕性。

(2)廢氣：高校實(shí)驗室使用的化學(xué)試劑和藥品，種類有上萬種之多，在實(shí)驗過程中，會產(chǎn)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(shí)驗人員的身體健康與安全，通常要求直接產(chǎn)生有毒有害或不明成分氣體的實(shí)驗要在實(shí)驗室內(nèi)的通風(fēng)櫥里進(jìn)行，但是把有毒、有害氣體直接排放到室外必然直接污染環(huán)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(fēng)險等。

(3)固體廢棄物：主要指過期、失效的化學(xué)試劑，實(shí)驗產(chǎn)生的固體殘留物。如在實(shí)驗過程中產(chǎn)生的用完的化學(xué)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(fù)雜，特別是重金屬試劑、有毒試劑如處理不當(dāng)，很容易造成當(dāng)?shù)赝寥篮退|(zhì)的污染，如果這些實(shí)驗室“廢渣”進(jìn)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(shí)驗室在化學(xué)實(shí)驗過程中產(chǎn)生的噪聲、微波、高頻及輻射等?；瘜W(xué)實(shí)驗時會用到很多種儀器設(shè)備和種類繁多的化學(xué)試劑、藥品，有的實(shí)驗在實(shí)驗過程中會長時間使用泵等產(chǎn)生噪聲的設(shè)備，有的實(shí)驗則要在強(qiáng)磁、微波、輻射等條件下才能進(jìn)行。有關(guān)部門對高校實(shí)驗室類環(huán)境污染源調(diào)查后發(fā)現(xiàn)：大部分高校實(shí)驗室對實(shí)驗過程中產(chǎn)生的電磁輻射、噪聲等都不進(jìn)行預(yù)防和控制，這必然會對進(jìn)行實(shí)驗的師生造成身體方面的傷害。

1.2 存在的問題

(1)實(shí)驗中及實(shí)驗完成后實(shí)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(huán)境。

(2)實(shí)驗室設(shè)備、設(shè)施年久老化，使有毒物質(zhì)泄露或有毒氣體不能及時排放，造成人員中毒。

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

(4)因管理不當(dāng)，造成有毒有害試劑、藥品丟失，引起環(huán)境污染[1]。

1.3 問題的成因

(1)相關(guān)化學(xué)實(shí)驗設(shè)備不齊全，管理部門對污染處理重視不夠，投入經(jīng)費(fèi)不足。許多高校建校時間長，其早些年建設(shè)的化學(xué)實(shí)驗室對環(huán)境污染方面基本未做考慮，沒有專門收集廢液的設(shè)施，現(xiàn)有的實(shí)驗室排放管不能對廢液進(jìn)行有效的收集和處理。相關(guān)管理部門對此重視程度不夠或環(huán)保意識缺乏，實(shí)驗經(jīng)費(fèi)預(yù)算大多用于購買實(shí)驗室儀器設(shè)備、試劑及實(shí)驗室裝修等，對于控制實(shí)驗室污染的預(yù)算經(jīng)費(fèi)投入很少或沒有考慮。

(2)對師生的環(huán)保教育培訓(xùn)不夠，未養(yǎng)成良好的廢棄物處理習(xí)慣。目前大多數(shù)高?；局贫ê蛯?shí)施了實(shí)驗室廢液集中回收處理的方法和措施，但是部分實(shí)驗室人員的環(huán)境意識差，自覺性較低，甚至有人認(rèn)為實(shí)驗室所產(chǎn)生的這點(diǎn)污染對環(huán)境沒什么大的影響。而我國的一些化學(xué)教科書和實(shí)驗教材對學(xué)生的環(huán)保教育也很不夠，只要求學(xué)生明白實(shí)驗?zāi)康?、步驟和結(jié)果，而對于該實(shí)驗可能給環(huán)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(yīng)的系統(tǒng)，對污染物處理缺乏統(tǒng)籌考慮。首先是找不到廢液處理企業(yè)。因為廢液處理企業(yè)數(shù)量少且處理種類不全，學(xué)校為處理實(shí)驗廢液需聯(lián)系多家企業(yè)才能完成。其次是廢液處理費(fèi)用高昂。企業(yè)廢棄物處理費(fèi)用年年漲，一些廢液處理價格甚至已遠(yuǎn)高于購買試劑的價格，費(fèi)用巨大讓很多高校承擔(dān)不起，心有余而力不足[3]。

(4)高校實(shí)驗室污染防治法規(guī)制度不健全。發(fā)達(dá)國家對實(shí)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(guī)。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(lián)邦污染防制法》；美國的“有毒物質(zhì)控制法”、“清潔水法”、“清潔空氣法”、“緊急規(guī)劃與社區(qū)知情權(quán)法”等。盡管國家《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校實(shí)驗室排污管理的通知》對高校實(shí)驗室排污管理進(jìn)行了一定規(guī)范和加強(qiáng)[4]，但我國目前專門針對實(shí)驗室建設(shè)的具體標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)驗室污水污染環(huán)境的控制法規(guī)、條例仍然存在法律空白。

2 防控措施

2.1 加強(qiáng)環(huán)保意識教育，提高法律意識和業(yè)務(wù)素質(zhì)

在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗室前，應(yīng)該先在課堂上講明在此次實(shí)驗過程中會產(chǎn)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(diǎn)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(shí)驗過程中除了清洗玻璃儀器的廢水可以進(jìn)入實(shí)驗室下水管道外，其他所有液體廢棄物不允許進(jìn)入實(shí)驗室下水管道。讓學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗習(xí)慣，要把實(shí)驗污染物按要求進(jìn)行合理的處置變成實(shí)驗不可缺少的一部分。

(1)廢氣的防治：①完善實(shí)驗室條件，在實(shí)驗設(shè)計階段就融入環(huán)保理念，對實(shí)驗過程合理設(shè)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(shí)驗環(huán)境，保證實(shí)驗室周圍大氣環(huán)境達(dá)標(biāo)。實(shí)驗過程中如會產(chǎn)生有毒、有害氣體，要求在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行，減少有害氣體的直接排放，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量和實(shí)驗人員身體健康。②在實(shí)驗室內(nèi)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(nèi)空氣質(zhì)量，還對實(shí)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(shí)驗室“廢渣”的處理應(yīng)重視，要有專門的回收器皿加以回收。如實(shí)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(tǒng)一收集后放在一個回收瓶里?？傊瑢τ诠腆w廢物的處理，一是在實(shí)驗中盡量少地產(chǎn)生固體廢物，二是在收集到一定數(shù)量后送到垃圾處理廠統(tǒng)一進(jìn)行處理。

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

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

2.2 進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)改革，勇于創(chuàng)新教學(xué)實(shí)驗

所謂“綠色化學(xué)”，主要是運(yùn)用化學(xué)技術(shù)和方法減少或降低產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)和運(yùn)用過程中有害化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生，使設(shè)計并生產(chǎn)出來的產(chǎn)品對環(huán)境無害，從源頭上阻止污染的發(fā)生。綠色化學(xué)實(shí)驗?zāi)茏钣行У亟档突瘜W(xué)實(shí)驗室的污染，而不是污染后被動地再進(jìn)行污染的治理[5]。

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

(2)采用“微量”實(shí)驗。即在微型的實(shí)驗裝置中以最少的試劑量獲得實(shí)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(shí)驗廢物的產(chǎn)生，并且實(shí)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(shí)驗，實(shí)驗效果不僅不會受到影響，還因為實(shí)驗劑量使用少，反應(yīng)時間大幅縮短，可有效提高實(shí)驗效率，減少環(huán)境污染，并降低實(shí)驗開支，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。

在大學(xué)，化學(xué)實(shí)驗應(yīng)大力提倡“綠色”試驗、“微量”實(shí)驗，同時盡可能嘗試循環(huán)試驗、數(shù)字化試驗等。針對大學(xué)化學(xué)、化工類專業(yè)所開設(shè)實(shí)驗項目本身的不合理、不科學(xué)所帶來的污染問題，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況修改為無污染或污染小的實(shí)驗項目；選擇綠色反應(yīng)試劑或盡量使用前面實(shí)驗的產(chǎn)物作為后面實(shí)驗的反應(yīng)原料。減少傳統(tǒng)試驗造成的環(huán)境污染。同時高校在進(jìn)行試驗時，應(yīng)多發(fā)揮教學(xué)多媒體的作用。模擬化學(xué)實(shí)驗、計算機(jī)輔助教學(xué)都是實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗不污染的特殊的實(shí)驗方式[6]。

2.3 加強(qiáng)院系間的合作，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，科學(xué)設(shè)置，力爭變廢為寶

眾所周知，化學(xué)實(shí)驗是產(chǎn)生各種污染的源頭，直接排放實(shí)驗廢物，就會造成環(huán)境污染，危害人類的身心健康。因此，應(yīng)該根據(jù)“統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，科學(xué)設(shè)置，力爭變廢為寶”的原則處理實(shí)驗廢物。如：高校里理工科的很多院系有教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，完全可以把各實(shí)驗室分類回收的各種廢物集中起來交給環(huán)境工程系的學(xué)生作為治理廢物實(shí)驗的原料，不僅給學(xué)生提供一個治理廢物的機(jī)會，經(jīng)檢測合格后排放，還能豐富學(xué)生實(shí)戰(zhàn)的經(jīng)驗，一舉多得。

2.4 加大投入，提高實(shí)驗室的整體硬件配置

高校在新建實(shí)驗室的過程中，要根據(jù)化學(xué)實(shí)驗室會產(chǎn)生實(shí)驗廢棄物污染的特點(diǎn)，進(jìn)行全面規(guī)劃、合理布局，將廢水、廢氣、廢渣等污染物的處置充分考慮進(jìn)去，必需預(yù)留一部分經(jīng)費(fèi)用于實(shí)驗室“三廢”回收、處理和環(huán)保的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。要建立實(shí)驗中心，集中治理廢棄物排放較多的實(shí)驗室，實(shí)現(xiàn)資源共享。根據(jù)“環(huán)境保護(hù)法”和“環(huán)境影響評價法”等的相關(guān)規(guī)定，配備先進(jìn)的實(shí)驗裝置及實(shí)驗檢測手段，從源頭上控制實(shí)驗室污染。

2.5 采用現(xiàn)代化管理手段

利用校園網(wǎng)優(yōu)勢，在實(shí)驗室之間建立信息共享。處理失效、過期的化學(xué)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(shí)驗室之間合作成立區(qū)域性的試劑調(diào)配網(wǎng)，將用量少，容易失效、過期的試劑納入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗室間資源共享，盡量避免因統(tǒng)籌不夠造成大量化學(xué)試劑失效[7]。冷卻水也是實(shí)驗進(jìn)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(fèi)，因此，把冷卻水循環(huán)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(shí)驗室評估體系

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

3 結(jié)語

高校在科研及教學(xué)水平趕超國際一流水平的同時，也要對世界優(yōu)秀大學(xué)處理實(shí)驗室廢棄物的先進(jìn)經(jīng)驗加以借鑒。必須加強(qiáng)實(shí)驗室環(huán)境安全建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建世界一流大學(xué)的宏偉目標(biāo)，構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。

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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(xué)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(xué)士，工程師，主要從事實(shí)驗室及教學(xué)管理工作。

X703

A

1673-9655(2017)01-0056-04