張舉斌 陳孝云 盧慶新

（福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院 福建福州 350002）

引言

2004年，原國(guó)家環(huán)?？偩窒掳l(fā)《關(guān)于加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室類污染環(huán)境監(jiān)管的通知》，將實(shí)驗(yàn)室污染納入環(huán)境監(jiān)管范圍。2005年，教育部會(huì)同原環(huán)?？偩致?lián)合印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室排污管理的通知》，對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室廢物的管理制度、部門職責(zé)、應(yīng)急處置及處罰措施等提出明確要求。2012年，環(huán)保部、發(fā)改委和衛(wèi)生部等部門將實(shí)驗(yàn)室廢物納入《“十二五”危險(xiǎn)廢物污染防治規(guī)劃》。2016年，教育部印發(fā)《關(guān)于集中開(kāi)展教育系統(tǒng)危險(xiǎn)化學(xué)品安全專項(xiàng)整治的通知》，要求各高校建立廢棄?；穫浒钢贫龋⒔挥捎形U處置資質(zhì)的企業(yè)予以處理，逐步與企業(yè)建立長(zhǎng)期合作、定向處理機(jī)制。2017年6月《中華人民共和國(guó)水污染防治法》最新修訂版（2018年6月1日起實(shí)施）指出：禁止向水體排放油類、酸液、堿液或者劇毒廢液。

林業(yè)工程類化學(xué)實(shí)驗(yàn)室主要由林產(chǎn)化學(xué)工程、植物資源化學(xué)與工程、紙漿工程、生物質(zhì)能源與材料工程、木材科學(xué)與工程和林產(chǎn)精細(xì)化工等實(shí)驗(yàn)室組成。與普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的廢液相比，林業(yè)工程化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液組分多樣且更加復(fù)雜。例如：木材熱解液化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目產(chǎn)生的廢液中包木焦油、甲醇、醋酸和丙酮等各種有機(jī)物；活性炭制備和性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液含有Cr(VI)、亞甲基藍(lán)和I液等；膠黏劑的合成及性能分析實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液含苯酚、甲醛及酚醛膠等；制漿實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液中有造紙黑液、亞硫酸根和堿等；植物多酚原料與產(chǎn)品的定性分析和松脂水蒸汽加工與松香產(chǎn)品分析實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)中所含的成份也更加復(fù)雜。普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液成分簡(jiǎn)單，主要包括廢酸、廢堿、含重金屬離子等無(wú)機(jī)廢液及有機(jī)廢液[1]。如果按照傳統(tǒng)普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液處理方法，林業(yè)工程學(xué)科化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液將得不到有效的處理并且處理費(fèi)用大大增加。另外，隨著高校招生規(guī)模的擴(kuò)大以及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的增加，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液日益增多[2]。因此，探究合適的林業(yè)工程類學(xué)科化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液管控方法成為亟待解決的問(wèn)題。

1 林業(yè)工程學(xué)科化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液來(lái)源與特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的溶劑、原料、沖洗液、化學(xué)藥品使用后的殘液、失效化學(xué)試劑以及特定產(chǎn)物是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液的主要來(lái)源[3]。普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液成分簡(jiǎn)單，主要包括廢酸（如：硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸等）、廢堿與鹽類（如：氫氧化鈉、氨水、碳酸鈉、亞硫酸鹽、硝酸鹽等）、含重金屬離子（如：銅、鉛、鐵、鉻等）等無(wú)機(jī)廢液及有機(jī)廢液（苯酚、甲醇、苯、正己烷、四氯化碳、乙醚、乙酸乙酯等）。由于林業(yè)工程學(xué)科實(shí)驗(yàn)的特殊性，其產(chǎn)生的廢液比普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的廢液組分多樣且更加復(fù)雜。林業(yè)工程學(xué)科化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢液不僅包含普通的無(wú)機(jī)和有機(jī)廢液，還包括膠黏劑、防腐劑、焦油以及植物化學(xué)組分（如多糖類、樹(shù)脂類、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素）等，這些成分大大增加了廢液管控與回收的難度。

2 控制林業(yè)工程學(xué)科化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液產(chǎn)生辦法

綠色化學(xué)是由美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)（ACS）于1991年提出，即應(yīng)用化學(xué)技術(shù)和方法降低或除去化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用中有害物質(zhì)使用與產(chǎn)生，使設(shè)計(jì)的化學(xué)產(chǎn)品或過(guò)程對(duì)環(huán)境更加友好，其核心是用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染[4]。建設(shè)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的目的就是主動(dòng)地減少或消除實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)污染，而不是被動(dòng)地治理污染[5]。要控制林業(yè)工程學(xué)科化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液的產(chǎn)生，就應(yīng)以建設(shè)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室為目標(biāo)。結(jié)合本單位實(shí)際情況，可以從以下幾個(gè)方面控制廢液的產(chǎn)生：

2.1 減少試劑的用量

林業(yè)工程學(xué)科化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要包含驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和仿真性實(shí)驗(yàn)4大類。因此，在保證完成實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量和達(dá)到鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力的前提下，適當(dāng)減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程試劑用量，從而減少?gòu)U液的產(chǎn)生。例如硫酸亞鐵胺的制備和粗食鹽的提純實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，試劑用量可以減半操作，即保證鍛煉學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作能力的前提下，減少了廢液的產(chǎn)生及降低辦學(xué)成本。同時(shí)，結(jié)合虛擬仿真技術(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行演示，使學(xué)生預(yù)先了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程，掌握反應(yīng)機(jī)理，從而提高實(shí)際操作的成功率，進(jìn)一步降低廢液量。

2.2 減少有害物質(zhì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)中使用有毒有害試劑是造成實(shí)驗(yàn)室廢液不能直接排放的主要原因[6]。因此，在制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時(shí)，應(yīng)在保證完成教學(xué)目標(biāo)的前提下，盡量開(kāi)展綠色無(wú)污染的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，或用常規(guī)試劑替換有毒有害試劑，從源頭上控制基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生廢液。例如活性炭的吸附性能實(shí)驗(yàn)中使用毒性較小的Cu(II)替代Cr(VI)。

2.3 廢液轉(zhuǎn)化

在“綠色化學(xué)”原則指導(dǎo)下，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所產(chǎn)生的廢液進(jìn)行了系統(tǒng)地分析，對(duì)于可以作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)原料的廢液進(jìn)行有效的回收，達(dá)到物盡其用，從而有效的地減少?gòu)U液的產(chǎn)生。例如：精餾塔精餾實(shí)驗(yàn)回收的酒精用于乙醇抽提實(shí)驗(yàn)、茶葉中咖啡因提取實(shí)驗(yàn)或作為酒精燈的燃料。

2.4 試劑管控

林業(yè)工程學(xué)科化學(xué)實(shí)驗(yàn)室使用的試劑種類繁多，其中危險(xiǎn)化學(xué)品數(shù)量達(dá)到一半以上，危害性較大，特別是存在大量已開(kāi)封的試劑。這些開(kāi)封的試劑在儲(chǔ)存過(guò)程中易揮發(fā)或者產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，釋放出有毒、有害氣體物質(zhì)（如甲醛、苯、乙醚、H2S等），或著腐蝕試劑標(biāo)簽成為無(wú)名試劑，嚴(yán)重威脅實(shí)驗(yàn)環(huán)境和安全。因此，應(yīng)對(duì)所有試劑建立臺(tái)賬，同時(shí)依據(jù)試劑性質(zhì)對(duì)久置試劑進(jìn)行處理，以避免重復(fù)購(gòu)買，造成浪費(fèi)，還可以減少污染源。

3 林業(yè)工程學(xué)科化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液回收策略

根據(jù)《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》第四條規(guī)定：列入《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄》的化學(xué)品廢棄后屬于危險(xiǎn)廢物?！豆腆w廢物污染環(huán)境防治法》規(guī)定，危險(xiǎn)廢物應(yīng)分類收集和貯存，禁止混合不相容而未經(jīng)安全處置的危險(xiǎn)廢物。產(chǎn)生單位不能自行處置，必須交由具有危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)資質(zhì)的單位進(jìn)行處理。這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)室使用危險(xiǎn)化學(xué)品后所產(chǎn)生的廢液均屬于危險(xiǎn)廢物，只能將廢液收集后交由具有危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)資質(zhì)的單位進(jìn)行處理，不能自行處理后排放。因此，如何能夠?qū)?shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液有效回收成為高校廢液管理亟待解決的問(wèn)題。

3.1 建立廢液回收設(shè)施

林業(yè)工程學(xué)科化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目種類多，包括：膠黏劑的合成實(shí)驗(yàn)，精細(xì)化學(xué)品實(shí)驗(yàn)，樹(shù)木提化學(xué)成分的提取與分析實(shí)驗(yàn)，制漿實(shí)驗(yàn)，活性炭的制備及性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，生物質(zhì)材料的液化與精餾分離實(shí)驗(yàn)等。根據(jù)教學(xué)計(jì)劃安排，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室在固定時(shí)間段內(nèi)開(kāi)設(shè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。因此，根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特性，配置專用廢液回收桶，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室廢液產(chǎn)生之后將不同種類的廢液分類回收，并且注明相應(yīng)化合物的名稱、危險(xiǎn)類別，安全措施和廢棄時(shí)間等。同時(shí)建立專用的廢液中轉(zhuǎn)系統(tǒng)，以防止廢液存放期間發(fā)生泄露和遺失等事故。

3.2 加強(qiáng)廢液回收培訓(xùn)工作

林業(yè)工程學(xué)科化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的廢液主要是開(kāi)展本科教學(xué)過(guò)程中產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)“廢液”認(rèn)識(shí)不夠，操作不規(guī)范，造成廢液的漏排的主要原因。因此，除了配制廢液回收設(shè)施之外，還應(yīng)對(duì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行環(huán)境安全培訓(xùn)，使學(xué)生了解液體污染對(duì)環(huán)境和人類的危害，實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中謹(jǐn)慎使用危險(xiǎn)化學(xué)試劑，同時(shí)自覺(jué)的將廢液分類回收，杜絕實(shí)驗(yàn)室廢液亂混和漏排。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展，高校實(shí)驗(yàn)室廢液?jiǎn)栴}越來(lái)越受到社會(huì)的關(guān)注。本文通過(guò)分析林業(yè)工程學(xué)科化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液的來(lái)源與特點(diǎn)，提出通過(guò)減少試劑用量、減少有害試劑實(shí)驗(yàn)、廢液轉(zhuǎn)換和試劑管理等方法控制廢液的產(chǎn)生；同時(shí)提出建立廢液回收設(shè)施時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行廢液危害培訓(xùn)，以培養(yǎng)其分類回收廢液的習(xí)慣，進(jìn)而減少實(shí)驗(yàn)室廢液亂混和漏排。