朱麗麗

實驗室有毒、有害廢棄物的處理與回收

朱麗麗

化學實驗室廢棄物中許多是有毒、有害、致癌、致畸物質(zhì)，任其隨意排放，會造成環(huán)境污染，并危害人體健康。為減少對環(huán)境造成的危害,通過查閱大量資料，搜集了一些實驗室常見廢棄物的處理與回收方法，按照這些方法處理，環(huán)境、水質(zhì)、煤質(zhì)、鍋爐等化學實驗室的污染可在一定程度減輕。

廢棄物；環(huán)保；回收；排放

在化驗室檢測分析中產(chǎn)生的廢棄物常含有腐蝕性、劇毒性以及致癌性物質(zhì)，這類廢棄物直接排放于下水管道或大氣中，將會污染環(huán)境，并危害人體健康。因而，盡管實驗中所產(chǎn)生的這類廢棄物的量不大，也必須對其進行有效地處理，再行排放。

現(xiàn)在，多數(shù)化學實驗室沒有規(guī)范的“三廢”處理設施，致使實驗室成為一個持續(xù)的污染源。隨著人們環(huán)保意識的增強，實驗室也必須嚴格規(guī)范廢棄物處理方法，以減少對環(huán)境造成的危害。以下匯集一些實驗室常見廢棄物的處理方法，供環(huán)境、水質(zhì)、煤質(zhì)等化學實驗室參考。

1 有毒、有害廢棄物的處理

1.1 處理原則

根據(jù)實驗室廢棄物的特點，分類收集、存放，集中處理。處理方法應遵循簡單、易操作的原則，達到處理效率高、投資少的目的。

根據(jù)廢棄物的性質(zhì)選擇合適的容器和存放點，禁止混合儲存，以免發(fā)生劇烈化學反應而造成事故。廢液應用密閉容器儲存，貼上標簽，標明種類、貯存時間等，容器應防滲漏、防止揮發(fā)性氣體逸出而污染環(huán)境。同類廢液中濃度高的應集中貯存，以便于回收某些組分，濃度低的經(jīng)適當處理達到排放標準即可排放。保存應避光、遠離熱源，以免加速其化學反應，且存放時間不宜太長。

劇毒、易燃、易爆、高危廢棄物的貯存應按相應規(guī)定執(zhí)行。

1.2 有毒、有害氣體及部分有機物的處理

（1）少量的低濃度的有毒、有害氣體可以通過安裝通風設備排到室外，通風管道應有一定高度，使排出的氣體能夠被空氣稀釋。

（2）大量的高濃度有毒、有害氣體排放前必須經(jīng)過吸收處理，如氮、硫、磷等酸性氧化物氣體可用導管通入堿液中，使其被吸收后再排出。

（3）對于某些少量的高濃度有毒有機物，可將之置于燃燒爐中，供給充分的氧氣使其完全燃燒，還原成二氧化碳和水。

1.3 實驗室內(nèi)少量的廢液的處理

1.3.1 酸、堿廢液的處理

對于高濃度的廢酸、廢堿溶液，可以經(jīng)過中和反應使其接近中性后再排放。

1.3.2 含汞廢棄物的處理

若不小心將汞散失在實驗室里，如打碎壓力計、溫度計等，必須及時清除。用滴管或毛筆收集于燒杯中，用水覆蓋。散落于地面難于收集的微小汞珠，應盡快撒上硫磺粉，使其化合成毒性較小的硫化汞后清除干凈即可；或者噴上用鹽酸酸化過的1%高錳酸鉀溶液，過1 h~2 h后再清除；也可噴上20%三氯化鐵溶液，干后再清除干凈。

如果室內(nèi)汞蒸氣濃度超過0.01 mg/m3,可將碘加熱或自然升華，碘蒸氣與空氣中吸附在墻壁、地面、天花板等處的汞反應生成不易揮發(fā)的碘化汞，然后清掃干凈即可。實驗室中產(chǎn)生的含汞廢氣可用導管通入高錳酸鉀吸收液內(nèi)，經(jīng)吸收后排到室外。

含汞廢液可先調(diào)pH至8~10，加入過量硫化鈉，使其生成硫化汞沉淀，再加入硫酸亞鐵作為共沉淀劑，生成的硫化鐵沉淀將懸浮在水中難以沉降的硫化汞微粒吸附而共沉淀，然后靜置、分離或經(jīng)離心過濾，清液可排放，殘渣可以用焙燒法來回收汞或制成汞鹽。汞及其無機化合物最高允許排放濃度為0.05 mg/L。

1.3.3 含鉛、鎘廢液的處理

鉛、鎘在pH值高的溶液中能沉淀下來，對含鉛、鉻廢液的處理可采用混凝沉淀法和中和沉淀法。向廢液中加堿或者石灰乳，將廢液的pH值調(diào)到8~10，使廢液中的Pb2+、Cd2+生成氫氧化鉛和氫氧化鎘沉淀，加入硫酸亞鐵作為共沉淀劑，清液可排放，沉淀與其他無機物混合，進行燒結(jié)處理。鉛及其無機化合物最高允許排放濃度為1.0 mg/L，鎘及其無機化合物最高允許排放濃度為0.1 mg/L。

1.3.4 含鉻廢液的處理

鉻酸洗液經(jīng)多次使用后會失效變綠，Cr6+逐漸被還原為Cr3+，同時洗液被稀釋，酸度降低，氧化能力逐漸降低至不能使用。此廢液可在110度~130度時不斷攪拌，加熱濃縮，除去水分，冷卻至室溫。邊攪拌邊緩慢加入高錳酸鉀粉末氧化，直至溶液呈深褐色或微紫色（1 L約加入10%左右高錳酸鉀），加熱至有二氧化錳沉淀出現(xiàn)，稍冷，用砂芯漏斗過濾，除去二氧化錳沉淀后即可使用。

向含鉻廢液中加入還原劑，如硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、二氧化硫、水合肼或者廢鐵屑，在酸性條件下將Cr6＋還原為Cr3+,然后加堿如氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、石灰等，調(diào)節(jié)pH值，使Cr3+形成低毒的氫氧化鉻沉淀，分離沉淀，清液可排放，沉淀經(jīng)脫水干燥后或綜合利用或用焙燒法處理，使其與煤渣或煤粉一起焙燒，處理后的鉻渣可填埋。如果將廢水中的鉻離子形成鐵氧體（使鉻鑲嵌在鐵氧體中），則不會產(chǎn)生二次污染。

六價鉻無機化合物的最高允許排放濃度為0.5 mg/L，三價鉻無機化合物最高允許排放濃度為3.0 mg/L。

1.3.5 含砷廢液的處理

在含砷廢液中加入氧化鈣，調(diào)節(jié)并控制pH值為8，生成砷酸鈣和亞砷酸鈣沉淀。有Fe3+存在時可起共沉淀作用。也可將含砷廢液pH值調(diào)至10以上，加入硫化鈉與砷反應生成難溶、低毒的硫化物沉淀。能產(chǎn)生少量含砷氣體的實驗應在通風櫥中進行，使有毒氣體及時排于室外，避免污染實驗室環(huán)境。砷及其無機化合物的最高允許排放濃度為0.5 mg/L。

1.3.6 含酚廢液的處理

低濃度的含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉，使酚氧化為二氧化碳和水。高濃度的含酚廢液可用乙酸丁酯萃取，再用少量氫氧化鈉反萃取，經(jīng)調(diào)節(jié)pH值后，進行重蒸餾回收。揮發(fā)性酚類的最高允許排放濃度為1.0 mg/L。

1.3.7 含氰廢液的處理

低濃度的氰化物廢液可加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值大于10，再加入濃度為3%的高錳酸鉀溶液，使CN-氧化分解。如果氰化物濃度較高，可用堿氯法處理，即先加入堿調(diào)節(jié)pH值大于10，再加入次氯酸鈉或漂白粉，并充分攪拌，氰化物被氧化分解為二氧化碳和氮氣，放置24 h后排放即可。應該特別注意的是，含氰廢液切忌與酸混合，否則會發(fā)生化學反應，生成劇毒氣體氰化氫，造成人員中毒。氰化物最高允許排放濃度為0.5 mg/L。

1.3.8 綜合廢水的處理

互不作用的廢液混合后，可用鐵粉處理。用酸調(diào)節(jié)廢水的pH為3~4，加入鐵粉，攪拌0.5 h，用堿調(diào)節(jié)其pH值大約為9，繼續(xù)攪拌10 min，加入高分子混凝劑，進行混凝沉淀，清液可排放，沉淀按照廢渣處理。

2 有機溶劑廢液的回收、提純

2.1 有機溶劑廢液的回收、提純

對于含有少量被測物和其他試劑的高濃度的有機溶劑廢液應回收、提純后再用，用于回收的廢液應分類分裝于潔凈的容器內(nèi)；某些組分濃度低的應經(jīng)過適當處理達到排放標準后再排放。

回收有機溶劑通常先在分液漏斗中洗滌，將洗滌后的有機溶劑進行蒸餾或分餾處理，加以精制、純化，整個回收過程應在通風櫥中進行。所得有機溶劑純度較高，可供試驗重復使用。

2.2 三氯甲烷廢液的回收和提純

將三氯甲烷廢液順序用水、濃硫酸（三氯甲烷體積的1/10）、純水、0.5%鹽酸羥胺（分析純）溶液洗滌，用重蒸餾水洗滌兩次，將洗好的三氯甲烷用無水氯化鈣脫水，過濾、蒸餾。蒸餾速度為1滴~2滴·S-1,收集沸程為60℃～62℃的餾出液，保存于棕色帶磨口試劑瓶中。

如果三氯甲烷中雜質(zhì)較多，可在用水洗滌后預蒸餾一次，除去大部分雜質(zhì)，然后按上述方法處理。對蒸餾法仍不能除去的雜質(zhì)，可用活性炭吸附純化。

2.3 乙醚廢液的回收和提純

將乙醚廢液用水洗滌一次，中和（石蕊試紙檢查），用0.5%高錳酸鉀洗至紫色不褪，然后用0.5﹪～1﹪硫酸亞鐵溶液洗滌，除去過氧化物，再用純水洗滌兩次，將洗好的乙醚用無水氯化鈣干燥，靜置過夜，過濾，在45℃水浴中加熱蒸餾，收集沸程為33.5℃～34.5℃的餾出液，保存于棕色帶磨口塞試劑瓶中。蒸餾瓶中殘液量不得少于60 mL。如果純度不夠，可重新蒸餾一次。

2.4 石油醚廢液的回收和提純

將石油醚廢液用10﹪氫氧化鈉溶液洗滌一次，再用純水洗滌兩次,除去水層，用無水氯化鈣干燥、過濾，再在水浴中加熱，蒸餾收集60℃以上的餾出液保存?zhèn)溆谩?/p>

2.5 四氯化碳廢液的回收與提純

2.5.1 含雙硫腙的四氯化碳廢液

先用硫酸洗滌一次，再用純水洗滌兩次，除去水層，用無水氯化鈣干燥，過濾，蒸餾。收集沸程為76℃~78℃的餾出液備用。

2.5.2 含銅試劑的四氯化碳廢液

用純水洗滌四氯化碳兩次后，用無水氯化鈣干燥后即可蒸餾。

2.5.3 含碘的四氯化碳廢液

在四氯化碳廢液中滴加三氯化鈦溶液至溶液呈現(xiàn)無色，用純水（有機層體積：水層體積=2∶4） 洗滌1次~2次，棄去水層，干燥，過濾，蒸餾。也可以采用活性炭吸附，使之呈現(xiàn)無色，抽濾后再依次洗滌1次~2次，干燥，過濾，蒸餾。

2.6 苯廢液的回收和提純

2.6.1 含結(jié)晶紫或其他堿性染料的苯廢液

將苯廢液先用硫酸洗一次，再用硫酸洗滌兩次，除去水層，用生石灰或無水氯化鈣干燥，過濾，在水浴中蒸餾，收集80℃~81℃的中段餾出液，保存于棕色帶磨口塞的試劑瓶中備用。

2.6.2 -苯基-3-甲基-4-苯甲?；吝蛲?[5]（PMBP）-苯的回收

在廢PMBP-苯液中加入鹽酸（1+1）（有機層體積：水層體積=3∶1）洗滌2次~3次，再用純水洗滌3次~4次，棄去水層即可重復使用。

2.7 貴重金屬銀的回收

含銀廢液在攪拌下加入過量濃鹽酸，加到不再析出白色氯化銀沉淀為止，靜置至沉淀完全沉降后，傾倒出母液。然后采用傾瀉法用純水洗滌沉淀直至完全除去其中的Fe3+和Cl-。再在1+4硫酸或10%~15%的氯化鈉溶液中加入鋅粒或插入鋅棒，還原氯化銀沉淀，直到沉淀內(nèi)不再有白色的顆粒為止。采用傾瀉法用純水洗滌析出的暗灰色沉淀，干燥后即得到銀粉?；蛘邔⑾礈旄蓛舻某恋砣苡谙跛嶂?，制成硝酸銀溶液供實驗室使用。

化學實驗室的“三廢”經(jīng)過以上方法的處理，基本能夠達到無公害排放，降低了對大氣、土壤等周圍環(huán)境的污染。同時，部分廢棄物經(jīng)過回收、提純可以重復使用，既保護了環(huán)境，又節(jié)約了資源。

[1]無機化學（下冊）[M].北京：高等教育出版社，1989.

[2]劉珍.化驗員讀本[M].北京：化學工業(yè)出版社，1983.

[3]GB 8978-1996，污水綜合排放標準[S].北京：中國標準出版社，2000.

[4]劉文君，張麗萍.城鎮(zhèn)供水應急技術手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[5]章亞麟.環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測質(zhì)量保證手冊 [M].北京：化學工業(yè)出版社，1994.

TQ

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2010－07－02

朱麗麗，現(xiàn)就職于大同煤礦集團有限責任公司供水分公司.