李芳蓉， 張建民， 劉鳳霞， 王 英

(1.定西師范高等專科學(xué)校，生化系，甘肅 定西 743000； 2.蘭州大學(xué)，資產(chǎn)與實驗設(shè)備處，甘肅 蘭州 730000)

0 引 言

常見化學(xué)實驗室“三廢”有毒、有害，甚至劇毒或強致癌，任意排放既污染生態(tài)環(huán)境，又威脅人及其他生物健康。其中廢水排放量和處理難度最大[1]。實驗室廢水量雖較少，但許多高校對廢水的處理極簡單，甚至不加處理就排入下水道，造成極大的環(huán)境污染，因此化學(xué)實驗室都已形成了一個小型環(huán)境污染源。隨著環(huán)保意識增強，可持續(xù)和科學(xué)發(fā)展及綠色化學(xué)教育已是化學(xué)教育的重中之重。處理實驗室“三廢”，既可培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識，又利于實施綠色化學(xué)教育[2]。目前，高?；瘜W(xué)實驗室如何盡可能減少廢水排放量，減少污染，實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化，加強管理，研究化學(xué)實驗室廢水污染的防治對策勢在必行。

1 化學(xué)實驗室廢液的收集與管理

化學(xué)實驗廢水的排放總量不大，但水質(zhì)、水量不穩(wěn)定，間歇性強，成分復(fù)雜，對環(huán)境的危害具有多樣性。廢液收集和貯存較困難，最好成立專門機構(gòu)統(tǒng)一處理。一般先按其化學(xué)特性，統(tǒng)一分類貯存于密閉容器，定期收集并統(tǒng)一處理。盛裝容器應(yīng)既經(jīng)久耐用，不易變形、老化或破損，又能防擴散和滲漏。收集裝置必備安全保護，貯存時間宜短。必須標(biāo)注廢水種類、性質(zhì)、所含成分及產(chǎn)生日期等。為了防止廢液間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生新的有害物質(zhì)或發(fā)生其它事故，收集與管理要嚴(yán)格做到：貯存容器規(guī)格統(tǒng)一、潔凈，密封, 避光，遠(yuǎn)離水源、火源，避免交叉污染、揮發(fā)逸出或發(fā)生意外事故；廢液嚴(yán)禁混合存放；存放場所要固定；廢液統(tǒng)一處理并確保安全并達(dá)標(biāo)后排放，沉渣必須遠(yuǎn)離水源深埋[3]。

2 化學(xué)實驗廢水對環(huán)境的污染及其危害

實驗用的大多數(shù)化學(xué)試劑有毒且能污染環(huán)境。如廢水中的重金屬，酸、堿及有機物，農(nóng)藥、含磷化合物、氰化物等，以及致癌的亞硝酸鹽、環(huán)氧氯丙烷等。酸堿廢液排入水中改變其pH。pH>8.5或pH<6.5，將破壞和影響水體生態(tài)及自凈力。pH過低則嚴(yán)重腐蝕下水管道金屬設(shè)備，降低管道耐水壓力，易斷裂造成損失和事故。濃酸使水質(zhì)呈酸性，灌田則影響作物生長致減產(chǎn)，養(yǎng)殖則使魚苗死亡。重金屬廢液中Hg、Cd、Cr、V、Co、Cu等都有毒有害。Hg可由呼吸、消化道及皮膚直接吸收，造成積累性中毒，損害消化、泌尿和神經(jīng)系統(tǒng)，破壞腦組織；Cd影響Ca吸收，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松和軟化，使胃功能失調(diào)，并干擾Zn酶系統(tǒng)致高血壓；Cr可致腹瀉及過敏性皮炎或濕疹，還可刺激腐蝕呼吸道，致咽炎、支氣管炎等。有機物如酚、農(nóng)藥、苯并芘、黃曲霉素、鄰聯(lián)甲苯胺等致癌，沿食物鏈傳播，聚集機體脂肪中，易致過敏、先天缺陷、癌癥、免疫力和生殖器受損。有機溶劑雖多不腐蝕金屬管道，但污染水質(zhì)。飲用被二甲苯、氯仿等污染的水，降低機體免疫力，破壞神經(jīng)中樞使機能失調(diào)而死亡。

3 化學(xué)實驗室廢水嚴(yán)重污染的環(huán)境原因[4]

2005年，國家環(huán)保總局下發(fā)《關(guān)于加強高等學(xué)校實驗室排污管理的通知》，為以規(guī)范和加強高校實驗室排污管理，防止實驗室廢物污染環(huán)境，促進建立和諧型社會，提供了有力保障和依據(jù)。但實驗室廢水的排放及其對環(huán)境的污染仍然因以下原因而非常嚴(yán)重。

(1) 實驗室環(huán)保觀念和意識淡薄。盡管多數(shù)高校已經(jīng)制定和實施了實驗室廢液集中回收處理的方法和措施，實際上，多屬被動接受，更有甚者認(rèn)為此乃管理部門或政府之事，環(huán)保自覺性較低[5]。隨意傾倒、丟棄雜物或用流水沖洗儀器，增加了實驗室廢水排放量。治理實驗室廢水，思想和行動上都不重視和堅持，無危機和緊迫感，不能充分認(rèn)識其重要性。因此，必須痛下決心，治理污染源頭，徹底改變現(xiàn)狀，使實驗室及其周邊環(huán)境免遭污染。

(2) 實驗室污水處理經(jīng)費欠缺。實驗經(jīng)費預(yù)算多僅限于實驗室儀器設(shè)備和試劑的采購及實驗室裝修等，其污水處理根本未投入預(yù)算，直接導(dǎo)致實驗廢水處理經(jīng)費欠缺。

(3) 實驗廢液處理和排放管理難且缺乏監(jiān)管。高校實驗教學(xué)，學(xué)生流動性大且人時數(shù)多，廢液排放難以管理；實驗項目日增，產(chǎn)生廢液雖總量少，但品種多，難收集；隨著實驗室開放程度提高，跨專業(yè)甚至跨校的學(xué)生自主創(chuàng)新實驗增多，因其所受環(huán)保教育程度不一和自覺性差等，造成廢液隨意排放。實驗室管理欠科學(xué)，藥品管理及實驗過程管理存在較大漏洞，一次性采購實驗藥品過多、實驗藥品取用超量等，致使實驗室年年都有大量試劑過期，廢液量逐年遞增，管理部門對廢試劑和廢液的管理和處理既不要求也不支持。

(4) 實驗設(shè)計和廢液排放及處理欠科學(xué)。實驗儀器陳舊，實驗藥品種類和量的設(shè)計不合理，操作欠規(guī)范和科學(xué)以及較多實驗廢液未經(jīng)處理直接排放或?qū)U液的處理欠合科學(xué)理等，皆造成實驗室污水污染環(huán)境。

(5) 缺乏實驗室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。雖然國家《關(guān)于加強高等學(xué)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(guī)范和加強，但目前專門針對實驗室建設(shè)的具體標(biāo)準(zhǔn)與實驗室污水污染環(huán)境的控制法規(guī)和條例仍然是存在法律空白。

(6) 廢液處理企業(yè)稀缺。我國環(huán)保工業(yè)發(fā)展的滯后直接導(dǎo)致實驗室廢棄物隨意排放。普遍情況是想處理卻找不到廠家或無力承擔(dān)高昂處理費用，又因投建專門的處理廠耗資巨大，當(dāng)然處理費用也很高。目前發(fā)達(dá)地區(qū)多數(shù)高校采用集中回收，由專業(yè)廢液處理企業(yè)進行無害化處理的辦法。但這些企業(yè)需環(huán)保部門的評估和監(jiān)管，廢液處理企業(yè)數(shù)量少、處理種類不全，為處理實驗廢液學(xué)校需聯(lián)系多家企業(yè)才能完成。近年來，企業(yè)廢棄物處理費用每年翻翻，劇毒試劑處理費更高。部分廢液處理價格已遠(yuǎn)高于購買試劑的價格。此外，企業(yè)到學(xué)校收集實驗廢棄物時還收取高額的車費。有些高校年實驗室廢液處理費用高達(dá)幾十萬元乃至上百萬元[6]。一般地區(qū)多數(shù)高校幾乎都是無任何處理直接排放。

(7) 實驗室廢液處理配套設(shè)施不足。許多高校雖歷史悠久，但因早期建設(shè)對環(huán)境影響欠考慮，無專設(shè)實驗廢液收集和保管設(shè)施，現(xiàn)存排水管道不利于廢液集中收集和處理，有些實驗室直接將廢液倒入下水道，用廢液桶收集也只是隨意存放于走廊樓道，不便收集又易丟失[7]。舊實驗樓下水與生活污水共管排放，含酸、堿、重金屬以及有機物的廢液直接進入水體，部分鑄鐵管道，無防酸堿功能，腐蝕嚴(yán)重，致使廢液四溢，周邊環(huán)境污染嚴(yán)重。

4 實驗室廢水污染防治對策

4.1 制訂與完善專門法律法規(guī)

為了加強與規(guī)范高校實驗室排污管理，防止實驗廢棄物污染環(huán)境，維護公共環(huán)境安全，保障公眾健康，促進社會和諧。急需制定專門的法律法規(guī)，將實驗室污染源區(qū)別于其他污染源，科學(xué)規(guī)定排污量、排污標(biāo)準(zhǔn)等，對其進行專門監(jiān)測與治理[8]。

(1) 國家與地方專門立法共同規(guī)范。①國家立法機關(guān)應(yīng)全面考察和調(diào)研，出臺一系列專門法律、法規(guī)規(guī)制實驗室污染環(huán)境。重點針對性規(guī)制實驗室排放廢水的性質(zhì)、種類及其對環(huán)境的污染，并與現(xiàn)有環(huán)境法律法規(guī)結(jié)合，盡量避免相互矛盾。②地方立法機關(guān)要在防治高校實驗室污染環(huán)境方面發(fā)揮其職能。但實驗室污染較特殊，法制建設(shè)不能完全依賴國家，應(yīng)按當(dāng)?shù)貙嶋H出臺相應(yīng)地方性法規(guī)條例等。③針對實驗室廢水處理產(chǎn)生的二次污染，必須制定法規(guī)或在現(xiàn)有立法基礎(chǔ)上增設(shè)對廢水處理企業(yè)的權(quán)義責(zé)規(guī)定。對該類企業(yè)進行資質(zhì)和許可認(rèn)證，必須定期收集、登記造冊和保管實驗室廢水，統(tǒng)一集中處理，按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范制定事故應(yīng)急預(yù)案和實施防污措施。嚴(yán)格管理、定期維護，確保廢水處理設(shè)施正常運行。同時規(guī)定實驗室廢水回收處理人員必有專門資質(zhì)認(rèn)證，掌握必要知識和技術(shù)，且定期嚴(yán)格培訓(xùn)，落實崗位責(zé)任。

(2) 提高執(zhí)法人員環(huán)境和法制意識。實驗室污染防治屬系統(tǒng)工程，艱難而龐大。不僅要在管理和制度上有章可循或限于法律規(guī)定，更要落實具體責(zé)任，因環(huán)境問題的復(fù)雜多樣性，環(huán)境執(zhí)法本身難度很大，而且國家環(huán)保部門普遍有法不依，執(zhí)法不嚴(yán)，所以當(dāng)?shù)丨h(huán)保及高校主管部門及人員必須協(xié)助和配合執(zhí)法部門，依環(huán)境法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)處理實驗室廢水污染問題。預(yù)防為主，防治結(jié)合。力爭實驗室的能力建設(shè)與質(zhì)量管理和完備管理體系齊頭并進。同時加強執(zhí)法者的生態(tài)環(huán)境意識和職業(yè)道德，提高執(zhí)法人及隊伍的個人及整體素質(zhì)，努力建設(shè)生態(tài)文明。堅決杜絕環(huán)境執(zhí)法中的貪污受賄、徇私枉法和托關(guān)系、講人情等。創(chuàng)造條件組織執(zhí)法者學(xué)習(xí)環(huán)境領(lǐng)域的管理體系及國內(nèi)外的相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)則、原則、技術(shù)等。該體系不僅適用于工業(yè)企業(yè)，多數(shù)高校也在積極進行環(huán)境管理體系的認(rèn)證工作，以提高自競爭實力。

(3) 加強環(huán)保宣傳，提高環(huán)境法制意識。近年來，隨著高校的擴招，高校實驗人員缺乏，普遍聘請臨時工或勤工儉學(xué)學(xué)生，對其缺乏實驗室安全教育和監(jiān)管，更留下了實驗室及環(huán)境安全的隱患。只有思想上高度重視，實驗者才會在實驗時遵守規(guī)則，認(rèn)真操作，以減少實驗室污染及其對環(huán)境的污染。因而要狠抓思想教育，對實驗者進行嚴(yán)格培訓(xùn)與監(jiān)管，提高其環(huán)境和法制意識，大力提倡建立綠色實驗室?；瘜W(xué)工作者必須以行動保護環(huán)境，做出表率并體現(xiàn)科研道德。加強管理教育，從始端減少實驗廢水排放。環(huán)保意識與教育和自身認(rèn)識提高等密不可分，其牢固樹立需要一個過程。①通過實驗者培訓(xùn)，使指導(dǎo)老師充分認(rèn)識廢液中的易燃易爆，劇毒或致癌物，造成學(xué)校周邊生態(tài)環(huán)境的長久破壞，對人及其他生物損害嚴(yán)重。②對新生介紹實驗室環(huán)境污染及危害、國家環(huán)保法規(guī)和學(xué)校采取的措施等。同時，在實驗室顯眼位置懸掛實驗操作規(guī)程和廢液處理要求。通過宣傳教育，提高師生環(huán)保意識，開展“綠色實驗”專題講座，確保全部廢液集中回收。

4.2 全面推行綠色化學(xué)思想和清潔實驗

綠色化學(xué)是當(dāng)今國際化學(xué)科學(xué)研究的前沿，其目標(biāo)是化學(xué)過程不產(chǎn)生污染，即將污染消除于產(chǎn)生之前。它是利用化學(xué)原理和方法來減少或消除對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的反應(yīng)原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物的新型學(xué)科，是從源頭和根本上減少或消除污染的化學(xué)。強調(diào)始端控制而非末端治理。其核心是“杜絕污染源”。在實驗始端利用科學(xué)手段，確保實驗過程和終端均有利于實驗者的學(xué)習(xí)、研究和身心健康，使環(huán)境少受或不受污染，從而達(dá)到最好的環(huán)境效應(yīng)。所以在高?；瘜W(xué)實驗中深入貫徹和推行綠色化學(xué)思想，變傳統(tǒng)的“先污染，后治理”為“零排放，零污染”，徹底減少廢水的產(chǎn)生，盡可能消除其污染，從根本上解決實驗室廢水的污染問題。當(dāng)然此乃長期過程，需要較長時間方可實現(xiàn)。化學(xué)工作者須牢固樹立綠色化學(xué)思想，依據(jù)減量化、再利用、再循環(huán)的整體思維方式來考慮和解決實驗中出現(xiàn)的污染問題。

(1) 選擇污染少的分析方法。確保實驗效果的前提下，以無毒害和污染或低毒害和污染的試劑替代較強毒性試劑[9]。對必須用高毒性藥品的特定實驗，切記用封閉桶收集廢液。選擇恰當(dāng)?shù)臋z測方法，最大限度地減少廢棄物對環(huán)境的污染。廢棄物必須做到零排放，合理處理和安置過期和失效試劑；禁止購買暫時用不上的試劑，盡量利用回收試劑等。實驗時要求每個人自覺嚴(yán)格按規(guī)定量取用藥品、規(guī)范操作、及時妥善處理實驗廢棄物，養(yǎng)成良好的實驗作風(fēng)和習(xí)慣[10]。提高認(rèn)識，努力建成綠色實驗室，人人切實負(fù)責(zé)環(huán)保。

(2) 推廣微量實驗教學(xué)。從源頭上減少排放和環(huán)境污染，隨著高校實驗課人時數(shù)的增加，每個實驗減少一點試劑，即可大大減少試劑使用量，既節(jié)約實驗經(jīng)費，更可有效減少污染。微型實驗是指在微型化的儀器裝置中進行的實驗，其試劑用量是常規(guī)實驗的數(shù)十分之一至千分之一。不僅具有測定速度快、節(jié)約試劑、減少污染、操作安全等特點，還可降低水、電消耗，尤其對藥品貴、耗量大、污染嚴(yán)重、操作復(fù)雜的實驗，更便于實驗室管理和三廢處理。因此，實驗教學(xué)中，盡可能開設(shè)微型實驗，節(jié)約藥品，減少開支，降低實驗污染，減輕實驗室三廢處理壓力。對不得已必須排放的廢棄物應(yīng)依其特點分類收集、存放，集中處理，處理方法須操作簡易、高效率、投資小，且盡最大可能綜合利用[11-12]。無法循環(huán)利用的經(jīng)無害化處理后按環(huán)保要求排放。

(3) 利用計算機模擬化學(xué)仿真實驗。適當(dāng)采用計算機模擬化學(xué)仿真實驗有效減少廢棄物排放，特別是藥品消耗量大或易燃易爆、操作不易控制或必須使用較多有毒有害試劑的實驗，則更顯其優(yōu)越性。利用專門的化學(xué)軟件對實驗原理、儀器、藥品、實驗過程及實驗現(xiàn)象等做出詳盡描述，并附以圖示、聲音、動畫等效果，讓學(xué)生既感覺身臨其境，又可在輕松愉快、安全的環(huán)境中掌握化學(xué)原理和實驗方法，而且自始至終不危害身體健康和環(huán)境安全。

(4) 設(shè)計行之有效的節(jié)能減排的清潔實驗。根據(jù)綠色化學(xué)原理，對于合成反應(yīng)，減少廢物排放的關(guān)鍵是提高目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性和原子利用率，盡可能采用原子經(jīng)濟性反應(yīng)，徹底減少污染物產(chǎn)生。同時，在滿足實驗要求的情況下，適當(dāng)降低采樣量；盡量利用可回收的試劑；使用無磷洗滌劑，避免水體富營養(yǎng)化；使用酒精溫度計，避免水銀溫度計可能帶來的汞污染。

4.3 落實和強化管理措施

既要加強實驗室能力建設(shè)、質(zhì)量管理，更要建立完備的實驗室管理體系。全面考察和分析實驗室諸方面，依據(jù)ISO 14001環(huán)境管理體系理念及要求，制定相應(yīng)程序文件，規(guī)范實驗室環(huán)境行為，充分貫徹其對污染預(yù)防和持續(xù)改進的基本要求，盡可能減小各過程的環(huán)境影響，不斷提升和規(guī)范實驗室及實驗廢水管理水平，減少環(huán)境污染。

(1) 教育主管部門加強監(jiān)管。為了始端控制實驗室污染，按照“環(huán)境保護法”和“環(huán)境影響評價法”等相關(guān)規(guī)定，高校新建、改建、擴建或使用性質(zhì)調(diào)整、改變的實驗室，必須嚴(yán)格執(zhí)行三同時和環(huán)境影響評價制度。合理布局和規(guī)劃，注意特殊實驗室的選址、堅持實驗室污染防治系統(tǒng)銜接整個大學(xué)環(huán)境保護體系，實驗室建設(shè)必經(jīng)環(huán)保行政主管部門審批，要全面規(guī)劃和建立污染防治設(shè)施，特別是污水處理設(shè)施。確保環(huán)保法基本原則“誰污染，誰治理”。按教育部的要求，地方各級環(huán)保行政主管部門要對本轄區(qū)高校實驗室嚴(yán)格執(zhí)行排放污水申報登記、管理制度，認(rèn)真調(diào)查排放污染物的種類、數(shù)量和排放去向等，特別是廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，要堅決達(dá)標(biāo)排放。因此，各省、市教育部門應(yīng)會同當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門，對當(dāng)?shù)馗咝嶒炇遗盼矍闆r進行長期監(jiān)督。

(2) 落實管理機構(gòu)。實驗廢液處理，是近年來出現(xiàn)的新的工作任務(wù)，在管理職責(zé)落實到具體部門時，易出現(xiàn)互相推諉的現(xiàn)象。落實管理機構(gòu)必須明確責(zé)任，加強管理。高校教務(wù)處管教學(xué)實驗、科技處管科研實驗、設(shè)備資產(chǎn)管理處管實驗室裝備、保衛(wèi)處管實驗室安全和控購試劑的管理模式中，應(yīng)交由設(shè)備資產(chǎn)管理處負(fù)責(zé)實驗室廢水處理的相關(guān)工作，主要職責(zé)有：①管理廢液處理費；②與廢液處理企業(yè)簽訂合同；③接受全校實驗室的廢液回收申請；④組織回收。

(3) 落實處理經(jīng)費。推進高校實驗室廢液處理的保障是經(jīng)費落實。各高校必須充分重視實驗室廢液處理工作的各個環(huán)節(jié)，及時劃撥經(jīng)費，確保處理措施的實施，杜絕實驗室廢水污染。經(jīng)費的籌措一般途徑為：①教學(xué)實驗室由學(xué)校下?lián)軐ｍ椊?jīng)費；②科研實驗室在科研費中開支。

(4) 成立試劑調(diào)度網(wǎng)絡(luò)。過期、失效的化學(xué)試劑的處理是世界性的難題。各實驗室可以合作成立區(qū)域性的試劑調(diào)度網(wǎng)，將部分危害大，用量少，易失效的試劑進入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)實驗室間資源共享，盡量避免大批化學(xué)試劑失效，節(jié)約實驗成本。

4.4 加強本地區(qū)中心實驗室功能

現(xiàn)行的管理體制使各級行政部門都擁有各自小而全的實驗室，既浪費資源，又不利環(huán)保。須發(fā)揮地區(qū)中心實驗室作用，集中部分項目，資源共享，相對降低實驗室污染物的排放。

4.5 政府加大實驗室廢液處理投入

廢液處理企業(yè)是環(huán)保的重要力量。盡管在微型實驗、減少排放方面做了諸多研究，但實驗廢液的產(chǎn)生終難避免，廢液的最后處理須由專業(yè)處理企業(yè)進行。目前，廢液處理等環(huán)保企業(yè)的準(zhǔn)入門檻較高，在一個地區(qū)能夠處理實驗廢液的企業(yè)屈指可數(shù)。相關(guān)企業(yè)處于壟斷地位，處理費用連年暴漲，某些學(xué)生較多的高校廢液處理費已經(jīng)超過100萬。有個別實驗室和課題組由于處理費用的問題，拒絕收集處理。為此，廣州一些高校曾考慮自己進行實驗室廢液的無害化處理，但由于技術(shù)上不能滿足多試劑、高濃度的處理要求，仍處于探索階段。為保護環(huán)境，政府應(yīng)該發(fā)揮作用，首先給予環(huán)保企業(yè)正確的定位，明確其公益性而非盈利性。其次，政府要給予補貼，可以參照自來水廠的模式建設(shè)和運作[13-15]。

5 結(jié) 語

高校實驗室的廢液排放數(shù)量少、種類多、組成變化大，對實驗室工作人員提出了較高的要求，對它們進行處理難度較大。學(xué)校化學(xué)實驗室的廢液問題是實驗室管理中的一個急待解決的問題，必須引起各級教育主管部門、實驗室管理人員、教師和學(xué)生的足夠重視，應(yīng)盡早制定出切實可行的解決方案，并認(rèn)真實施。實驗廢液的分類收集、集中貯存或用儀器設(shè)備自行處理，而不再是隨意倒入下水道，應(yīng)成為學(xué)生、教師的自覺行動。實驗室廢水的處理也將成為未來水處理部分中不可缺少的單元，各科研院所在建立實驗室時應(yīng)考慮其綠色化，采用先進的儀器設(shè)備和減少藥品的使用和廢水的排放量。

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