化学废弃物的管理

第二节 化学废弃物的 管理

化学废弃物是对含有或者被化学有机试剂或无机试剂污染的实验室废弃物的统称,包括含有或者被化学有机试剂或无机试剂污染的液体、固体和气体等。

化学废弃物具有易燃性、腐蚀性或毒性的特征。具有易燃性特征的化学试剂包括燃烧点低于60℃的液体、在常温下易自燃的固体、易氧化的物质、易燃压缩气体,如乙醇、二甲苯和丙酮等。pH≥12.5或pH≤2的溶液具有强腐蚀性;重金属能引起人体中毒;澳化乙锭(Ethidium Bromide,EB)、DEPC和巯基乙醇具有很强的诱变致癌性;丙烯酰胺是神经毒剂,可引起神经中毒。

根据实验室化学废弃物的特点,对化学废弃物的处理一般遵循专人负责、分类收集、定点存放、统一处理的原则。处理方法应简单易操作,处理效率高且投资较少。根据废弃物的性质选择合适的容器和存放点,禁止混合储存,以免发生剧烈化学反应而造成事故。废液应用密闭容器储存,贴上标签,标明种类和贮存时间等,容器应防渗漏、防止挥发性气体逸出而污染环境。剧毒、易燃、易爆、高危废弃物的贮存应按相关规定执行。

一、化学废弃物处理的原则

(一)减少产生

有效控制废弃物的生成是处理废弃物的重要环节。因此,实验室工作要尽可能采用生成废弃物少的方法;实验药品、试剂要购买适合工作需求的包装量;多余的实验药品、试剂要实现实验室间的共用,减少废弃物的生成。

(二)及时收集

实验室产生的废弃物必须及时收集,形成“即生即收”的观念和制度,减少其扩散、污染时间,尤其是有毒性的废弃物更应该及时处理,遵循“即生即处”的原则。

(三)集中收集

在实验室内应该设立指定的废弃物收集区,集中收集实验室产生的废弃物。在收集区放置专用的容器,并贴有醒目标注,以便减少废弃物污染的范围。

(四)分类处理

由于实验室化学废弃物复杂多样,要依据废弃物的性质、形态特征进行分类,以便于对不同性质和形态的废弃物采用不同的方法进行定期安全处理。同时,不同废弃物间可能会发生化学反应或交叉污染,应分别处理,避免造成二次污染。

二、气体废弃物的处理

相对于液体和固体废弃物,实验室中气体废弃物较少,但常含有刺激气味或具有麻醉作用,易引起眼睛或呼吸道疾病,或者麻醉人的中枢神经,甚至可使人失去意识或死亡。

对于实验室产生的气体废弃物中具有回收利用价值的气体应进行回收处理,如回收三氧化硫用于制备硫酸。少量气体废弃物可通过通风橱的通风管道与空气充分交换混合,稀释后直接排向室外,但通风橱的通风管道应加设过滤器。实验过程中产出的大量有毒气体必须要通过合理的处理措施降低或消除其毒性后排放,如经过酸或碱性溶液吸收处理,或有氧燃烧处理等。对于碱性气体(如NH3)用回收的废酸进行吸收,对于酸性气体(如SO2、NO2、H2S等)用回收的废碱进行吸收处理。有毒气源及挥发性溶剂应妥善保管,加强安全生产教育,杜绝事故性排放。如色谱实验中常用的流动相二氯甲烷,对鼻和喉咙有轻微刺激,并可损害人中枢神经和呼吸系统。

综上所述,产生有毒有害气体的实验应在通风橱中进行。若排放量较大,建议参考工业废气处理办法。在排放前进行预处理,采用吸附、吸收、氧化(与氧充分燃烧)、分解等方法通过特定管道经空气稀释后排出,减少无组织排放。同时,还应制定实验室废弃物处理与处置管理办法,加强实验室工作人员的环境意识教育,提高自身素质。

三、液体废弃物的处理

从实验室排出的废液,虽与工业废液相比数量少,但由于其种类多且成分复杂多变,最好不要集中处理,而应由实验室根据废弃物的性质和成分,分类分别加以处理。

(一)酸碱废液的处理(https://www.daowen.com)

可直接或稀释后排放到下水道,或者储存起来循环利用,以达到节约和环保的双重收益。还可根据酸、碱中和反应的原理进行处理。实验室设置废酸、废碱的废液缸,将废液中和至pH为6~9,用水稀释后即可排放至下水道。

(二)有机污染废液的处理

含甲醇、乙醇、醋酸类的可溶性溶剂可以用大量的水稀释后排放,因为这些溶剂能被细菌分解。三氯甲烷和四氯化碳等废液可以用水浴蒸馏,收集馏出液,密闭保存,回收再利用,达到无害化处理以及节约的双重目的。烃类及其含氧衍生物最简单的处理方法就是用活性炭吸附,具体方法为先将废液分为有机、无机两相,向有机相中加入活性炭,然后经活性炭吸附去除有机物。目前,有机污染物最广泛最有效的处理方法是生物降解法和活性污泥法等。

(三)重金属污染废液的处理

重金属废液处理方法可分成化学沉淀法、离子交换法、吸收法、膜过滤法、凝胶和絮凝法、体系浮选法和电化学处理法等。这些方法在实际处理重金属废液中都得到广泛应用,其中低成本的吸附剂或生物吸附剂的吸附法被认为是一种可以替代活性炭而对处理低浓度重金属废液有效且经济的方法。膜过滤技术具有很高的去除重金属效率,但成本较高。选择哪种方法处理含重金属的废液,要依据实际情况(金属的初始浓度、废液中金属的主要组成部分、实验室运营成本、操作的灵活性和可靠性以及对环境的影响)来决定。而一般采用化学沉淀之后,含NO3-、PO43-、NO2-等阴离户的溶液可经水稀释之后喷洒在土壤中供绿色植物吸收。

(四)含氰废液的处理

主要的方法有氯碱法、电解氧化法、普鲁士蓝法(是以生成铁氰化合物而使之沉淀的方法)、臭氧氧化法以及铁屑内电解法等。如氯碱法具体操作过程为先用碱溶液将溶液调到pH>11后,加入次氯酸钠或漂白粉,充分搅拌,氰化物分解为二氧化碳和氮气,放置24小时后排放。

废液的回收及处理是实验室中每一个工作人员的重要任务。同时,实验工作人员还必须加深对防止公害的认识,自觉采取措施,防止污染环境,以免危害自身或者危及他人。

四、固体废弃物的处理

实验室固体废弃物复杂多样,相对数量较多,包括多余的实验材料、实验产物、残留或过期失效的试剂药品、一次性实验耗材(如滤纸、离心管、PE手套、移液器等)、凝固的琼脂糖凝胶及培养皿等。固体废弃物常常被化学试剂或生物危害剂污染,含有大量危害公众环境的有机溶剂、有害微生物等,如果按照生活垃圾处理,势必会引起严重的环境污染,危害人类的健康。

实验室固体废弃物应尽量回收利用,或送到政府指定的专门处理实验药品报废机构进行处理,或采用如提纯、降解、送化工厂做原料等。对于一般固体废弃物,实验室应用塑料袋、纸箱等物包装,并贴上标签,注明废弃物的名称、单位、数量等,由实验室暂时存放于安全位置。对于实验后产生的有毒有害以及对人体和环境可能造成严重损害或污染的固体废弃物,实验室首先应对其进行化学处理,然后按一般固体废弃物进行处理。待接到处理固体废弃物的通知之后,各实验室可将需处理的实验废弃物归拢,列好清单,在清单上注明废弃物的名称、单位、数量,统一收集进行处理。

固体废弃物的处理技术主要有如下几个方面:

(一)固体废弃物的预处理

对固体废弃物进行综合利用和最终处理之前,往往需要实行预处理,以便于进行下一步处理。预处理主要包括固体废弃物的破碎、筛分、粉磨、压缩等工序。

(二)物理法处理固体废弃物

利用固体废弃物的物理和化学性质,从中分选或分离有用或有害物质。根据固体废弃物的特性可分别采用重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、弹道分选、摩擦分选和浮选分选等方法。

(三)化学法处理固体废弃物

通过固体废弃物发生化学转换回收有用物质和能源。煅烧、焙烧、烧结、溶剂浸出、热分解、焚烧、电力辐射都属于化学处理方法。

(四)生物法处理固体废弃物

利用微生物的作用处理固体废弃物。其基本原理是利用微生物的生物化学作用,将复杂有机物分解为简单物质,将有毒物质转化为无毒物质。发酵即属于生物处理法。

(五)固体废弃物的最终处理

没有利用价值的有害固体废弃物需进行最终处理。最终处理的方法有焚化法、填埋法、海洋投弃法等。固体废弃物在填埋和投弃海洋之前应进行无害化处理。

根据实验室ESH管理体系要求,化学废弃物处理时应做好个人防护,确保实验室工作人员的安全和健康。工作人员应定期进行体检,发现疾病要及时治疗。

为了保证实验人员的健康及防止环境污染,实验室三废的排放也应遵守《环境保护法》《大气污染防治法》和《水污染防治法》等法规的有关规定。