环境监测实验室废水的处理及污染防治

2014-04-05宋盼盼邵玲周金平

化学分析计量 2014年3期

宋盼盼，邵玲，周金平

（孝感市水文局，湖北孝感市 432100）

随着社会经济的发展，我国大部分地区的环境状况日益恶化，甚至无法满足人们生活对环境的基本要求。环境监测站作为环保行业的一个重要部门，承担着为环保部门提供技术支撑的重要任务。但在环境监测中，特别是水质监测会产生大量的废液，若处理不当，会对环境造成重大污染，甚至对人体健康产生严重威胁。笔者对环境监测实验室废水的处理方法进行了总结并提出了污染防治措施。

1 环境监测实验室废水处理的现状

近年来，国家对环境状况越来越重视，各地环境监测实验室不断完善，监测的频次和开展的监测项目也越来越多，导致在监测过程中产生的废液量不断增大，污染物种类也变得复杂，其中不乏有致癌、致畸、剧毒、强腐蚀性之类的污染物。特别是近年来，由于水环境形势日益严峻，许多新的监测项目陆续开展，而部分实验室硬件设备相对落后，有的甚至达不到废水处理的条件。在这种情形下，实验室废水仅经简单处理甚至不经处理任意排放，对当地土壤、地下水及地表水造成较大的污染。另外各地环保机构都建有自己的实验室，污染源分布过于分散，在监管上存在很大的困难。

2 环境监测实验室废水的来源及分类

实验室废水主要有以下3个来源：分析产生的废液，如样品经显色、滴定等测定后的溶液；分析后剩余的水质样品，特别是污水样品；过期的溶液，如一些易挥发、氧化的溶液。

按照废水中污染物的化学性质，环境监测实验室废水大致分为4类。(1)重金属废水：含有银、汞、铜、锌、铅、镉、铬等重金属元素；(2)砷、氰类剧毒废水：含有砷元素或游离氰、氰化物及氰的络合物；(3)酸碱废水：含有强酸或强碱；(4)有机废水：含有有机溶剂、有机酸、醚类、多氯联苯、有机磷化合物、酚类、石油类、油脂类等有机物质。

3 环境监测实验室废水的处理方法

3.1 重金属废水的处理

重金属污染是危害最大的水污染问题之一。重金属具有毒性大，在环境中不易被代谢，易被生物富集并有生物放大效应等特点，必须经处理后方可排放。

对重金属离子含量较高的废水，可以用电解法来处理。电解法是利用直流电进行氧化还原反应的过程，废水中的污染物质可以在阴极上直接还原，由高价有毒金属还原为低价有毒金属或在阴极直接还原析出金属。据报道，用电解法处理含铬废水，在最佳工艺条件下Cr(Ⅵ)的去除率达到99.80%［1］。由于此方法成本较高，目前较少被采用。

化学沉淀法是一种传统的水处理方法，在国内外已广泛应用于重金属废水的处理。该方法相比电解法具有经济、高效、易操作等优点。化学沉淀法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法，其原理是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除。

3.2 砷、氰类剧毒废水的处理

对于含砷的废水，絮凝共沉法是目前用得最多的方法。它是借助加入Fe(Ⅲ)，Al(Ⅲ)，Mg(Ⅱ)等离子在一定条件下形成氢氧化物胶体与废水中的As进行吸附反应，生成难溶的亚砷酸盐和砷酸盐沉淀，最终分离除去。

氰化物是剧毒物质，碱性氯化法是目前处理含氰废水的成熟方法，目前已被广泛采用。处理时一般在碱性条件下加入氯气或液氯、漂白粉、高锰酸钾等强氧化剂将其氧化成CO2和N2等无毒物质，处理后的废水一般能达标排放。

3.3 酸碱废水的处理

酸碱废水对建筑物和金属有强烈的腐蚀作用，还会造成土壤板结或盐碱化，导致农作物减产，直接流入河道、湖库威胁水生生物。这类废水一般可经中和处理，用大量水稀释后即可达到排放标准。

3.4 有机废水的处理

有机废水比无机废水污染的范围更广，带来的危害更严重，未经处理后排放会造成严重污染。部分有机废水可以经蒸馏、干燥回收利用，如氯仿和四氯化碳废液。对于一些无法回收，或者回收成本过大的有机废水，可运用多种废水处理新技术。

实验室中使用Fenton试剂处理有机废水是一种较快且有效的方法，酸性条件下H2O2在Fe(Ⅱ)的催化作用下能有效地将废水中的有机物氧化。Fenton试剂几乎可以氧化所有的有机物，在处理难以生物降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水时它具有其它方法无法比拟的优点，因此该试剂在废水处理中具有广阔的应用前景［2］。

对于污染物种类复杂的实验室废水，往往需要多种方法联合使用。目前废水处理技术涌现出许多新方法、新技术，除前面提到的Fenton试剂均相催化氧化技术之外，还有臭氧氧化法［3］、超声波降解技术［4］、纳米TiO2光催化氧化技术［5］等。

4 环境监测实验室废水污染的防治对策

实验室废水排放是一重点污染源，要治理好实验室废水，使其达标排放，是一项重要任务。多年来，各地环境监测机构往往是“边监测边污染”，实验室废水污染很少引起重视，防治工作处于起步阶段，管理相对滞后。笔者结合实验室废水管理的实际情况，提出了一些对策。

(1)主管部门必须重视实验室废水污染问题，加强实验室硬件建设。基于社会发展需要，近年来各地陆续开展了许多新的监测项目，随之带来的是各种新的实验室污染物，而现有的实验室硬件设备达不到这类废水处理的条件。特别是一些建立较早的环境监测实验室，设备、仪器陈旧，有的已经严重老化，如排污管道破损、废水处理池渗漏等会造成严重的土壤或水体污染。

(2)在开展新的监测项目前应对现有硬件设施进行系统评估，对硬件设施尚不能满足废水处理条件的实验室要延期开展监测项目，并加强整改，在达到处理废水的条件后方可进行监测。另外有些废水处理存在着毒性大、成本高、处理复杂、危险系数高、设备条件缺乏等问题，在适当的情况下可以向社会购买服务，将废水处理业务外包给有资质的单位。

(3)各监测站（室）管理人员务必健全实验室管理规章制度，规范废水处理程序。目前部分地区对实验室排污问题重视不够，废水管理制度仍不够健全，随意排放的现象严重。在已制定的规章中，尽管对实验室排污有原则性的要求，但是缺少具体、可操作的管理措施，致使实验室废水管理工作难以真正落到实处。因此各环境监测站要因地制宜地建立起完善的实验室废水管理制度，将各种废水处理程序细化，使其更具指导性和操作性，并将实验室废水处理责任落实到人，建全追责和问责机制以确保实验室废水管理有章可循。

(4)承担具体监测项目的分析人员应该探索新途径，积极推广清洁实验，减少有毒物质的使用。值得注意的是，新的设备和技术在应用之前必须经过对比验证，并确认其精度是否满足实际的检测需要。目前在电子设备领域各种先进的仪器和设备层出不穷，加大新仪器设备在水环境监测中的运用，在一定程度上能减少有毒化学品对环境造成的污染，如一些便携式手持设备可以直接测出需要的数据，甚至不需要使用化学药品。

(5)要积极探索新思路，不断总结新经验。同一个水质监测项目往往有多种检测手段，一些先进的检测技术相比传统检测方法，具有便捷、高效、污染小等优势。有研究表明，在异烟酸–吡唑啉酮分光光度法测总氰的过程中用乙醇替代N，N-二甲基甲酰胺作溶剂所得检测结果与原方法无显著差异［6］。N，N-二甲基甲酰胺具有腥臭气味，对皮肤、黏膜有刺激性，可以经呼吸道、皮肤和胃肠道吸收进入体内，造成中枢神经系统和肝、肾、胃等重要脏器严重损伤，渗入土壤或流入水体亦会引起严重污染。因此在该监测项目中用乙醇代替N，N-二甲基甲酰胺作溶剂更具安全性。