实验室环境污染物的低碳管理

徐 荣，苏 刚，孙 娟

（江苏省南京市环境监测中心站，江苏 南京210013）

1 引言

随着人类保护环境的意识不断增强，实验室监测分析变得工作更加繁重。这是因为实验室的污染物种类繁杂、总量大，具有生物毒性累积效应。因此，目前实验室环境问题已经受到广泛的关注。在开展环境监测分析工作的过程中，不可避免的产生一些实验室污染物，其中包括一些强挥发性或半挥发性剧毒、致癌物质，强酸、强碱性物质等。实验室的无管制直接排放，不仅污染实验室及周边地区的生态环境，还严重损害人体健康。

伴随环境监测工作量的增加，实验室产生的污染物总量只增不减，因此迫切要求将节能减排、微型实验、产品有效回收等低碳经济理念融入到环境监测分析与污染物的治理工作中。低碳治理是以低能耗、低排放、低污染为基础的治理理念，是以提高能源利用效率和创建清洁能源结构为基础，以技术创新为核心，是创新管理制度和发展观的转变要素。目前，积极推进实验室污染物低碳治理工作是实现环境监测事业可持续发展的必要途径，也是推进环境友好型、经济发展型生态市建设的重要工作之一。

2 实验室环境污染物的来源和危害

2.1 气态污染物

实验室废气的来源包括标准品、试剂的配制和环境监测样品的挥发物、分析实验的中间产物、泄漏和排空的标气和载气等。有害气体污染物包括含氮化合物，含硫化合物、碳氧、碳氢化合物、卤素化合物、甲醛、苯系物、汞蒸气和酚类等。

气态污染物直接释放到空气中易造成社会型公害。氮氧化物、二氧化硫在空气中易形成酸雨危害；氮氧化合物和碳化氢经过紫外线照射能产生有毒的化学烟雾；含氟含氯气体可有效破坏大气臭氧层；甲醛有生物致癌作用，酚对各种生物细胞有直接损害作用，可腐蚀皮肤和粘膜组织等等。实验室废气污染物具有微量产生，长期排放的特点，污染物释放到空气中的过程，容易被忽视。但长此以往，不仅危害监测分析工作人员的健康，同时还影响环境空气质量，造成社会型公害。

2.2 液态污染物

环境监测分析中涉及的液体环境样品、标准溶液、试验中间产物、清洁器皿的洗液和大量的洗涤后废液都是实验室液态污染物的主要来源。包括酸、碱、氰化物、金属等无机污染物和碳水化合物、酚、醇、多环芳烃、芳香烃等有机污染物。

液态污染物的无管制直接排放可导致严重的生物特性危害。实验常用的盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等强酸性物质，氢氧化钠、氢氧化钾等强碱性物质所产生的液态污染物直接排放，可改变正常水体的酸碱度，当pH值＞9.0（碱性特征）和pH 值＜6.0（酸性特征）时，水体生态系统平衡被破坏，水体的自净能力骤减；氰化物经口、呼吸道或皮肤进入人体，极易被人体吸收，进入血液，与细胞色素氧化酶的Fe3＋结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶，造成呼吸链中断，引起生物窒息死亡。另外，分析试验中的碳水化合物、酚、醇、多环芳烃、芳香烃等液态污染物具有难降解、高残留的化学性质，无管制直接排放对环境产生持久性危害，对动物和人体有致癌、致畸、致突变等生物特性危害。

2.3 固态污染物

实验室固态污染物的来源包括残留或过期的固体化学试剂，沉淀絮凝、离心操作所带来的沉淀残渣，消耗、破损的实验用品，实验过程中常用的滤纸、土壤及固废等样品实验残渣等。

固态污染物的成分复杂，污染过程中具有持久性和不显著性，通常不易引起重视。随意丢弃的固态污染物经过日晒、雨淋所产生的毒性物质易随雨雪溶液经地表径流渗入土壤，导致土壤和地下水再次污染。固体污染物随天然降水进入水体，污染地表水并危及饮用水源地安全，或通过农作物、家禽动物等食物链作用持续破坏生态系统平衡，对生物体造成复合危害。

3 实验室环境污染物的低碳管理措施

3.1 建立实验室污染物的低碳管理体系

以减少污染物总量排放为原则，结合ISO14001环境管理体系的相关要求，制定相应的程序，严格规范实验室污染物的各项管理工作。以国家标准方法为基础，建立试剂用量少、操作步骤简单易行，具有准确、高效及较强推广性的分析操作方法技术文件指导实验室监测分析工作。以质量为核心，梳理与监测分析技术密切相关的质量管理规定，建立检查、通报、整改、验收、综合评价等监督措施的规范性文件强化实验室质量体系运行的执行力。将低碳理念与实验室规范的管理体系运行有机融合，科学建立实验室污染物的低碳管理体系。

3.2 推广实验室污染物低碳治理方法

3.2.1 吸收、吸附、热转化是实现气态污染物治理的主要途径

用液体吸收剂处理相应的混合物，除去其中有害气体的途径即为吸收法，包括物理吸收和化学吸收两种方法。常用的吸收剂有水、碱性溶液、酸性溶液、氧化剂溶液和有机溶液等，可用于净化含有SO2、NOx、Cl2、H2S、HF、HCl、NH3、Hg蒸气、各种有机物蒸汽的污染气体，吸收液可用于后期的废水处理或是用作某些定性化学试剂配制的母液。

固体吸附法是将气态污染物与固体吸收剂接触，污染物被吸附在固体吸收剂的表面而被分离和进一步提取的方法。主要适用于净化气体中低浓度的污染物，例如在有气态污染物残留的容器中放入适量活性炭粉末，可实现常见大多数无机、有机气体的吸收，分子筛对CS2、CCl4等特征气态有机污染物有选择性吸收，而硅藻土可选择性吸收H2S、SO2及Hg蒸汽。

热转化法指通过燃烧的方法有效去除气态污染物，特别适用于处理气体浓度较低的苯类、醛类、酮类、醇类等气态有机污染物。

3.2.2 采取分类治理方法处置不同理化特性的液态污染物

运用酸碱化学中和法对酸性、碱性特征液态污染物进行治理。酸性污染物可采用石灰、石灰乳、苛性钠、苏打中和，碱性污染物使用盐酸或硫酸等试剂中和，得到的盐类溶液可依据环境质量允许量范围内排放，降低污染物对人体健康的损害和输水管道的腐蚀。

实验室产生的含汞、镉、铬等重金属污染物的治理方法包括化学絮凝法、共沉淀法、电解法、离子交换法、氧化还原法等。如向含汞液态污染物中加入适量硫化钠产生HgS沉淀的化学絮凝法，再以FeSO4、FeCl3和Al2（SO4）3作为混凝剂，生成的沉淀与悬浮的HgS共沉淀而去除；实验室的铬酸试剂废液，于120℃±10℃条件下加热浓缩后加入适量高锰酸钾粉末，加热至二氧化锰沉淀出现经砂芯漏斗过滤，除去二氧化锰沉淀后可作为强氧化剂循环使用；含贵金属银的液态污染物，主要以 AgCl、AgCrO4和 Ag（NH3）2＋等形式存在，采用沉淀法、电解法、置换法、离子交换法和吸附法回收具有一定的经济价值。

甲醇、乙醇、醋酸之类的可溶性的溶剂作为实验室主要的有机污染物能被细菌分解，可用大量的水稀释后排放；三氯甲烷、四氯化碳等废弃污染物经酸化加水稀释，削弱毒性后倒入废液瓶中；有机液态污染物毒性大、具有持续性危害、价格昂贵、处理代价高等特点，因此，实验室用过的有机溶剂应尽量回收利用。

3.2.3 采取集中回收分类填埋方式处置成分复杂的固态污染物

实验室固态污染物成分复杂，毒性持久，主要采取集中回收、分类填埋的治理方法。实验室管理条件允许的情况下应联系专业部门合理的回收利用，做到保护环境的同时，实现实验室固体污染物的低碳治理。

4 结语

实验室环境污染物的种类多、成分复杂。根据各自的理化特性采取统一预处理回收、循环再利用等分类处置，削弱环境污染物对人体的危害，达到有效保护生态环境的目的，同时突出节约能源、清洁生产的监测技术创新要素，充分发挥实验室环境污染物的低碳管理的重要意义。坚持将低碳理念融入到实验室环境污染物管理的工作中，有助于建立完善的环境监测实验室管理体系，全面推进管理制度运行的执行力，强调落实污染源的削减方案，有序开展各类污染物的转化、利用、再生技术的研究，夯实生态环境与经济可持续发展的技术力量，推动环境友好型、经济发展型生态城市建设的进程。

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