高校化学实验室几种废液的处理方法探索

纪永升 JI Yong-sheng；吕瑞红 LV Rui-hong

（河南中医学院药学院，郑州 450046）

（College of Pharmacy，Henan University of Traditional Chinese Medicine，Zhengzhou 450046，China）

0 引言

近年来，许多城市天空愈加浑浊，雾霾天数逐年上升。空气质量关乎每个人的生命质量，每一个公民都有不容推卸的责任。治理雾霾，治理环境，应从全社会做起，从每一个人做起，减少排放人人有责。

如今我国拥有各类高等院校1000余所，各类化学实验室有数10万个，每天都有大批师生做各种化学实验，产生大量废液，从目前来看，大部分高校化学实验室产生的废液，并未得到有效处理，而是直接排放到下水道、垃圾箱中，严重污染着环境。实验室排放的废液虽然较隐蔽，但却是一个典型的小型污染源[1]。

高校化学实验室所产生的废液如不加处理将废液随意排放最终流入城市污水处理厂，污水处理厂没有处理这类污染物的设备最终只能流入受纳水体，后患无穷。在“排放点”直接收集然后统一处理才是解决问题的捷径[2]。

文章旨在探讨利用化学实验室产生的废液和无害而易得的材料，且方法简易地处理实验室的废液。

1 减少废液产生量，加强不同实验室间的物资共享

学校可尝试开展微型化学实验，特别是对性质实验进行微型化（例如，用点滴板代替试管做实验，减少试剂用量），通过减少药液的使用量来减少购买试剂及废液处理的经费支出。同时可考虑部分废液是否可经过处理循环利用[3]。在河南中医学院药学院，有机化学实验“普通蒸馏”和“减压蒸馏”所用的待蒸乙醇，就是利用中药化学学生实验用乙醇提取虎杖的提取液减压后所得的混合馏分。这些提取液经过蒸馏以后，可以收集起来作为酒精灯的燃料。学生常常拿着刺鼻、浑浊的原料，经过蒸馏得到无色透明的馏分，学生很有成就感，增强对实验兴趣。无机化学实验制备的氯化钠，作为物理化学实验“水的凝固点降低”使用和有机化学“萃取”实验消除乳化现象，有利于水相与有机相的分离。另外有机物在盐水中的溶解度要比纯水中小很多。多数萃取时加入氯化钠后回收率会有不同程度的提高；无机化学实验制备的五水硫酸铜用作之后实验项目中铜锌原电池的电解质溶液使用。总之，在理化实验室，实验人员经常交流沟通，基本保证制备实验所得产品能够用于其它实验材料。实验产生废液在考虑化废为用之后，统一处理和回收。

2 变废为宝

对于学校不能自行处理的废液，要及时送往有资质的企业处理，并充分考虑能否变废为宝。如有些废液中含有金、银，可把该类废液送入具备提取金、银技术的厂家。这不仅能降低实验室废液处理的成本，也能使相关企业获利，同时也不浪费材料。

3 降低毒性

在无机化学性质实验项目“氧化还原反应与电极电势”中，有一部分实验内容酸度对电极电势的影响，用的反应原理是FeSO4与K2Cr2O7反应构成原电池。在该实验中产生含铬废液。常见的铬化合物的价态有Cr3+和Cr6+，其中Cr6+的毒性极强，大约是三价铬毒性的100倍。其中最为重要的是Cr6+化合物的致癌和突变性，致急性肾衰竭等[4]，美国环境保护局（EPA）将Cr6+确定为17种高危危险的毒性物质之一[5]。我国规定工业排放水中铬含量应小于0.5mg/L（即0.5ppm）；饮用水中铬含量应小于0.05mg/L[6]。

Cr（VI）以铬酸根离子状态存在，剧毒。在溶液中的浓度不得超过5×10-5%。处理时要戴防护眼镜和橡皮手套，在通风橱内进行操作。使含铬废液中的Cr2O72-（或CrO42-）在酸性条件下（pH≤3），与过量的还原剂FeSO4（或NaHSO3）反应生成 Cr3+与 Fe3+，其反应为：

Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

每1 g Cr6+约需要7g NaHSO3或者20 g FeSO4，还原后加入浓度为10%左右的稀NaOH(也可以使用碱性废液和石灰)，调节pH为8～9，转化为低毒的氢氧化铬沉淀，放置过夜，最后分离沉淀，上层清液排放，沉淀物用水泥固化后，晾干填埋。这样基本保证了Cr3+不会再流入下水道污染水源。由于Cr（OH）3是两性的，所以要注意加入碱溶液的量，控制介质pH值在8～9，以免产生亚Cr酸离子重新溶解。待全部溶液被还原变成绿色时，查明确实不含六价铬后（用KMnO4做氧化剂，二苯碳酰二肼作显色剂，采用分光光度法），才可进行下一步处理。

4 酸、碱废液的处理

化学实验室常用的酸有盐酸、硫酸、硝酸等强酸，碱有氢氧化钠、氢氧化钾等强碱，若将其直接排放到水中，就使水的pH值降低或升高。水的pH值小于6.5或大于8.5时,水中的生物生长受到抑制、致使水体自净能力受到阻碍，生物物种变异、鱼类减少。水质pH值过低，对下水管道的金属设备造成严重腐蚀。浓度较高的酸、碱废液，平时分开贮存，把废酸用于清洗蒸馏实验后圆底烧瓶里产生的水垢，废碱用于清洗带有油污的玻璃仪器。使用不完的定期混合，再中和处理。做到以废治废，用pH试纸测其pH值，当在6.5～8.5之间，即达到排放标准。对于酸、碱的稀溶液，用大量水把它稀释到1%以下的浓度后就可排放[7]。

5 有机溶剂处理

《有机化学》所开设的实验课中只有两个实验“咖啡因提取”和“萃取”这两个实验大量用到有机溶剂，前者是用95%乙醇作为提取液，通过索氏提取器提取绿茶中的咖啡因之后，学生在浓缩提取液时就把乙醇蒸出，对乙醇进行回收，用作酒精灯的燃料。后者是用乙酸乙酯萃取菠菜中的叶绿素，之后乙酸乙酯的回收方法是：在分液漏斗中将含有乙酸乙酯的废液水洗几次后，用硫代硫酸钠稀溶液洗涤2～3次，使其褪色，再用水洗几次后，除去水层，用无水碳酸钾脱水，静置几天后过滤，然后蒸馏，收集76～77℃的馏分。

总之，高校化学实验室的污染问题已经日益严重，高校必须在思想上提高环境保护意识，从源头上减少污染物的产生，建立健全实验室排污管理制度，对实验室废弃物进行有效处理和回收，最大限度地消除或减少化学实验对环境的污染，为“拨霾见日”尽责。

[1]张小龙.化工实验室的污染与防治[J].化学分析计量,2009,18(4):73-75.

[2]齐旭东,李志会,黄超.高校实验室废液处理初探，2010,3:60-61.

[3]关玲，徐烜峰.化学教学实验室废弃有机试剂的收集、处理及利用[J].实验技术与管理，2011,28(3):314-316.

[4]何伟力.浅谈分析化学实验中铬废液的回收、处理[J].科技资迅,2006(4):119-120.

[5]蒋小友,陆晨梅等.用水合肼回收电沉积铬废液中铬的工艺条件研究[J].精细石油化工进展,2006(4):25-30.

[6]王娟娟,马晓燕等.废铬治理技术研究进展[J].西部皮革,2003,10:35-36.

[7]刘靖，刘恒明.实验室废液及其减少污染措施初探[J].实验室研究与探索，2006(11):1373-1375.