化学实验室废物循环利用问题研究

任浚萁，任兴全

（吉林医药学院，吉林 吉林市 132013）

随着政府对教育的支持力度持续加大，我国高校在科研方面发展十分迅速，很多医学院的招生数量越来越多，化学实验室得到了极大的发展。随着实验室不断升级建设，其中出现的各种问题也日益凸显，加上人员流动较大，实验室存在的安全隐患也增大。在这种情况下，要加强化学实验室安全管理，做好废物循环利用具有非常重要的意义[1]。从实际情况来看，化学实验室中的物品存在一定的危险性，如果处理不当势必会引发一系列的安全问题，加强化学废弃物的安全管理对创建和谐、平安的校园至关重要。

1 实验室化学废弃物管理的现状

高校化学实验一般包括大学化学实验、无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验以及物理化学实验等，化学实验室中的化学废弃物主要包括有机化学废弃物和无机化学废弃物、废弃的化学反应试样、存放化学品的容器等。实验中涉及的化学品总量可能较小，但由于化学品的成分比较复杂，相当一部分化学品是较强的易燃、易爆、高毒产品，如果不能做好安全管理，将会对环境带来很大的危害，并且严重影响实验室师生的身体健康。由于实验属性的不同，实验过程中产生的废物（废气、废液、废渣）不同，废物处理及循环利用的手段、途径也各有差异。经过处理，污染来源减少，而进行循环利用可以节约、弥补实验经费的不足，提高经济效益[2]。

1.1 实验室化学废弃物管理现状

从很多高校实验室化学废弃物管理现状来看，其主要存在以下两个问题。

1.1.1 品种繁多

据统计，我国近千所本科高校中设有化学、化工类的科研实验室700多所，除此之外，还有设计化学品的生物类、医学类、药学类等专业实验室。根据北京大学、首都师范大学的化学教学统计结果来看，其使用到的化学试样的种类是301种和187种。另外，高效承担的不仅仅是教学工作，也有着重要的国家科研任务。高校的科技研究随着时间的不同有着很大的差异，不同的项目或者不同的课题使用到的化学品可能存在很大的差异，这就导致实验室使用的化学品种类繁多，并且不断变化。和化工、化学相关的企业相比，高校实验室中化学品种类更加烦琐，处理难度更大，安全隐患也更加重大。

1.1.2 数量巨大

以某高校为例进行说明，假设一高校每年产生的空化学试剂瓶是8 t，产生的空瓶近3.5万个，按每个瓶装500 g试剂计算，此高校每年所使用的化学品试剂是17.5 t。由此看出，高校的化学空试剂瓶和废液量数量都是庞大的，如果再加上实验中的废气，实验室的废弃品数量将会十分惊人[3]。

1.2 化学废弃物的安全管理现状

在安全管理方面，很多高校实验室仍面临不少问题。首先，开展专业化学废弃物安全管理和处理的高校不足10%，大部分都是高校的保卫处、设备处或者后勤管理部门负责监管，缺乏专门人员，很少有高校设置专门的环保岗位，可见管理队伍相对薄弱，管理强度亟待加强。其次，虽然一些高校在化学废弃物排放上制定了一些规章制度，但是实际操作缺乏有效的监管，废弃物乱排乱放的现象依然严重，循环利用更是存在很大的不足[4]。另外，有些高校并没有制定新的管理措施，执行的还是多年前的实验室规定，其中并没有明确说明实验废弃物要集中收集处理、禁止倒入下水道等具体内容，只是含糊说明“严格遵守国家环境保护的有关规定”等。最后，做好环保教育。高校对师生的环保教育做得相对欠缺，工作多浮于形式，并没有以增强学生的环保意识为目的。

2 化学实验室废物循环利用应注意的问题

在高校化学实验室日常管理中，要注重管理人员素质的提升。

一是注重管理人员责任的落实，明确各自的权限和责任，将责任落到实处，落实到个人。要做到上头有人抓，下头有人管，同时与责任负责人签订管理责任书，落实“谁主管，谁负责”的原则，发现问题及时采取有效的对策。另外，可以进行阶段性考核，对达标者进行奖励，对不合格的部门或人员进行再培训和上岗教育，对于多次教育和培训仍不符合条件者，及时调换工作岗位，提升管理人员主动学习的积极性和主观能动性。

二是探索实验室废弃物最小化的路径[5]。近些年，科研人员更加注重绿色化学，确保化学试验产生少量废弃物或不产生废弃物，以从本质上解决废弃物污染问题。要鼓励高校科研工作者进行无毒试验，通过先进的计算机模拟指导实际科研操作，改进合成工艺，减少实验室的化学废弃物产生量。同时，要加强化学试剂的跟踪管理，比如对试剂的购买、仓储、使用量和最终去向做好明确的记录，做好化学试剂的精细化管理，为以后的使用、参考和处理提供有效的依据。此外，完善化学实验室的管理制度，根据实际使用情况，及时更新实验室管理制度，确保各项工作的开展有制度可依，减少和杜绝在实验室中胡乱使用。最后，提升师生的环保意识，加大化学实验室废物循环利用的力度。在可持续发展的背景下，高校应加强学生对化学实验室废物的循环利用，这不仅符合当前的发展趋势，还有助于节约资源、提升大学生的环保意识。

3 关于化学废弃物的管理实践

3.1 普通有机化学试验废液的处理

在一般的化学试验中，柱层析试验需要消耗大量化学试剂，通常每组试验需要消耗400 mL的4:1石油醚/丙酮洗脱剂，一个学期消耗的洗脱剂超过100 L。处理时，人们可以采用分液的方法。在试验结束后，很多学生会使用清水冲洗层析柱，造成洗脱剂中掺入部分水，其间可以利用无水硫酸钠对洗脱剂进行干燥处理，然后过滤，在常压状态下进行蒸馏，收集58～90℃馏分，这些馏分不能直接应用到之后的试验中，可以通过适当调节来使用。研究发现，采用4:1的石油醚/丙酮展开剂和回收的馏分处理，在馏分中加入一定比例的石油醚，总体上可以达到正常使用效果。

不仅如此，在中级化学试验中，可以将石油醚、乙酸乙酯等进行回收，这时洗脱剂的比例约为128 L/a，经过比例调整，仍可以应用到柱层析试验中。中级有机化学试验本身对产物的纯度要求较高，试验后回收的洗脱剂不能在原试验中继续使用。作为操作训练，柱层析试验对洗脱剂纯度要求不高，可以充分利用其它试验回收的废洗脱剂，有效降低洗脱剂的使用成本，减少原材料的浪费。

3.2 三组分试验废液的处理

在三组分试验中，操作人员主要通过萃取、分液、蒸馏等方法，将三种成分分离开来，这三种成分分别是苯胺、甲苯和苯甲酸。在进行废液处理时，可以设置三种回收瓶，对应以上三种成本，在废物收集时按照要求对苯胺、甲苯和苯甲酸进行分类处理。回收完成后，对苯胺、甲苯和苯甲酸分别进行处理，新配置的混合物可以在同类试验中重复利用。

3.3 7,7-二氯双环[4.1.0]庚烷合成试验废液的处理

在进行7,7-二氯双环[4.1.0]庚烷合成试验时，一般需要定量的石油醚，但是其回收存在一定的难度。在这种情况下，不需要将石油醚和三氯甲烷进行分离，可以将这两种溶液共同处理，处理后的混合试剂可以在试验中做提取物继续使用[6]。

3.4 其他化学试验

在进行无机化学试验时，产生的废物以废液为主，如酸碱废液、铬化合物和银化合物废液，含汞、锌、铜、铅、锰等重金属化合物废液以及含砷或氰化物（极毒）废液。这些废液呈现弱酸性或弱碱性，可以加入适量的稀碱液或稀酸液与之中和，形成相对中性的液体，减少对环境的危害。

对于含有重金属的废弃液体，可以采用沉淀法，从而将其中的金属离子沉淀，然后将沉淀物和液体分离。对于含银的化合物，其中可以加入适量的氨水，待溶液变清后，再加入10%的葡萄糖液，然后在水中加热，可以将银析出，有效降低液体对环境的危害。对于含砷的液体，其中可以加入正三价的铁溶液和石灰乳，实现砷化物的有效分离。

氰化物含有较大的毒性，其中可以加入适当的混合碱液，使得金属离子产生沉淀并分离出来。另外，要调节滤液的pH值，控制在7±1，然后在滤液中加入适量的漂白粉，搅拌均匀后，保持室温状态10 h，从而达到分离效果。工业乙醇的蒸馏试验所得产物可以循环使用。在开展苯甲酸制备试验后，人们可以采用结晶法收集苯甲酸，以便循环使用。乙酸乙酯制备试验产生的乙酸乙酯纯度较高，气可以作为其他试验的原材料继续使用[7]。

4 结语

随着教育部对高校化学实验室废物循环利用的重视，我国化学实验室废物管理水平得到很大提升，但是总体理念和循环利用效率和发达国家相比还存在很大的差距。在以后化学实验室废物管理和循环利用的过程中，高校应逐步健全实验室废物管理制度，按照国家法律法规的相关要求，将化学实验室废物管理纳入自身发展规划。不仅如此，要大力宣传实验室废物循环利用的优势，加强实验室管理人员的安全教育和培训，不断提升化学实验室整体管理水平，促进高校化学实验室健康发展。