章 颖

(武汉工程大学 化工与制药学院;国家级环境与化工清洁生产实验教学中心，武汉 430073)

·技术安全与环境保护·

化学实验室污染与防治的探讨

章 颖

(武汉工程大学 化工与制药学院;国家级环境与化工清洁生产实验教学中心，武汉 430073)

化学实验室是化学教学和科学研究的重要场所，化学实验室排放的一些有毒、有害物质正以“聚沙成塔”的污染方式对环境产生累积破坏。如何减少化学实验室的污染已是亟待解决的问题。文中针对化学实验室废弃物直接排放导致环境污染的现状，从树立环保意识、合理布局实验室、“三废”的无害化处理、优化实验和改革实验模式等方面进行了探讨。化学实验室污染的防治，应该采取源头控制，以防为主、防治结合的策略，从整体利益为出发，形成可持续发展意识。

化学实验室；污染；防治；废弃物

化学实验室是化学教学和科学研究的重要场所，随着实验教学所占比例的提高和科研投入的不断加大，化学实验室排放的一些有毒、有害物质已越来越不容忽视，它们正以“聚沙成塔”的污染方式对环境产生累积破坏[1]。在当今越来越注重环保的社会里，如何减少化学实验室的污染已是亟待解决的问题。

1 改变观念，树立环保意识

化学实验室排放物成分较复杂，这些废弃物大多含有有毒、有害成分，有的还含有剧毒物、致癌物等。如果不加任何处理直接排放就会污染环境，危害人们的健康。对于化学实验室污染问题的严重性，以及防治的意义，许多人还存在认识不足的问题[2]。我们应加强国家有关政策和法规的学习，充分认识到实验废弃物处理的重要性和必要性，不管是教师还是学生都要树立关心和爱护环境的意识，要意识到保护实验室环境就是保护人类生存的环境。

树立环保意识必须应从身边做起，把实验室绿色化、无害化，从污染预防的基本思想出发，在化学生产、化学实验始端就采取预防的科学手段，使整个过程和终端为零排放或零污染。教师不仅要以身作则，还要督促学生，加强学生管理，培养良好习惯。如废液不能随意倒入水槽，应分类倒入不同废液缸;用了有毒挥发性试剂应立即盖好瓶盖等。培养学生遵循减量化、再利用、再循环的原则来考虑和解决化学实验废弃物的污染[[3]。

2 设计合理的实验室建筑结构并加强通风

合理的实验室建筑结构和良好的通风效果能大大减少实验室废气污染。因此化学实验楼在选址与结构布局中要考虑到实验室的特殊性，应建在远离居民区的空旷地方，朝向要考虑到当地一年四季风向多的一面。房屋结构应采用条式、单面外走廊。这样风能穿室而过，室内气体能迅速吹出，无风时室内气体对流也能很快散出室外。实验室的分区要考虑到实验时产生的有害气体，使用挥发性试剂、溶剂多的实验室，应分配在楼的高层上，这样排出室外的气体在高空中被气流稀释，扩散范围广，对低层实验室影响会少一些。如武汉工程大学湖北省化学基础课实验教学示范中心的实验楼采用条式单面外走廊，污染小的物化实验室在底层，无机、分析实验室在三层、四层，污染最严重的有机合成实验室在最高层。

化学实验室的通风方式有两种，即局部排风和全室通风：局部排风即在有害气体产生后立即就近排放以较少的风量排走大量的有害气体，如桌面吸气罩排风系统;对于有些实验不能局部排风，或者局部排风满足不了要求时，应该采用全室通风，如顶吸式排风系统。武汉大学校示范中心有机化学合成实验室每间面积在140 m2以上，采取顶吸式全室通风，并配一个可暂时存放试剂、取用试剂的通风橱采取局部排风，使用效果良好。

3 开展三废的无害化处理、回收利用

化学实验室的污染原因主要有三方面：废气、废液、废渣。化学实验室产生的废弃物数量少、种类多，组成经常变化，大部分为毒害品、腐蚀性酸。因此在实验教学中要对实验废弃物进行无害化处理，这样既可保护环境，又可培养学生良好的实验习惯。

1)废气在排放前可用固体、液体吸收。常用的液体吸收剂有水、碱性溶液、酸性溶液、氧化溶液和有机溶液，它们可用于净化含有SO2、NOx、C12、HF、SiF4、HCl、NH3、汞蒸气、酸雾、沥青烟和各种有机蒸汽的废气。如实验产生的氯气、三氧化硫等有毒气体用废氢氧化钠溶液或石灰水吸收可除去。活性炭则是较好的固体吸附剂，可吸收几乎常见的大多数无机及有机气体[4]。

2)废液的处理方法很多，一般可分为物理法、生物化学法、物理化学法、化学法。其中，最常用的有中和法、氧化还原法、萃取法、化学沉淀法和离子交换法等。如酸碱废液的处理用中和法，平时分开贮存，定期混合再中和处理，做到以废治废，使其pH值为6.5～8.5，达到排放标准;含汞、镉、铅废液用化学沉淀法，用Na2C03将废水调整pH值为8.0～10.0的条件下，向废液中加入过量硫化钠，使其生成硫化物沉淀，再加入FeS04作为共沉淀剂，生成FeS共沉淀，然后静置分离;含Cr6+废液的处理用还原沉淀法，用硫酸亚铁石灰法处理，使Cr6+转化为Cr(0H)3难溶物除去等。

3)废渣一般用控制焚烧法和安全掩埋法等方法处理。废渣焚烧时，有时会有有害气体产生，引起环境二次污染，因此在焚烧处理过程中，需将有害气体进行净化处理。有毒的废渣掩埋时必须先进行化学处理，将毒性降至最低后深埋在远离居民区的指定地点;无毒的废渣可直接掩埋，掩埋地点应有记录[5]。

此外，还可以回收部分有用物质，节约资源。如有机实验中有许多基本操作训练，蒸馏及沸点的测定后得到的甲苯或乙醇，重结晶后的乙酰苯胺、苯甲酸、硝酸钾等药品，都可统一回收，直接用于某些实验。制备实验得到的产物，如1_溴丁烷、溴乙烷、乙醚、乙酸乙酯可统一回收后由实验员集中处理，经过干燥、提纯后用于实验。用浓硫酸作热浴测定物质的熔点时，可加入适量的硝酸钾晶体除掉浓硫酸变黑现象，使浓硫酸能继续使用。实验室常用的铬酸洗液，反复使用至溶液变成绿色就失效了，加入固体高锰酸钾晶体使其再生又可继续使用。含KI废液可在酸性介质中用Fe3+氧化成I2萃取分离后，再升华可得纯度高的I2等。这样处理后既化害为利、变废为宝，又减少实验开支[6]。

4 优化实验，加强实验模式改革

4.1 开设多步骤连续合成实验

通过调整实验教学计划，巧妙安排实验项目和实验次序，可以使这一次实验的产物作为下一次实验的原料使用，使学生实验的产物得到充分利用，既减少了环境污染，又节约了经费。如有机实验制备苯甲酸，学生制备的苯甲酸重结晶后可回收，作为原料直接用于下一次实验苯甲酸乙酯的制备。

4.2 改进实验，降低毒性，减少污染

在化学实验教学过程中，尽量排除或减少对环境污染大、毒性大、危险大、三废处理困难的实验项目。可按照大纲要求使用低毒、污染小且后处理容易的试剂，尽量减少实验中废弃物的排放量，使污染控制在最低限度[7]。如在有机化学实验中，可用“肉桂酸”实验代替“哇琳”实验，避开苯胺、硝基苯等有毒致癌试剂;用“澳乙烷”实验代替“溴苯”实验，避开苯、溴等对空气污染大的试剂。

4.3 开展微型化学实验

微型化学实验是一种新实验方法，它用尽可能少的药品，在微型化的仪器装置中进行化学实验，其试剂用量通常是常量实验的十分之一至千分之一[8]。微型化学实验能缩短时间、大大节约试剂、减少化学反应对环境的污染，这对药品贵、耗量大、污染严重、操作复杂的实验尤为重要[9]。在实验教学中，可根据实际情况，尽可能使实验微型化，以减轻末端实验室三废处理的压力。

我校省实验示范中心有机实验室现已建成一间微量反应实验室和一间半微量反应实验室，分别配备Z38型和T33型玻璃仪器及微型加热搅拌仪，师生反映良好，其经济效益和环保效益也是显而易见的。

5 结束语

化学实验室污染的防治，不能一味实行末端管理的污染控制方法，应该采取源头控制，以防为主、防治结合的策略，从整体利益为出发，统一考虑，形成可持续发展意识。

[1]侯英爽，程梓航，周伟婷，等.高校绿色化学实验室模式初探[J].安徽农学通报，2012(10)：57_58.

[2]梁敏，黄海儒，钟新仙，等.无机合成实验产物再利用促进实验室绿色化建设[J].实验室科学，2012， 15(6)：42_43.

[3]百志明.创建绿色化学实验室的途径及方法探究[J].通州师范学院学报，2011(2)：27_28.

[4]姚运先，王艺娟.实验室废液的管理与处理方法[J].化学教学，2002(2)：9_10.

[5]张秋望，王秀芳.化工环境污染及治理技术[M].浙江：浙江大学出版社，1990：20_22.

[6]陈木娟，蒋腊生，曾卓，等.有机化学实验改革和学生创新能力培养初探[J].实验室科学，2012，15(6)：154_157.

[7]余训爽.浅谈高校绿色化学实验室的建设[J].实验科学与技术，2010，8(3)：47_48.

[8]高涛.绿色化学实验室建设探讨[J].咸宁学院学报，2007(6)：55_57.

[9]钟国清.化学实验教学的绿色化改革与实践[J].实验技术与管理，2006，23(12)：29_31.

Discussion on Pollution and Protection of the Chem ical Laboratory

ZHANG Ying
(School of Chemical Engineering and Pharmacy;National Environmental and Chemical Cleaner Production Center of Experimental Teaching，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430073，China)

Chemical laboratory is an importantplace for chemical teaching and scientific research.The poisonous and harmful substance disposed by chemical laboratory accumulatively form into a kind of pollution which produces cumulative damage to our environment.To solve the concern of environment pollution caused by the disposition from the laboratory，we can discuss the problem from the following aspects：building up the environment protection awareness，arranging laboratory reasonably，disposing the three wastes without side effects，optimizing experiment and reforming the pattern of experiment.Concerning the prevention of laboratory pollution，it is supposed to control from the sources，adopt the strategy of“putting prevention first and combing treatment”，and form sustainable development awareness on the basis of overall interests.

chemistry laboratory;pollution;protection;waste

G482；G642.423

A

10.3969/j.issn.1672_4550.2014.01.061

2013_02_25

章 颖（1978_），女，硕士，实验员，研究方向：实验室建设与管理。