三、实验室化学污染物的处理

随着科技、教育的发展，实验室规模的扩大和使用频次的增多，实验室污染物排放对环境的破坏日益引起人们的关注。为保障教学、科研等活动顺利进行，保护人员健康、仪器设备完好，保护自然环境和实验室环境不受污染，有必要了解一些有关实验室“三废”（废气、废液、废物）的处理方法。

（一）实验室化学污染物的分类

实验室的污染源种类复杂，品种多，毒害大，按污染性质可分为化学污染物、生物性污染物、放射性污染物。按污染物形态可分为废气、废液和固体废物。化学污染包括有机物污染和无机物污染。有机物污染主要是有机试剂污染物和有机样品污染物。无机物污染物有强酸、强碱的污染，重金属污染，氰化物污染等。其中汞、砷、铅、镉、铬等重金属的毒性不仅强，且有在人体中有蓄积性。有机样品污染物包括一些剧毒的有机样品，如农药、苯并（α）芘、黄曲霉毒素、亚硝胺等。

（二）实验室“三废”（废气、废液、废物）的处理方法

1.废气

实验室产生的废气包括试剂和样品的挥发物、分析过程中间产物、泄漏和排空的标准气和载气，常见的是酸雾、甲醛、苯系物、各种有机溶剂等常见污染物和汞蒸汽、光气等较少遇到的污染物。

通常实验室中直接产生少量有毒、有害气体的实验都要求在通风橱或通风管道内进行，一般的有毒气体可通过空气稀释排出。大量的有毒气体必须通过处理后才能排放。常见的方法如下：

（1）冷凝法：利用蒸气冷却凝结，回收高浓度有机蒸气和汞、砷、硫、磷等。

（2）燃烧法：将可燃物质加热后与氧气化合进行燃烧，使污染物转化成二氧化碳和水等，从而使废气净化。

（3）吸收法：利用某些物质易溶于水或其他溶液的性质，使废气中的有害物质进入液体得以净化。

（4）吸附法：使废气与多孔性固体（吸附剂）接触，将有害物质吸附在固体表面，以分离污染物。

（5）催化剂法：利用不同催化剂对各类物质的不同催化活性，使废气中的污染物转化成无害的化合物或比原来存在状态更易除去的物质，以达到净化有害气体的目的。

（6）过滤法：含有放射性物质的废气，须经过滤器过滤后排往大气中。

2.废液

实验室废液一般分为无机和有机废液两大类。无机废液：包括含重金属废液、含氰废液、含汞废液、含氟废液、酸性废液、碱性废液及含钡、六价铬废液等。有机废液：包括油脂类、含卤素有机溶剂及不含卤素有机溶剂等。产生于多余的样品、实验残液、失效的贮藏液和洗液、大量洗涤水等。废液应根据其化学特性选择合适的容器和存放地点，在密闭容器（如黑色方形塑料桶）中存放，分类贮存，容器标签必须标明废物种类、贮存时间，定期处理。一般废液可通过酸碱中和、混凝沉淀、次氯酸钠氧化等净化处理后排放，有机溶剂废液应根据性质以适当的方法处理进行回收。废水可循环使用减少排放或通过净化处理达标排放。净化的方法一般有三种，物理法，如沉淀、过滤、离心分离、浮选（气浮）、机械阻留、隔油、萃取、蒸发结晶（浓缩）、反渗透等。化学法，如混凝沉淀、中和、氧化还原、电解等。生物法，如活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘、污水灌溉等。常见废液的处理方法和原理如下：

（1）含汞废液的处理

①硫化物共沉淀法：先将含汞盐的废液的pH值调至8～10，然后加入过量的Na2S，使其生成HgS沉淀。再加入FeSO4（共沉淀剂），与过量的S2-生成FeS沉淀，将悬浮在水中难以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀，然后静置、分离，再经离心、过滤，滤液的含汞量可降至0.05mg/L以下。

②还原法：用铜屑、铁屑、锌粒、硼氢化钠等作还原剂，可以直接回收金属汞。

③金属汞如不慎洒落，应尽可能收集，水封于试剂瓶中，分散小粒可用硫黄粉、锌粉或三氯化铁溶液清除。

（2）含镉废液的处理

①氢氧化物沉淀法：在含镉的废液中投加石灰，调节pH值至10.5以上，充分搅拌后放置，使镉离子变为难溶的Cd（OH）2沉淀。分离沉淀，用双硫腙分光光度法检测滤液中的Cd2+离子后（降至0.1mg/L以下），将滤液中和至pH值约为7，然后排放。

②离子交换法：利用Cd2+离子比水中其他离子与阳离子交换树脂有更强的结合力，优先交换。

（3）含铅废液的处理：在废液中加入消石灰，调节pH值至大于11，使废液中的铅生成Pb（OH）2沉淀，然后加入Al2（SO4）3（凝聚剂），将pH值降至7～8，则Pb（OH）2与Al（OH）3共沉淀，分离沉淀，达标后，排放废液。

（4）含砷废液的处理：在含砷废液中加入FeCl3，使Fe/As浓度比达到50，然后用消石灰将废液的pH值控制在8～10。利用新生氢氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用，除去废液中的砷。放置一夜，分离沉淀，达标后，排放废液。

（5）含氰化物废液的处理

①在废液中加入亚铁盐的碱性溶液，使其生成无毒的亚铁氰酸盐。

②在废液中加入次氯酸钠、双氧水或高锰酸钾溶液，将其氧化成无毒的氰酸盐（OCN-）。

③在废液中加入海波的碱性溶液，使其生成无毒的硫氰酸盐。

（6）含酚废液的处理：酚属剧毒类细胞原浆毒物，处理方法：低浓度的含酚废液可加入次氯酸钠或漂白粉煮一下，使酚分解为二氧化碳和水。如果是高浓度的含酚废液，可通过醋酸丁酯萃取，再加少量的氢氧化钠溶液反萃取，经调节pH值后进行蒸馏回收。处理后的废液排放。

（7）综合废液处理：用酸、碱调节废液pH值为3～4，加入铁粉，搅拌30分钟，然后用碱调节pH值为9左右，继续搅拌10分钟，加入硫酸铝或碱式氯化铝混凝剂，进行混凝沉淀，上清液可直接排放，沉淀按废渣方式处理。

3.固体废弃物

实验室产生的固体废物包括多余样品、难溶性产物、消耗或破损的实验用品（如玻璃器皿、纱布、纸屑等）、残留或失效的化学试剂等。这些固体废物成分复杂，涵盖各类化学、生物污染物，尤其是不少过期失效的、标签脱落的化学试剂，处理稍有不慎，很容易导致严重的污染事故。一般可回收利用的经无害化回炉（收）统一集中处理，不能回收利用的统一收集后，通过热处理（如焚化、热解、熔融等）、稳定化（加稳定剂）、固化、深度掩埋法加以处理。

对于生物性废弃物及放射性废弃物，则国家另有专门规定，应该严加遵守。

目前，我国对实验室的污染排放并没有专门的规定，一般参照企业的污染排放标准。实验室在建设或认可验收时会对实验室的废弃物排放提出要求，但我们要着眼于可持续发展，保护我们赖以生存的环境和地球，尽可能少排或不排放污染物，如微型实验、绿色化学实验、计算机辅助教学模拟化学实验（仿真实验）等，都值得借鉴，应该大力普及与推广。