高校化学实验教学中产生的化学废物的回收及处理

兰景凤　俞　娥（兰州大学化学化工学院，兰州730000）

·化学实验·

高校化学实验教学中产生的化学废物的回收及处理

兰景凤*俞娥
（兰州大学化学化工学院，兰州730000）

针对高校化学实验教学中产生的不能直接排放的废物、废液，在大量工作的基础上归纳总结出对部分实验室化学废物的回收和处理方法，并有针对性地提出相应的长效运行措施。

化学实验室；化学废物；化学废液；处理方法；环境保护

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随着科技的发展，化学学科也在不断进步，随之而来的是化学教学的快速发展。由于化学学科的特殊性，需要大量的化学实验来进行教学和科研活动，在化学实验教学中会产生大量的危险化学废物和废液［1］，如果不经过严格的程序进行处理和回收，将会给社会环境带来影响。为了给我们的子孙后代留一片碧水蓝天，从事化学实验教学的工作人员应该从自身的规范操作做起，以合理合法、有效利用为准则，做好化学实验教学过程中产生的化学废弃物的处理和回收工作。2015年8月12日发生的天津港爆炸事件给我们敲响了警钟，化学工作者必须时刻谨记化学药品的特殊性，不混淆保存和处理不同性质的化学药品，认真贯彻落实《中华人民共和国污染环境防治法》等相关法律法规，切实做好危险废物回收工作，减小环境污染风险，最大限度降低突发或非突发事件导致的危险废物泄露到水体、空气或土壤中的可能性，避免对师生健康和环境造成危害。

1　废物废液来源

化学实验室分为化学教学实验室和化学科研实验室，产生的化学废物废液也有区别。从形态上看，化学实验室排放的污染物主要以液体和固体废物为主［2］，兼有少量废气。我院每学年产生的化学废物中化学废液占70%，固体废物占24%，化学废气占0.9%，其他占0.1%。

根据其危险特性，化学废物可分为剧毒、高毒、易燃、易爆、强腐蚀性和无毒等。我院每学年产生的化学废物危险性分布为：易燃易爆为70%，强腐蚀性为20%，高毒为5%，剧毒为1%，其他为4%。其中剧毒、高毒、强腐蚀性均需对其进行回收处理，不可直接排放。

1.1固定的废物及废液来源——化学教学实验室

化学教学实验室排放污染物的特点是排放量大、种类多样、成分复杂以及排放时间和排放量不固定。以我院化学实验室为例，平均年工作量近52万学时，每学年化学试剂的人均消耗量为：有机试剂500－600 mL、无机试剂800－1000 mL，其中可排放的无害试剂约占总体实验试剂的50%，另外约50%的实验试剂均需要统一回收处理，具体情况如图1所示。

从图1可以看出，在大学生刚刚开始进行化学实验的阶段，就需要大量的化学试剂。大一阶段主要以无毒化学样品为主，产生的化学废物回收比率不大；大二阶段逐步涉及到大量有毒有害和有腐蚀性试剂的使用，化学废物回收比率增大；大三和大四阶段有毒有害化学试剂的使用已经非常普遍，学生自主回收化学废物的意识增强，有大量化学废物回收处理。

图1　各教学实验室在不同阶段的化学废料比例

1.2不确定性化学废物及废液来源——化学科研实验室

化学科研实验室的科研人员每天做不同的实验项目，每天排放的废物是不一样的，产生的化学废物废液种类繁多、成分复杂、剧毒物质和有机溶剂排放量较多，产生的废物废液大部分需要回收处理。目前我国有严格的化学实验室废液分类标准：按照废液的酸碱性可以分为酸性废液和碱性废液；按照含重金属成分可分为含铬废液和含重金属废液；含汞银废液可分为有机汞银废液和无机汞银废液；有机废液可分为一般有机废液和含氯有机废液；根据废液的反应性可分为氧化还原废液和其他废液；另外有一部分特殊的可引起重度环境污染的氰系废液等。

无论是教学或科研实验中产生的化学废物均可以通过以上方法进行分类处理回收。其他特殊实验废液，另以废液桶单独收集（如水玻璃、COD（Chemical Oxygen Demand）强酸废液、强碱废液等）。

2　处理方法

2.1化学实验室废物废液的合理分类

按照其物理性质、化学性质的不同，分别对化学实验室废物废液进行回收处理。化学废物按其物理特点分为废渣、废液、废气3类。处理原则为：分类回收、分别存放、集中处理。为避免交叉反应，废物应单独密封保存，存放化学废物的地点应选在在避光、通风、阴凉处，专人看管，登记在册，以便后期回收处理。

2.2加强化学试剂及污水排放管理

加强对各个化学实验室排放污水的监察［3］。对于污水中有毒物质含量超标的要严惩，可以对污水排放合格的给予奖励，加强师生对化学实验室污水排放的警戒，督促各化学实验室必须采取化学废物废液治理措施。由于废液成分的不确定性及有机溶剂混合后带来的潜在危险性，会给处理工作带来更大的困难，所以学校的有关部门应要求各实验室对废液进行分类处理或排放，并加强对废液管理人员的业务培训。

2.3坚持化学废液“专点、专桶”原则

要清楚每一种化学试剂和药品的危险性，坚持化学废液“专点、专桶”的原则，做好每次废液回收和标记工作。实验室收集的废液不能放置过长时间，定期检查，积累到一定量就要及时处理到排放标准以下再进行排放，某些可以循环利用的物质须加以回收，不可排放或回收利用的需联系相关部门进行处理。一般高校没有相关处理废液的设备，我校目前与甘肃省危险废物处置中心展开长期合作，我校每年产生的有毒有害、强腐蚀性的化学废物都通过该部门进行回收处理。在处理废液前必须了解所处理废液可能给自身带来的危害，做好相关防护措施。图2简明介绍了各种混合废液倒入到废液桶的先后顺序。

图2　各种混合性废液倒入废液桶的先后顺序

从图2可以看出，废液在回收处理之前需要判断其具体性质。如果含有汞，需要分别以有机汞和无机汞两种方法进行收集处理；废液中如果含有氯，需按照含氯有机溶剂的处理方法进行回收处理；废液中含有有机溶剂则按照有机溶剂的回收处理方法；废液有氧化还原反应的可能性，需参考废液处理方法；废液中含有重金属的进行分类处理，含铬的废液需参考含铬废液处理办法，含其他重金属的废液参考不同金属性质进行处理；废液中不含有重金属，可根据其酸碱性进行分类处理。

2.4加强师生对化学废物环境污染方面的认识

治理环境污染是目前全球面临的重大挑战，是人类社会得以延续发展的关键。加强对师生环境保护知识的教育，将从根本上减少对化学废物的随意排放。我校的化学废物大部分都是通过学生实验产生的，应让学生意识到化学废物对环境和人体的危害，尽量减少化学废物的排放。在实验过程中，尽量采用一些无毒或微毒样品，一些有毒有害的试剂尽量少用或不用，能达到实验效果就可以了；每次药品不宜取过多量，不仅达不到实验效果，还会造成浪费、增加化学废物量，给环境带来污染；取出来又没有用完的试剂或药品在没有影响其性质的情况下请放回原处，以备回收利用。一些必须产生的废液则应按照相关规定，将废液归类收集。

2.5掌握化学废液的简单处理办法

2.5.1有毒有害离子废液处理方法

含铬废液的处理［4－22］：一般采用亚硫酸氢钠还原-中和法，将六价铬（Cr6+）还原成三价铬（Cr3+）后，加入5%的氢氧化钠溶液，使其生成低毒的氢氧化铬沉淀，调节pH至7.5－8.5，放置一夜，将沉淀滤出回收再利用。处理含Cr废液的方法还有SO2还原法、铁氧体法、铁屑铁粉处理法、钡盐法、电解还原法、离子交换法等，可根据不同情况采用经济实惠的处理方法。

含砷废液的处理［23－26］：采用氢氧化物共沉淀，如Ca、Mg、Ba、Fe、Al等。在废液中加入氢氧化钙溶液，调节pH至8－9.5附近，通过生成砷酸钙或亚砷酸钙沉淀先分离一部分砷，然后再加入氯化铁可起到共沉淀作用，放置一夜，然后过滤，保管好沉淀物集中统一处置。

含铅、镉废液的处理［26］：采用羟基磷灰石法，用石灰调节废液pH至10－11，使铅、镉离子生成氢氧化铅或氢氧化镉沉淀，加入硫酸亚铁作为共沉淀剂使沉淀完全然后过滤，保管好沉淀物集中统一处置。

含汞废液的处理［27，28］：活性炭吸附法，先稀释废液，然后加入氯化钠，调节pH至6附近，加入过量的活性炭，搅拌约2小时后过滤，保管好滤渣。此外还有硫化物共沉淀法、离子交换树脂法等，残渣可用凝固剂固化处理后送危险废物处置中心统一处理。

2.5.2有机废液的处理方法

处理有机废液最常采用的方法是回收再利用［29－31］，其次是焚烧法处理，定期以废燃料烧毁。氯仿、四氯化碳等有机溶剂易挥发，毒性大，用瓶收集后在其上面盖上一层水，以减少挥发，并暂存于实验室阴凉处，定期处置。

2.5.3危险废液、固体废物等

应根据危险废液、固体废物等的化学性质选择合适的容器和存放地点，以密闭容器存放，不可混合贮存，容器标签必须标明废物的种类、贮存时间等。确保贮存废液容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。

2.5.4一般废液

可以通过酸碱中和、混凝沉淀、次氯酸钠氧化处理后排放，有机溶剂废液及包含重金属元素（如Cr、Cd、Ag、Hg等）的废液应根据化学性质进行回收。

2.5.5废液收集处应准备应急处理设备

废液收集处应具备灭火器、铲具、防化服、防毒面具、备用容器、急救药品等设备设施。

3　总结

目前我国正在加快修改《大气污染防治法》、《环境保护法》以及《环境影响评价法》等关于环境保护的基本法律，力求在法律层面对环境进行治理及保护。与化学化工相关的企事业单位必须要在法律的保护和监管下从事相关的生产和教学等工作。化学实验教学是对大学生在走向社会之前的系统培训，不仅是化学实验技能的培养也是对化学工作全方面的学习。

现代生活与化学科学息息相关，从日常生活的吃、穿、住、行到工业的快速发展，多与化学紧密相连。如何处理好二者的关系，保留化学对生产生活的正面作用、降低化学的负面影响就落实到化学废物的合理有效回收及利用了。

准确掌握化学实验教学、科研产生的化学废物的处理方法，加强化学废物的监督管理，合理回收处理化学废物，通过不断完善的化学废物回收处理机制，提高化学科学为社会服务的水平，重视化学废物的回收对建设绿色环保、可持续性发展的和谐社会具有非常重要的意义。

致谢：感谢兰州大学化学化工学院大化中心沈永雯老师、马兆荣老师、聂明老师、杨柳老师、卢正丹老师及兰州大学资产与实验室管理处程世红老师、化学化工学院路远老师对本文的指导和帮助。

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Chemical Waste Recycle and Disposal Associated with Chemical Laboratory Teaching in Colleges and Universities

LAN Jing-Feng*YU-E
（College of Chemistry and Chemical Engineering，Lanzhou University，Lanzhou 730000，P.R.China）

In the process of chemical laboratory teaching，a lot of wastes are produced daily and most of the wastes cannot be directly discharged into environment.The methods of recycling and treatment of some chemical wastes are summarized，and the long term operation rules are put forth.

Chemical laboratory；Chemical waste；Chemical waste liquid；Treatment method；Environmental protection

O6；G64

10.3866/PKU.DXHX201510028

，Email:lanjf@lzn.edu.cn