环境监测及相关实验室二次污染水环境的有效控制

邢书才

环境保护部标准样品研究所，国家环境保护污染物计量和标准样品研究重点实验室，北京 100029

环境监测及相关实验室二次污染水环境的有效控制

邢书才

环境保护部标准样品研究所，国家环境保护污染物计量和标准样品研究重点实验室，北京 100029

对环境监测及相关实验室在实验分析过程中造成水环境二次污染问题进行了论述和分析。在对实验室产生污染物以及含剧毒试剂污染物排放造成环境危害量化分析的同时，详细介绍了监测分析和在化学实验中，从源头上减少及有效控制二次污染的方法和途径。根据中国目前对化学实验室排污管理的现状和分析实验室工作中对污染控制的实际情况，通过与国际先进国家在化学分析实验室污染物排放管理上的对比，阐述了国内在实验室管理和污染物处理方面存在的问题和差距。从法律、法规建设和管理机制上，提出了从根本上减少和有效控制水环境二次污染的相关建议。

环境监测；实验室；化学分析；二次污染；有效控制

我国高度重视水环境污染防治工作，2015年4月发布了《水污染防治行动计划》，把全面控制污染物排放作为第一重点工作。在全面控污减排中，环境监测和实验室分析起着至关重要的作用，是一切环境工作的前提和基础。但其中一个重要而严峻的环境问题被长期忽视，就是环境监测和相关分析实验室，在实施环境监测和化学分析过程中，对水环境的二次污染问题。

随着我国环境保护和环境监测事业的不断发展，国家环境监测网已建有环境监测站4 000多个，环境科研所近300个，拥有监测技术人员近10万人。社会第三方检测机构也在不断增加，据报道也有近千家。每个监测站和监测机构都建有分析实验室，再加上疾控质检、医药卫生、气象地质，农林部门，供水系统及高校等机构实验室；各类检验检测实验室超过10万家，在全国构成了一个庞大的化学实验分析体系。在开展环境监测和各种化学分析检测过程中，污染物的任意排放对水环境造成的二次污染极其严重，其叠加效应对水环境造成的危害难以估量，已成为不容忽视的重要污染源。以往文献对此类问题已有报道[1-3]，但多是对实验室的管理措施和有毒试剂的分类处理等方面[4-5]；对于如何在源头上对污染进行有效控制的具体措施和方法，目前还少有报道。本文就环境监测及相关实验室对水环境的二次污染问题进行分析和论述，详细介绍了减少和控制污染的有效方法和途径；从法规建设、管理机制和实验室建设方面，提出了从根本上减少和控制水环境二次污染的相关建议。

1 化学分析实验室产生的主要污染物

1.1 实验废水

在监测实验和其他化学分析中，产生的废液主要有过期的标准贮备液、标准使用液、废水样品，校准系列溶液及样品分析残液；各种剩余试剂，酸碱性废液、实验器皿洗涤废水，长期积存、过期失效的各种试剂等。尤其是含剧毒物质、有害元素、有毒染料的废水、废渣、 医疗生化废水；有机化学废液, 如乙醚、石油醚、氯仿、四氯化碳、苯系物等。其中许多是剧毒的易致突变、致畸性和致癌污染物质。从成分和种类上也极为繁多复杂，有耗氧污染物，富营养物质，细菌病原体等有毒污染物[6-7]。还包括铅、汞、镉、铬等重金属，类金属砷等许多一类污染物，以及氰化物、氟化物、酚类、苯胺类、硝基苯类，苯并芘、各种农药等环境优先污染物。

1.2 固体污染物

化学实验室固体废弃物主要是分析实验室产生过期失效的固体化学试剂，实验分析后剩余固体样品，破损的实验器皿，废弃的称量纸、使用过的移液枪头、带有残留药品的空试剂瓶，化学分析产生的固体生成物，剩余生物样品，如生物活性材料及其代谢物、实验动物尸体、病理学废弃物、培养的细胞、微生物及其培养物等。这些固体废物不仅种类繁多且成分极为复杂，涉及到各类生物污染物和化学污染物[8-9]。尤其是多年遗留下来的大量陈年生物试剂、化学试剂，处理起来难度很大，蕴含着极大的化学危险性，都有直接和间接污染水环境的风险。

2 实验室污染物的危害性

一个实验室每天排出的污染物相对量不大，但全国数千个环境监测站及各行业监测实验室、检测、科研和教学实验室、生化实验室，叠加起来形成一个分散性的巨大污染源。日复一日，年复一年，对环境造成的危害是惊人的，给生态和水环境造成的损失是无法估量的[10-13]。

实验室许多分析项目对环境产生的污染非常严重。以水质监测最常见的项目氨氮(纳氏试剂光度法)为例，方法中所使用的显色剂纳氏试剂需用氯化汞或碘化汞配制。以碘化汞为例，每个样品要加入的纳氏试剂含有0.1 g碘化汞，1次实验以测定10个样品计，按规范操作，每个样品测2个子样，外加校准曲线、2个空白、2个质控子样，其造成的总汞污染需用28.3 t清水稀释才能达标排放。华北的一个县级监测站，一年的碘化汞使用量为560 g之多,若稀释达标排放，需消耗近5 000 t水。表1列出了氨氮在分析过程中对环境造成的主要污染状况。

表1 纳氏试剂光度法测定氨氮造成的污染

3 与先进国家分析实验室排污管理对比

国外先进国家在实验室管理上，倡导环境、健康和安全理念，实行严格而精细的实验室安全和控污管理制度[13-18]。把防止污染、减少废弃物排放，妥善进行“三废”处理[16-17,19-22]作为实验室建设和运行的最重要工作。

3.1 先进国家分析实验室控污状况

德国是世界上环境保护处于领先地位的国家之一，在经合组织(OECD)国家中，其环境水准也是名列榜首。1996年起实施的《循环经济和废物管理法》是德国发展循环经济的政策框架，核心内容是产品责任制。其指导法规是德国环保法规中的三大原则：预防原则、引起者原则、合作原则。三大原则的目的是通过预防保护措施，环境破坏及环境危害应从源头避免或减少。作为一项归责的原则，用来确定责任方。同时，作为一项政治上的实施原则，履行政府和社会共同环保的义务，把环保责任写入国家基本大法(宪法)中。

德国废弃物的收集和处置由政府部门负责管理和监督，其中包括对废弃物处理设施的规划。政府通过颁布全国统一的废弃物处置规范来保证处理的技术水平。在水污染防治方面的主要做法是以源头控制污染，实行水资源循环利用，推行以预防为主的整体性源头治理。德国生态善治的本质特征体现为治理的利器是法治，治理的主体是政府、企业、公众多元主体参与的生态治理共同体。从对慕尼黑大学、通用电气医疗集团、杜塞尔多夫大学化学实验室的考察发现，德国化学实验室在废弃污染物处理方面，严格遵循联邦政府的废物管理法规。同时，在实验室内部建立有严格的废弃物管理制度。科研与管理分轨制，化学药品试剂由管理部门计划统一购买，避免大量购置造成剩余堆积、过期而导致污染的产生。实行实验室先培训后准入制度。对新进实验室人员，由管理部门指定的培训师进行实验室安全和废弃污染物处理方面的培训，培训合格后方能进入实验室。

德国对实验室废弃物的管理非常严格，实验室实行废弃物集中处理站[20,23]的管理模式，不准将有毒、有害、易燃的试剂倒入下水道。实验室都设有安全环保管理部门，严格规范的废弃物管理制度，对实验室产生的污染物，要求专门地点集中、专门房间、专门容器存放,专人管理,严格分区、分类；污染物按其性质被分为多种类别，并根据类别设有专用的收集容器和警示标签。所有收集容器要求密封良好、无破损，容器上要明确标示种类、名称及其危险性。分类细致严格，即使对废弃玻璃，也会按绿色、无色、棕色进行分类回收。回收分类后的污染物，管理部门会将各种废弃物集中于废弃物集中处理站，危险化学品、放射性物质存放在专门房间。

在对废弃物称重、登记后将信息存进计算机，及时集中送往专业特殊废品处理机构处理，以使这些污染物得到最专业的无害化处理。每个实验室每年不惜花巨资对实验室废弃污染物进行收集和委托处理，目的就是要在源头上控制污染。对损伤性废弃物、生物废弃物等的包装和灭菌处理都有一套严格的规范。联邦政府实施《商品包装条例》，以法律形式确定了产品责任原则、商品包装回收原则，即商品生产者有义务回收、利用使用过的产品，生产商有义务回收使用过的包装材料。这一条例，使实验室产生的难以处理的试剂瓶类包装固体废弃物，得到了循环性的有益处理。

德国北威州环保局实验室，在有废气产生的实验室装有抽风装置。废气在排入外部环境前经过管道内的一个活性炭层，活性炭可将有毒物质吸附掉。定期更换出的活性炭送往危险废物处理中心处理。在实验楼的地下室安装废水处理装置[18]，所有实验室排出的水被收到一个大贮罐中，经过酸碱中和等处理后，化验室取样分析，确认所有指标合格后，将废水排入污水管道。实验室产生的有毒溶液、有机溶剂等，指定专人收集，定期送往危险废物处理中心处理；产生的固体废物由提供产品的厂家回收。实验后的剩余土壤样品，也由专人收集，定期送往固体废物处理中心。

德国作为环保法律法规最为健全的国家，严格执法是保证法规有效实施的重要条件，德国将法律的生命力在于执行作为一条铁律。为了加强执法，设立了检查监督机构和环保警察，检查监督机构会定期对实验室排水系统进行取样检测，一旦查出污染物超标，实验室将被查封整改。环保警察除了通常的警察职责外，还具有对破坏环境的事件和行为进行现场执法的职责，此举加强了环保现场执法的力度，体现了法律的严肃性和执法的及时性。加强对污染违法行为的惩罚，提高违法者的成本，使违法者对法规产生敬畏之心。

日本研究机构、检测实验室和高校实验室主要依据环保法律法规制定实验室废弃物管理规章，对实验室化学危险品、危险化学废弃物有着严格的管理。依据的主要法律法规有《废弃物管理和清扫法》(1990，简称《废扫法》)、《水污染防治法》(1970)、《下水道法》(1970)、《污染物排放转运申报制度》(2001)、《把握化学物质排放管理促进法》(2001)等。法律法规中对于废弃物的分类、保管、收集、搬运、申报、处罚等有详细的规定。实验室废弃物大多属于《废扫法》规定的“产业废弃物”和“特殊管理产业废弃物”, 这些废弃物需要依照相关法律条款进行处理[23]。

在日本有关废弃物处置的法律中, 对于废弃物的处理主要有两点基本原则。首先是“排出者责任”原则，其次是“原点处理”原则。“排出者责任”在《废扫法》第一章总则第3条中规定:“事业者负有对伴随事业活动而产生的废弃物加以适当处理的责任和义务，这种责任不仅意味着进行直接的处理, 也包括支付恰当的费用、与民间处理业者的委托事宜和在市镇村县等进行处理的事宜” 。根据《废扫法》的要求, 废液的排出者对废液的产生、收集、搬运直至最终的处理, 都负有相应的责任。“原点处理”原则是指要尽量在废弃物产生的源头就近对其进行处理。对化学废液而言, 由于废液成份的不确定性和混合之后带来的潜在危险性, 若将其直接排入下水道, 将会给下游处理带来极大的困难和负担， 故应尽量在发生源对废液进行处理[23]。

以日本高校为例，日本高校建有完善的废液和废弃物处理系统，高度重视实验室环境安全，有着先进的环保和安全理念以及严格的管理制度，如针对实验室废液和废弃物的分类处理体系。

日本高校设立的综合管理环境事务的机构一般称为环境保护中心，中心下设废弃物管理部和分析部。环保中心的管理委员由副校长、各院的教授和准教授兼任。可见，日本实验室对于环境保护十分重视。

环保中心的基本职责包括以下4项:①制定分类收集、搬运、处理的准则及注意事项。②对收集搬运到环保中心的废液进行处理。③对校内排放水进行分析和检测。④做好与环保工作相关的其他事宜，如宣传和教育培训等[23]。

废弃物管理部负责统一购买学校需要的化学药品，管理和控制化学药品的总量，有效避免多渠道购买引起的危险化学品在数量和质量上失控，从源头上减少安全、污染隐患的存在。同时还研究教学活动产生的实验室废弃物及其处置；分析部主要负责为相关化学分析提供意见或受委托进行分析，同时负责对实验室排出的废水进行检测，对于排放不达标的部门施行一定的惩罚措施。

对在实验室中产生的大量危险化学废物和其他实验室废物，则需根据废物处置指导书的规定在各个实验室内进行分类收集整理，再由学校专门机构进行回收，并交国家相关机构进行处理[24]。

在将废液上交前，各实验室的废弃试剂情报管理指导员还需要在学校废液信息管理系统中输入收集容器编号、保管场所、负责人、废液的种类等信息，之后将系统生成的入库号码和条形码贴在收集容器上。这既可以规范管理，提高废液处置效率，又可以准确、详细地统计废液信息，为废液处置提供可靠的数据支持。环境保护中心根据废液的种类选择不同的处置方法，基本上都在环保中心处置，无法处置的委托校外有资质的专业公司进行最终处置[23]。

广岛大学实验废液处理规定，不同种类的废液对应不同的处置方法。如实验所产生的一般化学物质废液按照规定先倒入废液罐贮留，同时将装废液的容器用水漂洗2次，将漂洗液一起倒入废液罐，然后再根据其属性，判断是有机或无机废液，根据具体流程按步骤进行无害化处理。而含有放射性物质、爆炸性物质、病原菌、毒害品等废液则不能倒入普通废液罐，需联系专业机构进行特殊处理。另外，实验室注重固体废弃物的分类收集处理。实验人员需对实验过程中产生的废弃物及时进行分类，根据材质分别投放到可燃或不可燃垃圾筒中，如果是有危害性的废弃物则放到标有实验危害的垃圾筒中，再由专门机构统一回收和处理[25]。

日本实验室按照规范处理废液的流程一般分为以下几步[23]：分类收集→贮存保管→回收搬运→处理处置→最终处理。环保中心为实验室配置专用废液收集容器，不同的废液容器颜色也有区别。如重金属系废液须用青色，可燃性有机废液须用红色或贴有红色标签的白色容器。分类标签和条形码标签分别贴在容器的相应位置上，同时附有“实验室废弃物处理要求单兼化学物质管理单” 。分类时，先将化学废液分为无机废液、有机废液，然后再进一步细分。日本某大学实验室无机废液分类，见表2 。

表2 日本某大学实验室无机废液分类

废液收集时要在容器的标签上注明主要成份、收集时间、实验室名称及地点、负责人以及联系方式等信息，每个实验室的废液情报管理员还要将信息输入“化学物质登记系统”,这些信息都将作为环保中心进行处理的依据。废液收集完毕, 将废液搬运到环保中心。根据废液的性质，环保中心进行相应的处理，无法处理的废液按照相关程序委托有资质的专业公司进行最终处理。

日本的实验室机构大多建有有机废液焚烧中心, 负责实验室有机废液的焚烧处理[13-14]。对可燃性有机物，目前国外先进实验室通常都采用建设焚烧中心进行焚烧的方法，以达到彻底无害化处理要求。

在日本，大学对校内排水的管理非常重视[23]。实验室的排水系统与生活排水系统是分开的，实验室废水的排放要经过检测，符合排放标准后才能排入公共下水道。例如冈山大学，其排水系统就分为实验室排水系统、生活排水系统、雨水排水系统。实验室产生的原废液按要求分类收集后，统一进行委托处理。一般实验废水(指除去实验原废液外实验室排出的废水)要经过设在校内的设施进行层层检测和处理，符合排放标准后才能排入公共下水道。实验室专用排水系统的设立, 不仅有利于对实验室废水进行处理，也为有效的监管提供了可能。

美国以其严格的法律法规、完善的管理体系为保障，在实验室废弃物的安全管理方面积累了很多切实可行的经验[14]。各行业实验室在遵守美国环保署有毒材料和废弃物处理法规的基础上，都要设立专门的环境、安全管理部门，负责实验室的安全管理体系并对初进实验室的人员进行安全和废弃物处理等方面的培训。实验室废弃物的处理必须遵循美国环保局和地方危险废弃物处理标准的规定, 不对废弃物进行正确的标注和储藏，可以导致严重的刑事或民事犯罪。实验室均执行对一切化学和生物废弃物实行零排放政策, 不允许任何有害物质直接倒入下水道。实验室配有世界先进的环境监测仪器和检测设备，定期检测，一旦发现污染物超标，立即责令改进[14,26]。

目前，许多先进国家都成功对实验室废弃污染物进行了有效控制和管理。除了以上国家外，加拿大、英国、新西兰等国也都在实验室废弃污染物处理方面取得了许多成功经验。例如，许多实验室之间建立化学药品网上交换系统，不仅减少了日后固体废弃物的产生，还从试剂购买和废弃物处理两个方面节省了科研支出。新建实验室，都必须体现安全与环保“先行”原则，即是对实验室安全与环保进行规划并上报相关部门审核，审核通过后可进行实验室建设[27]。

3.2 中国分析实验室控污状况

以国内目前的状况[10,18]，环境监测和各行业生化实验室中，多数实验室，甚至包括重点实验室、认证实验室，长期以来大多采取不经处理、直接排放的方式，将实验室产生的污染废水直接排放。在实验室污染物管理上，许多实验室没有专人负责，实验人员缺失对产生污染物回收处理的培训及相关要求。多数实验室没有处理装置，没有分类收集废水，废固分类等制度。一些实验室形式上有专人负责，但日常没有定期的检查监督，更没有废液、废物的分类登记等记录工作。致使监督管理的许多方面流于形式，污染治理不能有效开展。全国环境监测实验室，包括高校、科研院所等所有企业和非企业的化学和生物实验室的排污，至今还未被纳入监管检测范围[28-31]。最终导致重金属等污染物直接进入城市污水管网。例如，北京某污水处理厂，其下水污泥铅含量严重超标；另一污水处理厂，下水污泥中汞严重超标；某科学研究院一研究所，污水中排了大量铅；某卫生研究所大量排汞，使下水污泥难以处理。

长期以来，国内实验室的污染问题未能得到彻底解决，其主要原因就是环保意识薄弱、清洁生产的理念差、监管制度缺失、相关法律法规不健全等。

针对国内具有代表性的实验室进行了调查。其中包括3个国家重点实验室，6个省市级监测实验室，2个县级监测实验室，2个高校实验室，3个第三方检测实验室。存在酸碱废液不经中和、一类污染物废液不经处理直接排放的有16个单位，占100%；直接排放的一类污染物废液主要有6种，占一类污染物的46%；直接排放含一类污染物的洗涤废水主要有10种，占一类污染物的77%；设有专人负责管理回收废液的占12.5%。所有被调查单位均存在将实验室固体废弃污染物直接投入垃圾桶的问题。其中一个重点实验室，缺乏对实验室废弃物的基本管理要求，将大量含有高浓度汞、砷、铅、六价铬等毒性元素的各种过期样品，不经任何处理直接倒入市政排污管网，同时将大量过期淘汰化学试剂堆弃在地下室。调查中还发现，没有健全的废弃物管理体系，没有新人上岗前的废弃物管理培训，没有规范专用的废弃物收集容器，没有废弃物种类及危险性的明显标示，没有危险化学品泄漏的应急预案，没有固、液污染物严格分类回收，没有专用废弃污染物的收储房间，没有产生污染物废液日常登记制度的，没有专职管理员每周定期将各实验房间内废弃物收集并集中存储的，几乎占了被调查实验室的100%。

一份对国内部分高校院系生化实验室的调查结果表明，16个院系中有12 个院系的实验室存在污染物直接排放。污染物涉及废气、废液、固体废物等，其中废液与固体废物的排放量合计约11.09 t/a，占国家危险废物名录所认定的47大类中的28类，比例高达59.6%[28,32-33]。另一份废液回收的调查结果也表明，59个实验室中有52个实验室没有专人负责管理回收废液，占88%。

在实验室计量认证评审条件中包括废水、气、固废等的收集处理，但大多数实验室一般只对砷、汞和毒性大的有机溶剂进行粗略回收，积累到一定量后才联系回收公司进行处理，周期多为半年或一年。“实验室三废处理登记表”大多记录的是最终的总量回收，对日常产生的废液、固废量基本不做记录。一些粗略的管理和制度的制定也往往多是流于形式，目的在于应付评审和检查。许多实验室基于处理成本，不愿投入资金，没有对废弃污染物集中收集、详细分类、登记，只对代表性的剧毒物质如砷、汞和有机毒性废液进行回收，而对总铬、六价铬、银、镍、镉等一类污染物和其他二类污染物都做直接排放。

4 实验室控制排污的措施和建议

作为发展中国家，应根据国内目前对实验室污染管理和实验室排污的实际状况，建议分为两个阶段对实验室污染进行治理。首先应尽快出台“实验室废弃污染物管理条例”，附带惩罚细则，加大惩罚力度，以体现法规的严肃性和威慑力。设立监管部门和监管规则，理清责任义务，使责权分明。目的是先遏制住污染物任意直接排放、任意丢弃，解决有效监管缺失问题。其次，学习德国的先进管理经验，借鉴《循环经济和废物管理法》和环保法规三大原则，建立完善可操作性强的环保法律，改末端治理为源头控制，避免和减少废弃物的产生，促进环保性再利用，使实验室乃至国家在可持续性发展、环保型循环经济的良性循环中发展和运行。

在实验室污染具体治理上，本着从源头上避免和减少的原则，避免走先污染后治理的老路，从源头控制污染。废弃物的收集和处置由政府部门负责管理和监督。根据国情，以法治为本治理实验室污染。制修订具有专业性、针对性的实验室废弃污染物管理和处理的法律法规，出台废弃物从收集、处理、贮存到最终无害化处理的规范及其相关排放标准。设立从上到下的监管机构和部门，健全和强化监管机制。对新建实验室，必须先对实验室安全与环保进行规划并上报相关部门审核，审核通过后方可进行实验室建设。对不符合安全、环保要求的已建实验室进行限期改造、验收。

4.1 国家法律法规的建设

国外先进国家对化学实验室废弃物的管理非常重视，德国、美国、日本等国以其严格的法律法规从国家层面到实验室，有一套完善的管理体系和法律规定[14,26]。对废弃物的登记、处理、存放容器和清运方式，都有极其严格的规定和要求。 在实验室废弃物的安全管理方面积累了很多经验, 为其他国家提供了重要借鉴[34-36]。

2004年2月—2005年8月，国家环保总局先后发布了《关于加强实验室类污染环境监管的通知》、《高等学校实验室排污管理的通知》、《废弃危险化学品污染环境防治办法》，将实验室、化验室、试验场以及高校的污染纳入环境监管范围，以规范排污管理，防止实验室废物污染环境。但两项通知和一个防治办法发布至今已有10年，以目前的结果来看，收效甚微，其原因是没有形成一套责任到位的系统性监督管理体系，责任不够明确，缺乏监督检查机制，从根本上没有明确的法律法规约束。只有为实验室立法，才能为规范实验室管理、整合全国实验室资源提供法规依据[37]。

参照国外实验室先进建设管理经验，建议为国内实验室管理立法[38-41]，出台关于实验室建设规范条例，将新建生物和化学实验室划入三同时验收范畴，已建实验室未达标的进行改造，制定整改规划和规范，在一定时间内完成整改和验收。要求实验室必须配置废水废物收集、处理装置，以及经过专业培训过的人员担任实验室三废管理员(岗位)。借鉴国外经验，所有化学、生物实验室建立废液废物集中处理站(室)，设立专门岗位每天或每周负责收集、处理实验室产生的废液、废弃物。不得将实验后的污水、废水直接排入市政污水管道。

建立实验室废弃物分类和处理的明细法规，设立专职管理机构，明确管理细则和监督程序。实验室内设立管理责任岗位，形成日常管理、登记，定期检查督办制度；对污染从试剂(尤其是有毒试剂)的购置、使用、排放处理进行全程控制。明确经费的投入和来源，设立实验室废物处理专项资金。将污染防治费用纳入实验室科研和生产预算。规划性建设规范化的危险废弃物处理中心，制修订危险废弃物处理规范标准；定期外审、抽查，建立严格的监管机制。

4.2 国家标准排污规范的制订

国内已颁布《污水综合排放标准》GB 8978—1996、《化学合成类制药工业水污染物排放标准》GB 21904—2008、《医疗机构水污染物排放标准》GB 18466—2005等排放标准，涉及生物制药、造纸等各种工业水，以及医疗机构水污染物和城镇污水处理厂污染物等几十个排放标准。但对于全国环境监测、高校以及各行业化学、生物实验室，这样一个庞大而分散的污染物排放群体，至今尚未有一个针对化学、生物实验室、医疗处置室和其他实验场所的污染物排放标准。

“水十条”指出要“完善法规标准。健全法律法规。加快水污染防治、海洋环境保护、排污许可、化学品环境管理等法律法规制修订步伐”，“完善标准体系。制修订地下水、地表水和海洋等环境质量标准等污染物排放标准。”同时指出要“加大执法力度。所有排污单位必须依法实现全面达标排放。”因此，建议国家有关部门尽快将“化学实验室污染物的处理方法规范”和“化学实验室污染物排放标准”列入“制修订计划”，并尽快出台。使实验室污染物收集、处理、贮存排放有法可依，有章可循[10,42]。

4.3 强化清洁分析方法的研发

国际上分析方法和分析仪器的更新发展很快，而国内的许多标准分析方法已实施多年，早已陈旧需要更新。一些污染严重的分析方法和毒性大的试剂需要替换和替代。建议国家管理部门加大力度，尽快淘汰污染方法，设立专项资金，加强清洁分析方法的研究和制订。

近年来，分析工作者建立和研究了许多可替代分析方法，其中不乏优于国标的好方法。比如测定水中氨氮的流动注射法、离子色谱法[43-44]，自动化程度高、前处理简单、灵敏度高、测定范围宽，试剂无毒且样品消耗少。应尽早进行论证和验证，尽快上升为国家标准。对一些日常测定频率高的重点项目，如化学耗氧量，应加快其中无毒替代试剂的研究。同时，开发快速可靠、使用清洁试剂无二次污染的COD分析仪和自动在线监测仪。

在实际分析工作中，目前有许多含有剧毒试剂的分析方法仍在实施。以含汞剧毒试剂为例，可替代但仍在实施的部分主要标准分析方法，详见表3。

表3 含汞剧毒试剂的主要分析方法

4.4 监督检查机制的建设

先进国家实验室污染控制的经验表明，除了建立管理法规[45-47]、规章制度外，严格的监督检查机制是法规、制度贯彻执行的保证。

德国对实验室排污管理极为严格，除了设有监察机构外，还专有环保警察对有损环境的行为进行执法。监察机构会在一定间隔时间内对实验室的排水管道进行取样监测。一旦检测出含有有机溶剂或污染物超标，实验室将被查封整改。

美国和日本也都设有监督检查机构，会定期对实验室排水口取样进行分析检测，一旦发现排污超标，除了要按法规进行处罚外，还要责令进行关停整改。

香港科技大学安全环保处有一个具有美国AIHA认可资质的检测实验室, 他们经常根据实验室周边人群的反映情况或定期对一些实验室进行取样监测, 如空气、水质、噪声等方面。一旦发现有害物质超标，马上责令整改[36]。

4.5 试剂废液的回收机制

实验室产生的有机废液、大量的过期药品、试剂药品包装瓶，是实验室长期难以解决的棘手问题。目前，一些试剂供应商尝试回收有机试剂废液和包装瓶，试剂供应商在销售试剂时与购买方签订试剂废液及包装回收合同。回收后的废液和包装瓶交由专业处理机构处理，所发生的费用附加在试剂销售成本中，作为废液处理费[18]。

建议政府管理机构规定和监管实验室污染处理资金，同时规定试剂供应商回收过期淘汰试剂和药品包装，回收及处理成本加在试剂销售成本中；建立化学试剂(尤其是有机及剧毒试剂)从购置到报废全程监控机制。以向试剂购买使用方征收试剂废液回收处理费的方式，解决目前的监管不够、缺乏废液和报废试剂处理专项资金的问题。

试剂废液的处置方案，应在计划阶段和采购之前就考虑到，风险评估的本身应该包括处置程序[48]。

5 实验室从源头控污的有效措施

实验室在化学、生物试剂的购买方面，应根据实际需要统一计划购买，从源头上控制试剂药品的总量。避免多渠道、重复购买引起的危险化学药品寄存堆积，从源头上减少污染隐患的产生。

在实验室运行过程中，应推行清洁方法和清洁操作[10,42,49-50]，减小实验分析每一个过程的环境影响,从而不断提升实验室管理水平,并将实验室分析的整体环境影响最小化。

实行实验室准入制度[16-17,36,51-54]，对新进入实验室的人员实行先培训[45,54]后准入方式，确保所有实验人员掌握实验室安全和实验室污染物的处理规则。

5.1 实验方法的选择

实验分析中，每个测定项目大多都有几种不同的分析方法可选择。应尽量考虑方法的环境相容性,尽可能选择污染小的分析方法。表4中列出了水中总汞和氨氮测定的主要标准方法。

表4 水中总汞和氨氮测定的主要标准方法

根据实验室自身仪器设备条件，优先选择对环境污染小的分析方法。从而减少化学试剂使用的种类和用量。如汞的测定，应选择电感耦合等离子体质谱法或原子荧光法。不建议用双硫腙分光光度法，不仅因该方法陈旧、操作繁琐，还考虑到有机萃取剂和其中汞化合物的污染及处理难度。氨氮项目选择测试方法的顺序为气相分子吸收光谱法、蒸馏-中和滴定法、水杨酸分光光度法、酚盐分光光度法，尽量不选用纳氏试剂分光光度法。

总之，首先选用污染小的仪器分析方法，当条件限制必须使用化学法时，应在可选用的分析方法中，选择没有剧毒试剂使用的方法。

5.2 提倡微型实验方法(减量法)

目前国内实施的分析方法，无论是国标法还是行业标准方法，基本都是常量分析方法。按照方法操作，实验分析后都会剩余大量的标准溶液、样品液、剩余试剂和大量的校准系列废液及样品废液。这些方法多数都可用半微量法或微量法进行实验分析。现以纳氏试剂光度法测定氨氮为例进行分析比较，结果见表5。

由表5可见，纳氏试剂法测氨氮，采用微量法操作后，50 ml比色管改为10 ml，所有样品量和试剂量均按原用量的五分之一处理，实验结果的精密度和准确度均符合方法要求；而被测样品及标准溶液中剧毒纳氏试剂所含碘化汞的总用量，由原来的2 800 mg降为560 mg，污染减少了4倍。按清水稀释达标排放，1次分析测定则可节省近20 t清水。

表5 常量法与微量法对环境污染情况对比

注：每个样品平行测定2次。

另外，对于保存期短，使用频率低的有毒标准溶液(如铍、汞、砷、重金属、有机物、农药等标准溶液)，应根据分析计划，在保证分析质量前提下，尽量少配、现配有毒元素项目的标准溶液和试剂。从而有效控制有毒有害药品试剂的使用和产生废液的处理量。

5.3 严格的废弃物分类收集制度

遵守国家政府对实验室产生废弃物管理的法律法规，按照实验室废弃污染物处理规章制度，对实验室产生的废液、固体、生物等废弃物，进行严格细致的分类。

实验室可根据废液的化学特性，将废液按照有机废液和无机废液区分后，再进行细致的分类。以无机废液为例(建议按此分类)，见表6。

表6 无机废液分类举例

将上述废液分类后，贮存在统一规定的密闭容器中，然后定期收集，统一进行处理。实验室盛装废液的容器应不易破损、变形和老化，并能防止渗漏、扩散。废液盛装容器必须贴有标签，标明废液的名称、重量、成分、时间等。

用于回收的废液应分别用洁净的容器盛装, 同类废液中浓度高的应集中贮存，以便回收某些组分, 浓度低的经适当处理达标即可排出。根据废弃物的性质选择合适的容器和存放点, 废液应用密闭容器贮存, 容器要防止渗漏, 防止挥发性气体逸出而污染环境。

5.4 废液的实验室内处理

根据国内多数实验室经费有限的实际状况，为了降低处理成本，除砷、汞、氰化物等剧毒污染物和部分浓度高、毒性大的有机废液、固体废物需直接送专业机构处理外，一般酸碱废液和金属、非金属类废液可在分类收集集中后，在实验室内进行处理。

对不含有害物质的普通废酸、废碱溶液， 在实验时，可随时收集到相应的指定容器中, 达到一定量时相互中和，剩余的酸或碱, 再用氢氧化钠和稀酸中和并调节pH，用pH试纸或酸度计检查溶液pH，当值达到6～8后排放。大多数废酸溶液中同时含有铅、隔、汞、锌、铜等金属离子，可用硫化物沉淀法除去。先将溶液调至pH>9，再向废液中加入过量的硫化钠，生成难溶于水的金属硫化物，再加入FeSO4作为共沉淀剂，生成的FeS将水中悬浮的硫化汞、硫化铅、硫化镉微粒吸附而共沉淀，然后静置，分离过滤后的清液经中和后排放。每次的沉淀物很少，按危废物贮存起来，待积累到一定量后交由专业处理机构处理。

铬的废液中，六价铬的毒性最大，是三价铬的100倍。对含有六价铬的废液，用氧化还原中和沉淀法去除。方法可用含铬废液在酸性条件下加入约10%的硫酸亚铁，将Cr6+还原为Cr3+，再加入NaOH溶液，调节pH为10 ～11，使Cr3+、Fe3 +、Fe2+以沉淀形式析出。静置过滤，清液经中和后可直接排放。

对于含有少量被测物和其他试剂的高浓度有机溶剂废液可尽量采用蒸馏、萃取的方法回收再利用。

对于生物废液、培养液等必须通过高压消毒灭菌处理或其他被承认的技术进行无害化处理后排放。

有毒废渣、有毒废液处理生成的沉淀等无法自行处置的，应分类放置在收集容器中，定期交由专业处理机构处置。

6 结论

《水污染防治行动计划》的目标是保护水资源，减少、控制水污染，解决水污染及污水直排等瓶颈问题。环境监测及相关实验室的污染物排放应引起足够重视。实验室管理法律法规的建设出台，以及“化学实验室污染物的处理方法规范”和“化学实验室污染物排放标准”的制订，是管理实验室控污减排的依据和保障。实验室工作应推行清洁分析方法和清洁实验操作,减少和严控污染物排放，把防止水环境的二次污染作为实验室运行和建设的刚性约束。

在对实验室废弃物污染水环境的治理中，应注重整体性的源头治理，建立源头治理的整体性规划，即从全局观为基础进行实验室控污的细部设计，最后进行具体措施的设计和落实。

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Effectively Control the Secondary Pollution of Water Caused by Environmental Monitoring and Related Laboratories

XING Shucai

Institute for Environmental Reference Materials of Ministry of Environmental Protection, State Environmental Protection Key Laboratory of Environmental Pollutant Metrology and Reference Materials Study，Beijing 100029, China

The potential problems of secondary pollution due to environmental monitoring and related chemical analysis were discussed. The pollutants and extremely toxic reagents discharged by environmental monitoring laboratories were analyzed and quantified. Effective methods for control the secondary pollution from the headstream were described. Compared with international advanced level in laboratory management and pollution control, the problems and gaps existing in laboratory management of pollutants emission were discussed. Some suggestions for control the secondary pollution of water are proposed based on Chinese law, regulations and management mechanism.

environmental monitoring；laboratories；Chemical analysis；secondary pollution；Effectively control

2016-01-05;

2016-04-21

邢书才(1958-)，男，北京市人，学士，教授级高级工程师。

X830

A

1002-6002(2016)03- 0031- 11

10.19316/j.issn.1002-6002.2016.03.05