高校化学实验室污染问题的现状及防治

樊 安

(西北大学化工学院，陕西 西安 710069)

高校化学实验室污染问题的现状及防治

樊 安

(西北大学化工学院，陕西 西安 710069)

分析了高校实验室的污染类型和存在问题，从加强环保意识教育、进行实验教学改革、统筹协调、提高硬件配置、采用现代管理手段、把“三废”处理纳入评估等方面提出了防治建议。

高校化学实验室；污染现状；防治措施

0 引言

改革开放以来，我国教育事业高速发展，截至2015年5月，据教育部权威数据统计，全国高等学校共计2845所，其中普通高等学校2553所(包含729所独立设置民办普通高校、独立学院及中外合作办学)，成人高等学校292所。大部分高校都有规模不等的化学实验室，每一间化学实验室如果做实验,都会或多或少地产生实验室污染物。高校化学实验室虽然作为单个实验室产生的污染物数量不大，但污染物种类多、组分复杂，且大都回收处置程度较低。因此高校化学实验室做为小污染源，对环境造成的累积损害不可小觑。

近年来，国家对环保问题越来越重视，作为教书育人的大学，更应首先自律，在环境保护方面做出表率。

1 高校化学实验室污染现状

1.1 高校化学实验室污染分类

(1)废液：高校化学实验室大多数的常规分析实验都会产生废液。废液包括剩余的样品、实验产生的残液、洗涤用水等。这些废液大多毒性很大：如Ba、As、Cd、Cr、Ni、Hg、Pb、Mn等重金属离子，如果在人体内集聚超标，会引发人体生长发育缓慢、骨骼疼痛等，严重时还会威胁到人的生命；二甲苯、氯仿等有机废液会破坏人体免疫系统，人体机能会因此失调；盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、氢氧化钠和碳酸钠等酸碱废液会引起水体pH值偏高或偏低，当pH值<6或>9时，水的自净化能力会降低，水中的生物生长会受到影响，严重时会引起物种变异、水生物死亡。亚硝酸盐、环氧氯丙烷等，会引发人体癌变；浓酸、浓碱等化学试剂具有很强的腐蚀性。

(2)废气：高校实验室使用的化学试剂和药品，种类有上万种之多，在实验过程中，会产生大量废气，如甲醛、二氧化碳、二氧化硫、二氧化钠、三氢化纳、Cl2等。为保障实验人员的身体健康与安全，通常要求直接产生有毒有害或不明成分气体的实验要在实验室内的通风橱里进行，但是把有毒、有害气体直接排放到室外必然直接污染环境空气。这些排放到室外的有毒有害或不明成分气体可能会对周围不知情的人群造成一定程度的伤害，如眼睛刺激流泪、咽喉疼痛咳嗽、皮肤腐蚀过敏，甚至潜在的致癌风险等。

(3)固体废弃物：主要指过期、失效的化学试剂，实验产生的固体残留物。如在实验过程中产生的用完的化学试剂瓶、打碎的玻璃器皿碎片、废试纸，配制样品时不小心多取的药品等。这些“废渣”成分复杂，特别是重金属试剂、有毒试剂如处理不当，很容易造成当地土壤和水质的污染，如果这些实验室“废渣”进入城市垃圾体系，必然会影响人民群众的身体健康。

(4)其他污染：主要指实验室在化学实验过程中产生的噪声、微波、高频及辐射等。化学实验时会用到很多种仪器设备和种类繁多的化学试剂、药品，有的实验在实验过程中会长时间使用泵等产生噪声的设备，有的实验则要在强磁、微波、辐射等条件下才能进行。有关部门对高校实验室类环境污染源调查后发现：大部分高校实验室对实验过程中产生的电磁辐射、噪声等都不进行预防和控制，这必然会对进行实验的师生造成身体方面的伤害。

1.2 存在的问题

(1)实验中及实验完成后实验废弃物不能及时收集、分类和处理；没有专门的废水排放管道或管道腐蚀失修，致使废水直接排放，污染环境。

(2)实验室设备、设施年久老化，使有毒物质泄露或有毒气体不能及时排放，造成人员中毒。

(3)不少学校面对有限资金，往往偏重于给学校带来效益的投入，致使一些安全环保设施无法完全配套。如在没有排风扇、通风的窗户的实验室存放有毒、有害废弃物等。这些都给环境安全和人身安全埋下了极大的隐患。

(4)因管理不当，造成有毒有害试剂、药品丢失，引起环境污染[1]。

1.3 问题的成因

(1)相关化学实验设备不齐全，管理部门对污染处理重视不够，投入经费不足。许多高校建校时间长，其早些年建设的化学实验室对环境污染方面基本未做考虑，没有专门收集废液的设施，现有的实验室排放管不能对废液进行有效的收集和处理。相关管理部门对此重视程度不够或环保意识缺乏，实验经费预算大多用于购买实验室仪器设备、试剂及实验室装修等，对于控制实验室污染的预算经费投入很少或没有考虑。

(2)对师生的环保教育培训不够，未养成良好的废弃物处理习惯。目前大多数高校基本制定和实施了实验室废液集中回收处理的方法和措施，但是部分实验室人员的环境意识差，自觉性较低，甚至有人认为实验室所产生的这点污染对环境没什么大的影响。而我国的一些化学教科书和实验教材对学生的环保教育也很不够，只要求学生明白实验目的、步骤和结果，而对于该实验可能给环境带来什么污染以及如何避免则没有交待[2]。

(3)缺乏高效的污染防治措施和相应的系统，对污染物处理缺乏统筹考虑。首先是找不到废液处理企业。因为废液处理企业数量少且处理种类不全，学校为处理实验废液需联系多家企业才能完成。其次是废液处理费用高昂。企业废弃物处理费用年年涨，一些废液处理价格甚至已远高于购买试剂的价格，费用巨大让很多高校承担不起，心有余而力不足[3]。

(4)高校实验室污染防治法规制度不健全。发达国家对实验室污染的管理非常重视，基本上都制定了比较完善的法律法规。比如，日本的“净化池法”、“下水道法”、“下水道紧急整顿措施法”；德国的《联邦污染防制法》；美国的“有毒物质控制法”、“清洁水法”、“清洁空气法”、“紧急规划与社区知情权法”等。尽管国家《关于加强高等学校实验室排污管理的通知》对高校实验室排污管理进行了一定规范和加强[4]，但我国目前专门针对实验室建设的具体标准与实验室污水污染环境的控制法规、条例仍然存在法律空白。

2 防控措施

2.1 加强环保意识教育，提高法律意识和业务素质

在学生进入实验室前，应该先在课堂上讲明在此次实验过程中会产生哪些液体和固体废弃物；要求所有的液体和固体废弃物都倒入固定地点的指定收集容器里，不能把废液和废渣混放在一起，更不能把二者混入生活垃圾中处理；在整个实验过程中除了清洗玻璃仪器的废水可以进入实验室下水管道外，其他所有液体废弃物不允许进入实验室下水管道。让学生养成良好的实验习惯，要把实验污染物按要求进行合理的处置变成实验不可缺少的一部分。

(1)废气的防治：①完善实验室条件，在实验设计阶段就融入环保理念，对实验过程合理设计，从源头上尽可能减少对空气的污染。如：采取燃烧法、吸收法、吸附法等，在“废气”排放前加以净化，确保有良好的实验环境，保证实验室周围大气环境达标。实验过程中如会产生有毒、有害气体，要求在通风橱内进行，减少有害气体的直接排放，保证室内空气质量和实验人员身体健康。②在实验室内可以种植一些植物。如吊兰、芦荟能吸收甲醛，常春藤能吸收二氧化碳。这些绿色植物不仅有利于改善室外内空气质量，还对实验工作人员的视觉疲劳等也能起到缓解作用。

(2)废渣的防治：对实验室“废渣”的处理应重视，要有专门的回收器皿加以回收。如实验固体生成物中有可再利用的要加以再利用，其他无害的废渣则倒入指定垃圾桶；配制溶液时不小心多取的药品不能再放回原处时，要把多余药品统一收集后放在一个回收瓶里。总之，对于固体废物的处理，一是在实验中尽量少地产生固体废物，二是在收集到一定数量后送到垃圾处理厂统一进行处理。

(3)废液的防治：实验过程中，不可避免地要产生大量的废水，并且有些种类复杂。为此，要在各个实验室都放置收集废液的器皿。学校每月定时收集各理工科实验室实验所产生的有害废液。对一些用量大、浓度高的有机溶剂还可回收利用，既环保，又减低实验成本。在实验室过程中，许多学生会有意或无意地将实验后的废水直接倒入下水道，针对这些现象，除了实验室管理人员指导和督促学生分类回收，严禁把未经处理的废液倒入下水道，对随意处置实验废弃物的学生，还要进行严肃批评教育，必须让学生养成良好的实验和环保习惯。

针对高校实验室存在的污染，除了学校积极建立实验室管理办法和岗位责任制度，努力提高教师、学生的防范意识和环保知识，尽力减少或避免实验室的污染外，政府部门也应从各方面给予强有力的支持，确保人民群众的健康和环境的安全。

2.2 进行实验教学改革，勇于创新教学实验

所谓“绿色化学”，主要是运用化学技术和方法减少或降低产品设计、生产和运用过程中有害化学物质的产生，使设计并生产出来的产品对环境无害，从源头上阻止污染的发生。绿色化学实验能最有效地降低化学实验室的污染，而不是污染后被动地再进行污染的治理[5]。

(1)尽可能设计和采用“绿色”实验。即在整个实验中，用低能耗、微量或无量、清洁少污染或无污染的实验工艺流程代替能耗高、用量多、容易产生污染的实验工艺流程，用无毒无害、少污染或无污染的化学药品代替有毒有害、重污染的化学药品，把实验过程中可能产生的污染和毒性控制到最低。

(2)采用“微量”实验。即在微型的实验装置中以最少的试剂量获得实验信息，因为只使用了很少剂量的药品和试剂，所以有效地控制了实验废物的产生，并且实验过程所用的时间会大大缩短，这样燃、爆、毒、腐蚀等的危险性势必也会降低。采用“微量”实验，实验效果不仅不会受到影响，还因为实验剂量使用少，反应时间大幅缩短，可有效提高实验效率，减少环境污染，并降低实验开支，既经济又环保。

在大学，化学实验应大力提倡“绿色”试验、“微量”实验，同时尽可能尝试循环试验、数字化试验等。针对大学化学、化工类专业所开设实验项目本身的不合理、不科学所带来的污染问题，应根据实际情况修改为无污染或污染小的实验项目；选择绿色反应试剂或尽量使用前面实验的产物作为后面实验的反应原料。减少传统试验造成的环境污染。同时高校在进行试验时，应多发挥教学多媒体的作用。模拟化学实验、计算机辅助教学都是实现化学实验不污染的特殊的实验方式[6]。

2.3 加强院系间的合作，统筹协调，科学设置，力争变废为宝

众所周知，化学实验是产生各种污染的源头，直接排放实验废物，就会造成环境污染，危害人类的身心健康。因此，应该根据“统筹协调，科学设置，力争变废为宝”的原则处理实验废物。如：高校里理工科的很多院系有教学实践环节，完全可以把各实验室分类回收的各种废物集中起来交给环境工程系的学生作为治理废物实验的原料，不仅给学生提供一个治理废物的机会，经检测合格后排放，还能丰富学生实战的经验，一举多得。

2.4 加大投入，提高实验室的整体硬件配置

高校在新建实验室的过程中，要根据化学实验室会产生实验废弃物污染的特点，进行全面规划、合理布局，将废水、废气、废渣等污染物的处置充分考虑进去，必需预留一部分经费用于实验室“三废”回收、处理和环保的基础设施建设。要建立实验中心，集中治理废弃物排放较多的实验室，实现资源共享。根据“环境保护法”和“环境影响评价法”等的相关规定，配备先进的实验装置及实验检测手段，从源头上控制实验室污染。

2.5 采用现代化管理手段

利用校园网优势，在实验室之间建立信息共享。处理失效、过期的化学试剂是世界性的难题，目前解决这个问题较有效的方法就是各实验室之间合作成立区域性的试剂调配网，将用量少，容易失效、过期的试剂纳入网络，实现化学实验室间资源共享，尽量避免因统筹不够造成大量化学试剂失效[7]。冷却水也是实验进行中很多仪器都要用到的，用量很大，以每台仪器500mL/min流量计算，每天8h就有240L冷却水直接排入下水管道，造成水资源的大量浪费，因此，把冷却水循环利用或者储存起来以备他用是很有必要的。

2.6 把 “三废”处理纳入实验室评估体系

建立合理科学的实验室管理办法、制度和岗位责任制度。实验人员在实验过程中必须在思想上高度重视实验室污染带来的严重后果，规范操作，遵守规章制度。可以把有没有具体的“三废”处理措施和规定作为实验室评估的项目之一。严格执行“谁污染谁治理”的原则，减轻实验室的污染[8]。

3 结语

高校在科研及教学水平赶超国际一流水平的同时，也要对世界优秀大学处理实验室废弃物的先进经验加以借鉴。必须加强实验室环境安全建设，从而实现创建世界一流大学的宏伟目标，构建资源节约型、环境友好型社会。

[1]崔彩贤，田义文，李修炼，韩丽.高校实验室环境法制问题研究[J] .科教文汇，2007(4)：137-138.

[2]杜娟.高校化学实验室对环境的污染及其治理[J] . 实验室科学，2007(1)：170-172.

[3]李芳蓉，张建民，刘凤霞，王英.高校化学实验室废水污染防治对策[J] .实验室探索，2014，33(11)：308-312.

[4]王黎虹.高校实验室环境管理体系探讨[J] .当代教育，2011(9)：173-177.

[5] 陈敏，卢其明，罗志刚.化学开放实验教学绿色化的探索与实践[J].实验室研究与探索，2010，29(10)：362-371.

[6] 朱小娟，李江华，仇银燕.高校实验室环境生态文明管理体系的建设与实践[J]. 实验室研究与探索，2013，32(4)：135-138.

[7]郭小芳，王长征. 高校化学实验室环境污染与治理[J]. 甘肃治金，2009，31(2)：172-175.

[8]王庆雨，张永利.高等院校实验室化学污染的防治与管理[J] .当代化工，2010，39(3)：342-345.

Present Status and Pollution Control of Chemical Labs in Universities and Colleges

FAN An

(Chemistry Department, North-west University, Xi’an Shanxi 710069 ,China)

The pollution types and existing problems of chemical labs in universities and colleges were analyzed. Countermeasures were put forward including strengthening environmental awareness education, implementing experimental teaching reforms, improving hardware equipment, adopting modern management measure, assessing the three wastes evaluation, and ect.

chemical labs in universities and colleges; present pollution status; countermeasures

2016-06-17

西北大学教改研究成果培育与推广计划项目(JX13009)资助。

樊安(1971-)，女，汉族，河南新野人，学士，工程师，主要从事实验室及教学管理工作。

X703

A

1673-9655(2017)01-0056-04