莫雪莹
(广东新创华科环保股份有限公司,广东 东莞 523000)
我国工业化进程和城市现代化进程的加快,一方面提高了国民经济水平,另一方面也加剧了生态环境污染。近年来,自然灾害频发也反映了当前环境污染治理的严峻性,因此开展环境监测和环境保护治理显得尤为迫切。环境监测实验室是国家落实环境监测、保护和防治的主要部门,其通过环境监测仪器和环境监测技术,可以为环境监测相关部门提供技术服务,为环境污染防治和保护政策的制定提供参考。但是,环境监测实验室危废水的问题一直存在,在未加处理的情况下直接进行排放,容易产生新的污染源,对实验室周边的环境造成严重破坏。在落实环境友好型可持续发展政策的背景下,环境监测实验室应加强对危废水的处理和防治,明确危废水的来源,对实验室排放的危废水进行科学地控制和处理,从而使环境监测实验室危废水达到排放标准,减少对周边环境的污染[1]。
环境监测实验室危废水可以依据污染程度和污染性质两个类别进行分类。按污染程度进行分类,可以分为高浓度污染危废水、中浓度污染危废水和无污染危废水三类。其中,高浓度污染危废水,主要包括过期或实验剩余的高浓度试剂溶液、具有较强酸碱度的危废水以及有机溶剂,高浓度污染危废水往往具有浓度高、污染性强、毒性较大的特点[1];中浓度污染危废水主要指的是实验室用于洗涤实验器材产生的危废水,浓度相对较低的试剂溶液或过期的实验试剂,以及排放的试剂样品,中浓度污染危废水具有浓度和毒性相对较小,但排放量大的特点;无污染危废水主要指的是实验室在进行实验的过程中,使用的各种冷凝水、过滤水、冷冻水等没有污染或掺入一定污染物的危废水,这一类危废水可以通过处理重复使用。
按照危废水的性质来分,大致可以分为无机实验危废水、有机实验危废水、含有病原微生物的实验危废水以及其它综合实验危废水。其中,无机实验危废水指的是含有酸碱性、重金属、氢化物、硫化物等无机物的危废水;有机实验危废水指的是含有苯类、醚类、酯类、烃类、有机氯、有机磷以及油类等有机物的危废水[2];含有病原微生物的实验危废水,指的是在实验过程中用于培养微生物的实验危废水,以及一些冲刷微生物器皿的危废水和含有较多微生物的危废水;综合实验危废水指的是包含有机、无机、病原微生物等多种实验危废水的综合危废水。
随着现阶段环境监测实验室开展的环境监测实验项目数量的增加,实验室产生的危废水类型和来源更加广泛。目前,环境监测实验室排出的危废水主要有四个来源,一是实验室用于危废水污染检测剩下的样品危废水;二是环境监测实验过程中使用的化学试剂、过期的化学试剂或溶剂;三是实验过程中用于显色的实验处理剩下的实验危废水;四是用于冲洗实验器材产生的危废水[2]。
环境监测实验室排出的危废水,根据其污染的程度和性质,对周围环境的危害程度有所不同。比如一些具有较强酸碱性的实验污水,在没有经过加工处理的情况下,直接排入下水管道,容易腐蚀下水管道,从而造成地下管道泄露等一系列问题;含有重金属氢化物、硫化物等无机物的危废水排入河流,会对水生生物造成严重影响,排入实验室周边土壤,会造成地下水的重金属污染,比如铅、汞等重金属离子会渗透到地下水层,周边居民饮用后,会造成铅、汞等重金属离子中毒;含有烃类、酯类、苯类、醚类以及其他有机物的有机实验危废水在排入周边环境后,会造成有机物的大量繁殖,进而严重影响周边的土壤和水质[2];一些含有病原微生物的实验危废水排入周边环境,会造成病毒细菌的滋生,危及周边居民及牲畜的健康。因此,实验室必须加强对环境监测实验室危废水的处理力度,采取有效的防治措施,减少危废水对周边环境的影响。
环境保护问题的关键在于人们是否具备环保意识,是否践行环保义务。作为环境监测实验人员,更应具备环保意识,按照标准的实验要求,践行环保义务,尽可能避免实验危废水的排放,保护好实验室周边的生态环境[3]。但是,部分实验人员缺乏环保意识,没有践行环保义务,在实验的过程中没有按照标准要求进行实验,将实验过程中废弃的试剂直接排入下水道,没有意识到实验危废水污染周边环境的严重性。因此,要想有效地解决实验室危废水排放问题,首先要规范对实验室试剂使用的要求,加强实验人员的环境保护意识,明确实验人员的环保义务和责任。
在实验危废水不能避免排放的情况下,实验室相关管理人员应加强对实验危废水污染的有效防治措施,降低实验危废水对周围环境的危害程度。虽然现阶段环境监测实验室针对实验危废水污染的防治采取了一定的措施,但是措施不够细化,且缺乏措施的统一和完善[3]。比如针对实验室排出的危废水,实验室没有按照其危害程度和性质进行相应的分类,对于不同类别的实验危废水没有采取对应的处理和防治措施,这就会导致在进行实验危废水处理的过程中,无法采取有效的处理措施,危废水处理效果不够明显,危废水处理无法达到相关的标准和要求。因此,环境监测实验室必须要依据实验危废水的类别和性质,采取相对应的防治措施,明确污染的类型和边界,更加合理地对实验污水进行处理。
有效处理实验室危废水,不仅需要采取相应的处理和防治措施,更需要配备相应的危废水处理室和专业的污水处理设备。但是,目前环境监测实验室对实验危废水处理没有设立相应的污水处理场所,污水处理设备也不够完善,这就导致无法及时有效地处理实验污水,只能通过常规的污水处理手段进行处理,处理不当会造成二次污染[3]。因此,对于环境监测实验室而言,在重视环境污染监测的同时,还要加大对实验室污水处理设备和场所的资金投入,将环境监测和污水处理置于同等重要的地位,通过引进国外或国内先进的污水处理设备,提升实验室危废水处理效率和效果,使污水排放达到相应的标准,减少对周边环境的污染。
在环境监测实验室危废水的分类过程中,有机物实验危废水的类型和范围相较于无机物实验危废水更加广泛,对周边环境污染的程度也更加严重。如果针对有机物试验危废水没有采取有效的处理措施,将会直接对实验室周边的生态环境造成严重影响[4]。目前,针对一些比较容易处理的有机物危废水,比如四氯化碳和氯仿,可以通过对食盐水进行蒸馏和干燥处理,进行回收利用,但是对其他有机物含量较为复杂的实验危废水,处理起来较为困难,如果采取常规的处理方法会加大危废水处理回收的成本,因此需要采取相应的危废水处理措施。在众多的有机物危废水处理方法中,Fenton试剂处理具有高效、快速的特点,比如在酸性环境中,试剂中的铁离子可以快速催化过氧化氢等氧化物,对危废水中的有机物进行氧化处理,并且该方法几乎可以针对所有的有机物危废水进行氧化处理,投入成本和处理效果都十分令人满意[4]。除了Fenton试剂处理以外,工作人员还可以通过超声波降解以及光催化氧化技术对有机物危废水进行处理。
有毒实验危废水对于周围环境的危害较为巨大,如果未加处理就排入周边的河流或土壤,会导致居民和牲畜中毒,因此,实验室必须重视对有毒实验危废水的处理。目前,有毒实验危废水主要指含氢化物、砷化物的实验危废水。处理有剧毒的实验危废水常用到絮凝共沉法,该方法的主要原理是设定一定的处理条件,然后将镁、铝、铁等离子投入沸水中,产生氢氧化物胶体,反应所产生的胶体对实验危废水中的砷化物具有一定的吸附能力,可以与砷元素结合产生难以溶于水的物质,从而有效去除实验危废水中的砷化物。对于含有氢化物的实验危废水,目前主要通过碱性氯化法进行处理,该方法的原理是,在碱性条件下向实验危废水中加入氯气,高锰酸钾液氮等具有较强氧化性的物质,使其与氢化物进行充分反应,产生氮气或二氧化碳等无害气体,进而达到消除氢化物的目的[4]。对于含有多种有害物质及有毒的综合实验危废水,需要采取多种不同方法进行多次处理,比如现阶段常用的超声波降解法以及臭氧氧化法等。
重金属实验危废水是一类毒性较大,且在生态环境中难以降解的有害危废水,会导致污染物质的生物富集和生物放大效应。因此,环境监测实验室在排出重金属污染危废水时,必须要加强处理,降低其中金属离子的含量。目前,针对重金属实验危废水进行处理,主要采取电解法,其主要原理是通过直流电使实验危废水产生氧化还原反应,在直流电的阴极区域发生还原反应,降低金属离子的价位或直接使金属离子析出。其中,通过电解法对含有铬元素的实验危废水进行处理,其处理效果可达99.8%,但投入的成本也相应较大[4]。除了电解法,实验室对于重金属实验危废水的处理还常用到化学沉淀法,该方法具有高效、稳定且容易操作的特点,通过投入相应的化学药剂(沉淀剂),使反应物质产生化学沉淀,再通过过滤的方式过滤沉淀,就可以达到消除重金属危废水中金属离子的目的。
强酸强碱危废水也是环境监测实验中较为常见的一种危废水,其对于土壤和水质具有较大的影响。目前,针对环境监测实验室中的强酸碱实验危废水,通常使用中和法进行处理,处理步骤可以分为两种,第一种是先将浓度较高的强酸碱溶液加入大量的水进行稀释,然后再加入相应的酸碱试剂进行中合;第二种是先将强酸和强碱进行中和反应,然后再加入大量的水进行稀释。经过中和反应之后,实验室要对中和后的溶液进行检测,只有酸碱度达到排放标准的实验危废水才可以排出[5]。
要想有效防治环境监测实验室危废水的生产和排放,就必须提高实验人员的环保意识和践行环保的意愿。首先,环境监测实验室负责人要带头加强实验人员对环境保护相关知识理论的学习,学习实验的标准化流程和环境保护的相关要求;并制定好实验室环境保护的相关规定,要求每一个实验人员按照规定进行危废水的检验处理和排放;为了提高实验人员践行环保义务的意愿,可以制定一定的奖惩机制,每个月对实验人员践行环保的情况进行评价,对于履行环保责任、践行良好的实验人员给予一定的精神或物质奖励,或在职位晋升、职称评定上给予一定的支持,从而提高实验人员的环保意识和践行意愿[5]。
针对实验危废水分类不够细化,或没有进行分类及集中保存的问题,本文建议相关实验室要做好实验危废水的分类和集中保存。在实验危废水保存和处理的过程中,往往会发生实验人员将大量不同的实验废水进行混合存放和处理,这样的处理方法必然导致不同实验危废水之间发生化学反应,导致相应事故或更大污染问题的产生[5]。因此,本文建议实验室根据实验危废水的性质以及危害程度进行细化分类,对于不同类别的实验危废水要做好标识,进行集中保存和管理,在排放时对同一类型的危废水采取有效的处理措施进行处理,使其达标后再行排放。
为了有效解决环境监测实验室缺乏危废水处理设施及设备的问题,本文建议环境保护相关部门重视环境监测实验室危废水处理,将实验室危废水处理和实验室危废水检测置于同等重要的地位,并加大对环境监测实验室硬件设备的投入力度。相关部门可以引进国外先进的危废水处理设备或者国内应用较为广泛的危废水处理设施,加快完善较早一批建设的环境监测实验室硬件设备。为了加快落实实验室危废水处理设施的更新换代,相关部门要建立相应的危废水处理评估系统,对整个环境监测实验室危废水处理的硬件设备进行评估,对于未达到相应标准的实验室,应要求其推迟开展环境监测实验,并进行整改。
要实现对实验室危废水的有效防治,最为关键的是加强源头控制。因此,环境监测实验室要加强构建自身的环境管理体系,重视实验室的操作管理和危废水排放管理,一方面避免由于实验人员不合理操作而导致的危废水排放问题,另一方面要在源头降低危废水排放的污染程度。为了加强源头控制,实验室可建立危废水排放监察小组,由实验室的实验人员组成,对每天在实验过程中,实验人员的实验操作以及危废水排放的达标程度进行抽查和检测;其次,还要建立相应的惩罚机制,一旦发现实验人员违规操作或排放实验危废水超标的问题,应按照问题的严重程度,对实验人员给予相应的惩罚。通过以上操作,实验室可以有效加强对实验室危废水源头的控制。
在进行环境监测实验时,相关人员要严格把控实验室的危废水排放,尽可能减少实验室危废水排放量并降低其污染程度。在具体的实验室危废水排放过程中,相关人员要选择合适的、对环境污染较小的分析方法,对实验室危废水进行分析;在清洗实验器皿时,要尽可能地选择一些可降解的洗涤剂进行清洗;排放酸碱试液时要进行中和并进行pH值检测;为了降低实验室危废水的排放量,在进行环境监测实验时,相关人员可以借助相应的仪器来控制实验试剂和样品的使用量,还要尽可能减少化学试剂的储存量,避免化学试剂过期导致的环境污染问题;对于实验室危废水排放中可回收的部分,要加强其回收利用的力度。
加强实验室危废水的有效防治需要引进新的分析方法和实验方法。比如对含氰化物和氟化物的实验室危废水进行排放时,可以通过离子色谱法对危废水中的阴离子进行分析,从而减少有毒试剂的排放。此外,实验室也可以引进其他新的检测设备和分析方法来有效降低有害物质的排放量。环境监测实验室危废水排放还要引进清洁型的实验方法,尽可能减少有毒、有害试剂的使用次数,应用各种新型的仪器设备进行环境监测实验;还可以通过便携式的手携设备获取环境监测相关数据,减少实验室通过实验获得数据的次数,从而推广清洁型的实验方法[5]。
环境监测实验室是国家开展环境监测的基础部门,相关部门可以通过环境监测实验和相关设备,获得关于环境污染状况的数据,为特定区域环境污染政策的制定提供技术服务和参考。针对目前环境监测实验室危废水排放的问题,本文首先介绍了环境监测实验室危废水排放的分类及其危害,然后总结了实验室危废水排放问题存在的原因,并对实验室危废水处理的常用方法和防治措施进行了分析,希望可以为环境监测实验室加强实验室危废水的污染防治与管理,提供相应的参考。