实验室环境污染与防治

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摘要  讨论了化学实验室环境污染的污染物，影响化学实验室环境质量的主要因素以及防治化学实验室环境污染的有效方法。

关键词  化学实验室   污染   防治

中图分类号：O6-31 文献标识码：A

实验室环境质量是关系实验人员身体健康的重要问题之一。随着经济发展和人们生活水平的不断提高以及公众环境意识的增强，对化学实验室环境质量提出了新的更高的要求。但因化学实验室环境问题的研究和解决涉及许多相关部门以及基础科学和工程技术学科领域，目前的研究仍处于起步阶段。

在环境保护工作中，化学实验室是环境监测、环境管理工作中必不可少的重要辅助环节。在化学实验、分析中，化学实验室的环境污染问题大多被忽视，实验室排放的污染物很少进行处理。化学实验室所用的化学试剂种类较多，每次排放的污染物量虽不算大，但污染成分复杂，且累计效应不容忽视。随着我国环保事业的蓬勃发展，化学实验、分析在环境保护工作中的重要性也不断增强，减少化学实验室污染以及对污染进行处理已迫在眉睫。

1  化学实验室的主要污染物

（1）无机污染物

重金属（汞、镉、铅、铬），此外还有砷，砷虽不是重金属，但毒性与重金属相似。氰化物（CN-）毒性很强，在水中以CN-存在。若遇酸性介质,则CN-能生成毒性极强的挥发性氢氰酸（HCN）。还有酸和碱、氮氧化合物（NxOy）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等。

（2）有机物污染

  有碳氢化合物、脂肪、蛋白质，、合成洗涤剂、多氯联苯和苯并（α）芘等。

（3）其他物质污染

漂尘、微生物、噪声、电磁辐射（包括射频、红外、可视、紫外线等）、放射性以及异臭等。

2  影响化学实验室环境质量的主要因素

（1）气体燃料

主要是煤气和酒精。由于有些化学实验室通风设备差，室内空气中污染物常常超过标准。实验分析时，如采用煤气作为燃料，实验室NO的浓度比室外约高4~5倍。使用酒精时，实验室CO的浓度比室外的约高2~3倍。

（2）建筑设计

化学实验室的环境主要是指室内微小气候和空气的清洁度，而微小气候的适宜性与空气的清洁度除了与污染源种类和程度有关外，还与建筑物的设计关系极大。一般化学实验室的建筑设计，都应尽可能的做到有最好的朝阳、最多的日照和适宜通风量，使化学实验室环境达到可能的最佳状态。

（3）无机物

重金属：主要包括汞、镉、铅、铬等，此外还有砷，砷虽不是重金属，但毒性与重金属相似。故常和重金属一起讨论。重金属的致害作用在于使人体中的酶失去活性，它们的共同特点是即使含量很小也有毒性，因为它们能在生物体内积累，不能排出体外，因此危害很大。

汞。化学实验室汞主要来源于温度计、汞盐。汞中毒后，会引起神经损伤、瘫痪、精神错乱、失明等症状，称为水俣病。汞毒性的大小与其存在形态有关。+1价汞的化合物如甘汞Hg2Cl2 （难溶于水）毒性小，而+2价汞的毒性较大，水中的无机汞在微生物的作用下，会转变成有机汞，有机汞如甲基氯化汞的毒性更大。1953年发生在日本的水俣病就是无机汞转变为有机汞，累积性的汞中毒事件，化学实验室废水中汞的最大允许排放浓度（以Hg计）为0.05 mg/dm3。

镉。化学实验室镉的主要来源于+2价镉盐，镉有很高的潜在毒性，饮用水中含量不得超过0.01 mg/dm3,否则将因累计而引起贫血，肾脏损害，并且使大量钙质从尿中流失，引起骨质疏松。1955年发生在日本富山县的骨痛病就是镉污染所引起。中毒后骨骼变脆，全身骨节疼痛难忍，最终以剧痛而死亡。化学实验室废水中镉的最大允许排放浓度（以Cd计）为0.1 mg/dm3。

铅。化学实验室铅的主要来源于+2价铅盐，铅是重金属污染中数量最大的一种，能毒害神经系统和造血系统，引起痉挛，精神迟钝、贫血等。化学实验室废水中铅的最大允许排放浓度（以Pb计）为1.0 mg/dm3。

铬。化学实验室铬的主要来源于铬酸盐和重铬酸盐，铬的毒害作用是引起皮肤溃疡、贫血、肾炎等。并可能有致癌作用。Cr3+是人体中的一种微量营养元素，但过量也会引起毒害。化学实验室废水中铬的最大允许排放浓度（以+6价Cr计）为0.5 mg/dm3。

砷。化学实验室砷的主要来源于亚砷酸根离子（AsO33-）和砷酸根离子（AsO43-），AsO33-的毒性比AsO43-的要大。砷中毒会引起细胞代谢紊乱、肠胃道失常、肾衰退等。化学实验室废水中砷的最大允许排放浓度（以As计）为0.5 mg/dm3。

（4）氰化物

化学实验室氰化物主要来源于氰化钠或氰化钾，氰化物的毒性很强，若氰化钠（氰化钾）遇酸性介质，则CN-能生成毒性极强的挥发性氢氰酸（HCN）。CN-的毒性是由于它与人体中的氧化酶结合，使氧化酶失去传递氧的作用，引起呼吸困难，全身细胞缺氧而窒息死亡。口腔粘膜吸进约50 mg氢氰酸，瞬时即能致死，化学实验室废水中氰化物的最大允许排放浓度（以CN-计）为0.5 mg/dm3。

3  化学实验室环境污染与防治

（1）减少化学实验室污染物的方法

通风换气：通风换气是排出化学实验室空气污染，改善化学实验室小气候的最有效措施之一，利用自然通风是即经济又有效的方法。做化学实验时，经常开窗和打开换气扇或者开动通风厨换气，化学实验室污染物很容易被排出室外。

合理采光：利用自然光线，不仅可以增加化学实验室照明度，同时也可以净化化学实验室空气，合理的采光照明。通过产生的温度热和光电反应，能够增强人体各部分的机能。

湿式除尘：做化学实验时，必须打扫卫生和要用湿拖布擦地，防止地面尘土飞扬。这对净化空气更有益处。

尽量选取和确定具有环保性的化学实验项目：做化学实验时，尽量排除或减少对污染大，毒性大，危险性大，三废后处理困难的实验项目，尽量选择低毒，污染较小且处理容易的实验项目。例如：在有机化学实验中，可用“肉桂酸”实验代替“喹啉”实验，避开苯胺、硝基苯有毒致癌试剂。可用“溴乙烷”实验代替“溴苯实验”避开了苯、溴、吡啶等有毒、对空气污染大的试剂，减少对环境的污染，因此降低了低值易耗品的费用。

绿化化学实验室：化学实验室多养一些花草，可以改善化学实验室的环境。

（i）吸收有害的气体

许多花草具有吸收有害气体的能力，当废气通过花草时，其中60%的SO2被绿色植物的叶滞留，一般花草的叶片含硫量可超过正常含量的5～10倍，花草还可以吸收氟化氢、氯化氢和致癌物质（安息香吡啉）等有害气体，并具有吸收和抵抗光化学烟雾污染的能力。

（ii）滞尘降尘作用

绿色花草枝叶对粉尘有明显的阻挡、吸附和过滤作用，特别是花草的叶面粗糙或带有分泌物的叶片和枝条，很容易吸附空气中的尘埃，经常对花草进行喷洒冲刷能恢复其吸滞能力。

化学实验室应设立废酸及废碱槽：做完实验后，应将废液（废碱）倒入废液槽，一段时间后，将其进行中和达到规定的pH值为6~9后排放。

（2）化学实验室一些常见废液的处理方法

（a）含Cr6+废液的处理

用硫酸亚铁石灰法处理，使Cr6+转化为Cr(OH)3溶物去除。

H2CrO7+6FeSO4+6H2SO4=Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O

Cr2(SO4)3+6NaOH=2Cr(OH)3 +3Na2SO4 

（b）含Pb2+废液的处理

 用石灰乳做沉淀剂，使Pb2+生成Pb(OH)2，在吸收空气中的CO2气体后变为溶解度更小的PbCO3沉淀。

 Pb2++Ca(OH)2=Pb(OH)2 +Ca2+

 Pb(OH)2+CO2=PbCO3+H2O

（c）含Cd2+废液的处理

用石灰乳或可溶性的硫化物，使Cd2+生成Cd(OH)2或CdS沉淀。

Cd2++Ca(OH)2=Cd(OH)2+Ca2+

Cd2++S2--=CdS        

（d）含氰废液的处理

氰化物毒性极大，可加入硫酸亚铁，使CNˉ生成毒性很小的配位化合物六氰合铁（Ⅱ）酸铁。

6CN-+3FeSO4=Fe2[Fe(CN)6]+3S042ˉ

（e）银氨溶液的处理

银氨溶液放久后会变成氮化银而引起爆炸，用剩的银氨溶液必须酸化后回收。

[Ag(NH3)2]+ +2H+=Ag++2NH4+

总之，防治化学实验室污染是很有必要的，但许多单位对于实验造成的污染不知道该如何处理，即使想处理也是心有余而力不足，只得任其排放。因此，建议有关单位应制定出一套“化学实验室污染处理”的措施，以便各单位参照使用，更好地保护环境。

参考文献

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4  熊德琪．城市空气质量模糊译价新方法．中国环境监测，2010，16（3）：39~41

5  国家环保总局．有色金属工业废水治理．北京：中国环境科学出版社，1991. 58~60

第一作者简介：王浩，男，满族，1985年11出生，河北省承德市人，主要从事环境监测、环境治理等工作。