关于实验室污染处理的清洁机制的探讨

中国环境学会  2011年 06月21日

  刘涛  (青岛科技大学化学与分子工程学院,青岛 266042)


  摘要:实验室污染虽然无法和工业污染相比,但容易被忽略,伴随着高校的扩招,科研单位的增多,其日积月累的污染引起人们的重视,本文分析了目前实验室污染处理的背景及现在存在的问题,提出了通过制定相应的法律法规、建立实验室管理体系、妥善处理实验后废
  弃物、提高实验人员的环保意识等多种措施,并结合清洁生产提出解决实验室环境污染的问题。


  1、前言


  伴随着近年来日益严重的自然环境灾难,人们的生存环境正在面临着巨大的考验,正如我们伟大的马克思也曾经说过:不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都对我们进行报复。每一次胜利,起初确实取得了我们预期的结果,但是往后和再往后却发生了完全不同的、出乎预料的影响,常常把最初的结果又消除了。 因此在人们要求更好的生活质量的时候,更加注重对环境的保护,如何既能提高我们的生活水平又能保护自然环境摆在我们的面前,因此早在1989年联合围环境规划署(UNED)首次在国际范围内提出了清洁生产的概念即:将综合预防的环境保护策略持续地应用于生产过程和产品中,以期减少对人类和环境的风险[1]。1998年联合围环境规划署在第五次国际清洁生产高级研讨会定义清洁生产为:“清洁生产是一种新的、创造性的思维方式,这种思维方式将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中,以增加生态效益和减少人类及环境的风险。[2]”
  我国颁布的《清洁生产促进法》中对清洁生产是这样描述的:“清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施,从源头削减污染,提高资源利用效率,减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放,以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。”
  化学实验室是进行科学研究和培养学生动手能力的场所,每天都会有大量的师生在做各种各样的化学实验,虽然每次排放污染物的量相对于工业排污量来说很小,但由于实验日复一日、年复一年地在进行,累积的污染也是不容小觑的。特别是伴随着我国教育和科学研究规模的不断扩大,各高校对各类实验室的需求越来越多,高校实验室产生的各种污染物的种类和数量不断增加,危害也在增大。早在2005年7月,教育部和国家环境保护总局针对高校实验室的排污问题,联合下发“关于加强高等学校实验室排污管理的通知”,规定自2005年1月1日起,科研、监测(检测)、试验等单位实验室、化验室、试验场将按照污染源进行管理,其污染将纳入环境监管范围,以此带动各类少量、分散污染物尤其危险污染物的收集和集中处理[3]。自此高校实验室的环境保护工作提到了学校管理工作的议事日程上。


   2、目前实验室污染的现状和存在的问题
 

  由于在进行化学实验时要用到各种仪器设备以及种类繁多的化学药品和剧毒物质,有的实验要在强磁、微波、辐射等特殊条件下进行,必然就不可避免会产生各种各样的有毒有害的废弃物。然而在有关部门对实验室类环境污染源调查发现:目前不少学校对实验室废弃的污物还没有足够的重视,绝大部分实验室对实验过程中产生的噪声、电磁辐射很少进行适当的预防和控制;对实验后产生的废弃物也未经任何处理,废液和废渣直接排人下水道和垃圾堆中。废气直接排放,极少在排放气口装有活性炭吸附装置。
  虽然每次排放的量不大,但由于我们的学生量的大,加上实验所用的试剂种类繁多,聚少成多,累计起来却是不容忽视的问题。在发达国家,对实验室污染问题已越来越重视,他们已实现对实验室环境质量的24小时的连续自监控,不允许化学的污染物直接排放到下水道,而是要将这些化学污染物分门别类的收集、处理,再送到指定位置堆放、处置,耗费很大。和这些发达国家相比,我们学校的经济基础比较薄弱,经济能力有限,无法将大量资金投入到末端化学污染物的处理上。
  目前实验室污染物主要污染物的存在形态仍分为废气、废水、固体废物三大类。其中实验室中产生的废气如挥发性试剂和样品的挥发物、分析过程中间产物、泄漏和排空的标准气等,如果没有经过合理的处理将直接影响学校师生的身体健康;(2)实验室产生的废水包括多余的样品、标准曲线及样品分析残液、失效的贮藏液和洗液、大量洗涤水等,如果不进行进一步的处理,直接排人城市污水管网,将直接造成环境的污染。如果进入进入到饮用水将直接影响人们的身体健康甚至危及生命。(3)实验室产生的固体废物包括多余固体样品、分析产物、消耗或破损的实验用品(如玻璃器皿、包装材料)、残留或失效的固态化学试剂等。这些固体废物成分复杂,包括各类化学污染物,尤其是不少过期失效的化学试剂,有些是剧毒物质,管理稍有不慎,会导致严重的污染事故。
  目前造成实验室污染,存在的问题主要有以下几个方面:
  第一,缺乏实验室环保意识[4]和实验室有效的管理监督。
   一方面我们的环保教育没有深入落实,造成我们的实验室环保意识淡薄;尽管我们国家已经开始重视实验室污染的问题,也制定了一些法律和措施。然而另一方面由于投入的资金有限,而且实验室处理污染物质的过程比较麻烦,加上对实验室污染缺少专门的监管。
  第二,实验室污染预防和治理设施不完善。
  实验室中对废气的处理设施和方法不够彻底和完善,基本上加上通风厨,实验过程中也缺少相应的保护装置,对三废也没有合理的处理方法。因此针对这些问题和情况,我们必须本着高度负责的态度,采取相应措施,使化学实验室产生的污染减少到最低限度。
 

  3、针对上面的问题,结合清洁生产提出一下的措施:
 

  首先,制定相应法律法规和实验室相关制度,结合清洁生产建立科学的指标化体系进行量化管理并在实施过程中落实责任制
  国家有关部门应认真研究实验室的污染特点和防治途径,提出操作性强、简便实用的技术规范,并出台相应的考核要求及办法,最好是融入实验室的建设和验收中去,使之成为能力建设的一部分,有利于贯彻落实各项实验室环境污染的防治措施;制定各类实验室的标准。      
  学校应把污染防治作为专业学习的一部分纳入教学内容,加强学员的环保意识教育,使其养成严肃认真、高度负责的科学态度和良好的实验习惯,认识到推行清洁生产的作用和意义,真正有效地参与其中。清洁生产自身是一项复杂的综合性技术,要在实验室中切实推行清洁生产的理论和管理模式,除了详尽地计划及组织前期工作和具体实施过程,利用科学的指标化体系进行量化管理是持续有效的开展清洁生产全过程管理的一个重要方面,同时还需要其他的相应制度作保障,并将它们真正融入学校的管理系统中。
  同时实行环境保护责任制,贯彻“谁污染谁治理”的原则,以减轻实验室废弃物污染。各类实验人员在进入实验室进行实验之前需仔细阅读各实验室的规章制度,只有在思想上高度重视实验室废弃物污染带来的严重后果,才会在实验过程中遵守规则,认真操作。
  其次,在实验教学中加入环境教育环节培养学生的环境保护和可持续发展意识,充分调动学生的环保和污染处理的积极性
  提高思想认识,建立绿色化学和清洁生产的思想,在实验教学中引入一些利用所学的知识解释和解决生活、生产、科学技术发展及环境保护问题方面的内容,同时要求学生学会正确处理实验废弃物,从我做起,培养自觉保护环境、造福人类的高尚品质,并加入实验室实验创新的大赛;并将环保行为和创新纳入学生的成绩评价体系中。
  再次,实验室的规划和建设工程中重点关注污染的处理
  政府及其教育和规划部门在制定校园、科研单位规划和选址时,必须充分考虑实验室污染问题。对存在的突发性污染事故制定应急防范措施,要整合实验室资源,建立集中的实验室中心。譬如建设高教园区时,配套集中式的实验中心,实施统一环境管理。
  实验室要求强制性配置污染处理设备,对现有污染严重的实验室先行进行标准化改造。在实验室标准化改造过程中,应增加实验室建设的投入,使实验室改造落到实处,达到改造要求。对以后设计建设的实验室,应强制执行建设标准,并严格实行污染防治设施与实验室同时设计、同时施工、同时投入使用的“三同时”制度,使其达到排污要求。
  并在实验室认可和评估中加入环境保护的强制性标准,推行实验室IS014000环境质量管理体系,积极将“清洁生产促进法”贯彻到实验室中来,有条件的地区可以颁布“实验室清洁生产条例”,通过一系列经济政策,如对节约资源和能源的行为进行奖励,对废物排放高收费等激励机制,推广清洁实验。[5]
 

  4、采取实验室污染的过程的防治措施
 

  首先从源头上减少污染物的产生,并在过程中进行控制[6]。
  要求在实验中尽可能用无毒的试剂或溶剂代替有毒的试剂或溶剂,可以从源头上消除有毒物质的产生。同时在教学实验和科研中应注重新技术、新方法的使用,积极推行实验室物质的回收循环利用,减少污染物的排放。在实验过程中运用微型化学实验,由于试剂用量大为减少,产生的“三废”量也非常少。在实验教学中则可以利用计算机多媒体技术对实验装置、过程进行仿真,从而替代药品消耗量大或必须使用大量有毒有害试剂且不易控制、危险性大的传统实验,优秀的计算机化学实验软件可以使学生达到身临其境的感受,达到教学的目的[7]。
  其次为防止实验室的污染扩散[8],即:末端处理方面;污染物的一般处理原则为:分类收集、存放,分别集中处理。尽可能采用废物回收以及固化、焚烧处理方法,在实际工作中选择合适的方法进行处理。尽可能减少废物量、减少污染,建立绿色的实验室[9],并不断的吸收运用先进的处理污染的方法。
  通过参阅文献结合本校实验室的现状,针对实验室污染,提出了从法律制度到实际操作的清洁生产管理,从源头减少,过程控制提高资源的利用率,结合末端治理,实现清洁生产技术与实验室建设管理更好的融合。使科研、教育发展与环境保护相协调,实现高等教育业可持续的发展。
 

   参考文献:
  [1] 王明远. 清洁生产法论[M].北京:清华大学出版社,2004.
  [2] 赵家荣.清洁生产回顾与展望[J].节能与环保,2003(2):4-9.
  [3] 边敏. 要闻[J].安全、健康和环境,2004,4(4):1
  [4] 江玉萍.试论实验室的环境污染与防治措施[J].实验室科学,2006,(4):93-96.
  [5] 楼佳蓉.实验室污染的环保法律规范之思考[J].实验室研究与探索,2005,24(11):          
  [6] 王守兰. 清洁生产理论与实务[M].北京:机械工业出版社,2002.74
  [7]Frank D Kempeneers. Pollution at Utrech University: Successful projiects toward sustainale development[J].Journal of Cleaner Production,1995,3(1-2):13

        [8] 余华.对实验室污染问题的思考和建议[J].中国环境管理干部学院学报,2005,15(1): 
  [9] 曹洪玉,张哗.绿色化学与实验室污染[J].赤峰学院学报,2007,23(1):64
   

 
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