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环境监测实验室废液科学处置

期刊目录网城市规划论文发表2021-07-31 15:39关注(1)

  环境监测实验室作为环境污染物检测与分析的重要场所,无可避免地会在检测过程中产生一些“废液”,如若对废液处置不当则极易对环境造成影响。对此,本文就环境监测实验室“废液”的来源与处置展开全面探讨,以供借鉴参考。

环境监测实验室废液科学处置

  关键词:环境监测实验室;“废液”;来源分析;科学处置

  1环境监测实验室“废液”的来源分析

  1.1水样检测后剩余

  环境监测站的待检测水样可区别为两种:(1)各类企业的生产废水,如印染厂废水、工业废水、养殖废水、污水净化厂废水等;(2)相对洁净的水样,如地下水、地表水、雨水等。根据地表水及不同废水的采样要求,样品采集的量要远大于实验室的检测用量,因此,在环境监测实验室样品的分析过程中会形成大量的剩余水样。而环境监测站流出的废水最后均是流向市政污水管网,且此类剩余水样的废液污染性较小,故为重复使用盛水样的装置,生产废水样品的剩余水样可经处理后自行导入污水管网(废液有害物超标的废液除外),最后排向污水处理厂进行净化。1.2检测过程所产生环境监测实验室的样品分析主要采用滴定法、化学分析法、分光光度法以及离子色谱法、原子吸收法、气象及液相色谱法等仪器检测法。采用上述分析检测方法对废液样本进行检测时,通常会伴有废液的产生,如滴定后产生的废液、显色后检测废液以及检测仪器设备分析产生的废液等。样品的检测分析过程所形成的废液量较大,且对环境具有一定的污染性,因此,此类废液可先使用pH试纸检验其pH值,然后经简单的中和预处理后按规定进行分类收集。

  1.3前期处理所产生

  在对废水溶液等样品进行消解和萃取等前处理操作时,前处理操作往往也会生成一部分废液,此种废液的成分往往包含有机物及酸类,且废液的浓度较高,若不经处理直接排放会对环境造成十分不利的影响,因此,须经预处理后再按规定分类收集。例如,对于酸性较高的消解废液,可将废液容器置于通风橱位置,并向容器中添加NaOH等碱性物进行中和处理,以促使溶液的pH呈中性;而对于有机物废液因具有较大的处理难度,可按规范标准要求进行分类收集后密封存储。

  1.4标液过期或残余

  电感耦合等离子发射光谱法、原子荧光法、分光光度法、液相色谱法以及气相色谱法等样品分析方法,在分析的过程中都需要制备标液,此类标准溶液(尤其是母液)危害性较高,浓度大,须严格依照其元素属性归类存放,以助于安排专业公司进行托管。

  2环境监测实验室“废液”的科学处置

  2.1建立健全废液处置制度

  建立健全环境监测实验室“废液”处置制度,完善实验室“废液”存储与处置的相关规范标准与规章制度,并设立专人对实验室“废液”进行严格监管,以有效确保实验室“废液”得到妥当处置,防止对环境造成的污染。同时,加大环境监测实验室废液处置的经费投入,并与具备相关资质的处理公司签订废液处理合同,按要求贯彻落实实验室的废液处置,并定期进行日常废液的处置。

  2.2秉持废液处置基础准则

  (1)存放废液的装置须置于规定地点(空气对流较好、可靠、有显著警示牌),废液收集桶应明确收集废液的类别,不得存放固体废物、玻璃制品容器等。(2)存储废液的容器装置应按要求黏贴专用标签,并在标签上详细填写标注废液的名称、类别、特性以及存贮时间、废液来源等内容。(3)根据废液的来源、状态、性质等对废液进行分类收集,如对于普通废液、危险性废液应分别进行收集,具体分类标准可参照图1进行分类。

  2.3根据废液类型科学处置

  2.3.1有机废液处置(1)含酚废液处置。酚类属于原型质毒物,一旦进入人体能致蛋白质发生变性或沉淀,从而会破坏人体细胞,抑制神经系统,对皮肤及呼吸道黏膜造成刺激性伤害,并经呼吸道或皮肤进入人体,且含酚类水溶液与纯酚类相比更易被人体吸收。在碱性环境下,氧化剂可与含酚废液发生氧化反应生成无害的马来酸类物质。具体处理流程为,在pH为7~9碱性环境下,先加入比废液含酚量高10倍的氧化剂,然后添加高锰酸钾,在混合反应后颜色稳定在粉红色即达标。(2)含氯仿废液处置。氯仿分子式CHCl3,具有一定的麻醉效果,若侵入身体则会影响人体的中枢神经系统,可通过人体呼吸道和皮肤渗透进入体内,对脏器有一定的损伤。通常,氯仿废液多来源于砷、挥发酚等的分析项目,处置氯仿废液时应把氯仿废液装入分液漏斗,然后用H2O、浓H2SO4、纯H2O、0.5%盐酸羟胺溶液分别进行洗涤,然后蒸馏、干燥、再蒸馏,最后将76℃~77℃的馏分进行收集。(3)含CCl4废液处置。在环境监测实验室矿物油的分析过程中,往往会产生CCl4废液。CCl4如果被人体吸收,会对中枢神经系统产生一定的麻醉作用,并对人体肝、肾等脏器器官造成损伤,刺激呼吸道黏膜。在CCl4废液的处置时,应先试用纯水进行洗涤,经两次洗涤后通过无水Na2SO4进行干燥处理,然后进行过滤、蒸馏,并采集76℃~78℃的分馏物。(4)含二硫化碳废液处置。二硫化碳分子式CS₂,易燃、有毒性,被人体吸收后会对血管组织与神经系统造成损害。此类废液主要是在气相色谱法分析苯系物的过程中产生,处置步骤为:经蒸馏、精馏、干燥后收集储存,或通过水解、焚烧、吸附等方法进行处置。对于部分有机废液处置难度大、危害系数高、处理成本高,且部分受到处置条件与设备的限制,往往无法自行处置,因此,务须要有资质部门进行集中处置。2.3.2无机废液处置(1)无机酸碱废液处置。在实验室里存放有大量的酸、碱用品且使用频率较高,因此会形成大量的无机酸碱废液。此类废液可通过酸、碱的中和作用将酸碱废液进行中和处理,并添加酸或碱调节废液的pH至7左右即可排放。这是无机酸碱溶液处置最根本,也是效果最好的一种方法。(2)含氰化物废液处置。氰化物是具有强烈毒性的物质,其可通过呼吸道、消化道以及皮肤等进入人体,从而让呼吸酶和血红蛋白失活,使中枢神经系统发生瘫痪,因此,务须要严格按规定进行处置,且处置时应确保通风条件良好,可在通风橱内进行。此类废液的处置可采用普鲁士蓝法,即通过氰根离子的强配位属性与金属离子完成配位,析出沉淀。详细操作:向含氰化物的废液里添加消石灰,控制pH到9左右,再加入约10%左右的FeSO4溶液,形成无害的铁氰络合物沉淀,然后将沉淀物进行分离后排放,或采用氯碱法即经氧化分解处理。化学反应式为:Fe2++6CN-=[Fe(CN)6]4-;2Ca2++[Fe(CN)6]4-=Ca2[Fe(CN)6]↓2Fe2++[Fe(CN)6]4-=Fe2[Fe(CN)6]↓(3)含As废液处置。砷(As)是属于高危险性的类金属,被人体吸收后会对人体呼吸道、消化道、神经系统与皮肤都有破坏性,例如三氧化二砷即砒霜就是砷类物。此类废液往往来源于标准曲线分析残液与过期标准贮备液,其处置方法为将CaCl2加入含砷废液,且控制pH到8,析出Ca3(AsO3)2与Ca3As2O8沉淀,进而达到分离砷的目的。化学反应式为:As2O3+Ca2++2OH-=Ca(AsO2)2↓+H2O;As2O5+3Ca2+6OH-=Ca3(AsO4)2↓+3H2O(4)含F废液处置。氟(F)为人体内必需的微量元素,但超标的氟具有一定毒性的,会对人体造成一定的伤害。因此,必须要规范氟的排放,此类废液的处置方法为:将消石灰添加至含氟废液,控制pH值为大于7,静置12小时左右进行过滤操作,然后通过酸碱进行中和处理形成无毒液体方可排放。同时,也可采用吸附、混凝沉降、反渗透等方法进行处置。化学反应式为:Ca2++2F-=CaF2↓(5)含Cr(Ⅵ)废液处置。当Cr(Ⅵ)为铬酸根离子形式时有较强危害性,较容易侵入人体,会诱发癌症与遗传性基因缺陷,也易使人体产生皮肤过敏症状,同时其也会影响到周围环境的稳定性,故在处置时应穿戴相关保护服并确保空气流通良好。此类废液多来源于标准曲线分析残液与过期标准贮备液。其处置原理为利用铁(Ⅱ)的还原性与Cr(Ⅵ)发生作用,还原Cr(Ⅵ)为无害的Cr(Ⅲ)后进行中和处理,形成沉降后分离去除。具体处置步骤为:将10%左右的硫酸亚铁溶液加入含铬(Ⅵ)的废液,在铁(Ⅱ)离子的作用下Cr(Ⅵ)被还原成Cr(Ⅲ),再加入消石灰,控制废液pH为6~8,进行加热处理到80℃再静置12h左右,观察颜色由黄到绿,并经检验不含铬便达到排放的标准。化学反应式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2OCr3++Fe3++6OH-=Cr(OH)3↓+Fe(OH)3↓(6)含汞废液处置。含汞废液危害度较高,且在微生物的作用下会产生危害性更高的有机汞,汞一旦被人体吸收会对消化道和神经系统造成危害。此类废液多来源于标准曲线分析残液与过期标准贮备液,具体处置措施为:控制含汞废液pH值到7.3左右,再将大量硫化钠加入废液发生反应析出硫化汞沉淀,接着控制pH到8.5左右,再将共沉淀剂硫酸亚铁添加进去,和多余的硫化钠反应产生硫化铁,进一步强化硫化汞沉淀的析出,最后通过过滤处理与中和处理后方可达标。(7)其他重金属废液处置。标准曲线分析残液与过期标准贮备液易形成含有Ni2+,Zn2+,Cu2+,Pb2+,Cd2+等重金属离子的废液,若此类重金属离子进入体内易对人产生伤害,例如铅会影响造血、生殖和神经系统;镉进入人体会导致肺部和肾脏受损。其中,含Pb废液一旦侵入人体,就会对造血系统、神经系统造成影响,处置方法可通过加强碱溶液调节pH约为9,并生成Pb(OH)2沉淀,然后静置过滤并检测含铅量<1.0mg/L即可进行外排。

  3结语

  作为环境监测实验室开展相应实验检测所产生的“伴生物”,“废液”的及时、妥当处置极为关键,一旦处置不当,便易对生态环境带来极大危害。因此,务须全面分析“废液”来源,严格按照废液类别、特性,制定出相应妥当处置方案,从而确保“废液”得以妥当处治。

  参考文献:

  [1]张春玲.环境监测实验室废液处理现状及防治对策[J].资源节约与环保,2017(7):44~45.

  [2]韩倍雷.环境监测实验室废液处理存在的问题及对策[J].化工管理,2018(31):80~81.

  [3]王晓燕.环境监测实验室废液产生与管理[J].环境与发展,2019(7):135~136.

  作者:李艳辉

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