浅谈分析化学实验室废弃物的处理.docx

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浅谈分析化学实验室废弃物的处理

XXXX大学

高等教育自学考试本科毕业论文

题目：

浅谈分析化学实验室废弃物的处理

专业:

化学教育

考生姓名:

XXX

考生所在单位:

XXXXXX学院

准考证号:

088XXXXXXXXX

导师姓名:

XX

联系电话：

…………

完成时间：

2012年2月24日

郑重声明

本人的毕业论文是在指导老师申金山老师的指导下独立撰写完成的。

如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。

特此郑重声明。

毕业论文作者：

XXX

2012年2月24日

标题…………………………………………………………………………………………1

中文摘要……………………………………………………………………………………1

前言…………………………………………………………………………………………1

1实验室环境污染的来源和危害……………………………………………………1

1.1　废气的来源及危害………………………………………………………………2

1.2　废液的来源及危害………………………………………………………………2

1.3　废渣的来源及危害………………………………………………………………2

2常见废弃物的处理方法………………………………………………………………3

2.1常见废气的处理方法……………………………………………………………3

2.1.1吸收法…………………………………………………………………………3

2.1.2固体吸附法………………………………………………………………………3

2.1.3回流法……………………………………………………………………………4

2.1.4燃烧法…………………………………………………………………………4

2.2常见废液的处理方法……………………………………………………………4

2.2.1浓无机废液的处理……………………………………………………………4

2.2.2金属废液的处理………………………………………………………………5

2.3常见废渣的处理方法…………………………………………………………8

3减少废液的产生及废液无害化处理的几点建议……………………………………8

4结论…………………………………………………………………………………………9

参考文献……………………………………………………………………………………11

致谢………………………………………………………………………………………12

浅谈分析化学实验室废弃物的处理

摘要：

通常从实验室排出的废液，虽然与工业废液相比在数量上是很少的，但是，由于其种类多，加上组成经常变化，因而最好不要把它集中处理，而由各个实验室根据废弃物的性质，分别加以处理。

化学物质，由于考虑到它会以某种形式危及人们的健康，所以从防止污染环境的立场出发，即使数量甚微，也要避免把它排放到自然水域或大气中去，而必须加以适当的处理。

所以分析化学实验室废弃物的处理显得非常必要。

关键词：

分析化学实验室；三废；废物来源；处理方法；处理建议

前言

分析化学是生命科学，环境科学，医药学，食品、材料、农业和地址类等专业的主要基础课程之一，分析化学实验是分析化学课程教学中的重要环节，将分析化学实验设置为独立的课程，其目的是对学生基本技能、实践能力、科学素质以及增强学生创新意识等方面的培养，因此，加强分析化学实验教学已成为全面提高学生素质的重要途径之一。

而分析实验过程中，要产生“三废”——废气、废液、废渣．其中大多数都是有毒物质，还有些剧毒物质和致癌物质，如果直接排放就会污染环境，危害人体健康。

因此，分析实验室的废物处理非常重要。

本文主要讨论分析实验室的废物处理问题。

从分析实验室废物的来源、危害、处理方法及减少废物的几点建议等方面来论述，在内容上既结合实际，又面向未来。

关于废物的处理方法，分别从废气、废液、废渣三方面论述，针对各个方面又总结了多种处理方法，最后又针对分析化学实验教学提出了相关建议。

1实验室环境污染的来源和危害

分析化学实验过程中，要产生“三废”―废气、废液、废渣，其中大多数都是有毒物质，还有些剧毒物质和致癌物质，如果直接排放就会污染环境，危害人体健康。

分析实验室中产生的“三废”量较小，但种类繁多，组成复杂因此，一般没有统一的处理方法。

1.1　废气的来源及危害

实验室产生的废气包括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和载气等。

含硫化合物、含氮化合物、碳氧化物和碳氢化合物、卤素化合物、甲醛、酚、苯系物和汞蒸气等污染物。

如果将其直接释放到大气中，废气中的二氧化硫、氮氧化物在空气中会形成酸雨；含氟含氯气体会破坏大气臭氧层；氨氮化合物和碳化氢经过太阳光紫外线照射能生成一种有毒的化学烟雾；CO2、CH4等气体会引起温室效应；甲醛有致癌性；酚对各种细胞有直接损害，对皮肤和粘膜有强烈的腐蚀作用；苯胺类能损害造血系统、泌尿系统和神经系统，使皮肤发生各种接触性皮炎；汞蒸气会引起人体消化道、口腔、肾、肝脏等损害，导致人中毒死亡等。

每次实验由于产生气体的量比较小，所以未引起大家重视，不经吸收处理就直接排到空气中，最终也会造成空气污染，造成较大的社会公害。

1.2　废液的来源及危害

在实验的过程中，多余的液体样品、做标准曲线用的标准液、实验后残液以及失效的贮藏液、洗液和大量的洗涤用水等组成了化学实验室的废液来源，主要包括无机废液和有机废液。

无机废液有酸、碱、金属和剧毒物质如氰化物等。

酸碱污染使水体的pH值发生变化，硬度、BOD、COD的提高和毒性化，影响渔业和农业生产。

汞、亚汞、铅等，排放到水和土壤中，人和牲畜长期饮用含有此种离子的水质，就会造成神经性的损害，严重的还能导致神经错乱甚至死亡。

1.3　废渣的来源及危害

实验室产生的固体废弃物包括残留固体试剂、沉淀絮凝所产生的沉淀残渣、消耗或破损的实验用品、残留或失效的化学试剂。

另外，还有纸张等办公耗材和实验室常用滤纸等。

这些固体废弃物成分复杂。

若随意丢弃在垃圾堆中，其中的有害组分很容易经过雨雪淋溶、地表径流的侵蚀，渗入土壤，导致土壤和地下水污染。

此外，还会随天然降水，进入水体，使地表水污染．然后通过农作物、地表水或地下水对人体产生危害。

2常见废弃物的处理方法

2.1常见废气的处理方法

化学反应产生的废气应在排风机排入大气前做简单处理，在进行实验室的废气处理过程中关键是如何通过设计、改造实验装置，使有害气体在实验的过程中被收集、转化、消除或回收。

2.1.1吸收法

用适当的液体吸收剂处理混合物，除去其中有害气体的方法。

主要分为物理吸收和化学吸收[1]。

常用的液体吸收剂有水、碱性溶液、酸性溶液、氧化剂溶液和有机溶液。

它们可用于净化含有SO2、NOx、Cl2、H2S、HF、SiF4、HCl、NH3、汞蒸气、酸雾、沥青烟和各种有机蒸汽的废气，吸收液可用于后期的废水处理或是用作某些定性化学试剂配制的母液。

2.1.2固体吸附法

使废气与固体吸收剂接触，废气中的污染物（吸收质）就被吸附在固体吸收剂的表面从而被分离出来，通过震荡或者久置，此方法主要适用于净化废气中低浓度的污染物。

如在残留有废气的容器中放入适量活性炭或者新制取的木炭粉，可吸收常见的几乎大多数无机及有机气体；硅藻土可选择性吸收H2S、SO2及汞蒸汽；分子筛可选择吸收NOx、CS2、H2S、NH3、CCl4等。

2.1.3回流法

此法适用于易液化的气体，如制取溴苯在装置上连接一根长玻璃管，使挥发的气体在空气的冷却下液化为液体，然后沿着长玻璃管内壁回流到反应装置中。

2.1.4燃烧法

通过燃烧的方法去除有害气体，是一种处理有机气体的有效方法，特别适于处理量大、气体浓度较低的苯类、醛类、酮类、醇类等各类有机废气。

如CO尾气的处理，H2S的去除等都采用此法。

2.2常见废液的处理方法

2.2.1浓无机废液的处理[2]

浓无机废液以重金属酸性废水为主，处理方法如下：

水泥固化法先用石灰或废碱液中和至碱性，再投入适量水泥将其固化。

铁屑还原法含贡铬酸性废水，加铁屑还原处理后，再加石灰乳中和，也可投入FeSO4沉淀处理。

粉煤灰吸附法对Hg2+、Pb2+、Cu2+、Ni2+、H+（pH=4~7）去除率达30%~90%，粉煤灰化学成分SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3具有多孔蜂窝状组织固体吸附剂性质。

絮凝剂絮凝沉降法聚铬、聚铁絮凝剂能有效去除Hg2+、Cd2+、Co2+、Ni2+、Mn2+去离子。

硫化剂沉淀法NaS、FeS使重金属离子呈硫化物沉淀析出而除去。

表面活性剂气浮法常用月桂酸钠使重金属沉淀物具有疏水性上浮而除去。

离子交换法是一种处理重金属废水的重要方法。

吸附法活性炭价格高，利用天然资源硅藻土、褐煤、风化煤、膨润土、黏土制备吸附剂，价廉，适用于处理低浓度重金属废水。

溶剂萃取法常用磷酸三丁酯、三辛胺、油酸、亚油酸伯胺等，操作简便。

含酚废水多采用此法处理，萃取剂磷酸三丁酯可脱出高浓度酚，聚氨酯泡沫塑料吸附法处理高浓度含酚废水去除率达99%，表面活性剂Spau-80对酚的去除率也达99%。

2.2.2金属废液的处理

（1）含汞废液

若有汞洒落，必须及时清除。

用滴管、毛笔或用在硝酸汞的酸性溶液中浸过的薄铜片、粗铜丝收集于烧杯中，用水覆盖．散落在地面上的微小汞珠，应尽快撒上硫磺粉，使其化合成毒性较小的硫化汞后清除干净；或喷上用盐酸酸化过的高锰酸钾溶液；或20%的三氯化铁的水溶液，晾干后再清除干净。

但金属器件（铅除外）不能用三氯化铁水溶液除汞，因金属本身会与三氯化铁水溶液发生作用而损坏。

对于汞盐的处理有化学凝聚法和汞齐提取法。

王家祺[3]、李淑兰[4]都采用化学凝聚的方法，先用硫化物产生HgS沉淀，然后分别用FeSO4、FeCl3和Al2（SO4）3作为混凝剂，生成的沉淀与悬浮的HgS共沉淀，从而去除．汞齐提取法即在汞废液内加入锌屑或铝屑，废液中的汞很容易被锌或铝置换析出汞，汞还能与锌生成锌汞齐，从而使废水达到净化的目的。

（2）含铬废液

铬酸　实验室经常用铬酸来清洗实验仪器，而铬酸洗液经多次使用后，Cr6+逐渐还原为Cr3+，同时洗液被稀释，酸度降低，氧化能力逐渐降低至不能使用．要回收利用，陈俊平[5]，王娟等[6]都提出采用高锰酸钾氧化法，即在110~~130℃温度下不断搅拌，加热浓缩，除去水分，冷却至室温．边搅拌边缓慢加入高锰酸钾粉末，直至溶液呈深褐色或微紫色（1L水中约加入约10g高锰酸钾），加热至二氧化锰沉淀出现，稍冷，用玻璃砂芯漏斗过滤，除去二氧化锰沉淀后即可使用。

其它含铬废液　含铬废液处理通常有电解法、离子交换法、氧化还原-中和法等。

实验室通常采用氧化还原-中和法，即用硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、二氧化硫等还原剂，在酸性条件下将六价铬还原成三价铬，然后用加入废碱液或氢氧化钠、氢氧化钙、生石灰等调节pH至7左右，使三价铬形成低毒的氢氧化铬沉淀，静置、沉淀、分离，上层的清液可直接排放，沉渣经脱水干燥后可以综合利用，或与煤粉进行焙烧处理后埋于地下。

（3）含铅、镉废液

含Pb2+、Cd2+的混合废液通常采用中和沉淀法，陈渊[7]、张长水[8]等分别将Pb2+、Cd2+转化为硫化物沉淀和氢氧化物沉淀后，加入FeSO4作为共沉淀剂，将水中悬浮的硫化铅、硫化镉微粒吸附而共沉淀，然后静置，分离过滤，清液可直接排放。

含Pb2+的废液　可用石灰乳做沉淀剂，使Pb2+生成Pb（OH）2沉淀，再吸收空气中的CO2气体变为溶解度更小的PbCO3沉淀，沉淀经洗涤过滤后可循环再用。

王家祺[3]先用消石灰把Pb2+转变成难溶的Pb（OH）2，然后加入凝聚剂Al2（SO4）2，将产生Pb（OH）2与Al（OH）3的共沉淀，放置，然后分离除去．而朱万强等[9]指出将Pb2+转化为PbCO3、Pb3（PO）4等都是较好的选择，而按照加碱处理达不到排放标准，不宜采用。

含Cd2+的废液用石灰乳或可溶性的硫化物，使Cd2+生成Cd（OH）2或CdS沉淀从而除去．此外利用Cd2+比水中其他离子与阳离子交换树脂有较强结合能力，因此能用离子交换法优先被交换处理[10]。

（4）含锌、锰废液

对含锌、锰等重金属离子的废液，可采用碱液沉淀法，即加入生石灰或石灰乳，调节pH至8左右，再加入碱或碳酸盐、硫化钠等，使这些金属离子转变成相应的氢氧化物、碳酸盐或硫化物沉淀，然后用玻璃棉或耐酸碱塑料纱网过滤出滤渣沉淀，滤液即可直接排放，滤渣与水泥混合并固化后即可埋于地下，通过以上的处理可最大程度地减轻废渣中的重金属对环境产生的污染。

（5）含镍、铜、钡废液

含镍废水的处理方法常用的有物化法、化学沉淀法、电化学法、膜分离法以及离子交换法等。

含Cu2+的废液处理方法多达六种，通常实验室用离子交换法、化学中和法、电解法、还原法比较合适，可将铜离子废液重新转换为硫酸铜或还原为铜。

Ba2+属于可溶性钡盐对人体有害，因此不能直接排放，使其转化为硫酸钡沉淀，静置过滤，滤液直接排放，滤渣作回收处理．BaSO4是唯一无毒的钡盐[11]。

（6）含银废液

化学实验室的含银废液主要以AgCl、AgCrO4和Ag（NH3）2+等形式存在，考虑到Ag是贵金属，通常我们采用回收的方法．主要有沉淀法、电解法、置换法、离子交换法和吸附法等[12]。

沉淀法　有硫化银沉淀法和氯化银沉淀法，分别通过加入Na2S、氯化钠或盐酸使银转变为Ag2S和AgCl沉淀而实现富集。

实验室废液处理多用此法在含银废液中加入浓盐酸（边加边搅拌），静止至AgCl沉淀完全析出，倾出母液，将AgCl沉淀用倾析法。

电解法　其最大的特点是不引入杂质，但其不适用于低银离子浓度的含银废液的回收。

王力[13]在实验废液中加入盐酸使银沉淀为氯化银，再用硝酸溶解氯化银沉淀成硝酸银，电解硝酸银回收银。

置换法　将损耗性金属作为还原剂，使废液中的银还原沉积下来的一种方法．通常用锌和铁作为还原剂。

姚如富[14]在碱性的条件下用铝作为还原剂回收银，回收率可达96．8%。

（7）含砷废液

处理方法主要有化学沉淀法，即砷酸钙法和硫化砷法。

砷酸钙法是用石灰、铁盐、高分子絮凝剂使砷与这些物质作用发生中和脱砷、吸附等反应，并共沉淀效应，使砷从废液中去除。

往砷废液中加入FeCl3使Fe/As达到50，然后用消石灰将废液的pH值控制在8~10。

利用新生氢氧化物和砷的合物共沉淀的吸附作用，除去废液中的砷[15]。

硫化砷法是往含砷废水中加入可溶性硫化物，使砷与硫离子结合生成沉淀，可将含砷废液pH调至10以上，加入硫化钠，生成难溶低毒的硫化砷沉淀。

2.3常见废渣处理的处理方法

废渣的处理应先考虑回收，后考虑弃废．特别是用量较大的有机溶剂，要尽量回收利用一些较贵重的资源，其余的废渣采用集中堆弃或深埋。

3减少三废的产生及三废无害化处理的几点建议

（1）首先在制定实验教学计划时，应充分体现绿色化学的理念，在不影响教学质量及教学效果的前提下，尽量选择那些化学废液排放量少，无毒无害且易处理的化学实验。

改进现有实验设计中不合理的部分，精心选择化学试剂及实验仪器，以减少实验废液的产生。

例如：

洗液的主要成分K2Cr2O7，洗涤后产生的含铬废液有毒有害，并且处理困难很难达标排放。

可以用强酸混合液代替洗液，这样产生的废液容易处理（只要加碱中和到pH达到6~9即可），这样即可避免环境的污染。

（2）把化学实验废液的处理作为实验教学的一部分，写进实验教材。

选择适合学生操作的废液处理项目，制定具体的实验方案，让学生参与废液处理的部分或全部实验过程，对于学生不能参与完成的工作，也应在实验教材上加以说明，让学生有所了解。

也可作为开放实验室时学生的自选实验项目。

这样不但能提高学生的环保意识和使命感，同时也能扩大学生的知识面，增强学生的学习兴趣。

也能使这些废液得到及时的处理，避免废液长期存放带来的一些安全隐患。

（3）加强监督管理，加强制度建设。

环保及相关部门应重视高校化学实验废液的处理，制定严格﹑明确﹑具体的规章制度，并定期检查和监督。

建立、改造并完善化学实验室废液处理设施，保障这项工作的顺利进行。

4结论

随着人们对生活环境的要求越来越高，人类保护环境的意识越来越强，实验室的污染问题也越来越受到重视。

对实验室类污染的防治工作渐渐放到了议事日程。

只有把对产生污染的实验室作为污染源，实验室内部充分运用技术进行处理，彻底地执行相关的环保制度，才能做好实验室类污染的防治，避免实验室三废对环境造成污染，降低污染程度和不必要的浪费，建立起具有国际水准的绿色实验室。

我们可以从以下几点做起：

要具有良好的室内实验环境条件，首先领导要重视，要加大投入，购置必要的化学废弃物处理设备；

在实验过程中应精选实验内容，严格控制反应条件；尽量减少药品用量，避免使用有毒药品，尽可能地减少试剂的使用和排放，实现物尽其用；采用较先进的技术、仪器，尽量减少环境危害，实验人数的限定等；

加强环保意识教育，特别是化学工作者，从个人做起，从每个实验做起，从点点滴滴的化学试剂做起。

参考文献

[1]张胜寒，赵翠仙，许勇毅．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》天津化工[J].2006，20

（2）：

50-52

[2]苗凤林，于世林．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》分析化学实验[J].2006，3：

24-25

[3]王家祺．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》化学教育[J].1998，3:

30-31

[4]李淑兰．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》临沂师范学院学报[J].2002，24（3）:

140-141

[5]陈俊平，《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》江汉大学学报[J]．2003，31（3）:

26-29

[6]王娟，曹惠君．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》仪器管理[J]．2006，13（5）:

51-53

[7]陈渊．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》玉林师专学报[J]．1999，20（3）:

68-69

[8]张长水，张立敏，王洁新．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》洛阳农业高等专科学校学报[J].2000,20

（1）:

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[9]朱万强，陈文兴，勾华等．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》遵义师范学院学报[J]．2005，5（10）:

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[10]马志成，项光其，张卫宾等．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》实验室研究与探索[J]．2004，23

（2），3-5

[11]宋萍．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》怀化师专学报[J]．1999，18（5）:

64-66

[12]黄美荣等．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》工业用水与废水[J]．2005，36

（1）:

9-12

[13]王力．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》化学工程师[J]．2001，14（4）:

52-53

[14]姚如富．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》化学教育[J]．1997，8:

4-5

[15]黄剑平．《浅谈分析化学实验室废弃物的处理》荆州师范学院学报[J]．2002，25（5）:

82-84

致谢

历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。

尤其要强烈感谢我的论文指导老师申老师，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。

外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。

在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢！

感谢这篇论文所涉及到的各位学者。

本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。

感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。

由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！