【实验室建设】系列知识之实验室环保系统
在化学实验室进行实验时会大量使用化学药品，实验过程发生的化学反应会产生废气、废液、固体废物，对环境造成污染。近年来，随着人们环保意识和法律意识的增强，化学实验室的污染问题备受关注。对于废气、废液、固体废物、噪声、放射性污染物排放频繁超出排放标准的实验室，要安装符合环境保护要求的污染治理设施，保证达标排放；严禁把废气、废液、废渣和废弃化学品等污染物直接向外界排放。
为了降低实验室对环境的污染，应把实验室环保系统纳入实验室设计与建设中，使之成为实验室必不可少的一部分，从而有利于贯彻落实各项实验室环境污染防治措施，在保证实验效果的前提下，用无毒害、无污染或低毒害、低污染的试剂替代毒性较强的试剂，在一些特定实验要用到高毒性药品时，一定要用封闭的收集桶收集废液。全面推行绿色科学，洁净实验。
一、 实验室废气
1. 废气的组成与危害
化学实验室室内空气污染物种类很多，成分复杂，排放具有间歇性，主要空气污染物包括有机空气和无机空气两大类。有机气体包括四氧化碳、甲烷、乙醚、乙硫醇、苯、醛类等。无机气体包括一氧化碳、二氧化碳、卤化氢、硫化氢、二氧化碳等。
2. 实验室废气处理方法
目前对气态污染物的处理方法一般可分为湿法和干法两大类，具体需要根据化学实验室废气特点来选择高效、低成本的方法。
（1） 湿法废气处理。
湿法废气处理采用酸雾化塔进行废气处理，适于净化氯化氢气体、氟化氢气体、氨气、硫酸雾、铬酸雾、氰化氢气体、硫化氢气体、低浓度的NOx废气等水溶性气体，具备净化效果好、结构紧凑、占地面积小、耐腐蚀、抗老化性能好、安装、运输、维修管理方便、设备结构较为简单、一次性投资少等特点，因而广泛适用于对气态污染物的处理。
酸雾净化塔适用于高层建筑面上安装，工作原理是酸雾废气有由风机压入净化塔，经过喷雾及填料层，废气与氢氧化钠吸收中和液进行气液两相充分接触吸收中和反应，酸雾废气经过净化后，再经脱液层脱液处理，然后排入大气。净化后的酸雾废气可低于国家排放标准。
（2） 干法废气处理。
干法废气处理是指气体混合物与多孔性固体接触时，利用固体表面存在的未平衡的分子引力或者化学健力，把混合物种某一组分或某些组分吸附在固体表面上的过程。具有吸附作用的固体称为吸附剂，该方法的优点是设备简单，操作方便，易于实现自动化控制。但是因吸附剂的物化性质不同，具有较强的针对性，所以处理含不同有害物质的废气必须配置不同理化性能的吸附剂，才能起到良好的气体净化作用；如果废气通过吸附剂的时间较短，废气中有害物质含量过高，废气净化的效果就会不理想；在废气通过吸附介质时，由于气流受固体介质的阻挡作用，须增加风机的功率才能保证通风系统的正常风速。吸附剂需要定期更换或作再生处理才能保证吸收装置的正常运行。
所以，该方法在实际应用中需要投入一定的费用和人力，此种方法一般用于废气中还物质的种类相对稳定且含量较低的废气处理，这样便于采用一种有针对性的吸附剂。
干法废气处理一般采用有机气体活性炭吸附装置，其原理是活性炭具有很多微孔及很大的比表面积，依靠分子引力和毛细管作用，能够使溶剂蒸汽和挥发性物质吸附于其表面，有根据不同位置的的沸点，用蒸汽将吸附物质析出。当采用蒸汽为解除吸介质时，洗出的有机溶剂蒸汽与水蒸气一起通过冷凝器凝结，进入分离桶经分离后回收有机溶剂。
二、 实验室废水
1. 废水的组成与危害
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。几乎所有的常规分析项目都不同程度存在着废水污染问题。这些废水中成分包罗万象，包括最常见的有机物、重金属离子和有害微生物等及相对少见的氰化物、细菌、毒素、各种农药残留、药物残留等。
含有超标重金属的废水一旦排到干净的下游，就会污染大片水源。由于这种受重金属污染的水在颜色、气味 等方面与正常水没有差别，一旦用这些水源来灌溉，必然会让土壤及农作物成为重金属污染对象。人食用在重金属污染的土壤上种出来的农作物，很容易受到重金属的毒害。
2. 废水的处理方法
一般有物理法、化学法、生物法。物理法主要利用物理作用一分离废水中的悬浮物；化学法主要利用化学反应来处理废水中的溶解物质或胶体物质；生物法是去除废水中的胶体和溶解中的有机物质。上述三种基本处理方法各有其特点和适用条件。在废水排入地面水中要按排放要求来确定处理程度，同时应结合水体的自净能力，通常根据有害物质和溶解氧的指标来确定水体的容许负荷，即排入水体的容许浓度。
（1） 对酸性废水的处理。
利用碱性废水进项中和，是废水的pH接近中性；在酸性废水中投入中和剂，酸性废水通过碱性滤层过滤中和。
（2） 对碱性废水的处理。
利用酸性废水进行中和，在碱性物质中投放酸性中和剂；向碱性废水中鼓入烟道废气（酸性气体二氧化碳或二氧化硫）；利用水中二氧化碳中和碱性废水。
（3） 对综合废液的处理。
采用“水质均化+中和过滤→中和混凝→置换内电解→生物吸附池→沉淀池和清水池“”工艺进行处理。在废水处理中，为了保护pH值的在线控制系统，采用中和过滤技术，保证酸碱废水能稳定达标，并节省了药剂，采用了组合式填料实现泥污固定化；消毒处理工段采用先进的臭氧发生器消毒；污泥消化采用脉冲布水器布实现污泥减量化。该工艺可以对复杂的有机物进行分解，能稳定处理实验废水中产生药剂对废水的影响。并且该工艺运行费用低，管理方便，适应范围广。
通过合理布局，尽量减少占地面积；做好绿化设计，对污水站进行合理的规划 ，使之成为实验室中心的一处景观。
（4） 对特殊废水的处理，凡含有放射性核素的废水，应根据核素的半衰期长短。分为长寿命和短寿命两种放射性核素废水，并应分别进行处理，长寿命放射性核素，且放射性浓度有较高的废水，应将废水集中存放，待到一定数量后，采用净化法处理，净化过程中产生的少量浓缩液，可采用固化法处理；短寿命放射性核素废水，应采用贮存法处理；含有放射性核素的废水处理，应符合现行的GB 8703-88《辐射防护规定》的规定；生物安全4级和生物安全3级实验室的污水，必须进行消毒处理，经处理后，污水应符合《医院污水排放标准》的规定。
三、 实验室固体废物
实验室产生的固体废物包括多余的样品、分析产物、消耗或破损的实验用品、残留或失效的化学试剂等。这些固体废物的成分复杂，涵盖各类化学、生物污染物，尤其是不少过期失效的化学试剂，处理稍有不慎，很容易导致严重的污染事故。
为了防止实验室污染的扩散，对实验室固体废物的处理原则为分类收集、存放、处理。尽可能采用废物回收以及固化、焚烧处理，在实际工作中选择适合的方法进行检测，尽可能减少废物量、减少污染。废弃物排放应该符合国家有关环境排放标准。
