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水环境监测实验室废液的探究

来源:省水文局 文章作者:何璇 录入时间:12-04-01 16:30:42

随着社会的不断进步,经济的迅猛发展,科学技术的逐步提高,各大城市的科研单位、检测机构和高等院校进行的科研实验越来越深入、广泛,从各类实验室中排放的废水相对增多,废水的排放周期和排放水量毫无规律性,所含污染物成分极为复杂,除含有洗涤剂及常用溶剂等有机物外,还有较多的酸碱,有毒有害的有机物以及重金属,而且含有许多新生物质,性质很难确定。实验室废水水量相对较小,但是如果不加任何处理就进行排放,将对环境造成极大的污染,对人体健康造成极大的危害,后果不堪设想。因此,作为一名水环境监测人员,必须以高度的责任感,严谨认真的科学态度,采取正确的措施对实验室的废液进行处理,以减少和防止有毒有害物质的排放。

1 水环境监测实验室废液的来源

1.1 检测分析剩余水样

水环境监测实验室的水样有一部分是排放入湖泊河道的污水,这些水样中含有较多的有毒有害成分。另外水样采集后,为保证运输和留样待复核过程中水样化学成分发生变化,采样人员会加入相应的保存剂,部分保存剂是强酸强碱或有机试剂等。由于要保证样品分析的需要,通常所采集的水样容量远大于检测需要,大部分水样都将成为废液,不进行处理势必对环境造成污染。

1.2 过期的标准物质

水环境监测实验室用于配制工作曲线标准系列的标准溶液和进行质量控制的标准样品都是浓度较高,对环境污染较大的化学物质。

1.3 实验过程中产生的废液

首先,在水质检测过程中使用的一部分实验试剂是有毒有害,污染环境的,如测定氨氮使用的含汞显色剂, COD测定使用的含铬滴定液,测定挥发酚和阴离子表面活性剂时的三氯甲烷萃取液等等,在配置、使用和处理过程中要特别注意。其次是各项水质参数测定过程中的废液,含有实验试剂中含有的化学成分,还有一些新生的污染物,组成较为复杂,这部分废液需要进行处理。

1.4 实验室洗液

水质监测实验室使用的洗液主要有铬酸洗液和硝酸洗液等。实验室洗液中含有大量强酸和有毒离子,如六价铬离子,同时,在洗液使用过程中,实验仪器可能带有各种离子,泡入洗液中可形成有毒化合物。因此在洗液失效后,要进行妥善的处理才可以排放。

2 水环境监测实验室部分废液的处理

2.1   含无机酸、碱废液的处理

实验室中各类无机酸、碱的用量较大,因而可设置废酸,废碱液缸进行收集。根据酸碱中和反应的原理将含酸和含碱废液相互中和进行处理。剩余的酸或碱,用氢氧化钠和稀硫酸中和,用 pH试纸检查溶液 pH值达 6~8时,即可排放废液。

2.2 含汞废液的处理

金属汞在常温下是液体,且可以挥发,汞的蒸气是有毒的,它的化合物都是有毒物质。含汞废液的毒性很大,若经微生物作用变为有机汞,毒性会更大。因此,对于含汞废液的处理要特别注意安全。处理含汞废液的方法主要有硫化物共沉淀法和还原回收金属汞方法。

1)硫化物共沉淀法

  将含汞废液调至弱碱性,加入过量的硫化钠,使汞离子生成难溶的硫化汞沉淀,再加入共沉淀剂 FeSO4,与过量的 S2-生成 FeS沉淀,将悬浮在水中难以沉淀的 HgS微粒吸附共沉淀,静置,分离沉淀,上清液可排放,汞废渣贮藏,一定量后焙烧。

2)还原回收金属汞方法

用铁屑、铜屑、锌粒、硼氢化钠等做还原剂,直接回收金属汞。此法得到金属汞,故在实际中运用较少。

对于含有有机汞的废液,可使用浓硝酸和 6%高锰酸钾水溶液消化有机汞,使之变为无机汞离子,然后按上述方法处理。

2.3 含砷废液的处理

处理含砷废液主要采用氢氧化物沉淀法和硫化物沉淀法,生成低毒的沉淀物。

1)氢氧化物沉淀法

在含砷废液中加入氯化钙(氯化镁、氯化钡、氯化铁等均可),用氢氧化钠调节为碱性,生成砷酸钙和亚砷酸钙沉淀,可以加入氯化铁可以起共沉淀,提高沉淀效果。也可在含砷废液中消石灰 Ca(OH)2等氢氧化物,直接沉淀。

2)硫化物沉淀法

将含砷废液 pH值调至 10以上,加入硫化钠,反应生成难溶低毒的硫化物沉淀。需要特别注意的是,在这个过程中,会产生少量含砷气体,对人体有害,因此处理过程要注意通风。

2.4 含铬废液的处理

六价铬化合物具有很大的毒性并能致癌,实验室常用的洗液是由重铬酸钾和浓硫酸制成,使用一段时间后浓硫酸被稀释,且六价铬被还原失去氧化性,不能继续使用,形成大量有毒废液。

六价铬在酸性条件下,具有强氧化性,在废液中加入亚铁盐、亚硫酸盐或铁屑等还原剂将其还原为三价铬后,再向此溶液中加碱,如氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸氢钠等,调节 PH89,转化为低毒的氢氧化铬沉淀,上层清液排放,沉淀物分离焙烧。

2.5 含其他重金属废液的处理

含有铜、铅、锌、镉、镍等重金属离子的废液,一般是采取生成难溶氢氧化物的方法消除其毒性。向含有铜、铅、锌、镉、镍等重金属离子的废液中加入碱,如消石灰等,调节溶液 PH810,使废液中的重金属离子成为难溶的氢氧化物沉淀,加入硫酸亚铁作为共沉淀剂,可提高沉淀效果,沉淀物可与其他无机物混合进行烧结处理,清液可排放。

2.6 含氰化物废液的处理

在碱性介质中,氰化物可以稳定存在,而在酸性介质中,产生有剧毒的氰化氢,很危险,因此含氰化物废液不得乱倒或与酸混合,处理时,必须在通风橱进行。

1)碱性氯化法

先用碱调至 pH10以上,加入次氯酸钠或漂白粉。经充分搅拌,氢化物分解为二氧化碳和氮气,放置 24小时排放。

2)配位沉淀法

在废液中加入消石灰,调整 pH值为 810范围内,加入过量的浓度约 10%的硫酸亚铁或硫酸铁溶液,充分搅拌,放置,氰化物转化为无毒的铁氰络合物沉淀。用氰离子试纸检测废液确实没有 CN-离子后,分离沉淀,排放废液。或加入氯化铁使之生成普鲁士蓝沉淀予以回收。

2.7   含酚废液的处理

实验室内含酚废液一般包括苯酚、甲酚、萘酚等物质,这类物质在碱性条件下易被氧化为无毒马来酸类物质。低浓度的含酚废水可用氧化剂如漂白粉或高锰酸钾在碱性条件下对含酚废液进行无害化处理。在实际处理时,控制反应介质 pH值为 7~9,加入氧化剂漂白粉量为实际含酚量的 10倍,加入高锰酸钾以维持反应后颜色为粉红色为宜,当颜色难以判断时,控制高锰酸钾溶度为 2%。高浓度的含酚废水可用乙酸丁酯萃取,再用少量氢氧化钠溶液反萃取,调节 pH值后,重蒸馏回收,提纯,再利用。

2.8   有机溶剂的处理

在进行水质监测过程中经常会采用有机溶剂,如分析挥发酚、阴离子洗涤剂等项目时使用氯仿, 分析石油类项目时使用石油醚,分析矿物油项目时使用四氯化碳等等,有机溶剂一般是进行萃取分离时使用,用量较大,一般毒性较大,若直接排放对环境污染较大。但其中大部分都可以回收使用,实验过程中要注意把用过的有机溶剂倒入指定的玻璃回收瓶中,集中回收的有机溶剂通常先在分液漏斗中洗涤,经过过滤、脱水干燥(如加入无水氯化钙)后,重新蒸馏或分馏处理加以精制纯化,所得有机溶剂纯度高,可供实验重复使用。对于成分复杂,难以分离的有机溶剂,可以联系专门的试剂处理公司进行专业处理。

日益恶化的环境正严重的威胁着人类的生存和经济的发展,人们对保护环境的意识正不断加深,正确的处理好实验室的废液,加强对实验室废液的管理,使化学物质既能为人类服务,又减少对环境的污染,是势在必行的。水环境监测实验室产生的废液种类较多,成分颇为复杂,本着对环境负责的态度积极应对,运用本文介绍的方法,对废液进行简单处理,可以大大减轻或消除其对环境的危害。
      审稿:本站

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