由于實驗室缺乏專業設施和專業技術人員,且處理量達不到經濟規模,因此目前實驗室的化學廢棄物主要由具備相應處置資質的單位負責處理。但在這些單位回收處理之前,實驗室必須采取有效措施,對化學廢棄物進行分類收集、妥善儲存、合理回收或簡單處理,防止其擴散、流失、滲漏或產生交叉污染。
(1)化學廢棄物的分類收集和儲存
①實驗室的廢液一般分三類收集,即含鹵素有機物廢液、一般有機物廢液和無機物廢液。某些廢液不能相互混合,如:過氧化物與有機物;氰化物、硫化物、次氯酸鹽與酸;鹽酸、氫氟酸等揮發性酸與硫酸等不揮發性酸;濃硫酸、磺酸、羥基酸、聚磷酸等酸與其他酸;銨鹽、揮發性胺與堿。
②化學廢棄物的收集應使用專用收集桶或舊試劑瓶,桶口或瓶口應能良好密封,不要使用敞口或有破損的容器。廢氣可用適當溶劑吸收,裝入棕色玻璃瓶密封儲存;廢液可用棕色玻璃瓶收集并密封儲存;廢渣可用塑料瓶或塑料袋收集并密封儲存。儲存化學廢棄物的容器不可裝滿,溶液體積不可超過容器容積的90%,以防止溢漏。容器表面應粘貼標簽,標簽上應注明內容物的名稱、含量、產生時間、實驗者姓名等。
③化學廢棄物應儲存在專門的場所或房間,環境應避光、陰涼、通風和干燥,并遠離火源和熱源。儲存時間不應超過一周,特殊廢棄物應立即處理,如硫醇、胺等能發出臭味的廢液,能產生氰、磷化氫等有毒氣體的廢液,燃燒性強的二硫化碳、乙醚等廢液。
④化學廢棄物儲存時應注意:酸應遠離鈉、鉀、鎂等活潑金屬、氧化性的酸或易燃有機物以及氰化物、硫化物等相碰后會產生有毒氣體的物質;堿應遠離酸和一些性質活潑的物質;易燃物應避光儲存,并遠離一切有氧化作用的酸,或能產生火花火焰的物質。易揮發、毒性大的有機溶劑,如三氯甲烷、四氯化碳等,應在其上面覆蓋一層水,以減少揮發,并儲存于實驗室陰涼處。
(2)化學廢棄物的回收
從實驗室的化學廢棄物中直接進行回收,既可解決環境污染問題,又可節約實驗經費和資源。
①有機溶劑的回收 實驗室的廢液主要是有機溶劑,通常可由實驗室自行回收。一般方法是:先在分液漏斗中洗滌,再進行蒸餾或分餾以精制、純化,所得有機溶劑純度較高,可重復使用。由于有機溶劑通常具有揮發性和毒性,因此整個回收過程應在通風櫥中進行。
下面列舉幾例常見有機溶劑的回收方法。
(i)乙醚:先用水洗滌乙醚廢液一次,再用酸或堿調節pH值至中性,然后用0.15%的高錳酸鉀溶液洗滌至紫色不褪,經蒸餾水洗后,再用0.15%～1%的硫酸亞鐵銨溶液洗滌以除去過氧化物,最后用蒸餾水洗滌2～3次,棄去水層,用無水氯化鈣干燥,過濾,蒸餾,收集33.15～34.15℃的餾出液,保存于棕色帶磨口塞子的試劑瓶中。
(ii)石油醚:先將石油醚廢液在(81±2)℃的水浴上蒸餾15～20min,餾出液通過內徑25mm、高750mm的玻璃柱以除去芳烴等雜質,柱內下層裝60～100目硅膠,高600mm,上層裝70～10目氧化鋁,高50mm,用前于150～160℃活化4h,然后進行分餾,收集60℃以上的餾出液。重復分離,直至空白值(n=20)和透光率(n=10)檢驗合格。
(iii)三氯甲烷:先將三氯甲烷廢液按順序用蒸餾水、濃硫酸(三氯甲烷量的1/10)、蒸餾水、0.15%鹽酸羥胺溶液洗滌,再用重蒸水洗滌2次,然后用無水氯化鈣脫水干燥,放置數日,過濾、蒸餾,蒸餾速度為每秒1～2滴,收集沸程為60~62℃的餾出液,保存于棕色帶磨口塞子的試劑瓶中。對蒸餾法不能除去的有機雜質,可用活性炭吸附純化。
(iiii)四氯化碳:含雙硫腙的四氯化碳應先用硫酸洗滌一次,再用蒸餾水洗滌2次,棄去水層,用無水氯化鈣干燥、過濾,在90～95℃的水浴上蒸餾,收集76～78℃的餾出液;含銅試劑的四氯化碳應用蒸餾水洗滌2次后,用無水氯化鈣干燥、過濾、蒸餾;含碘的四氯化碳應先滴加三氧化鈦至溶液呈無色,再用蒸餾水洗滌2次,棄去。
②金屬的回收 常見金屬的回收方法如下。
(i)鉑:將含鉑廢液加熱溶于王水,過濾、濾渣用水洗,合并濾液與洗液,蒸干,加水及等體積的鹽酸再蒸干。
(ii)銀:將含銀廢液在攪拌下加入濃鹽酸,直至不再析出白色乳狀氯化銀沉淀。靜置,待沉淀沉降完畢后傾出母液,用蒸餾水以傾瀉法充分洗滌沉淀至完全除去鐵離子和氯離子。在適當的容器內用硫酸(1:4)或10%～15%氯化鈉溶液及金屬鋅棒還原處理氯化銀沉淀,直到沉淀不再含白色氯化銀粒子,而是析出暗灰色粉末狀金屬銀沉淀,再用蒸餾水以傾瀉法洗滌除去沉淀中的游離酸和鋅粒子,然后將粉末狀銀烘干,在石墨坩堝中熔融。
(iii)汞:將廢棄的金屬汞置1L燒杯中,用水漂洗幾次后,用紗布過濾于800ml燒杯中,再用水漂洗幾次,加入2mol/L的硫酸500ml,控制電壓2.8～3.0V,輸出電流150～200mA,在不斷劇烈攪拌下電解至汞鹽析出,反復電解三次,陰極即得純汞。
(iiii)鈉:將廢棄的金屬鈉置于圓底燒瓶中,加入液體石蠟或甲苯等溶劑,加熱回流,使鈉完全熔融,趁熱倒入蒸發皿中,自然冷卻。待鈉凝固后,傾去溶劑,將鈉保存于含煤油或石蠟的試劑瓶中。
(3)化學廢棄物的一般處理方法
①焚燒法 對可燃性廢液,可置于燃燒爐中燃燒,若量少可選擇室外安全的地方燃燒;對難燃燒的廢液,可與可燃性物質混合燃燒,或噴入配有助燃器的焚燒爐中燃燒;對燃燒后可產生二氧化氮、二氧化硫、氯化氫等有害氣體的廢液,可用配有洗滌器的焚燒爐燃燒,或用堿液洗滌燃燒廢氣以除去有害氣體;對廢渣,可溶于可燃性溶劑中燃燒。
②吸附法 用活性炭、硅藻土、礬土、層片狀織物聚丙烯、聚酯片、氨基甲酸乙酯泡面塑料、稻草屑、鋸末等吸附劑充分吸附有害成分后,與吸附劑一起焚燒。
③溶劑萃取法 對含水的低濃度廢液,可用與水不相混溶的正已烷等揮發性溶劑萃取,分離出溶劑后焚燒。
④蒸餾法 利用廢液中各組分的沸點不同,采用蒸餾或分餾的方法除去有害成分。
⑤中和法 通過酸堿中和反應,調pH值至中性。
⑥沉淀法 加入合適的沉淀劑,并控制溫度、pH值等條件,使有害成分生成溶解度很小的沉淀物或聚合物除去。
⑦水解法 對有機酸或無機酸的酯、某些有機磷化合物等易水解的物質,可加入氫氧化鈉或氫氧化鈣,在室溫或加熱下水解。若水解產物無害,可中和、稀釋后排放;若水解產物有害,可用吸附等適當的方法處理后再排放。
⑧氧化法加入合適的氧化劑,如臭氧、含氯化合物等,使有害成分轉化成無害或危害較小的物質。
⑨還原法 對重金屬,可加入合適的還原劑,如鐵屑、銅屑、硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉和硼氫化鈉等,使之轉化成易分離除去的形式。