環境監測實驗室的環境污染與防治

【導讀】 迄今為止 ,我國擁有各類環境監測站約為4000余個 ,環境監測人員達7萬多人 ,已成為一個龐大的體系。根據規范要求 ,各級環境監測站的主要職能就是監測分析環境質量狀況和污染物 排放情況 ,因此一般監測站都配備有功能齊全的分析實驗室。
迄今為止 ,我國擁有各類環境監測站約為4000余個 ,環境監測人員達7萬多人 ,已成為一個龐大的體系。根據規范要求 ,各級環境監測站的主要職能就是監測分析環境質量狀況和污染物 排放情況 ,因此一般監測站都配備有功能齊全的分析實驗室。分析項目包括大氣、地表水、污染源等數以百計的項目。一個長期未曾得到重視的問題是這些監測分析過程一般或多或少都會產生廢 水、廢氣、廢渣等三廢污染物。像絕大多數普通實驗室一樣 ,監測實驗室實際上是一類典型的小型污染源。
　　
　　1 監測實驗室環境污染特點
　　
　　1.1 污染種類全
　　
　　環境監測如按監測類別分包括大氣及廢氣監測、降水監測、地表水及廢水監測、生物監測、土壤及底泥監測和固體廢棄物監測等許多種。項目如按江蘇省環境監測中心站建設標準對縣級站的要求則超過120余項 ,其中絕大多數屬于普通化學分析 ,因此環境監測實驗室污染亦和通常的化學實驗室相仿。但由于環境監測的對象和方法十分廣泛和復雜 ,因而除噪聲以外 ,其它的污染物種類全部具備。
　　
　　1.1 廢水
　　
　　環境監測實驗室產生的廢水包括多余的樣品、標準曲線及樣品分析殘液、失效的貯藏液和洗液、大量洗滌水等。除大氣自動監測、噪聲監測和放射性污染監測等少數監測項目外 ,幾乎所有的常規監測項目都不同程度存在著廢水污染問題。這些廢水中成分包羅萬象 ,包括*常見的有機物、重金屬離子和有害微生物等及相對少見的氰化物、苯并芘、各種農藥等。
　　
　　1.1.2 廢氣
　　
　　環境監測實驗室產生的廢氣包括試劑和樣品的揮發物、分析過程中間產物、泄漏的標氣載氣等。通常實驗室中直接產生有毒、有害氣體的實驗都要求在通風櫥內進行 ,這固然是保證室內空氣質量、保護分析人員健康安全的有效辦法 ,但也直接污染了環境空氣。實驗室廢氣包括酸霧、甲醛、 苯系物、各種有機溶劑等常見污染物和汞蒸汽、H2 S、光氣等較少遇到的污染物。
　　
　　1.1.3 固體廢物
　　
　　環境監測實驗室產生的固體廢物包括多余樣品、分析產物 (如培養基 )、消耗或破損的實驗用品 (如玻璃器皿、紗布 )、殘留或失效的化學試劑等。這些固廢成分復雜 ,涵蓋各類化學、生物污染物 , 尤其是不少過期失效的化學試劑 ,處理稍有不慎 , 很容易導致嚴重的污染事故。
　　
　　2 污染數量少
　　
　　環境監測在技術上要求各級監測部門保證具備規定項目的監測能力 ,但實踐上各項目之間的工作頻率懸殊較大。大多數項目只是零星開展 ,由這些項目帶來的實驗室污染數量雖少 ,卻也帶來了管理的難度。值得指出的是 ,非經常性監測項目導致貯備試劑過期、失效情況相對突出 ,多數實驗室缺乏有效對策。
　　
　　1.3 污染危害大
　　
　　環境監測實驗室污染種類齊全 ,雖然多數項目產生的污染量較小 ,但仍有一些分析項目問題 較為嚴重。以水質分析中*常見的項目COD分 析 (重鉻酸鉀法 )為例 ,在分析含高濃度Cl-的廢水 (大多數印染廢水都含Cl-)時 ,按規范須加入0. 4克HgSO4 以排除 Cl-的干擾。如果不計重復 樣、加標樣而純粹以一個水樣計算 ,則0. 4克HgSO4導致的總汞污染需要用5.4m3的清水才能稀釋至達標。而蘇南一個縣級站光一年 HgSO4的消耗量就可達200克以上。何況COD分析帶來的環境污染不僅僅是HgSO4一項 ,它使用的其它關鍵試劑都有類似問題 ,硫酸銀、重鉻酸鉀和硫酸都會造成嚴重污染。表1列出了含Cl-廢水的COD分析時造成的主要環境污染。
　　
　　絕大多數使用有機溶劑的分析項目如石油類、揮發酚和陰離子洗滌劑等等*后都有有機溶 劑污染問題。除一部分揮發變成廢氣、一部分可回收再利用外 ,大多數成為液態污染物。由于通常情況下 ,有機溶劑并不參與反應 ,因此實驗室消耗掉的有機溶劑量大致就相當于排放總量。 年復一年 累積排放量十分可觀 ,更不用說有些溶劑還是毒性較強的有機物。同樣地 ,那些要使用強酸、強堿的分析項目一般就會有強酸、強堿的污染問題。
　　
　　在監測分析重金屬項目時 ,均存在著分析殘液、剩余樣品 (有些屬于濃度極高的原水、直排水 ) 帶來的重金屬污染問題。有時 ,一個忙碌的監測實 驗室所產生的此類污染并不比一個正常處理廢水的小電鍍廠來得少 ,甚至種類還要更多些。
　　
　　開展生物監測的實驗室會產生大量高濃度含 有害微生物 (如大腸桿菌、糞大腸桿菌 )的培養液、培養基 ,如未經適當的滅菌處理而直接外排 ,同樣 會造成嚴重后果。
　　
　　4 污染治理少
　　
　　環境監測實驗室的環境污染長期以來未得到足夠的重視 ,因此其污染治理基本上還未有效開展。盡管按化學實驗室規范要求 ,實驗室應分類配 備多種殘液缸 ,但實際操作時多數形同虛設 ,往往 還是往下水道一倒了之。而殘液缸滿后如何處理 , 也是一個棘手的問題。至于其它形式的污染大都沒有得到認真考慮。
　　
　　上級管理部門在一定程度上存在著忽視這個問題的情況。無論是各地廣泛開展的標準化站建設還是現在逐漸重視的實驗室認可、GLP( Good Laboratory Practice)建設 ,多從監測能力和質量管理等方面著手 ,較少有實驗室環境管理方面的規范要求 ,致使監測實驗室的環境管理既缺乏壓力甚而缺乏推動力 ,又缺少必要的技術規范。
　　
　　2 監測實驗室環境污染的控制途徑
　　
　　環境監測實驗室的污染需要各級監測部門的高度重視和有效解決 ,從而為治理全國數以萬計的各類實驗室產生的環境污染樹立一個典范。但由于監測實驗室的環境污染類型眾多 ,情況復雜 , 操作起來存在著相當難度 ,因此必須建立全面、系統的治理方案 ,逐步推行 ,力爭問題的*終解決。
　　
　　2.1 提高認識 ,制定技術規范
　　
　　各級監測站需要進一步提高對實驗室環境污染問題的認識 ,不能回避 ,聽之任之 ,而是應該根據本站監測工作的特點、重點 ,積極探索 ,想方設法減少實驗室污染。建議上級監測部門組織力量 , 認真研究監測實驗室的污染特點和防治途徑 ,提出操作性強、簡便實用的技術規范 ,并出臺相應的考核要求及辦法。*好是融入監測站的標準化建設中去 ,使之成為能力建設的一部分 ,從而有利于貫徹落實各項實驗室環境污染的防治措施。
　　
　　2.2 建立實驗室環境管理體系
　　
　　監測站在全面推行監測實驗室能力建設、質量管理的同時 ,還要建立完備的實驗室環境管理體系。按照 ISO14001環境管理體系的理念和要求 ,全面考察環境監測實驗分析的各個方面 ,制定相應的程序文件 ,規范監測實驗室環境行為 ,充分貫徹 ISO14001一貫強調的污染預防和持續改進的基本要求 ,力爭減小監測分析每一個過程的環 境影響 ,從而不斷提升監測實驗室管理水平 ,并將環境監測的整體環境影響*小化。表2介紹了環境監測實驗室環境管理體系的基本組成。
　　
　　2.3 全面推行實驗室清潔分析、清潔操作
　　
　　環境監測實驗室的環境管理工作應嚴格按環境管理體系的要求 ,從多方面著手 ,將實驗室環境 污染綜合預防的策略應用于監測分析的每一個過程 ,全面推行清潔分析 ( Clea ner Analysis)和清潔操作 ( Cleaner Opera tion) ,盡*大可能減少實驗室污染物的排放量和毒性。下面是一些具體的方法和途徑：
　　
　　2.3.1 選擇污染少的分析方法
　　
　　大多數環境監測分析方法都有好幾種可供選 擇 ,應該充分考慮方法的環境相容性 ,盡可能選擇 環境污染少的分析方法。如 COD分析如果采用江蘇省推薦的快速烘箱法 ,污染要少得多 ,效率卻 沒有降低。一般來說 ,采用傳感器、色譜儀等現代儀器分析常比經典方法污染更少。
　　
　　2.3.2 選擇有效的三廢處理方式
　　
　　監測實驗室產生的三廢應按分類放置、分質處理的原則 ,盡量利用本地現有的環保治理資源來處理 ,如有害固廢可由固廢處理中心焚燒處理 , 多數廢水可由附近廢水性質相同并建有完善設施的工廠處理。有條件的實驗室也可按成熟的工藝自行解決 ,這方面已有許多文獻報道 。
　　
　　2.3.3 成立試劑調度網絡
　　
　　過期、失效的化學試劑的處理是世界性的難題 ,可以仿照美國的作法 ,成立區域性試劑調度 網 ,選擇一部分危害大 ,用量少 ,易失效的試劑進入網絡 ,實行實驗室間資源共享 ,盡量避免大批化學試劑失效。
　　
　　2.3.4 加強地區監測中心的功能
　　
　　現行的管理體制使每個四級監測站都做到了小而全 ,既浪費了資源 ,又不利于保證質量。應發揮地區監測中心的作用 ,集中部分項目的監測能力 ,從而相對降低實驗室污染物的排放。
　　
　　2.3.5 一些行之有效的清潔分析、清潔操作行為實例
　　
　　˙ 在滿足分析要求的情況下 ,適當降低采樣量;
　　
　　˙ 不要購買暫時用不上的試劑; 盡量使用要到期的試劑;
　　
　　˙ 盡可能使用儀器分析從而減少試劑用量和采樣量;
　　
　　˙ 盡量利用可回收的試劑;
　　
　　˙ 將處理或消除危險廢物作為實驗分析的*后一步;
　　
　　˙ 應使用可降解的無磷洗滌劑;
　　
　　˙ 使用酒精溫度計從而避免水銀溫度計可能帶來的汞污染。