环境监测实验室环境的污染和防治

迄今为止 ,我国拥有各类环境监测站约为4000个 ,环境监测人员达7万多人 ,已成为一个庞大的体系。根据规范要求 ,各级环境监测站的主要职能就是监测环境质量状况和分析污染物排放情况 ,因此一般监测站都配备有功能齐全的分析实验室。分析项目包括大气、地表水、污染源等数以百计的项目。

但是，环境检测实验室存在一个长期未曾得到重视的问题，就是在监测分析过程中或多或少会产生废水、废气、废渣等污染物未被妥善处理。所以监测实验室像绝大多数普通实验室一样 ,变成了一类典型的小型污染源。

一、 监测实验室环境污染特点

1、 污染种类多

环境监测按照监测类别分包括大气及废气监测、降水监测、地表水及废水监测、生物监测、土壤及底泥监测和固体废弃物监测等多种监测类别。监测项目如按环境监测中心站建设标准对县级站的要求则超过120项 ,其中绝大多数属于普通化学分析 ,因此环境监测实验室污染物亦和普通的化学实验室相仿。但由于环境监测的对象和方法十分广泛和复杂 ,因而除噪声以外 ,其它的污染物种类也全部具备。

(1) 废水

环境监测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。除大气自动监测、噪声监测和放射性污染监测等少数监测项目外 ,几乎所有的常规监测项目都不同程度存在着废水污染问题。这些废水中的成分复杂 ,包括最常见的有机物、重金属离子和有害微生物以及相对少见的氰化物、苯并芘等。

(2) 废气

环境监测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、泄漏的标气载气等。通常实验室中直接产生有毒、有害气体的实验都要求在通风橱内进行 ,这固然是保证室内空气质量、保护分析人员健康安全的有效办法 ,但也直接污染了环境空气。实验室废气包括酸雾、甲醛、苯系物、汞蒸汽、H2S、光气等污染物。

(3) 固体废物

环境监测实验室产生的固体废物包括多余样品、分析产物 (如培养基 )、消耗或破损的实验用品 (如玻璃器皿、纱布 )、残留或失效的化学试剂等。这些固废成分复杂 ,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。

2、 检测频率悬殊

环境监测在技术上要求各级监测部门保证具备规定项目的监测能力 ,但实践上各项目之间的工作频率悬殊。大多数项目只是零星开展 ,由这些项目带来的实验室污染数量虽少 ,却也带来了管理的难度。值得指出的是 ,非经常性监测项目导致贮备试剂过期、失效情况相对突出 ,多数实验室缺乏有效对策。

3、 污染危害大

虽然环境监测实验室多数分析项目产生的污染量较小 ,但仍有一些分析项目污染问题较为严重。以水质分析中最常见的项目COD分析(重铬酸钾法 )为例 ,在分析含高浓度Cl-的废水 (大多数印染废水都含Cl-)时 ,按规范须加入0. 4克HgSO4 以排除 Cl-的干扰。如果不计重复样、加标样而纯粹以一个水样计算 ,则0. 4克HgSO4导致的总汞污染需要用5.4m3的清水才能稀释至达标。而一个县级站光一年 HgSO4的消耗量就可达200克以上。何况COD分析带来的环境污染不仅仅是HgSO4一项 ,它使用的其它关键试剂都有类似问题 ,硫酸银、重铬酸钾和硫酸都会造成严重污染。

绝大多数使用有机溶剂的分析项目如石油类、挥发酚和阴离子洗涤剂等最后都有有机溶剂污染问题。除一部分挥发变成废气、一部分可回收再利用外 ,大多数成为液态污染物。通常情况下 ,有机溶剂并不参与反应 ,因此实验室消耗掉的有机溶剂量大致就相当于排放总量。这样年复一年的累积排放量已经十分恐怖了，更不用说有些溶剂还是毒性较强的有机物。同样地 ,那些要使用强酸、强碱分析的项目一般就会有强酸、强碱的污染问题。

在监测分析重金属项目时 ,均存在着分析残液、剩余样品 (有些属于浓度极高的原水、直排水 ) 带来的重金属污染问题。有时 ,一个业务繁忙的监测实验室所产生的此类污染并不比一个正常处理废水的小电镀厂来得少 ,甚至种类还要更多。

开展生物监测的实验室会产生大量高浓度含有害微生物(如大肠杆菌、粪大肠杆菌 )的培养液、培养基 ,如果未经适当的灭菌处理而直接外排 ,同样会造成严重后果。

4、 污染治理少

环境监测实验室的环境污染长期以来未得到足够的重视 ,因此其污染治理基本上还未有效开展。尽管按化学实验室规范要求 ,实验室应分类配备多种残液缸 ,但实际操作时多数形同虚设 ,往往还是往下水道一倒了之。而残液缸满后如何处理 , 也是一个棘手的问题。至于其它形式的污染大都没有得到认真考虑。

上级管理部门在一定程度上存在着忽视这个问题的情况。无论是各地广泛开展的标准化建设站还是现在逐渐重视的实验室认可、GLP( Good Laboratory Practice)建设 ,通常是从监测能力和质量管理等方面着手 ,较少有实验室环境管理方面的规范要求 ,致使监测实验室的环境管理既缺乏压力和推动力 ,又缺少必要的技术规范。

二、 监测实验室环境污染的控制途径

环境监测实验室的污染需要各级监测部门的高度重视和有效解决 ,从而为治理全国数以万计的各类实验室产生的环境污染树立一个典范。但由于监测实验室的环境污染类型众多 ,情况复杂 , 操作起来存在着相当难度 ,因此必须建立全面、系统的治理方案 ,逐步推行 ,最终将问题解决。

1、 提高认识 ,制定技术规范

各级监测站需要进一步提高对实验室环境污染问题的认识 。不能回避 ,听之任之 ,应该根据本站监测工作的特点和重点 ,积极探索 ,想方设法的减少实验室污染。建议上级监测部门组织力量 , 认真研究监测实验室的污染特点和防治途径 ,提出操作性强、简便实用的技术规范 ,并出具相应的考核要求及办法。最好是融入到监测站的标准化建设中去 ,使之成为建设的一部分 ,从而有利于贯彻落实各项实验室环境污染的防治措施。

2、 建立实验室环境管理体系

监测站在全面推行监测实验室能力建设、质量管理的同时 ,还要建立完备的实验室环境管理体系。按照 ISO 14001环境管理体系的理念和要求 ,全面考察环境监测实验分析的各个方面 ,制定相应的程序文件 ,规范监测实验室环境行为 ,充分贯彻 ISO 14001一贯强调的污染预防和持续改进的基本要求 ,力争减小环境对监测分析过程的影响 ,从而不断提升监测实验室管理水平。

3、 全面推行实验室清洁分析、清洁操作

环境监测实验室的环境管理工作应严格按环境管理体系的要求 ,从多方面着手 ,将实验室环境污染综合预防的策略应用于监测分析的每一个过程 ,全面推行清洁分析 ( Cleaner Analysis)和清洁操作 ( Cleaner Operation) ,尽最大可能减少实验室污染物的排放量和毒性。下面是一些具体的方法和途径:

(1) 选择污染少的分析方法

大多数环境监测分析方法都有好几种可供选择 ,应该充分考虑方法与环境相容性 ,尽可能选择环境污染少的分析方法。如：COD分析如果采用快速烘箱法 ,污染要少得多 ,效率却没有降低。一般来说 ,采用传感器、色谱仪等现代仪器分析常比经典方法污染更少。

(2) 选择有效的三废处理方式

监测实验室产生的三废应按分类放置、分质处理的原则 ,尽量利用本地现有的环保治理资源来处理 ,如有害固废可由固废处理中心焚烧处理 , 多数废水可由附近废水性质相同并建有完善设施的工厂处理。有条件的实验室也可按成熟的工艺自行解决 ,这方面已有许多文献报道 。

(3) 成立试剂调度网络

过期、失效的化学试剂的处理是世界性的难题 ,可以仿照美国的作法 ,成立区域性试剂调度网 ,选择一部分危害大 ,用量少 ,易失效的试剂进入网络 ,实行实验室间资源共享 ,尽量避免大批化学试剂失效。

(4) 加强地区监测中心的功能

现行的管理体制使每个四级监测站都做到了小而全 ,既浪费了资源 ,又不利于保证质量。应发挥地区监测中心的作用 ,集中部分项目的监测能力 ,从而相对降低实验室污染物的排放。

(5) 一些行之有效的清洁分析、清洁操作行为实例

①在满足分析要求的情况下 ,适当降低采样量;

②不要购买暂时用不上的试剂; 尽量使用要到期的试剂;

③尽可能使用仪器分析从而减少试剂用量和采样量;

④尽量利用可回收的试剂;

⑤将处理或消除危险废物作为实验分析的最后一步;

⑥应使用可降解的无磷洗涤剂;

⑦使用酒精温度计从而避免水银温度计可能带来的汞污染。