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當(dāng)前，我國正處于國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的大好時(shí)期，各行各業(yè)蓬勃發(fā)展、教學(xué)科研蒸蒸日上，相當(dāng)數(shù)量的實(shí)驗(yàn)室正在建設(shè)和完善之中。在各類實(shí)驗(yàn)室中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的工作環(huán)境最為復(fù)雜，對(duì)操作人員造成的健康損害也十分嚴(yán)重。在全面貫徹“以人為本”基本理念的今天加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境硬件建設(shè)的需求更是日益凸現(xiàn)。下面我對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室最為關(guān)鍵的廢氣和廢水排放這兩項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施談?wù)劥譁\認(rèn)識(shí)，以期能給實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃工作提供些許借鑒。
    教育部《高等學(xué)�；�礎(chǔ)課教學(xué)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)室合格評(píng)估的內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)共有六項(xiàng)39個(gè)條目，其中重點(diǎn)條目（帶*號(hào)）19條。第五項(xiàng)中第2條（*）“設(shè)施及環(huán)境”指出：“實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)、照明、控溫度、控濕度等設(shè)施完好，能保證各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；電路、水、氣管道布局安全規(guī)范�！钡�5條“環(huán)境保護(hù)”又指出：“實(shí)驗(yàn)室有三廢（廢氣、廢液、廢渣）處理措施；噪聲小于70分貝。”這就對(duì)廢氣和廢水排放基礎(chǔ)設(shè)施做了基本規(guī)劃和宏觀要求。
    廢氣排放基礎(chǔ)設(shè)施
    化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢氣量大，成分比較復(fù)雜（尤其是研究型大學(xué)，科研項(xiàng)目多，研究生量大，這個(gè)問題尤為突出）。有的單位曾嘗試用活性碳吸附過濾的辦法對(duì)廢氣來處理，但成本較高，維護(hù)不便，還帶來了新的污染。更不利的是增加了風(fēng)阻，影響了排風(fēng)效果因此沒有推廣。而即便是教學(xué)科研任務(wù)繁重的重點(diǎn)大學(xué)位于六層高樓距樓頂2米高度的風(fēng)機(jī)排風(fēng)在自然通風(fēng)擴(kuò)散稀釋條件下的廢氣排放仍可基本滿足環(huán)境保護(hù)的要求。因此在目前的國情條件下，普遍還是采取高位直排的方式。廢氣排放是一個(gè)系統(tǒng)工程，有的實(shí)驗(yàn)樓因?yàn)橛猛咀兏�抑或�?guī)劃的疏漏，在補(bǔ)充排廢氣設(shè)施時(shí)出現(xiàn)了風(fēng)管爬外墻和廊道頂部塞滿風(fēng)道的尷尬局面，既影響了排廢效率又不美觀實(shí)用，教訓(xùn)深刻。因此在籌建新樓時(shí)就須對(duì)實(shí)驗(yàn)室布局、通風(fēng)柜及實(shí)驗(yàn)臺(tái)位置、風(fēng)量大小、排風(fēng)設(shè)施的種類、風(fēng)道的走向以及通風(fēng)豎井的安排等由有資質(zhì)的專業(yè)人員設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)室工作人員全程參與、密切配合方能盡善盡美。在配置實(shí)驗(yàn)設(shè)施時(shí)除了須由資質(zhì)廠商提供設(shè)計(jì)—安裝—維護(hù)的一條龍服務(wù)外，若條件許可最好能從風(fēng)機(jī)、風(fēng)管到室內(nèi)排廢設(shè)施都由同一廠商提供，以提高排廢效率，方便日后維護(hù)。
    基于風(fēng)壓小、揚(yáng)程短，容易發(fā)生廢氣短路和影響周邊環(huán)境的缺點(diǎn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室較少采用軸流風(fēng)機(jī)。除非在廢氣量少而整片外墻又沒有窗戶的個(gè)別特殊場合才在較高樓層由軸流風(fēng)機(jī)向墻外直排。普遍規(guī)范的做法是在樓頂安置塑料或玻璃鋼離心風(fēng)機(jī)。由于不銹鋼在潮濕的氯化物氣氛下易被腐蝕，化學(xué)樓不宜使用不銹鋼風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)底部應(yīng)有橡膠減震墊。在建筑上采取隔音、防震措施后在頂層的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的噪音通常都能滿足要求。
    化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)排廢氣設(shè)施針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)類型采用了多種方式：無機(jī)和分析實(shí)驗(yàn)通常采用桌面吸風(fēng)罩和懸頂式吸風(fēng)罩；萬向軸吸風(fēng)罩通常應(yīng)用于儀器分析的原子吸收分光光度計(jì)等大型儀器局部排廢氣的場合；通風(fēng)柜是各類實(shí)驗(yàn)室配置試劑最常用的設(shè)施。近年來在有機(jī)實(shí)驗(yàn)場合廣泛采用了兩兩相對(duì)的臺(tái)式通風(fēng)柜裝置。這種設(shè)施排廢氣效率高，柜門可靈活調(diào)節(jié)便于實(shí)驗(yàn)操作，柜體四壁透明有利于教師觀察和指導(dǎo)學(xué)生。臺(tái)式通風(fēng)柜的使用一改過去有機(jī)實(shí)驗(yàn)室刺激性氣體彌漫的舊貌，產(chǎn)生了良好的效果。（詳見“談?wù)動(dòng)袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題”一文）。
    化學(xué)通風(fēng)柜的框架結(jié)構(gòu)采用耐酸、堿并適應(yīng)較高溫度的材質(zhì)，例如噴涂環(huán)氧的全鋼、噴涂環(huán)氧的鋁合金型材或玻璃鋼等。以理化板和抗倍特板做內(nèi)襯和擾流板。實(shí)驗(yàn)臺(tái)面為理化板、陶瓷板（應(yīng)對(duì)高溫和抗機(jī)械磨損）等。透明部分為厚度5～6mm，不低于4mm的鋼化玻璃（極少數(shù)特殊防爆場合采用夾絲防爆玻璃）。通常要求在柜門開啟0.4m的條件下，面平均風(fēng)速為0.3～0.5m/s。
    近年來，為了順應(yīng)使用空調(diào)或在北方寒冷情況下排廢氣的需要，有的廠商已開發(fā)出帶有補(bǔ)新風(fēng)裝置的通風(fēng)柜。這種通風(fēng)柜在窗戶內(nèi)側(cè)的吊頂口配置了補(bǔ)新風(fēng)的斜流風(fēng)機(jī)，通風(fēng)柜的柜門設(shè)有門高感應(yīng)系統(tǒng)，由微機(jī)控制電動(dòng)風(fēng)閥、斜流風(fēng)機(jī)和頂樓風(fēng)機(jī)的變速器，調(diào)節(jié)排氣量并同步保持約70%的補(bǔ)新風(fēng)量。在“自動(dòng)”檔下通風(fēng)柜開動(dòng)排風(fēng)時(shí)按前次操作的狀態(tài)工作。在選擇“手動(dòng)”檔時(shí)可以根據(jù)需要人工調(diào)節(jié)補(bǔ)風(fēng)量和排氣量。當(dāng)處置不慎傾倒試劑或遇不可預(yù)見的劇烈反應(yīng)時(shí)，可采用“強(qiáng)排風(fēng)”檔。圖為我學(xué)院研究生實(shí)驗(yàn)室的補(bǔ)新風(fēng)通風(fēng)柜和控制面板。這種通風(fēng)柜在使用上更為靈活，更具人性化，排廢氣效果更好：通�？偸菐讉�(gè)通風(fēng)柜共用一臺(tái)風(fēng)機(jī)，各柜排風(fēng)情況在動(dòng)態(tài)下達(dá)到平衡，避免了相互影響，更不會(huì)出現(xiàn)逆流；隨著廢氣發(fā)生量的大小可以人為權(quán)衡熱氣流（夏天）、冷氣流（冬天）的補(bǔ)新風(fēng)量，改善了實(shí)驗(yàn)人員的舒適度；根據(jù)反應(yīng)物揮發(fā)性的強(qiáng)弱調(diào)節(jié)排風(fēng)量可以節(jié)約資源、友善環(huán)境。和其他新生事物一樣，補(bǔ)新風(fēng)通風(fēng)柜還有待于進(jìn)一步完善，但畢竟是邁出了國產(chǎn)的智能型通風(fēng)柜的第一步。
    廢水排放基礎(chǔ)設(shè)施
    化學(xué)廢水排放系統(tǒng)由水槽、排水管和消納池組成。水槽通常采用專用陶瓷盆或人造石盆。消納池是針對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)排放廢水中的酸、堿性無機(jī)溶液而設(shè)立的預(yù)處理裝置。廢水通常在整體上呈酸性，由專人管理并定期投放石灰等堿性物質(zhì)中和達(dá)標(biāo)后排放到環(huán)境污水系統(tǒng)。過去排水管采用鑄鐵管，使用十余年后往往被鐵銹堵塞甚至因嚴(yán)重腐蝕而漏水。目前較通用的排水豎管（包括彎頭、三通等附件）是內(nèi)壁涂復(fù)環(huán)氧樹脂的鑄鐵件或UPVC管材。橫管為維修方便起見多用UPVC管材。
    UPVC是不添加增塑劑的聚氯乙烯，通常用于制造民用水管。上水管較厚，抗水壓，用的穩(wěn)定劑無毒；下水管稍薄，采用較廉價(jià)的低毒穩(wěn)定劑。二氯乙烷、乙酮（甲乙酮）、四氯乙烷和四氫呋喃等化學(xué)試劑對(duì)UPVC管有強(qiáng)烈溶脹作用。尤其是前四種試劑，不溶于水，比重大于水，極易沉積在排水管的儲(chǔ)水彎（俗稱“P彎”）內(nèi)，即使是少量也足以使彎頭腐蝕。對(duì)于傾斜度不足或因有沉積物而排水不暢的管道，會(huì)使整段腐蝕，造成嚴(yán)重后果。現(xiàn)在，很多高校都對(duì)有機(jī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改革，采用了小量和微量實(shí)驗(yàn)，減少了廢液量。即使如此，按照實(shí)驗(yàn)室評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)廢液也必須專門收集并由具有化學(xué)廢棄物處理認(rèn)證資質(zhì)的廠商進(jìn)行焚燒處理。（尤其是含氯的有機(jī)溶液，必須通過1500℃以上的高溫燃燒才能分解為二氧化碳、水和氯化氫。若低溫燃燒則會(huì)產(chǎn)生劇毒致癌物質(zhì)）。但在實(shí)際操作中，因?yàn)槭韬龌蚬芾聿簧贫鴮⒂袡C(jī)廢液甚至違禁試劑倒入排水系統(tǒng)，這是絕對(duì)要禁止的。