原文
,卷:17(1)DOI: 10.37532/0972-768X.2019.17(1).301废弃化学品和溶剂ÃⅱÂ ' Â '在学术化学实验室的分析和回收
收到:2019年2月3日;接受:2019年2月18日;发表:2019年2月20日
引用:Hanifa MR, Elzagheid MI。浪费化学品和溶剂-化学实验室的分析和回收。国际化学杂志,2019;17(1):301
摘要
的积累浪费学院和大学级别实验室的化学药品和溶剂相当高,而且成本效益很高。这些的处置浪费现在的化学品和溶剂需要很长的分离和测试程序,这是非常昂贵的。一种简单且具有成本效益的剖面分析方法和溶剂回收程序对任何学术机构都非常有用,这种直接的程序甚至可以分配给大学生,在那里他们将获得实时分析经验和知识。本文描述了简单的定性测试和沉淀程序,并采用标准的物性分析方法对回收的有机溶剂和无机废物进行了鉴定。使用分离漏斗浪费化学药品分为有机层和无机层,分别储存在不同的容器中。然后先进行简单蒸馏,以更快地分离较轻的组分,然后再使用分馏,以有效和纯粹地分离各组分。用折光仪和密度计进一步检测分离的纯组分,并与参比化合物进行比较。除此之外,无机物浪费用火焰光度计进一步研究了无机中钡、钠、钾的存在浪费在样品中得到了证实。
关键字
废弃化学品和溶剂-分析和回收;浪费化学混合物;浪费分离;无机浪费治疗;有机固体废物;馏分油分析
简介
使用任何化学工艺或在任何过程中产生的任何物质或副产品可被视为化学废物。这可能会造成污染或对健康或者污染环境。化学废物可分为液体废物、半固体废物和固体废物。化学品处置不当浪费有很严重的影响健康和环境。释放到沿海海水对当地海洋生物造成损害,并造成严重的健康对社区有危害。不受控制的妥善处置浪费设施和污水处理系统对污水处理设施构成威胁健康还有特工的安全。回收(1是一个更好的选择,可能有几种不同的形式。这可以通过以下方式实现:将保存在有标签的工厂密封容器中的化学品退还给原来的供应商,或捐赠给可能有合法需要的公共/学术机构,或将其转化为合法用途的产品。
炼油厂生产污染石油浪费含有化学需氧量和生化需氧量水平的水,以及许多其他污染物,包括悬浮物[2].根据炼油厂的性质浪费水污染物排放前,常采用综合处理方法。处理过程包括使用澄清剂去除上述物质,这通常伴随着混凝、絮凝和沉淀[3.].
许多工业都与环境污染有关。这些行业包括皮革业。它们会产生一种含有有机和无机污染物的潜在有毒废水[4].虽然许多环境保护机构已将某些化学品列为有害物质,并禁止其在皮革工业中使用;其中许多仍在使用,并被排放到废水中。盐水从水力压裂井和常规页岩气井迁移到饮用水或地表泄漏可能对人类健康造成巨大威胁和潜在影响。这些井中存在的有机化学品和支链烷烃对人体多个器官具有潜在毒性[5].
正确专业地处理化学品浪费是非常重要的问题。同时,化学品处理不当浪费可能导致对个人安全和机构资产的严重伤害。标准安全协议在任何学术机构的所有化学实验室都必须遵循。在许多机构的规定中,不当处理化学物质会导致法律行动和巨额罚款。一些可以随意丢弃在家里的化学品和物品在学术机构被认为是危险化学品。每位教职员必须遵守化学物品的处置准则乐动KENO快乐彩浪费有许多危险实验室化学品处理指南可供参考[6,7].已经编写了一份有用的文件来解释有关化学药品的操作浪费将在东肯塔基大学处理[8].这份文件提供了如何处理这种化学物质的指导方针乐动KENO快乐彩浪费在大学里。其中包括一个适当大小的容器,该容器具有与化学品兼容的材料浪费收集处理。化学品的数量应限制在项目所需的最小数量,如果可能的话,甚至是实验或实验阶段所需的最小数量。化学浪费容器应贴上标签,小心搬运,必须清楚地标明完整的化学品信息,每个容器应保持封闭,除非添加更多浪费到容器。化学品的类型应分为:可燃性/可燃性-腐蚀性-氧化剂-非氯化溶剂-氯化溶剂-刺激性。
另一个有用的指引[9],由香港环境保护署主办。本指南的目的是对管理的化学浪费,并适用于管有、贮存、收集、运输及处置化学废物。桑松还报告了如何管理危险化学品浪费在研究机构内[10].未知(可能是危险的)化学品不应倒进下水道。未知的浪费材料必须被认为是危险的浪费直到测试完成。一个详细的程序浪费管理能在实验室找到化学物质吗浪费管理乐动KENO快乐彩环境保护署出版的指引健康和辐射安全,宾夕法尼亚大学[11].典型的;未知/未标记化学品的身份应通过实验室分析来确认。如果化学品被打开,标签丢失和/或原始制造商的密封损坏,测试是非常重要的。
教育和工业化学实验室产生相当数量的浪费他们日常生活中的化学物质业务[12].这些物品的处置浪费现在使用化学药品并不容易,而且相当划算。一般来说,教育机构的实验室不会产生剧毒或极危险物质浪费像砷、锑等化学物质。但是,积累浪费这些化工组织不像工业组织得很好。因为这些浪费化学物质是学生在实验过程中产生的,它们没有根据化学性质进行很好的分离,并将有机和无机废物聚集在一起。收集和处理这些浪费焚烧化学品的公司通常会拒绝这些化学品,因为这些组织没有经过认证浪费配置文件数据。
化学浪费由教学和科研产生的学术机构及其对环境的影响一直备受关注和讨论。阿什布鲁克和莱因哈特[13]强调有必要实施一项处理化学污染的规范浪费在学术机构中,由于它们会产生少量的废物,其中许多是剧毒的。
这项工作的主要思想是提出一种简单、无成本的方法来回收溶剂,降低无机废物的处理成本。我们的化学浪费与大型大学和化学石化公司相比,这不是很大吗表1但是处理这种化学物质浪费以适当的方式节省我们的时间和金钱。
废弃物类型 | 年平均消费量 | 废物中的化学物质/溶剂 |
---|---|---|
有机废物 | 250升 | 乙醇 |
甲醇 | ||
丙酮 | ||
己烷 | ||
二氯甲烷 | ||
丙醇 | ||
丙胺 | ||
辛醇 | ||
丁醇- | ||
甲苯 | ||
氨基酸 | ||
苯胺 | ||
石油产品 | ||
植物油 | ||
无机废物 | 150升 | 酸类:盐酸、硫酸、磷酸、醋酸 |
主要成份:氢氧化钠,氢氧化钾,碳酸钠,碳酸氢钠,氢氧化钙,氢氧化钡,乙酸酐,氨水 | ||
盐类:钠盐、钾盐、钙盐、铜盐、铝盐、铁盐、镁盐、锰盐 |
表1。的列表浪费化学物质积聚在化学工业朱拜勒工业学院实验室。
材料与方法
设备和仪器:加热罩,温度计,简易蒸馏装置,分馏塔,玻璃珠烧杯,玻璃棒,试剂瓶,小瓶,火焰折射计,密度计。
有机废物和无机废物的分离
用分离漏斗,取500毫升浪费化学物质被分为有机层和无机层,并储存在不同的容器中。用pH纸测试了两层的小体积(每层5毫升),结果发现它们呈酸性。然后用0.1M氢氧化钠溶液测试有机层和无机层的小等分,它们都形成两层。然后用足够的0.1M NaOH缓慢处理两层,直到pH接近中性,如图所示图1,图1,表2.所产生的溶液再次使用分离漏斗进行分离,如图所示图2.
图1所示。pH值的测量浪费样本。
图1所示。的pH值读数浪费样本。
体积0.1 M NaOH毫升 | 的体积浪费样本(ml) | 总体积(ml) | 用pH计测量最终混合物的pH值 |
---|---|---|---|
0.0 | One hundred. | 100.0 | 0.63 |
5.0 | One hundred. | 105.0 | 0.95 |
10.0 | One hundred. | 110.0 | 1.51 |
15.0 | One hundred. | 115.0 | 2.82 |
20.0 | One hundred. | 120.0 | 4.02 |
25.0 | One hundred. | 125.0 | 5.88 |
26.0 | One hundred. | 126.0 | 6.9 |
26.5 | One hundred. | 126.5 | 7.02 |
表2。的pH值读数浪费样本。
图2所示。的分离浪费化学混合物。
蒸馏过程对有机废弃物进行回收和分析
简单蒸馏[14,15]首先进行,以更快地分离较轻的成分,然后分馏[16],以有效和纯粹地分离每个成分。分馏后,各组分的馏分(5-10 ml)被分离出来,标记为1-6,由于温度范围大,忽略馏分7。它们的沸点记录如图所示表3.在这个过程的最后,7%的浪费是油性的,其余部分的沸点高于270°C (图3).
组件 | 沸点(°C) | 组件 | 沸点(°C) |
---|---|---|---|
1 | 38-42 | 4 | 68 - 73 |
2 | 52-59 | 5 | 75 - 80 |
3. | 62 - 64 | 6 | 92 - 99 |
表3。从有机废物中分离出的成分的沸点。
所示的折光计进一步检查了分数图4测量它们的折射率,如下所述。
打开照明棱镜,用蒸馏水清洗两棱镜表面,然后加入采集的样品,两滴在折射棱镜表面,关闭上棱镜孔。旋钮旋转,直到图像完全减半,即,sin X清楚地在中间之间的较低暗端较上光。元件的读数然后被取下来并显示在表4.
组件 | 折射率 | 组件 | 折射率 |
---|---|---|---|
1 | 1.43021 | 4 | 1.33550 |
2 | 1.36119 | 5 | 1.35170 |
3. | 1.33045 | 6 | 1.39281 |
表4。分离组分的折射率。
样品1-6用密度计进一步检查,见图5,用标准样品校准后。测量所收集样品的密度(每个样品2毫升),结果见表5.
组件 | 密度(克/毫升) | 组件 | 密度(克/毫升) |
---|---|---|---|
1 | 1.251 | 4 | 0.6991 |
2 | 0.8522 | 5 | 0.7798 |
3. | 0.8583 | 6 | 0.8260 |
表5所示。分离组分的密度。
对有机物的组分1、2、3、4、5、6的沸点、密度和折射率进行了分析浪费蒸馏物完成了。在上述分析的基础上,并与已有文献进行了比较浪费被强烈假定含有以下溶剂:二氯甲烷、丙酮、甲醇、己烷、乙醇、丙醇如详细示于表6.这些结果还与实验室日志簿进行了双重检查,以确定在不同的实验中所消耗的溶剂化学工业实验室。
组件 | 沸点(°C) | 密度(克/毫升) | 折射率 | 含化合物的参考值 |
---|---|---|---|---|
1 | 38-42 | 1.251 | 1.43021 | 二氯甲烷 英国石油(BP) = 39.8°C D = 1.327克/摩尔 国际扶轮= 1.4242 |
2 | 52-59 | 0.8522 | 1.36119 | 丙酮 英国石油(BP) = 56.3°C D = 0.790克/摩尔 国际扶轮= 1.3587 |
3. | 62 - 64 | 0.8583 | 1.33045 | 甲醇 英国石油(BP) = 64.7°C D = 0.7913克/摩尔 国际扶轮= 1.3284 |
4 | 68 - 73 | 0.6991 | 1.3355 | 己烷 英国石油(BP) = 68.7°C D = 0.659克/摩尔 国际扶轮= 1.3749 |
5 | 75 - 80 | 0.7798 | 1.3517 | 乙醇 英国石油(BP) = 78.3°C D = 0.7894克/摩尔 国际扶轮= 1.3614 |
6 | 92 - 99 | 0.826 | 1.3928 | 丙醇 英国石油(BP) = 97.2°C D = 0.804克/摩尔 国际扶轮= 1.3856 |
表6所示。未知分离组分与参考化合物的比较。
无机浪费调查
总固体物(TS) [17]、总悬浮固体[18]和溶解固体总量[18] (TDS)进行了进一步的研究浪费测量空烧杯重量。100毫升无机浪费将样品加入烧杯中,然后测量烧杯与样品的重量。无机浪费用滤纸过滤。将带样品的滤纸烘干,然后称重,这就是TSS。滤液在烧杯中取出,在热板上加热脱水,直到整个水蒸发,得到TDS,如图所示图6.
平衡的沉淀物在115°C的烤箱中干燥。对含有干沉淀质量的烧杯进行了测量。总溶解固体和总悬浮固体的计算方法如下:
干滤纸质量=0.4462 g
总悬浮物滤纸质量=1.2213
总悬浮物(TSS)=1.2213克- 0.4462克= 0.7751克
空烧杯质量=50.0887克
总溶解固体的烧杯质量为59.8188 g
的质量溶解固体总量(TDS) = 59.8188 - -50.0887 = 9.7304克
总固体(TS)=总溶解固体(TDS) +总悬浮固体(TSS) = 0.7751 + 9.7304=10.5055 g (10.5055g/100 mL=10505.5 mg/0.1L=105055 ppm)
无机浪费采用光电火焰光度法进一步研究[19通常用于无机化学分析,以确定某些金属离子,如钠、钾、钡、锂和钙的浓度。的物种(金属离子)在光谱中使用的是原子的形式。
因此,根据火焰光度法目录中每种元素的最高标准,制定了不同浓度(ppm)的钠、钾、钡、钙、锂五种元素的标准。打开气瓶,开启火焰光度仪。将一个小烧杯(50毫升)装满蒸馏水,并将读数设置为零。将注入管放入每个量瓶中,测量标准品(25ml)和稀释的未知品(25ml),并对五种元素进行读数。绘制校准雕刻,并计算未知浓度。
钾(K):
Y = 3.1x - 1.615 = 3.1x - 1.615 +1.6 = 3.1x
,总稀释度= 4×100 = 400倍,x=5.355 × 400=2.142 ppm K,
(表7).
性病 | 浓度(ppm) | 火焰测光发射装置 |
---|---|---|
1 | 2 | 5 |
2 | 4 | 11 |
3. | 6 | 17 |
4 | 8 | 21 |
5 | 10 | 31 |
未知的 | 5.355 | 15 |
表7所示。钾(K)的读数。
钠(Na):
Y = 7.25x + 11.573 = 7.25x + 11.573- 11.5 = 7.25x
,从稀释(100倍)中移液10毫升,再稀释100毫升,稀释
因子=100/10=10倍,x=8.483 × 1000=8483 ppm Na (表8).
性病 | 浓度(ppm) | 火焰测光发射装置 |
---|---|---|
1 | 2 | 26 |
2 | 4 | 38 |
3. | 6 | 58 |
4 | 8 | 71 |
5 | 10 | 82 |
未知的 | 8.483 | 73 |
表8所示。钠(Na)的读数。
钡(Ba):
Y = 0.24x - 250 = 0.24x - 250 + 2 = 0.24x
稀释因子= 250 / 10 = 25倍,x = 216.667 × 25 = 5416.675 ppm的Ba, (表9).
性病 | 浓度(ppm) | 火焰测光发射装置 |
---|---|---|
1 | 200 | 47 |
2 | 400 | 97 |
3. | 600 | 147 |
4 | 800 | 190 |
5 | 1000 | 245 |
未知的 | 216.667 | 50 |
表9所示。钡(Ba)读数。
钙(Ca):未知读数为零,因为样品中未检测到钙(表10).
性病 | 浓度(ppm) | 火焰测光发射装置 |
---|---|---|
1 | 10 | 21 |
2 | 20. | 43 |
3. | 30. | 67 |
4 | 40 | 91 |
5 | 50 | 106 |
未知的 | 0 | 0 |
表10。钙(Ca)的读数。
锂(Li):未知读数为零,因为样品中未检测到锂(表11).
性病 | 浓度(ppm) | 火焰测光发射装置 |
---|---|---|
1 | 10 | 131 |
2 | 20. | 272 |
3. | 30. | 375 |
4 | 40 | 475 |
5 | 50 | 570 |
未知的 | 0 | 0 |
表11所示。锂(Li)读数。
尽量减少化学废物的策略
为了尽量减少化学物质浪费在我们的实验室中,我们使用了以下实践:
(一)保持优质化学品库存。只购买成品和急需的化学品。
(一)所有用过的瓶子都要仔细贴上标签,注明日期,并妥善保存气候在处理前最大限度地利用这些化学品。
(一)先使用旧订购化学品。
(二)可回收的溶剂再次使用。
(二)有机溶剂分为晕型和非晕型。
(六)酸、碱浪费被保存在不同的容器中。
➢生成浪费无法回收的化学品会被立即送去处理,以避免回收浪费积累。
这项工作的好处
这种实验室规模的化学品的使用和实施浪费治疗和康复可达到以下目标:
(三)降低化学品处置成本。
(二)减少实验室浪费流体积。
(四)减少作业和调度问题。
(六)减少积累和储存限制。
(四)增加回收机会。
结论
以上采用简单的定性试验和沉淀程序分离有机物浪费从无机浪费化学物质中的化学物质浪费混合物。采用标准物性分析方法对回收的有机溶剂和无机元素进行了鉴定。有机中存在二氯甲烷、丙酮、乙醇、甲醇和己烷等溶剂浪费沸点、密度、折射率等方法证实。除此之外,无机物中还存在钡、钠和钾浪费用火焰光度计检测。样品中未检测到钙和锂。
确认
本文作者感谢朱拜勒工业学院(JIC)管理团队的鼓励和持续的支持。
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