2018年12月26日9時33分,北京交通大學(xué)東校區(qū)2號樓發(fā)生火情,經(jīng)核實現(xiàn)場為高梁橋斜街44號,北京交通大學(xué)東校區(qū)東教2樓,實驗室內(nèi)學(xué)生進行垃圾滲濾液污水處理實驗時發(fā)生爆炸,導(dǎo)致鎂粉桶起火,過火面積60平米,3名研究生在事故中罹難。
首先,我們?yōu)檫@3名年輕生命逝去感到惋惜和痛心。具體的事故原因調(diào)查,可能還要等一段時間,但從專業(yè)技術(shù)的角度,還是能做一些推測。
垃圾滲濾液的處理,差不多可以算是最難處理的廢水,因為它存在二大處理難點:一是氨氮濃度特別高,另一個是存在許多不可生物降解的COD。
實驗中的垃圾滲濾液到底有多危險?
垃圾滲濾液,簡單來說就是垃圾中的臟水。根據(jù)一篇今年發(fā)表在《北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報》上的論文《垃圾滲濾液處理工藝研究及應(yīng)用現(xiàn)狀淺析》,在垃圾填埋的過程中以及填埋完成后會產(chǎn)生垃圾滲濾液,其來源主要是垃圾自身含水和大氣降水降雪等。
1噸滲濾液相當于100噸城市污水所含污染物的濃度,直排會對地下水產(chǎn)生不可逆的危害,是污廢水領(lǐng)域最難處理、成本的種類。
由于垃圾的成分十分復(fù)雜,因此所產(chǎn)生的垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜,高有機物高氨氮高鹽分的特種廢水,其水質(zhì)的特點之一就是污染物含量很高,而且往往含有生物毒性。
在垃圾處理行業(yè)工作的大氣環(huán)境發(fā)燒自媒體博主”耳朵“表示:
“滲濾液因為比較臭,所以處理過程,尤其是輸送過程,或者在實驗室研究,都必須也一定在封閉性比較好的環(huán)境完成。如果通風(fēng)換氣不暢,頻次不高,比較容易造成短時間內(nèi)可燃氣體的快速堆積,濃度達到危險界限,如果稍有火星,就有可能造成燃爆事故。”
科技日報也采訪到相關(guān)領(lǐng)域的專家,專家表示:
從整個處理流程來看,滲濾液污水是不會爆炸的。一般來說,在厭氧環(huán)節(jié)會產(chǎn)生甲烷(CH4),也就是通常說的沼氣,泄露到空氣中,一旦濃度超過5%時,遇見明火就會發(fā)生爆炸。而報道中提到的,在現(xiàn)場聞到刺鼻的氣味應(yīng)該是氨氣(NH3),空氣中氨氣含量在15%-27%之間也會發(fā)生爆炸。不過,“氨氣爆炸的濃度遠高于甲烷,爆炸的概率也低于甲烷。”
專家告訴記者,從化學(xué)屬性來說,是沒有100%的安全,只有100%的安全防范。
脫除垃圾滲濾液中的高氨氮,目前主要有三種方法,吹脫法、生化法鳥糞石沉淀法。
吹脫法
吹脫法,是一種物理處理方法。它通過投加堿,再鼓入空氣,將水中的氨氮轉(zhuǎn)移到空氣中來。這種方法要加堿,加熱,且有將污染物氨氮從水中向空氣中轉(zhuǎn)移的風(fēng)險,目前已基本沒有應(yīng)用。
生化法
生化法,生化法又分三種:完全硝化反硝化、短程硝化反硝化和厭氧氨氧化法。這三種生物脫氮法,厭氧氨氧化是最節(jié)能,低碳的處理工藝,也是目前理論研究多,而工程應(yīng)用少的工藝,俗稱脫氮紅菌。我們課題組一直選用生化法脫除氮垃圾滲濾液中的氨氮,厭氧氨氧化的工程化應(yīng)用是我們目前整個課題組研究及應(yīng)用的重點。
鳥糞石沉淀法
鳥糞石沉淀法法采用鎂粉或鎂鹽,再投加磷酸或磷酸根,與垃圾滲濾液中的氨氮,形成微溶的磷酸銨鎂——鳥糞石,從而脫除垃圾滲濾液中比較麻煩的氨氮。鳥糞石沉淀法必須使用鎂或鎂鹽,這也是我推測實驗室中的鎂粉是用于脫除滲濾液中的氨氮的關(guān)鍵原因。在這個實驗過程中,鎂與水,或磷酸極有可能生成氫氣,氫氣遇火發(fā)生爆炸燃燒,從而引燃了鎂粉。當然垃圾滲濾液的厭氧發(fā)酵也有可能生成另一種爆炸性的氣體——甲烷。無論是甲烷或氫氣的爆炸,在實驗過程中,難以大量積累,且氣體的能量密度較低,故爆炸的威力有限,這些氣體燃燒或爆炸,只能是鎂粉燃燒爆炸的引子。而這次北京交通大學(xué)發(fā)生研究生死傷的爆炸威力巨大,從一些照片中可以看出,它應(yīng)是由高能量密度的鎂粉燃燒爆炸引起的。最核心的問題是:在工作的現(xiàn)場,貯存了大量的易燃,易爆,且含有高能量的危險品——鎂粉,并且是三桶。雖然目前沒有報導(dǎo)一桶鎂粉的重量是多少,但三桶的量應(yīng)遠遠大于日常每天的使用量,這應(yīng)是這次事故的核心關(guān)鍵點!
由于高氨氮帶來的高生物毒性,用一般的生化工藝,往往難以穩(wěn)定運行,有可能北京交通大學(xué)的研究課程組決定采用鳥糞石法來脫除大部分的氨氮,且氨氮濃度越高,鳥糞石的脫除效率越高,若副產(chǎn)品鳥糞石也能銷售,這也許是一條變廢為寶的方法。鎂粉作為易燃,易爆的危險品,申請、采購、貯存等都有不少手續(xù)要做,有可能為了減少這些手續(xù)的麻煩,就一次性采購了三桶鎂粉;且為了減免進,出危險化學(xué)器倉庫的手續(xù),竟然將這么多的危險化學(xué)品都堆放在正在工作的實驗室中。這才是引起這起重大安全事故的致命錯誤!
一個老博士的安全偏方,值得所有人注意
事件發(fā)生后,清華博士生“畢導(dǎo)”也在其微信公眾號發(fā)布文章,對此表示難過,同時,也在安全方面提出了經(jīng)驗之談:
他表示,他的實驗室安全理念其實說白了就八個字:不要僥幸,別怕麻煩。
實驗室里的安全事故,基本都是因為這種心理:防護好麻煩啊,今天不防護一下也應(yīng)該不會有事吧?所以有一些小建議在這里說給大家。
1、進實驗室,務(wù)必穿好白大褂,讓衣服完全覆蓋自己的皮膚。
防護有毒物質(zhì),不管是深紫的高錳酸鉀還是沾皮變黃的硝酸,穿著白大褂總能保你安全。
2、實驗室里別吃喝東西!
門捷列夫曾經(jīng)說過,如果你今天在實驗室里喝了一口飲料,那總有一天你會不小心喝一口丙烯酰胺。
比如他之前在畢設(shè)實驗室里發(fā)現(xiàn)過這個檸檬……能吃下去放在喹啉和醚酐當中的檸檬的人也是心大。
圖源:畢導(dǎo)(ID:bxt_thu)
3、對高溫高壓心懷敬畏
人手不是溫度計,人眼不是壓力表,普通的容器里面可能已經(jīng)在熱浪翻滾,平靜的閥門背后可能分子在積蓄力量。如果操作里有高溫高壓的東西,擋好眼睛和臉,戴好棉手套。心里時刻提醒自己:這是危險的。
4、搭土裝備的時候要帶上腦子
搭土裝備的時候,一定要帶上腦子。既然它土,就一定不規(guī)范,魯棒性比訂制貨差,更容易出bug。到時候真出了事故,你的土裝備肯定比島津和賽默飛世爾先掛掉。
總之,不要僥幸,別怕麻煩。
此外,在接受科技日報采訪時,一位污水處理企業(yè)技術(shù)負責人說,高校實驗室一般都是公用實驗室,可能幾個老師帶領(lǐng)幾個團隊共用一個實驗室。
有些學(xué)生操作水平高,嚴格按照實驗規(guī)范來做,安全性高,反之就容易出問題。有時,上一個實驗做完時,該小組的人并沒很好收尾,下一個小組來做實驗時如果存在操作不規(guī)范等問題,風(fēng)險就相對較高。
中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院教授吳超曾總結(jié)了高校實驗室事故特點:
各種實驗室類型繁多、易燃易爆物品種類多、實驗儀器設(shè)備設(shè)施多、各種實驗樣本標本多、試驗內(nèi)容和項目變化、接觸和操作人員不固定、危險物品量少易忽視、安全管理制度難落實等。實驗室事故類型包括火災(zāi)爆炸、觸電、機傷、腐蝕、輻射、中毒、感染和被盜等。
所有的安全規(guī)程,都是受害者的血和淚寫成的,為了防止這類似的惡性事故再次發(fā)生,我們都要自己再認真地核查一次,有沒有過量存放易燃,易爆的危險化學(xué)品,再給大家,給自己上一次安全課。
實驗室區(qū)域行為規(guī)范有哪些?化學(xué)品要如何儲藏與保管?有機溶劑如何使用?這些問題備受關(guān)注。今天小編就為大家詳細闡述實驗室安全的相關(guān)注意事項,小課堂雖長,但大家一定要仔細閱讀。
實驗室區(qū)域行為規(guī)范
1.不得在實驗室飲食、儲存食品、飲料等個人生活物品;不得做與實驗、研究無關(guān)的事情。
2.整個實驗室區(qū)域禁止吸煙(包括室內(nèi)、走廊、電梯間等)。
3.未經(jīng)實驗室管理部門允許不得將外人帶進實驗室。
4.熟悉緊急情況下的逃離路線和緊急應(yīng)對措施,清楚急救箱、滅火器材、緊急洗眼裝置和沖淋器的位置。
5.保持實驗室門和走道暢通,最小化存放實驗室的試劑數(shù)量,未經(jīng)允許嚴禁儲存劇毒藥品。
6.離開實驗室前須洗手,不可穿實驗服、戴手套進入餐廳、圖書館、會議室、辦公室等公共場所。
7.保持實驗室干凈整潔,實驗結(jié)束后實驗用具、器皿等及時洗凈、烘干、入柜,室內(nèi)和臺面均無大量物品堆積,每天至少清理一次實驗臺。
8.實驗工作中碰到疑問及時請教該實驗室或儀器設(shè)備責任人,不得盲目操作。
9.做實驗期間嚴禁長時間離開實驗現(xiàn)場。
化學(xué)品的儲存保管
1.所有化學(xué)藥品的容器都要貼上清晰標簽,以標明內(nèi)容及其潛在危險。
2.所有化學(xué)藥品都應(yīng)具備物品安全數(shù)據(jù)清單。
3.熟悉