渗滤液试验到底多危险？看专业推测及史上最全实验室安全指南

2018年12月26日9时33分，北京交通大学东校区2号楼发生火情，经核实现场为高梁桥斜街44号，北京交通大学东校区东教2楼，实验室内学生进行垃圾渗滤液污水处理实验时发生爆炸，导致镁粉桶起火，过火面积60平米，3名研究生在事故中罹难。

首先，我们为这3名年轻生命逝去感到惋惜和痛心。具体的事故原因调查，可能还要等一段时间，但从专业技术的角度，还是能做一些推测。

垃圾渗滤液的处理，差不多可以算是最难处理的废水，因为它存在二大处理难点：一是氨氮浓度特别高，另一个是存在许多不可生物降解的COD。

实验中的垃圾渗滤液到底有多危险?

垃圾渗滤液，简单来说就是垃圾中的脏水。根据一篇今年发表在《北京工业大学学报》上的论文《垃圾渗滤液处理工艺研究及应用现状浅析》，在垃圾填埋的过程中以及填埋完成后会产生垃圾渗滤液，其来源主要是垃圾自身含水和大气降水降雪等。

1吨渗滤液相当于100吨城市污水所含污染物的浓度，直排会对地下水产生不可逆的危害，是污废水领域最难处理、成本最高的种类。

由于垃圾的成分十分复杂，因此所产生的垃圾渗滤液是一种成分复杂，高有机物高氨氮高盐分的特种废水，其水质的特点之一就是污染物含量很高，而且往往含有生物毒性。

在垃圾处理行业工作的大气环境发烧自媒体博主”耳朵“表示：

“渗滤液因为比较臭，所以处理过程，尤其是输送过程，或者在实验室研究，都必须也一定在封闭性比较好的环境完成。如果通风换气不畅，频次不高，比较容易造成短时间内可燃气体的快速堆积，浓度达到危险界限，如果稍有火星，就有可能造成燃爆事故。”

科技日报也采访到相关领域的专家，专家表示：

从整个处理流程来看，渗滤液污水是不会爆炸的。一般来说，在厌氧环节会产生甲烷(CH4)，也就是通常说的沼气，泄露到空气中，一旦浓度超过5%时，遇见明火就会发生爆炸。而报道中提到的，在现场闻到刺鼻的气味应该是氨气(NH3)，空气中氨气含量在15%-27%之间也会发生爆炸。不过，“氨气爆炸的浓度远高于甲烷，爆炸的概率也低于甲烷。”

专家告诉记者，从化学属性来说，是没有100%的安全，只有100%的安全防范。

脱除垃圾渗滤液中的高氨氮，目前主要有三种方法，吹脱法、生化法鸟粪石沉淀法。

吹脱法

吹脱法，是一种物理处理方法。它通过投加碱，再鼓入空气，将水中的氨氮转移到空气中来。这种方法要加碱，加热，且有将污染物氨氮从水中向空气中转移的风险，目前已基本没有应用。

生化法

生化法，生化法又分三种：完全硝化反硝化、短程硝化反硝化和厌氧氨氧化法。这三种生物脱氮法，厌氧氨氧化是最节能，低碳的处理工艺，也是目前理论研究多，而工程应用少的工艺，俗称脱氮红菌。我们课题组一直选用生化法脱除氮垃圾渗滤液中的氨氮，厌氧氨氧化的工程化应用是我们目前整个课题组研究及应用的重点。

鸟粪石沉淀法

鸟粪石沉淀法法采用镁粉或镁盐，再投加磷酸或磷酸根，与垃圾渗滤液中的氨氮，形成微溶的磷酸铵镁——鸟粪石，从而脱除垃圾渗滤液中比较麻烦的氨氮。鸟粪石沉淀法必须使用镁或镁盐，这也是我推测实验室中的镁粉是用于脱除渗滤液中的氨氮的关键原因。在这个实验过程中，镁与水，或磷酸极有可能生成氢气，氢气遇火发生爆炸燃烧，从而引燃了镁粉。当然垃圾渗滤液的厌氧发酵也有可能生成另一种爆炸性的气体——甲烷。无论是甲烷或氢气的爆炸，在实验过程中，难以大量积累，且气体的能量密度较低，故爆炸的威力有限，这些气体燃烧或爆炸，只能是镁粉燃烧爆炸的引子。而这次北京交通大学发生研究生死伤的爆炸威力巨大，从一些照片中可以看出，它应是由高能量密度的镁粉燃烧爆炸引起的。最核心的问题是：在工作的现场，贮存了大量的易燃，易爆，且含有高能量的危险品——镁粉，并且是三桶。虽然目前没有报导一桶镁粉的重量是多少，但三桶的量应远远大于日常每天的使用量，这应是这次事故的核心关键点!

由于高氨氮带来的高生物毒性，用一般的生化工艺，往往难以稳定运行，有可能北京交通大学的研究课程组决定采用鸟粪石法来脱除大部分的氨氮，且氨氮浓度越高，鸟粪石的脱除效率越高，若副产品鸟粪石也能销售，这也许是一条变废为宝的方法。镁粉作为易燃，易爆的危险品，申请、采购、贮存等都有不少手续要做，有可能为了减少这些手续的麻烦，就一次性采购了三桶镁粉;且为了减免进，出危险化学器仓库的手续，竟然将这么多的危险化学品都堆放在正在工作的实验室中。这才是引起这起重大安全事故的致命错误!

一个老博士的安全偏方，值得所有人注意

事件发生后，清华博士生“毕导”也在其微信公众号发布文章，对此表示难过，同时，也在安全方面提出了经验之谈：

他表示，他的实验室安全理念其实说白了就八个字：不要侥幸，别怕麻烦。

实验室里的安全事故，基本都是因为这种心理：防护好麻烦啊，今天不防护一下也应该不会有事吧?所以有一些小建议在这里说给大家。

1、进实验室，务必穿好白大褂，让衣服完全覆盖自己的皮肤。

防护有毒物质，不管是深紫的高锰酸钾还是沾皮变黄的硝酸，穿着白大褂总能保你安全。

2、实验室里别吃喝东西!

门捷列夫曾经说过，如果你今天在实验室里喝了一口饮料，那总有一天你会不小心喝一口丙烯酰胺。

比如他之前在毕设实验室里发现过这个柠檬……能吃下去放在喹啉和醚酐当中的柠檬的人也是心大。

3、对高温高压心怀敬畏

人手不是温度计，人眼不是压力表，普通的容器里面可能已经在热浪翻滚，平静的阀门背后可能分子在积蓄力量。如果操作里有高温高压的东西，挡好眼睛和脸，戴好棉手套。心里时刻提醒自己：这是危险的。

4、搭土装备的时候要带上脑子

搭土装备的时候，一定要带上脑子。既然它土，就一定不规范，鲁棒性比订制货差，更容易出bug。到时候真出了事故，你的土装备肯定比岛津和赛默飞世尔先挂掉。

总之，不要侥幸，别怕麻烦。

此外，在接受科技日报采访时，一位污水处理企业技术负责人说，高校实验室一般都是公用实验室，可能几个老师带领几个团队共用一个实验室。

有些学生操作水平高，严格按照实验规范来做，安全性高，反之就容易出问题。有时，上一个实验做完时，该小组的人并没很好收尾，下一个小组来做实验时如果存在操作不规范等问题，风险就相对较高。

中南大学资源与安全工程学院教授吴超曾总结了高校实验室事故特点：

各种实验室类型繁多、易燃易爆物品种类多、实验仪器设备设施多、各种实验样本标本多、试验内容和项目变化、接触和操作人员不固定、危险物品量少易忽视、安全管理制度难落实等。实验室事故类型包括火灾爆炸、触电、机伤、腐蚀、辐射、中毒、感染和被盗等。

所有的安全规程，都是受害者的血和泪写成的，为了防止这类似的恶性事故再次发生，我们都要自己再认真地核查一次，有没有过量存放易燃，易爆的危险化学品，再给大家，给自己上一次安全课。

实验室区域行为规范有哪些?化学品要如何储藏与保管?有机溶剂如何使用?这些问题备受关注。今天小编就为大家详细阐述实验室安全的相关注意事项，小课堂虽长，但大家一定要仔细阅读。

实验室区域行为规范

1.不得在实验室饮食、储存食品、饮料等个人生活物品;不得做与实验、研究无关的事情。

2.整个实验室区域禁止吸烟(包括室内、走廊、电梯间等)。

3.未经实验室管理部门允许不得将外人带进实验室。

4.熟悉紧急情况下的逃离路线和紧急应对措施，清楚急救箱、灭火器材、紧急洗眼装置和冲淋器的位置。

5.保持实验室门和走道畅通，最小化存放实验室的试剂数量，未经允许严禁储存剧毒药品。

6.离开实验室前须洗手，不可穿实验服、戴手套进入餐厅、图书馆、会议室、办公室等公共场所。

7.保持实验室干净整洁，实验结束后实验用具、器皿等及时洗净、烘干、入柜，室内和台面均无大量物品堆积，每天至少清理一次实验台。

8.实验工作中碰到疑问及时请教该实验室或仪器设备责任人，不得盲目操作。

9.做实验期间严禁长时间离开实验现场。

延伸阅读：

垃圾渗滤液是什么?为何会引发爆炸?三个年轻生命能否唤起实验室安全意识回归?