據(jù)央視新聞消息:2018年12月26日9時(shí)34分,北京交通大學(xué)市政環(huán)境工程系學(xué)生在學(xué)校東校區(qū)2號(hào)樓環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室里,進(jìn)行垃圾滲濾液污水處理科研實(shí)驗(yàn)期間,現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生爆炸,造成3名參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生死亡。
這次為何會(huì)發(fā)生爆炸?
目前,究竟事故是怎么引發(fā)的,我們只能推測(cè)。可能的原因之一,是實(shí)驗(yàn)厭氧處理環(huán)節(jié)產(chǎn)生的甲烷發(fā)生爆炸。
日常生活中會(huì)產(chǎn)生大量的的垃圾,最主要處理方式就是填埋。這個(gè)過(guò)程中,垃圾本身含的水、雨水等,就會(huì)逐漸滲出形成滲濾液,會(huì)形成二次污染,所以需要妥善的方法處理。
目前,處理滲濾液的一種主體工藝為生物法。滲濾液是一種高濃度有機(jī)污水,適宜微生物生長(zhǎng)繁殖,生物法就是通過(guò)微生物的代謝分解有機(jī)物和毒物,把它們轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定無(wú)害的物質(zhì)。往下,還可細(xì)分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及厭氧-好氧組合工藝。好氧法處理過(guò)程中需要不斷通氣,讓微生物進(jìn)行有氧呼吸,所以需消耗大量的能源。
厭氧法則是讓微生物進(jìn)行厭氧呼吸,這個(gè)過(guò)程就會(huì)產(chǎn)生大量甲烷,也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和散發(fā)臭味的氨氣、硫化氫等等。這種方法相比于好氧法,具有能耗小、污泥產(chǎn)生量少、對(duì)營(yíng)養(yǎng)物要求低、產(chǎn)生可利用的能源-沼氣等優(yōu)點(diǎn)。厭氧法與曾經(jīng)大力推廣的沼氣池非常相似。
處理垃圾滲濾液,易發(fā)生爆炸
微生物的發(fā)酵過(guò)程需要一定的反應(yīng)容器,一般實(shí)驗(yàn)室使用的是不銹鋼的發(fā)酵罐,如下圖這個(gè)長(zhǎng)的像高壓滅菌鍋一樣的裝置;產(chǎn)生的氣體會(huì)被收集起來(lái),做進(jìn)一步的分析和處理。
影響試驗(yàn)過(guò)程的因素非常多。我們的生活垃圾很復(fù)雜,因此實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的滲濾液成分和水量變化就非常大,產(chǎn)氣量變化也會(huì)非常大,很有可能發(fā)生處理系統(tǒng)承受不了巨大的沖擊負(fù)荷而崩潰的情況。甲烷、氨、硫化氫……這些氣體在空氣中達(dá)到一定的濃度,就會(huì)形成爆炸性的混合氣體。
我本人樓下的實(shí)驗(yàn)室就曾出現(xiàn)過(guò)一次小型事故:一個(gè)裝有活性污泥的4升密閉塑料罐“炸”了。小小一個(gè)塑料桶存放多日后,里面的微生物代謝產(chǎn)生了大量氣體,但沒(méi)人注意到這個(gè)小桶的“膨脹”,直到小桶爆炸。實(shí)驗(yàn)室的棚頂濺上了惡臭的污泥,可想爆炸的威力有多大。幸好這次事故沒(méi)有造成人員受傷,大家只是受到不小的驚嚇,但污染了整個(gè)實(shí)驗(yàn)室,整個(gè)樓層彌漫著惡臭,損失也不?。?/p>
類似地,我們能看到很多沼氣池爆炸的新聞。
據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》,有新聞稱是爆炸又導(dǎo)致了鎂粉桶起火。為什么實(shí)驗(yàn)室里會(huì)有鎂粉呢?據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》采訪,某污水處理專家表示, “垃圾滲濾液的氨含量太高,鎂是用來(lái)與氨、磷酸根反應(yīng)生成鳥糞石,從而達(dá)到脫氨的效果”。[1]
鎂粉受潮時(shí)容易自燃、自爆;正常情況下鎂粉密封儲(chǔ)存在桶里,是安全的。然而,劇烈燃燒時(shí),鎂不僅能和氧氣、氮?dú)夥磻?yīng),還能和二氧化碳發(fā)生燃燒反應(yīng),這也可能是本次爆炸事故如此嚴(yán)重的原因之一。(鎂燃燒時(shí),不能用二氧化碳滅火器滅火,而要使用砂子或干粉滅火器。)
此外,鎂粉作為一種十分危險(xiǎn)的易燃物品,不應(yīng)當(dāng)大量地存在于實(shí)驗(yàn)室附近。如果真的大量到用“桶”來(lái)裝,且因未密封而有爆炸風(fēng)險(xiǎn),就明顯違反了實(shí)驗(yàn)室安全管理?xiàng)l例。
實(shí)驗(yàn)室安全,血與淚的教訓(xùn)
每個(gè)學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做研究之前,都應(yīng)該好好學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室安全手冊(cè),因?yàn)檫@是一部前人的血淚史。一個(gè)疏忽,一個(gè)不小心,消失的可能就是鮮活的生命。
如果目前媒體披露的“處理過(guò)程先爆炸,再引燃鎂粉”情況屬實(shí),那這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)室有著相當(dāng)嚴(yán)重的安全問(wèn)題。一般情況下,實(shí)驗(yàn)室是不應(yīng)該存放大量易燃易爆或強(qiáng)氧化性試劑的,且二者應(yīng)隔離存放;存放時(shí),建議放于防爆箱內(nèi)。但是很多實(shí)驗(yàn)室對(duì)于固態(tài)危險(xiǎn)品的存放是有漏洞的。
以中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的《實(shí)驗(yàn)室安全手冊(cè)》為例。其中特別強(qiáng)調(diào)了鎂應(yīng)注意保存方式。
實(shí)驗(yàn)中的慘痛爆炸事故并非罕見。2010年,美國(guó)德州理工大學(xué)(TTU)的一個(gè)研究生在做化學(xué)合成時(shí),遭遇爆炸事故,為此失去了左手的三根手指。2015年12月18日,清華大學(xué)化學(xué)系何添樓二層一間實(shí)驗(yàn)室發(fā)生爆炸火災(zāi)事故,一名正在做實(shí)驗(yàn)的博士后當(dāng)場(chǎng)死亡;北京安監(jiān)局通報(bào)稱,事發(fā)時(shí)他正在用氫氣做實(shí)驗(yàn)。
在學(xué)生共用實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)實(shí)條件下,有些學(xué)生安全意識(shí)高,操作水平高;也有人為了“方便、省事兒”心懷僥幸心理違規(guī)操作,給自身和同學(xué)們都埋下了隱患。雖然這一條條的安全規(guī)則繁瑣且枯燥,很可能實(shí)施起來(lái)非常“不方便”,但確實(shí)能有效的預(yù)防事故的發(fā)生。很多時(shí)候,事故可能就是由不經(jīng)意的“小事兒”所引起。在此,果殼呼吁,學(xué)校也應(yīng)加強(qiáng)管理,組織學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的安全知識(shí)學(xué)習(xí),組織危險(xiǎn)品事故的演習(xí),定期進(jìn)行安全檢查;老師和學(xué)生們要關(guān)注實(shí)驗(yàn)室的安全,發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)解決。
作者:阿木,環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)博士
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