Comprendre les déchets chimiques dans les laboratoires d'ingénierie

Dans de nombreuses disciplines de l'ingénierie, depuis les essais de matériaux jusqu'à la fabrication électronique, le flux de déchets peut contenir des constituants dangereux [ qui sont toxiques, corrosifs, inflammables ou réactifs. Une compréhension claire de ces types de déchets est la première étape vers une élimination sûre et conforme.

Les solvants usés des circuits de nettoyage, les solutions d'arrachage contenant des métaux lourds, les solutions acides et les solutions de base des ajustements du pH, les huiles usagées des essais mécaniques et les monomères ou catalyseurs inutilisés de la synthèse des polymères, qui nécessitent un protocole de manipulation spécifique pour prévenir les réactions, les déversements ou les violations réglementaires.

Les laboratoires d'ingénierie doivent aussi faire face à des déchets caractéristiques (ignitables, corrosifs, réactifs, toxiques) et classés provenant de procédés industriels spécifiques.

Cadre réglementaire pour l'élimination des déchets chimiques

Les laboratoires d'ingénierie des États-Unis doivent suivre les exigences de la RCRA, Occupational Safety and Health Administration (OSHA) Laboratory Standard (29 CFR 1910.1450) et du ministère des Transports (DOT) pour le transport des déchets. De nombreuses institutions ont également des politiques internes en matière d'hygiène et de sécurité environnementales (EHS) qui sont encore plus strictes que les règles fédérales.

Les principales obligations réglementaires sont notamment les suivantes :

  • Détermination du statut du générateur:[ Les laboratoires doivent déterminer s'ils sont un générateur de grande quantité (LQG), un générateur de petite quantité (SQG) ou un générateur de petite quantité (CESQG) exempté sous condition en fonction des volumes de déchets mensuels.
  • Manifeste et tenue de dossiers :[ Lorsque des déchets quittent le laboratoire, un manifeste uniforme de déchets dangereux doit l'accompagner. Les laboratoires doivent conserver des manifestes et des avis de restriction d'élimination des terres pendant au moins trois ans.
  • Exigences en matière de formation :[ L'OSHA et la CRRA ont tous deux mandaté une formation documentée pour quiconque manipule des déchets dangereux.
  • Satrite Accumulation Rules:[ Dans les laboratoires d'ingénierie, les déchets s'accumulent souvent à ou près du point de génération. Les contenants d'accumulation de satellites doivent être sous le contrôle de l'opérateur, en bon état, et étiquetés avec les mots -Hazardous Waste- - et le nom chimique spécifique.

La norme de laboratoire OSHA confie à l'employeur (l'institution) la responsabilité principale d'élaborer un plan d'hygiène chimique qui comprend des procédures d'élimination des déchets.

Meilleures pratiques d'élimination des déchets chimiques

L'adoption de pratiques exemplaires structurées réduit les risques, simplifie l'élimination et favorise une culture de sécurité. Les paragraphes suivants s'étendent aux principes fondamentaux introduits plus tôt.

Ségrégation des déchets chimiques

La séparation est la mesure la plus importante pour prévenir les réactions dangereuses.Les acides et les bases doivent être entreposés séparément; les agents oxydants ne doivent jamais contacter des solvants organiques ou des agents réducteurs; et les déchets de métaux lourds doivent être isolés des déchets contenant du cyanure.De nombreux laboratoires d'ingénierie ont mis en place des stations de déchets désignées[ avec des contenants ou des panneaux codés en couleur.

Une attention particulière est nécessaire pour les groupes chimiques incompatibles[ tels que l'acide nitrique et les composés organiques, ou les hydrures métalliques et l'eau. Les laboratoires devraient maintenir une table de compatibilité chimique (souvent fournie par l'ESH institutionnel) et former le personnel à la consultation avant d'ajouter des déchets à un contenant.

Exigences en matière d'étiquetage

Chaque contenant de déchets doit être clairement étiqueté avec le nom chimique , les mots -Hazardous Waste, -classe(s) de danger (p. ex., inflammable, corrosif, toxique) et la date de début de l'accumulation[. Les abréviations ou formules chimiques à elles seules sont insuffisantes; les noms usuels complets sont nécessaires pour assurer un traitement ou une élimination corrects. Les étiquettes doivent être durables et résistantes aux éclaboussures de solvants.

De nombreux laboratoires d'ingénierie utilisent des étiquettes produites par ordinateur provenant d'un système de gestion des stocks, ce qui non seulement améliore la lisibilité, mais aide également à suivre les quantités de déchets au fil du temps.

Utilisation de contenants appropriés

Les contenants pour déchets chimiques doivent être fabriqués en une matière compatible avec les déchets (p. ex. polyéthylène à haute densité pour de nombreux acides ou acier inoxydable pour certains solvants organiques). Ils doivent avoir des couvercles étanches et étanches et être entreposés à la verticale.

La taille du contenant est importante : choisissez des contenants qui correspondent au taux d'accumulation prévu. Le surremplissage des risques se déverse et complique la fermeture; une bonne règle consiste à laisser un espace de tête égal à 10–15% du volume du contenant.

Formation du personnel de laboratoire

La formation annuelle sur la manipulation des déchets est une exigence réglementaire et une pierre angulaire de la sécurité des laboratoires.

  • Identification des déchets dangereux et de leurs caractéristiques
  • Utilisation appropriée des EPI (gants, lunettes, couches de laboratoire et, au besoin, respirateurs)
  • Procédures d'accumulation de satellites et de gestion des conteneurs
  • Protocoles d'intervention en cas de déversement (containment, nettoyage, notification)
  • Contacts d'urgence et voies d'évacuation
  • Comment lire les fiches de données de sécurité (SDS) pour les informations sur l'élimination

Les laboratoires d'ingénierie qui ont un fort roulement de chercheurs diplômés ou de premier cycle devraient tenir des dossiers de formation et tenir des séances de recyclage au moins une fois par an. Les ressources de sécurité de l'American Chemical Society offrent des lignes directrices qui peuvent être adaptées aux contextes d'ingénierie.

Tenue de la documentation

La documentation exacte sert à plusieurs fins : elle démontre la conformité à la réglementation, aide à établir le budget des coûts d'élimination et fournit un dossier dans le cas d'une vérification ou d'une enquête sur les déversements.

  • Logs d'inventaire des déchets:[ Suivre le type, la quantité et les dates d'accumulation de chaque flux de déchets.
  • Logs de conteneurs:[ Chaque contenant doit avoir une feuille de bord où les ajouts sont enregistrés, indiquant la date, le volume et le nom de la personne qui ajoute des déchets.
  • Dépositaires : Copies de manifestes, formulaires de restriction d'élimination des terres et certificats d'élimination du vendeur de déchets.
  • Documents de formation : Feuilles de présence signées et notes d'évaluation pour tout le personnel.

Les systèmes numériques qui s'intègrent à l'inventaire chimique du laboratoire peuvent simplifier la tenue des dossiers. L'examen régulier des données sur les déchets peut aussi permettre de déterminer les possibilités de réduire la production de déchets, par exemple en commandant de petites quantités ou en remplaçant des produits chimiques moins dangereux.

Méthodes d'élimination des déchets chimiques

La méthode choisie pour l'élimination finale dépend de l'état physique [ des déchets (liquides, solides, gaz), de leur composition chimique et de la classification réglementaire.

Neutralisation

La neutralisation est appropriée pour les acides et les bases[ qui ne sont pas mélangés avec d'autres constituants dangereux. Le processus consiste à ajouter soigneusement une base à un acide (ou vice versa) jusqu'à ce que le pH atteigne 6–9, puis à rincer la solution neutralisée dans un égout relié à un égout sanitaire— seulement si les règlements locaux le permettent. Des acides forts comme le nitrique ou le soufre peuvent générer de la chaleur ou des fumées; une neutralisation à petite échelle dans une hotte à fumée est recommandée.

Incinération

L'incinération autorisée est la méthode la plus courante pour les déchets organiques combustibles, y compris les solvants usés, les huiles et certains déchets de polymères. Les températures élevées (généralement de 1000 à 1200 °C) détruisent les composés organiques et réduisent le volume des déchets. Les systèmes de lutte contre la pollution atmosphérique doivent capturer les gaz acides, les particules et les dioxines si elles sont présentes. L'incinération est nécessaire pour de nombreux déchets inscrits sur la liste de la CRCR (p. ex., les solvants halogénés usés).

Traitement chimique

Les procédés de traitement chimique peuvent détoxifier ou stabiliser les déchets dangereux, par exemple :

  • Oxydation ou réduction:[ Conversion du chrome hexavalent toxique (Cr(VI)) en forme trivalente moins dangereuse avant précipitation.
  • Précipitation: Ajout de réactifs pour former des hydroxydes ou sulfures métalliques insolubles qui peuvent être filtrés et éliminés comme déchets solides.
  • Encapsulation ou solidification:[ Mélanger les déchets avec du ciment, des cendres volantes ou des polymères pour créer une masse solide qui immobilise les contaminants.

Le traitement chimique exige généralement du matériel spécialisé et un contrôle complet des procédés. De nombreux services d'ingénierie sous-traitent ce service à une entreprise de gestion des déchets qui effectue le traitement dans une installation hors site.

Élimination autorisée par les fournisseurs autorisés

Pour les flux de déchets qui ne peuvent pas être traités à l'interne, comme les déchets mixtes (radioactifs et dangereux), les gaz toxiques dans les bouteilles de conférence ou les produits chimiques périmés dont l'identité est inconnue, l'approche la plus sûre et la plus conforme est de contracter une société d'élimination des déchets dangereux autorisée. Ces fournisseurs manipulent l'emballage, l'étiquetage, le transport et le traitement ou l'élimination dans les installations autorisées. Ils fournissent également les manifestes et certificats de destruction nécessaires.

Précautions de sécurité pour la manipulation des déchets chimiques

Les mesures de sécurité doivent être intégrées à chaque étape de la gestion des déchets, de la génération à la collecte finale.

Équipement de protection individuelle (EPI)

Tous les employés manipulant des déchets chimiques doivent porter des EPI appropriés : gants résistants aux produits chimiques (p. ex. nitrile, néoprène ou caoutchouc butyle selon le solvant), lunettes de protection ou boucliers de visage, et un tablier ou un tablier résistant aux produits chimiques. Si les déchets sont volatils ou génèrent des vapeurs toxiques, les travaux doivent être effectués dans un capot de parfum certifié . Les chaussures à orteil fermé et les pantalons longs sont également obligatoires.

Préparation à la ventilation et aux déversements

Pour les déchets organiques volatils, il est recommandé de les entreposer dans une armoire de sécurité pour liquides inflammables avec portes à fermeture automatique. Les trousses de pulvérisation contenant des tampons absorbants, des neutralisants, des gants et des sacs d'élimination des déchets doivent être situées à proximité des zones d'accumulation des déchets. Tous les membres du laboratoire doivent connaître l'emplacement de la trousse de déversement la plus proche et la procédure de confinement et de déclaration d'un déversement.

Pratiques interdites

Certaines actions sont strictement interdites dans les laboratoires d'ingénierie:

  • L'élimination de toute substance chimique dangereuse dans le drain sans autorisation écrite explicite (l'élimination de l'évier n'est autorisée que pour certains déchets non dangereux ou neutralisés dans des conditions strictes).
  • Évaporer les solvants dans une hotte de fumée comme moyen d'élimination (= hood venting=) – c'est illégal et dangereux parce qu'il rejette des polluants dans l'atmosphère.
  • Mélanger des déchets incompatibles ou ajouter des déchets à un contenant contenant déjà une substance inconnue.
  • Entreposer les déchets dans des contenants non étiquetés ou laisser les contenants ouverts.
  • Remplissage ou empilage de conteneurs d'une manière qui pourrait causer des fuites.

Considérations spéciales à l'intention des laboratoires d'ingénierie

Les laboratoires d'ingénierie produisent souvent des flux de déchets qui diffèrent de ceux d'un laboratoire de chimie traditionnel.

Électronique et déchets de semi-conducteurs

Les laboratoires de microfabrication et d'électronique utilisent des photorésistes, des développeurs, des éthantogènes (p. ex., acide fluorhydrique, oxyde tamponné, etc.) et des solvants tels que l'acétone et l'alcool isopropylique. Beaucoup de ces matériaux sont inflammables, corrosifs ou contiennent des métaux lourds[ (arsenic, antimonie, gallium). Les déchets de ces procédés doivent être soigneusement séparés parce que l'acide fluorhydrique nécessite du gel gluconé au calcium pour une exposition cutanée d'urgence et qu'ils ont des procédures de neutralisation spécifiques (précipitation du fluorure comme fluorure de calcium).

Déchets provenant des essais mécaniques et des essais de matériaux

Les huiles hydrauliques, les lubrifiants et les fluides d'essai peuvent être contaminés par des métaux ou des additifs chimiques. Les fluides de coupe à la machine utilisés avec des alliages métalliques peuvent contenir du chrome hexavalent, du nickel ou du cobalt.

Déchets de nanomatériaux

Les laboratoires d'ingénierie travaillant avec des nanomatériaux d'ingénierie (p. ex. nanotubes de carbone, nanoparticules métalliques, points quantiques) sont confrontés à des défis uniques en matière d'élimination. Ces matériaux peuvent présenter des risques inconnus et sont souvent classés comme déchets dangereux[ s'ils présentent une toxicité ou une autre caractéristique.

Déchets radioactifs et déchets mixtes

Dans les domaines de l'ingénierie nucléaire ou des essais d'effets de radiation, les déchets peuvent être radioactifs et dangereux chimiquement (déchets mélangés). L'élimination des déchets mixtes est hautement réglementée et nécessite une coordination avec l'institution responsable de la sûreté radiologique et un courtier en déchets autorisé.

Conclusion

En mettant en oeuvre des méthodes de séparation, d'étiquetage, de gestion des contenants et d'élimination robustes, les laboratoires peuvent prévenir les accidents, protéger l'environnement et éviter des pénalités coûteuses. Examiner et mettre à jour régulièrement les procédures de gestion des déchets pour tenir compte des changements apportés aux règlements, aux activités des laboratoires et aux technologies d'élimination disponibles. Une culture de responsabilité et d'amélioration continue garantira que l'innovation en génie se déroule de façon sûre et durable.