郭桂英，鄭繼平

(海南大學(xué)a. 教務(wù)處;b.熱帶生物資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;c 農(nóng)學(xué)院，海南 ?？?70228)

0 引 言

高校實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生科學(xué)實(shí)踐、研究生培養(yǎng)和教師科學(xué)研究的重要場(chǎng)所，是高校人才培養(yǎng)和科技進(jìn)步的搖籃和孵育器［1］。隨著生物學(xué)科的迅速崛起和社會(huì)對(duì)生物類人才的大量需求，高校生物類實(shí)驗(yàn)室在數(shù)十年內(nèi)發(fā)生了迅猛擴(kuò)增和質(zhì)變，高校內(nèi)繼物理和化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室之后，成為最龐大和重要的實(shí)驗(yàn)室。依據(jù)這些實(shí)驗(yàn)室等級(jí)的不同，相應(yīng)地可分為國(guó)家級(jí)和省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等。如依托中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院的重大疾病研究國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、依托海南大學(xué)的熱帶生物資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等。同時(shí)，不容忽視的是，隨著該類實(shí)驗(yàn)室規(guī)模和層次的提高，生物類“三廢”有毒污染也隨之增大，如沾染有高致病性病源、高放射性或高致癌物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)垃圾，如不及時(shí)有效清理，對(duì)高校及其周邊無(wú)疑會(huì)產(chǎn)生難以預(yù)估的嚴(yán)重后果。因此，加快該類污染物的正確處置研究相當(dāng)重要。

1 生物實(shí)驗(yàn)室污染物種類及危害

生物類實(shí)驗(yàn)室污染物種類非常繁多，同化學(xué)實(shí)驗(yàn)室相比，除一般化學(xué)試劑、各類常用的玻璃、塑料耗材外，還包括動(dòng)植物［2］、微生物材料［3］，生物制劑［4］、放射線［5］等組成。其中有的為無(wú)色無(wú)嗅的化學(xué)毒劑，有的為極具誘變的放射元素和放射線，有的為具有極大潛在危害的生物制品，有的是具有極強(qiáng)傳染性的病原或含變異基因的微生物甚至癌細(xì)胞等，因此，生物類實(shí)驗(yàn)室污染物較化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室污染物所造成的潛在環(huán)境危害更大，清除也更復(fù)雜、更專業(yè)。

1.1 化學(xué)試劑類

化學(xué)試劑(Chemical reagent)種類繁多，分類也較為混亂，生物實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)試劑常包括無(wú)機(jī)試劑(如氧化物、酸、堿、鹽等)、有機(jī)試劑(如烴、酮、醛、醚、羧酸、酯及其衍生物)、有機(jī)金屬試劑、同位素及其標(biāo)記化合物、防腐殺菌劑、分子生物學(xué)試劑、生化試劑、細(xì)胞生物學(xué)試劑、血清/培養(yǎng)基、免疫學(xué)/診斷檢測(cè)試劑、抗體、神經(jīng)生物學(xué)試劑、標(biāo)準(zhǔn)品/對(duì)照品、食品檢測(cè)試劑、植物試劑、動(dòng)物試劑和其他生物試劑等。其中相當(dāng)一部分具有毒性或潛在毒性，以分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室為例，苯酚、濃乙酸、DTT、過(guò)氧化氫、Trizol、腐胺等具有強(qiáng)烈腐蝕作用;氯仿、丙烯酰、二甲苯胺、PMSF(苯甲基磺酰氟)、NN-亞甲雙丙烯酰胺、雙丙烯酰胺可對(duì)神經(jīng)造成傷害;溴化乙錠、氨甲蝶呤、甲醛、二甲胂酸鈉、鏈霉素、硫酸鎳等是致癌物質(zhì)［6］;氟化鈉、硝酸銀、氯化汞、哌啶等具有強(qiáng)毒［7］;再如，甲醇可致人體失明［8］，DEPC(焦碳酸二乙酯)可使蛋白質(zhì)變性［9］，乙腈可致人窒息［10］，放線菌素D 可致畸形和致癌［11］，過(guò)硫酸銨和氯化銫可致粘膜損傷等［12］。

1.2 生物樣品及實(shí)驗(yàn)材料類

生物實(shí)驗(yàn)以動(dòng)植物、微生物為研究對(duì)象，研究生物的結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)生和發(fā)展，揭示生命本質(zhì)，并利用和改造生物體，制造人類所需的產(chǎn)品，改善生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境。因此，實(shí)驗(yàn)室必須要長(zhǎng)期培(飼)養(yǎng)和保存大量的微生物、細(xì)胞和一定量的動(dòng)植物，其中一些為極具環(huán)境危害的高致病性病毒、病原菌、癌細(xì)胞、含抗生素抗性基因的工程菌、感染病原的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以及轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物等，這些材料中有的由于危害性極強(qiáng)，一旦泄漏后果不堪設(shè)想。如2005 春，中國(guó)疾控中心病毒所的一位研究生因使用未經(jīng)嚴(yán)格驗(yàn)證的滅活SARS 病毒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，造成感染死亡［13］，以及2008 年比利時(shí)國(guó)家放射性物質(zhì)研究所醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室由通風(fēng)管道所發(fā)生的放射性碘泄漏事件，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室附近提取的草類樣本中放射性碘含量嚴(yán)重超標(biāo)，方圓5 km 范圍內(nèi)生產(chǎn)的蔬菜和牛奶等食品不能食用，2 萬(wàn)居民受影響，成為比利時(shí)境內(nèi)發(fā)生的最嚴(yán)重的放射性泄漏事件［14］，2010 年，由于佩布賴特(Pirbright)實(shí)驗(yàn)室排污管泄漏，英國(guó)薩里郡發(fā)生的農(nóng)場(chǎng)感染口蹄疫疫情，以上都說(shuō)明加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)生物泄漏事件的預(yù)防和控制顯得尤為重要。

另外，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室使用大量成份復(fù)雜的試劑盒，如DNA 提取試劑盒，DNA 純化試劑盒、DNA 膠回收試劑盒、RNA 提取試劑盒、轉(zhuǎn)錄試劑盒、銀染試劑盒、核酸雜交試劑盒、同位素標(biāo)記試劑盒、轉(zhuǎn)染試劑盒、蛋白印跡試劑盒等。隨著科技的發(fā)展，試劑盒的種類和成份越來(lái)越多，所涉及的毒物更為復(fù)雜，從而為該類污染物的專項(xiàng)清除增加了難度。一旦處置不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境危害。

1.3 實(shí)驗(yàn)室污染耗材類

生物實(shí)驗(yàn)室所使用的一般耗材包括一次性吸頭、離心管、試管、手套、口罩、濾紙、試紙、棉球、濾膜、過(guò)濾器、培養(yǎng)皿、培養(yǎng)瓶、酶標(biāo)板、PCR 板、標(biāo)簽、玻片、凍存管、移液管以及各種用于測(cè)量、移液、儲(chǔ)液的相關(guān)玻璃耗材等，由于這些材料常沾染有有毒的化學(xué)試劑以及一定的細(xì)菌、病毒而具有潛在危害。如2003 年冬，臺(tái)灣病毒實(shí)驗(yàn)室的一位研究員在清理運(yùn)輸箱廢棄物時(shí)，因未按規(guī)定戴手套而感染SARS 病毒，充分顯示了這些實(shí)驗(yàn)室污染物所產(chǎn)生的危險(xiǎn)。

1.4 噪音、射線及電磁波輻射等類

生物實(shí)驗(yàn)室除前面所指出的比較明顯的有形污染物外，其實(shí)還存在著一定的無(wú)形污染源，如電鏡高壓包所形成的強(qiáng)大磁場(chǎng)輻射，細(xì)胞破碎儀所產(chǎn)生的超聲噪音，紫外儀所產(chǎn)生的短波紫外線輻射都在無(wú)時(shí)無(wú)刻影響著實(shí)驗(yàn)人員的健康。以電磁波為例，研究表明，在強(qiáng)大的電磁波環(huán)境中，即使是短暫暴露也會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)的致癌因子表達(dá)水平急劇上升，長(zhǎng)期暴露，輕則引起頭暈，重則會(huì)破壞免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生癌癥［15］。因此加強(qiáng)該方面的實(shí)驗(yàn)室防護(hù)與有形的污染物同樣重要。

2 處理和控制生物實(shí)驗(yàn)室污染物的有效措施

生物實(shí)驗(yàn)室所形成的污染區(qū)不僅損害實(shí)驗(yàn)室從業(yè)人員的身心健康，而且也破壞了污染區(qū)的生態(tài)環(huán)境。因此，實(shí)驗(yàn)人員必須加強(qiáng)自身防護(hù)意識(shí)和環(huán)保意識(shí)，嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作流程，嚴(yán)格規(guī)范有毒有害試劑的存放和使用。同時(shí)，各實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)污染物的不同性質(zhì)進(jìn)行等級(jí)分類、集中并區(qū)別處理，提高清除效率，減少實(shí)驗(yàn)室造成的環(huán)境污染。

2.1 建立獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室群

鑒于生物實(shí)驗(yàn)室污染物存在易燃、易爆、毒害、氧化、腐蝕、放射、致癌、致畸、傳染等多重危險(xiǎn)，具有在使用或處置過(guò)程中造成人身傷亡、財(cái)產(chǎn)毀損、污染環(huán)境等潛在危害，非常有必要加強(qiáng)生物類實(shí)驗(yàn)室的安全防范。因此，應(yīng)當(dāng)將全校所有的生物類實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行集中分類建設(shè)，統(tǒng)一管理，如同化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室一樣，在遠(yuǎn)離人群集中的區(qū)域建立獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室群，并在周邊建立一定的隔離緩沖區(qū)，以應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的危害。

2.2 建立專業(yè)污染物處理實(shí)驗(yàn)室

生物類污染物不同于傳統(tǒng)的生活垃圾，每天實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的污染物中可能會(huì)含有成百上千種不同性質(zhì)的有毒物質(zhì)，處理將是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的專業(yè)過(guò)程，因此建立一個(gè)專業(yè)的、系統(tǒng)的污染物處理實(shí)驗(yàn)室相當(dāng)重要。污染物實(shí)驗(yàn)室應(yīng)通過(guò)特定的傳遞通道與生物類實(shí)驗(yàn)室緊密相連，將實(shí)驗(yàn)室每天所產(chǎn)生的廢氣、廢液和固體廢棄物進(jìn)行實(shí)時(shí)的清毒治理。

污染物處理的傳統(tǒng)方法一般為化學(xué)和物理方法，由于存在二次污染和處理不徹底等因素，不利于維持安全良好的生態(tài)環(huán)境，因此，利用生物自凈的原理，積極研發(fā)生物實(shí)驗(yàn)室污染物降解方法將是今后污染物處理的正確選擇。而且通過(guò)對(duì)污染物的生物降解處理的研究，有望發(fā)現(xiàn)特定環(huán)境下的獨(dú)特生物類群，研究該類群的生理特性、生態(tài)功能、降解或耐受特殊污染物的分子機(jī)制、發(fā)現(xiàn)其中的特有基因、表達(dá)模式和信號(hào)通路等內(nèi)容，對(duì)于推動(dòng)和發(fā)展環(huán)境微生物學(xué)和分子遺傳學(xué)等學(xué)科，改善現(xiàn)有環(huán)境具有十分重要的科學(xué)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2.3 建立嚴(yán)格規(guī)范的污染物管理、檢測(cè)監(jiān)督體系

(1) 健全管理制度、強(qiáng)化安全與環(huán)保意識(shí)。①建立科學(xué)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室管理制度，嚴(yán)格要求實(shí)驗(yàn)室人員對(duì)污染物進(jìn)行正確處理和安全防范，在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中實(shí)時(shí)對(duì)污染物進(jìn)行分類收集和存放，以最大限度降低實(shí)驗(yàn)室污染和污染物擴(kuò)散;②強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)人員學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)使用中各類藥品試劑的潛在危害，在思想上，提高對(duì)實(shí)驗(yàn)室污染物可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果的重視，健全實(shí)驗(yàn)室各級(jí)環(huán)境管理辦法和相應(yīng)制度，提高環(huán)保意識(shí)。

(2) 建立靈敏的污染檢測(cè)體系。在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過(guò)程中要深入全面地考慮污染物的檢測(cè)與排放，對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部及周邊結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布局，從硬件上保證污染物排放的各個(gè)主要位點(diǎn)設(shè)置有樣品檢測(cè)站，進(jìn)行全天候、全方面的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)檢測(cè)各類污染物排放是否達(dá)到國(guó)家規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)，確保未達(dá)標(biāo)污染零排放，保障生態(tài)安全。

(3) 建立有效的監(jiān)督機(jī)制。建立實(shí)驗(yàn)室污染物的分類登記和檢查管理制度，實(shí)施嚴(yán)格的安全責(zé)任管理，對(duì)各實(shí)驗(yàn)室的污染物處理責(zé)任到人，進(jìn)行定期排查，對(duì)于可能產(chǎn)生的各類隱患進(jìn)行及時(shí)糾正，杜絕污染物的人為擴(kuò)散。

2.4 合理資源化利用污染物

早在2008 年度國(guó)家環(huán)境保護(hù)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)中就已明確提出，要加強(qiáng)“研究廢舊產(chǎn)品資源評(píng)價(jià)、研究廢物資源化工程與工藝技術(shù)、完善并建立資源化產(chǎn)品的污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及資源化過(guò)程中的環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范，提升我國(guó)廢物資源化水平的技術(shù)與管理措施;研究固體廢物、危險(xiǎn)廢物全過(guò)程控制關(guān)鍵技術(shù)及二次污染控制技術(shù)的評(píng)估體系”的研究。對(duì)生物實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的污染物進(jìn)行資源化利用，實(shí)現(xiàn)高校污染物的工業(yè)生態(tài)鏈，降低成本和減少污染，真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與社會(huì)的“三贏”，是完美解決當(dāng)前生物實(shí)驗(yàn)室污染物處理的根本手段。

理論上，所有污染物都是沒(méi)有開(kāi)發(fā)的資源。鑒于生物實(shí)驗(yàn)室大量使用酚、醇、醛、酮等各類有機(jī)溶劑，因此通過(guò)開(kāi)展有機(jī)污染物的分離、收集、提取和轉(zhuǎn)化等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行部分的回收利用。同時(shí)，通過(guò)一定的新技術(shù)和新工藝加工開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室的固體廢物，生產(chǎn)安全的新產(chǎn)品，有效提升污染物的附加值。

3 結(jié) 語(yǔ)

及早重視生物類實(shí)驗(yàn)室污染治理，對(duì)所有生物類實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行整體全面合理規(guī)劃，建立完善的污染物處理、排放和檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)于尊重人性、保護(hù)生態(tài)和實(shí)現(xiàn)“低碳”都具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。

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