湯營茂，繆清清，錢慶榮，陳慶華

（1.福建師范大學 實驗室與設(shè)備管理處，福建 福州 350007；2.福州市環(huán)境科學研究院，福建 福州 350011）

近年來，隨著國家不斷加大推動“科教興國”戰(zhàn)略目標，陸續(xù)批準、建設(shè)了一系列高校實驗室。隨著實驗室數(shù)量的逐年增多，帶來的實驗室氣體污染引起了政府有關(guān)部門及社會的高度關(guān)注。目前，高校實驗室所使用的氣體種類比較復雜，每天有大量的實驗室廢氣被排出，此外還有許多創(chuàng)新性實驗也容易產(chǎn)生不確定的未知氣體，如果這些廢氣不能及時得到有效處理，將導致比較嚴重的環(huán)境污染，影響校園內(nèi)師生的身體健康。而現(xiàn)在，多數(shù)高校在處理這類廢氣時，主要采用通風櫥直接將實驗室廢氣排放至空氣中，甚至在沒有使用通風櫥的情況下，在實驗室內(nèi)直接排放。這種簡單的實驗室廢氣排放方式在很大程度上危害了在實驗室進行科學研究工作的師生身體健康，并污染了生態(tài)環(huán)境。這種排放方式還引發(fā)過校園周圍居民對實驗室氣體的任意排放進行投訴的事情，要求高校盡快解決實驗室廢氣排放問題[1-4]。

大部分高校在廢氣排放管理方面投入的人力和財力嚴重不足，部分高校對實驗室廢氣排放管理做了一些工作，但是與氣體的達標排放要求還有一定差距。為了積極響應(yīng)“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”的號召，綜合國內(nèi)高校實驗室廢氣排放管理的經(jīng)驗以及相關(guān)企業(yè)在實驗室廢氣排放系統(tǒng)建立的工程案例，并結(jié)合管理工作實際，借助“網(wǎng)格化”管理視角[5-6]，探討了多方主體共同防治高校實驗室廢氣污染的問題，為國內(nèi)高校提供了實驗室廢氣治理參考思路，最終實現(xiàn)高校實驗室廢氣達標排放。

1 建立監(jiān)管體制

2018 年6 月16 日，國家頒布了《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境保護堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》[7]，其中明確要求做好大氣污染防治工作。2019 年2 月28 日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《全國大氣污染防治工作要點》，要求全國上下積極防治大氣污染，不斷改善空氣質(zhì)量[8]。國家和生態(tài)環(huán)境部門頒布的法律法規(guī)和相關(guān)指導意見，對高校實驗室開展廢氣管理具有宏觀指導意義，而對高校實驗室廢氣排放管理實際工作的指導作用有限。目前尚沒有專門針對高校的實驗室廢氣管理的法律法規(guī)、指導意見或管理辦法。針對高校實驗室廢氣管理專業(yè)指導文件缺失的現(xiàn)狀，生態(tài)環(huán)境部門和教育部門應(yīng)聯(lián)合全國具有代表性的“雙一流”大學、普通高等院校、?？茖W院等各個層次的學校以及廢氣處理系統(tǒng)的企業(yè)，召開全國高校實驗室廢氣管理標準委員會，制定科學規(guī)范、針對性強、實用性強的高校實驗室廢氣管理指導意見，并定期召開會議，修改完善高校實驗室廢氣管理制度體系。各高校應(yīng)完善監(jiān)管組織架構(gòu)體系，建立實驗室廢氣管理領(lǐng)導小組，加大人力和財力的投入，在全國高校實驗室廢氣管理標準委員會制定的標準化指導意見基礎(chǔ)上，制定符合學校實際的實驗室廢氣管理辦法。

根據(jù)高校實驗室廢氣排放現(xiàn)狀，依據(jù)國家有關(guān)法律法規(guī)，須建立高校實驗室廢氣“網(wǎng)絡(luò)化”全方位監(jiān)管體系（見圖1），形成國家要求、部門負責、高校聯(lián)合、企業(yè)參與、學校防治的多方聯(lián)合實驗室廢氣共同治理體制，實現(xiàn)橫向到邊、縱向到底的 “網(wǎng)格化”高校實驗室廢氣管理，為高校實驗室廢氣管理提供強有力的制度保障。

圖1 高校實驗室廢氣“網(wǎng)格化”全方位監(jiān)管體系

2 規(guī)劃布局

大部分高校的理工學科都涉及實驗室廢氣排放問題，如化學、生物、環(huán)境、地理、物理等，這些不同專業(yè)的實驗室排放出的廢氣成分存在較大差異，排放量也有一定的區(qū)別，且排放地點分散，這些因素給廢氣處置系統(tǒng)造成了一定的困難[9]。此外，高校與高校之間的實驗室現(xiàn)狀不盡相同，生搬硬套其他高校實驗室廢氣處理系統(tǒng)的做法有可能并不適用。目前，高校實驗室廢氣處理系統(tǒng)的建設(shè)是基于舊實驗室建筑物的基礎(chǔ)上，其建設(shè)成本和難度都較大，此外一次性大規(guī)模地建設(shè)實驗室廢氣處理系統(tǒng)也不現(xiàn)實，因此需要在時間、空間和工藝設(shè)計三個方面進行合理的“網(wǎng)格化”布局，認真規(guī)劃、逐步實施。

2.1 學科試點建設(shè)

由點帶面逐步建設(shè)“網(wǎng)格化”實驗室廢氣處置系統(tǒng)，可在學校某個具有代表性的學科試點建設(shè)實驗室廢氣處理系統(tǒng)，待成熟、穩(wěn)定后，推廣至學校的其他學科，未來新建實驗室可以吸取舊實驗室建筑樓廢氣處理系統(tǒng)建設(shè)的經(jīng)驗。

2.2 歸整實驗空間

歸整實驗空間首先需要摸清全校實驗室排放的廢氣種類、數(shù)量等具體情況，將具有排放廢氣的實驗室整合，同時將同一類別廢氣排放的實驗室盡可能調(diào)配至同一樓層，以便實現(xiàn)實驗室空間“網(wǎng)格化”分類管理。由于教師、學生及其他人員有一定的流動性，其各學科的研究內(nèi)容也會有所變化，如果他們不再從事廢氣排放的實驗研究工作的話，學校相關(guān)職能部門應(yīng)督促教師及科研人員盡快做好實驗室騰退工作，形成進入、騰退良好的循環(huán)機制，同時也可以有效控制實驗室的廢氣排放。

2.3 優(yōu)化工藝設(shè)計

企業(yè)對廢氣的處理方法主要有回收法和銷毀法，相比于企業(yè)而言，高校實驗室廢氣產(chǎn)生量小、成分比較復雜，回收氣體的價值不大，因此回收法不適用于處理高校實驗室廢氣。銷毀法主要有化學吸收、物理吸附、光催化氧化、微生物分解和高溫燃燒等方法，在設(shè)計實驗室廢氣處理系統(tǒng)的工藝時，既要強調(diào)各個“網(wǎng)格方法”的有效性，又要保證各個“網(wǎng)格方法”的關(guān)聯(lián)性，即要將各種網(wǎng)格處理功能單元配合使用，發(fā)揮網(wǎng)格處理功能單元聯(lián)合的作用[10-11]。

3 智能監(jiān)測體系

傳統(tǒng)的人工大氣監(jiān)測方式費時、費力，監(jiān)測效果不盡人意，無法實現(xiàn)對氣體全覆蓋、精細化的“網(wǎng)格化”監(jiān)管。目前，我國有些城市采用智能在線監(jiān)測體系實時精準監(jiān)測大氣污染數(shù)據(jù)，取得了良好的效果，為大氣污染防治提供了長期、連續(xù)、高效的科學數(shù)據(jù)支撐[12]。高校實驗室廢氣監(jiān)測可以借鑒城市智能在線監(jiān)測大氣的方法，并與當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境科研部門合作，建立大學城區(qū)域高校微型觀測站，進行組網(wǎng)監(jiān)測，形成高校和生態(tài)環(huán)境科研部門之間的聯(lián)防聯(lián)控機制。

3.1 移動走航監(jiān)測

移動走航監(jiān)測需要借助移動監(jiān)測設(shè)備，目前主要有移動監(jiān)測走航車和無人機。移動監(jiān)測走航車負責校園近地面環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測，可根據(jù)校園實驗室實際情況個性化選擇監(jiān)測儀器設(shè)備，如需監(jiān)測化學實驗室廢氣中揮發(fā)性有機污染物含量，可在走航車上安裝飛行時間質(zhì)譜儀，實現(xiàn)對揮發(fā)性有機物的快速測量；無人機則負責校園高空空氣質(zhì)量監(jiān)測，也可應(yīng)用于實驗室突發(fā)廢氣污染事故和人工無法到達的校園區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測，減少校園惡劣大氣環(huán)境條件下對監(jiān)測人員身體損害。這些監(jiān)測設(shè)備能夠有效排查校園實驗室廢氣異常排放，精準追溯和研判污染源，可以輔助解決高校實驗室氣體污染取證難、監(jiān)測連續(xù)性差和應(yīng)急能力弱等問題[13-14]。移動走航監(jiān)測車和無人機的“地—空”結(jié)合，形成“地面—高空”網(wǎng)格氣體全方位移動智能監(jiān)測體系，有效防控高校實驗室廢氣污染。

3.2 重點布防監(jiān)測

高校實驗室廢氣污染種類復雜，廢氣排放量波動范圍較大，且存在大量無組織排放，部分創(chuàng)新實驗室還進行有毒有害氣體實驗，其毒害性難于預測，所有這些都是潛在的廢氣污染重點區(qū)域，因此可采取定點布防在線監(jiān)測方式，實時在線連續(xù)監(jiān)測氣體種類、濃度變化等，以便更好地掌握校園實驗室大氣質(zhì)量動態(tài)變化，結(jié)合移動走航監(jiān)測，實現(xiàn)“動—靜”組網(wǎng)監(jiān)測實驗室大氣質(zhì)量的目的。

3.3 大數(shù)據(jù)云平臺

作為網(wǎng)格化監(jiān)管的首腦，大數(shù)據(jù)云平臺在高校實驗室廢氣污染防治中具有重要地位，在監(jiān)管體制機制方面，可以實現(xiàn)氣體監(jiān)管政策和管理信息的共享、上報、反饋、下達等，保證信息傳遞的暢通。在建設(shè)規(guī)劃布局和智能監(jiān)測體系方面，大數(shù)據(jù)云平臺能夠快速收集、分析廢氣傳感器、移動監(jiān)測設(shè)備和重要布防監(jiān)控點等所采集的錯綜復雜的監(jiān)測數(shù)據(jù)，評估實驗室氣體污染狀況，采取應(yīng)急措施，協(xié)助決策指揮，處置應(yīng)急污染事故[15-16]。

4 結(jié)語

高校作為廢氣排放的直接主體，要精心策劃，做好頂層設(shè)計，借助政府和社會力量，穩(wěn)步推進，強化理論創(chuàng)新和實踐探索的良性互動。新時代下，要以信息技術(shù)高速發(fā)展為契機，采取智能設(shè)備和大數(shù)據(jù)云技術(shù)，充分利用網(wǎng)格單元功能優(yōu)勢，發(fā)揮網(wǎng)格單元聯(lián)合成網(wǎng)的作用，不斷將“網(wǎng)”做強、做大、做牢，全方位、精準、高效地管控高校實驗室廢氣污染。