肖華

(嘉興大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001)

0 引言

高校實驗室作為科技創(chuàng)新發(fā)展的重要陣地，也是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的主要場所。近年來，高校招生規(guī)模擴(kuò)大、科研水平不斷提高以及實驗室開放程度增加，使得高校實驗室年實驗人時數(shù)呈現(xiàn)快速增長的趨勢，與這種蓬勃發(fā)展趨勢相對應(yīng)的則是實驗室危險廢棄物(以下簡稱“實驗室危廢”)體量的快速增長。自從“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)保理念被提出后，人類如何與自然做到和諧共生，成為一個亟待思考的問題。

我國現(xiàn)有高校3 013 所，高校年總產(chǎn)廢量在5 000 噸左右[1]。如此數(shù)量龐大的危廢體量，無論是對校內(nèi)師生的健康狀況還是對周圍的環(huán)境安全都是一個巨大隱患，如果不能妥善處理，后果不堪設(shè)想。為了應(yīng)對實驗室危險廢棄物帶來的安全隱患和環(huán)境污染等問題，我國相關(guān)部門相繼發(fā)布了一系列的法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從綱領(lǐng)性的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》到實際操作的《廢棄危險化學(xué)品污染環(huán)境防治辦法》《實驗室廢棄化學(xué)品收集技術(shù)規(guī)范》《實驗室危險廢棄物污染防治技術(shù)規(guī)范》等，體現(xiàn)了國家對環(huán)境保護(hù)的重視和對危險廢棄物治理的決心。

1 高校實驗室危廢概況

危險廢物是指被列入《國家危險廢物名錄》，或者根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定的具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應(yīng)性和感染性等一種或一種以上危險特性的物質(zhì)[2]，實驗室危廢按其物理形態(tài)被分為廢液、廢氣、廢固三大類。

實驗室危險廢液是指在實驗過程中產(chǎn)生的具有毒性或其他危險性，其濃度或數(shù)量足以對人體健康造成影響或者會污染環(huán)境的液態(tài)廢棄物，主要包括失效的液態(tài)試劑、實驗廢棄物或中間產(chǎn)物以及各種高濃度的洗滌液等[3]。人體直接接觸，會引起刺激、疼痛、中毒、灼傷、器官衰竭等傷害[4]，如果直接排放，則會導(dǎo)致周圍土壤、水質(zhì)和大氣受到污染，間接危害身體健康。

實驗室危險廢氣主要指在科研和教學(xué)活動中試劑的揮發(fā)或?qū)嶒灝a(chǎn)生的污染氣體等[5]，一般通過通風(fēng)裝置統(tǒng)一凈化處理。

實驗室危險固廢可理解為在高校實驗室內(nèi)進(jìn)行教學(xué)、科研及其他實驗活動所產(chǎn)生的已失去使用價值或被拋棄的固態(tài)、半固態(tài)物質(zhì)的總稱[6]，主要包括試劑空瓶、實驗耗材、破碎的玻璃器皿、實驗殘渣及失效的固態(tài)藥品等。

實驗室危廢處置不當(dāng)，會帶來極大的危害。據(jù)統(tǒng)計，自2015 年以來，高校由于危廢存放、處置不當(dāng)造成的安全事故比例高達(dá)20%[7]。實驗室廢液中有機(jī)試劑易揮發(fā)、難降解，一旦進(jìn)入食物鏈，會對生物及人體健康產(chǎn)生極大危害；無機(jī)試劑具有較強(qiáng)刺激性、腐蝕性以及重金屬離子富集，會對當(dāng)?shù)氐耐寥篮退|(zhì)造成一定程度的污染，甚至引發(fā)集體中毒事件[8]。除了這種隱性持久的危害，實驗室危廢處置不當(dāng)也會帶來顯性而劇烈的危害。如2021 年廣州某醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院一名博士研究生在清理通風(fēng)櫥時，用水沖洗裝有之前畢業(yè)生遺留的未知白色固體的燒瓶時發(fā)生炸裂，導(dǎo)致手臂動脈血管被玻璃碎片刺破。

與工業(yè)危廢產(chǎn)量大、品種單一、定時定點排放的情況相比，高校實驗室危廢具有單個產(chǎn)量小、種類多且成分雜、產(chǎn)生地點分散、排廢時間不定、接觸人員多等特點，處理過程中如操作不當(dāng)，還可能造成危廢相互之間發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生嚴(yán)重后果，因此高校實驗室危廢的管理在操作上更有難度。

2 國內(nèi)外高校實驗室危廢處理現(xiàn)狀

國外某些發(fā)達(dá)國家在實驗室安全管理方面起步較早，建立了相對完善的法律法規(guī)和成熟的操作模式。美國建立的環(huán)境、健康與安全體系覆蓋有害廢物處理、有毒廢物銷毀、實驗室布置和危險品報備等多方面的規(guī)程指引[9]；荷蘭大部分大學(xué)設(shè)置健康安全可持續(xù)部門，由該部門負(fù)責(zé)制定實驗室規(guī)章制度和安排培訓(xùn)工作，由設(shè)備處負(fù)責(zé)危險廢棄物和儀器設(shè)備等的回收，人員分工明確且多為專業(yè)人士，將實驗室危廢的分類處理工作做得細(xì)致而完善[10]；日本高校堅持“排出者原則”和“原位治理原則”，大部分高校設(shè)置“環(huán)境保護(hù)中心”，負(fù)責(zé)實驗室廢棄物處理的相關(guān)工作[11]。

與發(fā)達(dá)國家相比，我國在實驗室危廢方面的管理起步較晚，各高校表現(xiàn)出的治理水平參差不齊。高校對實驗室危廢的處理方式主要有兩種：第一，高校分類收集后委托具有資質(zhì)的第三方進(jìn)行處理；第二，高校自建危廢處理裝置，將不能處理的危廢部分交第三方處理，如浙江工業(yè)大學(xué)、揚(yáng)州大學(xué)、蘭州大學(xué)等[12]。兩種方式各有優(yōu)劣，前者由高校每年付出大筆經(jīng)費(fèi)后獲得第三方的服務(wù)，省心省力，但由于第三方數(shù)量稀少，高校可能面臨實驗室危廢出口不暢通的問題；后者從長遠(yuǎn)看總成本較低，但場地、設(shè)施建設(shè)、人員培訓(xùn)、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)等在很多方面使適用性受到限制。各高校需要根據(jù)自身情況仔細(xì)斟酌。

3 高校實驗室危廢管理問題分析

以A ?，F(xiàn)在實驗室危廢處理情況為例，分析其存在的問題。

3.1 A 校實驗室危廢處理情況概述

A 校有5 個二級學(xué)院產(chǎn)生實驗室危廢，年產(chǎn)量約20 噸，分為實驗室廢物、廢包裝物和廢試劑三類，第三方處置費(fèi)用每噸分別為7 950 元、5 500 元和12 800 元。學(xué)校建有丙類化學(xué)品倉庫一座，其中房間101 室、102 室用來存放實驗室危廢。實驗室中劃定危廢放置區(qū)域，按照有機(jī)、無機(jī)、含重金屬廢液分類收集，并在廢液桶上張貼標(biāo)簽，標(biāo)識廢液信息；廢包裝物確認(rèn)無試劑殘留后置于瓦楞紙箱中，針頭、刀片等利器則需要放置利器盒中。倉庫每周固定時間收取實驗室危廢，將密封后紙箱置于101 室內(nèi)鐵架上，廢液桶置于102 室內(nèi)防滲漏托盤上。倉庫管理員視庫存情況匯報給學(xué)校資產(chǎn)與實驗室管理處，由其聯(lián)系第三方約定時間上門收取。

3.2 環(huán)保意識不足

實驗室相關(guān)人員環(huán)保意識不足體現(xiàn)在以下方面：

首先，環(huán)保意識差。實驗室危廢大多含有毒有害成分，若未經(jīng)處置直接排放或處置不當(dāng)均會對人體健康造成傷害，更會對周邊水質(zhì)、土壤、大氣等生態(tài)環(huán)境造成污染和破壞。高校實驗室數(shù)量多、人員流動性強(qiáng)，學(xué)生人群在實驗室人數(shù)中所占比例較重，而部分學(xué)生環(huán)保意識不足，沒有認(rèn)識到隨意排放危廢，對人類和生態(tài)環(huán)境可能產(chǎn)生的危害性，直接將廢液倒入下水道、廢固置于生活垃圾桶中的現(xiàn)象時有發(fā)生。

其次，缺少節(jié)約意識。A 校委托第三方處置實驗室危廢產(chǎn)生的費(fèi)用全部由學(xué)校承擔(dān)，與各分院實驗運(yùn)行經(jīng)費(fèi)和各課題組經(jīng)費(fèi)均不掛鉤，導(dǎo)致個別實驗室大量囤積試劑，導(dǎo)致其過期失效后作為實驗室危險廢物進(jìn)行處理。由于具有相應(yīng)資質(zhì)的第三方數(shù)量少，處理過程危險系數(shù)高，使得一瓶試劑的處理費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其購買價格是常見現(xiàn)象[13-14]。

最后，本質(zhì)上不重視。廢棄物的管理在實驗鏈條上處于末端位置，對實驗過程和結(jié)果一般不會產(chǎn)生大的影響，導(dǎo)致實驗室?guī)熒诤艽蟪潭壬喜恢匾晫U棄物的管理，使得部分實驗人員對實驗室危廢管理采取漠視態(tài)度。

3.3 專業(yè)水平有限

A 校資產(chǎn)與實驗室管理處設(shè)有校級專職安全員一名，主管學(xué)校實驗室危廢的相關(guān)工作，各分院并無專職安全員進(jìn)行相關(guān)工作的管理。教學(xué)型實驗室對實驗室危廢的管理由實驗技術(shù)人員負(fù)責(zé)；科研型實驗室則由團(tuán)隊負(fù)責(zé)人指定人員進(jìn)行管理。由于對危廢管理重視程度低，這項任務(wù)承擔(dān)者大部分是學(xué)生。不同管理人員的能力、專業(yè)水平不同，導(dǎo)致各實驗室管理情況差異性極為明顯。收集不全或過度收集的現(xiàn)象屢見不鮮，更有學(xué)生走極端，認(rèn)為只要是實驗室中的試劑或藥品都是危險的，將乙醇、尿素、維生素甚至淀粉都全部作為危險固廢送第三方處理，造成學(xué)校辦學(xué)經(jīng)費(fèi)的浪費(fèi)。

3.4 管理體系不完善、落實不到位

A 校實行“學(xué)?！獙W(xué)院—實驗室”的三級管理體制，學(xué)校級有專職安全員1 名，各學(xué)院則沒有專職安全員，對實驗室的安全管理在很大程度上依賴實驗中心，而實驗中心又不具備相應(yīng)的獎懲權(quán)限，屬于管理學(xué)上權(quán)責(zé)不一致的不利情況，很多工作的推動和落實處于吃力不討好或有心無力的狀態(tài)。實驗室危廢作為實驗室安全的重大隱患，對其進(jìn)行精細(xì)管理是保證實驗室安全的前提條件，然而在校、院、實驗室的三級管理體系下，執(zhí)行力逐級遞減，對其管理大部分停留在粗放式狀態(tài)，依靠師生自覺性完成。

3.5 缺少操作層面的指導(dǎo)性規(guī)范

分類收集是實驗室危廢收集的原則之一，學(xué)校在分類方面缺乏具有可操作性的指導(dǎo)規(guī)則，只是按照第三方的要求，將實驗室的廢液簡單分成有機(jī)、無機(jī)和含重金屬三類，這種粗獷的分類方式存在安全隱患，因為同一類廢液之間有發(fā)生反應(yīng)的可能。而作為廢液收集必需的成分標(biāo)識只有部分學(xué)院要求填寫，學(xué)校對此沒有明確要求。

4 高校實驗室危廢管理改進(jìn)建議

4.1 改變相關(guān)人員對實驗室危廢的認(rèn)知

長期以來，高校對實驗室危廢的治理都停留在產(chǎn)生后被動處理的模式。與之相比，在產(chǎn)生前進(jìn)行主動干預(yù)應(yīng)是更有效的手段，即從“產(chǎn)生后的末端治理”過渡為“源頭控制”[15]， 綠色化學(xué)的提倡和廢液原地預(yù)處理是兩個可行的方向。

4.1.1 提倡綠色化學(xué)

綠色化學(xué)以原子經(jīng)濟(jì)性和“5R”原則為核心，充分利用反應(yīng)物中的各個原子，不產(chǎn)生副產(chǎn)物和廢棄物，實現(xiàn)廢物的“零排放”[16]，按照其原子經(jīng)濟(jì)性，教師在設(shè)計實驗方案時應(yīng)優(yōu)先考慮實驗項目序列化，使上次實驗的廢棄物或產(chǎn)物成為下次實驗的原材料[17]。

大部分的實驗中，有機(jī)試劑只是作為溶劑存在，不直接參與反應(yīng)過程[18]，對這類有機(jī)溶劑可以考慮提純回收后反復(fù)利用。教學(xué)或科研計劃實施前，組織教師對實驗方案進(jìn)行優(yōu)化，盡可能滿足“以無毒代替低毒，以低毒代替有毒”的原則。例如 “乳化法制備明膠微球”實驗，傳統(tǒng)方法是用丙酮脫水，且多次脫水用量大，而改用梯度乙醇脫水對實驗結(jié)果影響不大[15]，卻可以避免產(chǎn)生大量丙酮廢液。教學(xué)實驗涉及人次眾多，是實驗室廢物的主要來源，教師在確保能滿足預(yù)期實驗效果的基礎(chǔ)上，改善教學(xué)方案，將實驗微型化，對使用的試劑進(jìn)行等比例的縮小，從而降低實驗室廢物的產(chǎn)量。另外，借助現(xiàn)代科技手段引入虛擬仿真實驗，可以達(dá)到同樣甚至更優(yōu)的實驗效果，同時減少實驗室危廢的產(chǎn)生和降低一些高溫高壓實驗的危險系數(shù)[19]。

4.1.2 提倡廢液原地預(yù)處理

實驗室廢液的產(chǎn)生者是對廢液情況最了解的，在廢液產(chǎn)生后可根據(jù)相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行中和、還原、氧化、過濾、吸附等方式的預(yù)處理，這樣可以大幅減少收集量。例如：集中收集酸堿，中和反應(yīng)生成水和無機(jī)鹽，經(jīng)過稀釋后排放；將含重金屬廢液經(jīng)過氧化還原反應(yīng)生成化合物或單質(zhì)后，用沉淀法除去等[16]。對量大、濃度低、成分相對簡單的教學(xué)實驗廢液，教師可以在實驗?zāi)┒嗽O(shè)計廢液處理環(huán)節(jié)，同樣可以達(dá)到降低廢液收集量的效果。

4.2 提升實驗室人員專業(yè)水平

4.2.1 合理配制、保存實驗用溶液

教學(xué)實驗進(jìn)行前，部分溶液會提前配制。配制量需要實驗技術(shù)人員盡可能地根據(jù)參與實驗的人數(shù)及實驗消耗量進(jìn)行估算，在留有冗余量的基礎(chǔ)上避免配制溶液過度剩余。配制低濃度溶液時，可以考慮先配制成較少體積的高濃度母液，再根據(jù)每個教學(xué)班的消耗情況，取適量母液稀釋成所需濃度。

溶液配制后，必須做好相應(yīng)的標(biāo)識，明確標(biāo)識溶液成分、濃度及配制日期等信息。對一些短期內(nèi)需要多次使用的溶液，要按照溶液性質(zhì)選擇合適的保存方式，如置于棕色瓶中、低溫保存等，從而避免溶液失效。教師上課時，要督促學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范的操作習(xí)慣，避免試劑因污染而不能使用、因量取不當(dāng)而額外產(chǎn)廢情況發(fā)生。

4.2.2 組織相關(guān)培訓(xùn)，提升師生專業(yè)水平

由學(xué)校組織培訓(xùn)，使相關(guān)人員對實驗室中化學(xué)品有正確認(rèn)識，不要矯枉過正認(rèn)為所有化學(xué)品都必須當(dāng)成實驗室危廢交給第三方處理，像乙醇、淀粉、維生素、小蘇打等對環(huán)境不會造成傷害的危廢，在稀釋后可以直接排放。同時舉辦關(guān)于實驗室危廢管理的相關(guān)培訓(xùn)，并就培訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行考核，考核未通過者禁止進(jìn)入實驗室。

4.3 完善管理體系，責(zé)任落實到位

管理學(xué)中扁平化的組織結(jié)構(gòu)更利于達(dá)成組織目標(biāo)，南京郵電大學(xué)采取的實驗室對接校內(nèi)環(huán)保管家的方式，能讓實驗室危廢規(guī)范分類、及時轉(zhuǎn)移[20]。另外，合理的獎懲措施可以起到激勵作用，學(xué)校可以通過實施獎懲制度，鼓勵師生參與回收利用和預(yù)處理過程，將節(jié)約的費(fèi)用以獎金形式發(fā)放給實驗室，提高人員積極性[21]。并且建立事故追責(zé)制度，對不按規(guī)定管理實驗室危廢造成嚴(yán)重后果的，如果能核實到當(dāng)事人，對其進(jìn)行懲罰；如果沒有實驗室承擔(dān)，則在一定范圍內(nèi)實行“連坐”。例如將廢液直接倒入下水道造成嚴(yán)重后果，無法確認(rèn)當(dāng)事人，則這條管道上的實驗室全部接受處罰[22]。

管理體系的有效實施也需要硬件的支持，一個校級危化品平臺的建立勢在必行。高校實驗室涉及試劑種類多，某些試劑在個別實驗室的使用頻率并不高，這會導(dǎo)致試劑開封后在實驗室長期存放，在這個過程中，試劑可能因存放不當(dāng)受到污染，也可能因時間過長失效。無論哪種情況，都會造成實驗室危險廢棄物量的增加。平臺的存在可以避免試劑的重復(fù)購買，也可以讓試劑流動，增加利用率，減少危廢量，同時也縮短其在校生命周期。

4.4 制定權(quán)威的具有可操作性的指導(dǎo)規(guī)范

學(xué)校組織有實驗室危廢產(chǎn)生的學(xué)院共同編制分類說明，明確指出禁忌事項，將分類、收集、標(biāo)識等工作內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化、制度化、規(guī)范化。

5 結(jié)語

實驗室危廢的產(chǎn)生不可避免，如何妥善管理，從而避免人員和環(huán)境受到傷害，是各高校需要慎重思考的問題。首先，學(xué)校層面在意識上要足夠重視，建立健全完善的管理體系，將責(zé)任落實到位；其次，制定可行的、權(quán)威的分類操作規(guī)范，并配備適量的專業(yè)人員；最后，通過培訓(xùn)、宣傳、獎懲等手段，轉(zhuǎn)變?nèi)藛T對實驗室危廢的態(tài)度，使實驗人員養(yǎng)成源頭控制和原地預(yù)處理的操作習(xí)慣，從而達(dá)成降低實驗室危廢量、保證校園安全和環(huán)境安全的目的。