創(chuàng)建綠色化生物實(shí)驗室的探討

由繼紅

(東北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，生物基礎(chǔ)實(shí)驗教學(xué)中心，長春 130024)

隨著社會的發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，環(huán)境污染已經(jīng)成為全人類共同關(guān)注的問題，各國政府都對環(huán)境污染高度重視，采取各種措施對其進(jìn)行治理［1－2］。

高校實(shí)驗室是師生進(jìn)行教學(xué)和科學(xué)研究的重要場所。但實(shí)驗室每天都有一些廢氣、廢液、廢渣未經(jīng)處理直接排放，隨著高校實(shí)驗室的種類及數(shù)量的激增，實(shí)驗室已成了一個小型的環(huán)境污染源［3－4］。減少對環(huán)境的污染，已成為實(shí)驗室管理和改革的重要內(nèi)容，創(chuàng)建綠色實(shí)驗室已成為現(xiàn)階段實(shí)驗室安全管理工作的重要組成部分［5－7］。生命科學(xué)是21世紀(jì)的熱點(diǎn)科學(xué)。隨著生命科學(xué)的發(fā)展，生物實(shí)驗室產(chǎn)生越來越多的廢棄物［8－9］。由于化學(xué)實(shí)驗室有較多的廢氣、廢水，含有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、有機(jī)溶劑等，人們比較容易認(rèn)識到它的危害，因此綠色化的建設(shè)得到重視。而生物實(shí)驗室的綠色化建設(shè)還沒有被重視。實(shí)際上，生物實(shí)驗室所排放的污染物有的甚至要比化學(xué)實(shí)驗室的更危險。我們必須將生物實(shí)驗室的綠色化建設(shè)提上日程，這是時代和社會賦予我們的責(zé)任［10－12］。為此，結(jié)合我管理的東北師范大學(xué)實(shí)驗室進(jìn)行了創(chuàng)建綠色化生物實(shí)驗室的探討，以期為各位同行提供參考。

1 培養(yǎng)綠色化生物實(shí)驗室理念

平時注重對學(xué)生進(jìn)行綠色化生物實(shí)驗室理念的教育。培養(yǎng)進(jìn)行生物實(shí)驗應(yīng)該具備的綠色化思維方式和習(xí)慣，使其學(xué)會自身受到傷害時的自救、互救方法以及實(shí)驗廢棄物的處理方法，明確創(chuàng)建綠色化生物實(shí)驗室的緊迫性和必要性，為學(xué)生以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)及工作打下良好的環(huán)境意識基礎(chǔ)。

我利用一切機(jī)會，隨時給學(xué)生講解，逐步滲透，使綠色化生物實(shí)驗室的理念在學(xué)生頭腦中打下牢固的印記。例如，為本科生開設(shè)的實(shí)驗技能培訓(xùn)課，在講解安全問題時，讓學(xué)生明白不但要注意自身安全，還要注意實(shí)驗室的安全及實(shí)驗室廢棄物對他人的危害和環(huán)境的污染，杜絕隨便丟棄廢液、廢渣的行為，減少對環(huán)境的污染，增強(qiáng)責(zé)任意識等。

在實(shí)驗室內(nèi)明顯處粘貼醒目的溫馨提示，提醒學(xué)生注意實(shí)驗室的綠色化。

不但注重言傳，而且身體力行。如對本科生開放實(shí)驗室，當(dāng)學(xué)生到實(shí)驗室來進(jìn)行自主科研時，指導(dǎo)并幫助學(xué)生對實(shí)驗廢棄物進(jìn)行處理、回收。

2 加強(qiáng)實(shí)驗源頭的管理

事實(shí)證明先污染后治理和邊污染邊治理的方法都不是好的方法。有效的措施應(yīng)該是預(yù)防為主、治理在前，也就是要從源頭治理，最好是根治污染源或使污染、危害降到最低。

2.1 改革實(shí)驗內(nèi)容

對實(shí)驗課的內(nèi)容進(jìn)行改良，這是減少污染物數(shù)量的有效措施之一。我們采取的方法有:(1)在實(shí)驗課時，設(shè)計微量實(shí)驗。如測定植物組織的水勢時用青霉素小瓶代替試管，用藥量明顯減少，既減少污染，又降低了實(shí)驗成本;在測定硝酸還原酶的活性時，減少萘胺和磺胺的用量，實(shí)驗效果也很好。(2)用無毒或低毒的化學(xué)藥品。例如;在提取光合色素的實(shí)驗中，用酒精來代替丙酮;在組織培養(yǎng)時，用次氯酸鈉代替升汞對外植體滅菌，杜絕了汞造成的污染。

2.2 加強(qiáng)實(shí)驗室管理

加強(qiáng)對從事自主科研的本科生的管理。在他們做實(shí)驗時，除了指導(dǎo)和監(jiān)督其對藥品的回收、利用外，對其實(shí)驗內(nèi)容也提出建議。例如，在做分子生物學(xué)實(shí)驗時，用SYBR Green1代替EB，既提高了自身的安全性，也保護(hù)了環(huán)境;培養(yǎng)過微生物的培養(yǎng)基必須經(jīng)高壓滅菌后才能送到廢品回收站。

3 營造清潔的實(shí)驗室環(huán)境

實(shí)驗室的廢棄物不僅會給環(huán)境帶來污染、危害他人，而且對實(shí)驗室的工作人員以及學(xué)生也會產(chǎn)生傷害。因此，保證實(shí)驗室的自身清潔、綠色也非常必要。

3.1 改善排風(fēng)系統(tǒng)

實(shí)驗室原有的排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)效果不好，重新安裝了大功率的排風(fēng)機(jī)并增加了室內(nèi)的抽氣口的數(shù)量，其數(shù)量由一個增至五個，排風(fēng)效果明顯增強(qiáng)，能夠很快抽凈實(shí)驗時產(chǎn)生的廢氣，保證實(shí)驗室內(nèi)空氣的清潔。

3.2 栽培植物

在實(shí)驗室內(nèi)種植多種花草，如蘆薈、仙人掌、玉簪、地丁、虎耳草、米蘭、鴨跖草、蟹爪蘭、觀音、橡皮樹等，平時精心侍弄，花草生長良好。這些植物能夠吸收實(shí)驗室內(nèi)的廢氣，并通過光合作用制造氧氣。既凈化了空氣，又美化了實(shí)驗室。師生在這樣的實(shí)驗室做實(shí)驗心情舒暢，愿意做實(shí)驗，也容易出成果。

4 重視實(shí)驗廢棄物的處理

現(xiàn)在，隨著招生人數(shù)的增加以及學(xué)科的發(fā)展，新增了很多前沿的實(shí)驗，化學(xué)試劑的用量增大，實(shí)驗廢棄物大量增加，而且，生物實(shí)驗產(chǎn)生的廢棄物種類多，有的是劇毒或致癌物質(zhì)，將這些實(shí)驗廢棄物直接排放不但會對環(huán)境造成污染，也會給人類帶來危害，這顯然是不行的，必須采用合適的方法對其進(jìn)行處理。我們采用直接處理和分類收集的方法。對能夠直接處理的廢棄物就自己先處理，然后排放或分類收集。對不能處理的廢棄物則分類收集起來。

4.1 直接處理

4.1.1 培養(yǎng)基

動、植物組織及微生物培養(yǎng)等用過的培養(yǎng)基，先經(jīng)過高溫高壓滅菌(121℃，30 min以上)，再送到回收站。

4.1.2 不含有毒有害離子的稀酸、稀堿

先使兩者中和，pH達(dá)到6.5～8.5之后，再排放。

4.1.3 含氰化物的廢液

先加入堿液生成氫氧化物沉淀后分離，然后調(diào)節(jié)溶液pH為6～8，再加入過量次氯酸鈉溶液或漂白粉使CN—分解后排放。

4.1.4 廢洗液

鉻酸洗液用過多次之后變綠，說明其已經(jīng)失效?？蓾饪s、冷卻，加入高錳酸鉀粉末氧化，用砂芯漏斗濾去MnO2沉淀后可以繼續(xù)使用。廢洗液決不可直接倒入下水道，以免污染環(huán)境，應(yīng)收集起來。

4.1.5 含銀廢液

向該廢液中加硫化鈉溶液使銀離子沉淀，收集廢液。

4.1.6 含有苯胺的廢液

在其廢液中加入過氧化氫使苯胺分解并收集廢液。

4.1.7 含酚廢液的處理

低濃度的含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉，使酸氧化為二氧化碳和水。高濃度的含酚廢液可用乙酸丁脂萃取，再用少量氫氧化鈉溶液反萃取。經(jīng)調(diào)節(jié)pH值后，進(jìn)行重蒸餾回收，提純即可使用。

4.1.8 溴化乙錠(EB)的處理

溴化乙錠(EB)是生物實(shí)驗中常用的一種熒光染色劑，具有高度的誘變性和致癌性，應(yīng)先處理后再行棄置，以避免污染環(huán)境和危害人體健康。對于溴化乙錠含量大于0.5 mg/mL的溶液，處理方法為:(1)將EB溶液用水稀釋至濃度低于0.15 mg/mL;(2)加入一倍體積的0.5 mol/L KMnO4，混勻，再加入等量的25 mol/L HCL，混勻，置室溫數(shù)小時;(3)加入一倍體積的2.5 mol/L NaOH，混勻并廢棄。

對于溴化乙錠含量小于0.5 mg/ml的溶液可如下處理:(1)按1 mg/mL的量加入活性炭，每隔5 min輕搖使其混勻，室溫放置1 h;(2)用濾紙過濾并將活性炭與濾紙密封后放到回收站。

4.1.9 丙烯酰胺和甲叉雙丙烯酰胺的處理

實(shí)驗剩余的丙烯酰胺和甲叉雙丙烯酰胺，加入核黃素或過硫酸銨作為催化劑，使它們聚合交聯(lián)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠，送到回收站。

4.2 分類收集

對廢棄的藥品進(jìn)行分類收集。首先將廢棄的藥品分為固體和液體二大類，之后，再分別細(xì)分。

4.2.1 固體藥品

可用不同方法分類，如按酸、堿、鹽分類，鹽類還可依不同的鹽來細(xì)分，之后，裝入不同的紙箱內(nèi)，封口，并作標(biāo)記。

4.2.2 液體藥品

對于瓶裝的過期或不用的藥品，直接按酸、堿、有機(jī)試劑等分類裝箱，封口，標(biāo)記。

對于化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生的廢棄藥液，用特殊的桶收集。在實(shí)驗室內(nèi)放置能夠耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)廢液的特殊塑料桶，桶上粘貼字跡明顯的標(biāo)簽，分別收集強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有機(jī)廢液。

廢棄物達(dá)到一定量之后，委托有資質(zhì)的單位定期處理。

5 結(jié)束語

綠色化生物實(shí)驗室的創(chuàng)建應(yīng)該說是一個必然的趨勢。筆者從培養(yǎng)綠色化生物實(shí)驗室理念、加強(qiáng)實(shí)驗源頭的管理、營造清潔的實(shí)驗室環(huán)境、重視實(shí)驗廢棄物的處理等方面進(jìn)行了研究，取得了一定效果，但感覺到還有很長的路要走。這需要方方面面協(xié)調(diào)一致，上下努力。如領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)當(dāng)重視，進(jìn)行頂層設(shè)計，并認(rèn)真實(shí)施;實(shí)驗教師、實(shí)驗技術(shù)人員等需要積極配合，以身作則;培養(yǎng)綠色實(shí)驗理念，形成綠色實(shí)驗氛圍等。

相信只要人們高度重視實(shí)驗室廢棄物給環(huán)境造成的污染以及給人們的健康帶來的危害這一問題，統(tǒng)一認(rèn)識，以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，采取積極的措施，創(chuàng)建綠色化生物實(shí)驗室，一定能治理好生物實(shí)驗室廢棄物的污染問題。為人與自然的和諧及社會的可持續(xù)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢做出貢獻(xiàn)。

［1］鄧朝生，尚金城，陳鵬.我國環(huán)境污染的因子分析［J］.內(nèi)蒙古環(huán)境保護(hù)，2003，15(3):6－8.

［2］方海東，段昌群，何璐，等.環(huán)境污染對生態(tài)系統(tǒng)多樣性和復(fù)雜性的影響［J］.三峽環(huán)境與生態(tài)，2009，2(3):1－4.

［3］余華.對實(shí)驗室污染問題的思考和建議［J］.中國環(huán)境管理工作干部學(xué)院學(xué)報，2005(1):58－60.

［4］李東平.論生物實(shí)驗室廢物的危害與處理［J］.生物學(xué)雜志，2009，26(6):94－96.

［5］周宣，李學(xué)軍，黃祖洪.構(gòu)建綠色化學(xué)實(shí)驗室之淺見［J］.高教論壇，2007(1):47－49.

［6］王春娜，王煒，吳昆明，等.綠色化學(xué)實(shí)驗的探討［J］.北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報，2007，22(2):100－101.

［7］陳華絮，楊素嬌.強(qiáng)化環(huán)保意識，創(chuàng)建綠色生物實(shí)驗室［J］.實(shí)驗科學(xué)與技術(shù)，2007，5(2):125－126，131.

［8］涂俊，吳曉晨，孫森，等.實(shí)驗室管理與安全的理念更新和改革［J］.安全與環(huán)境學(xué)報，2003，22(5):110.

［9］李強(qiáng)，孫茜茹.生物實(shí)驗室管理［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2004，12(9):28.

［10］趙實(shí)，張鴻明，陸泉枝.生物實(shí)驗室綠色化建設(shè)的探討［J］.實(shí)驗室研究與探索，2006，25(1):122－124.

［11］馮修猛，閆海潤，李凱軍.醫(yī)學(xué)院校實(shí)驗室生物安全管理與防護(hù)［J］.實(shí)驗室科學(xué)，2010，13(2):174－176.

［12］蘇利紅，曹雨莉，王立強(qiáng)，等.淺談高校生物類實(shí)驗室安全管理的對策［J］.實(shí)驗技術(shù)與管理，2010，27(4):161－163.