高校實驗室環(huán)境安全與污染防治體系構(gòu)建

張惠芹,周驥平,,張 鍵,何朝龍,張振環(huán),王國田

(1.揚州大學 實驗室與設(shè)備管理處,江蘇 揚州 225009；2.揚州大學 實驗室環(huán)保與智能裝備研究所,江蘇 揚州 225009)

實驗室的環(huán)境安全是高校教學、科研工作正常開展的重要保障,也直接關(guān)系到教師和學生的人身安全與健康。實驗室排放的廢液、廢氣、固體廢棄物不但污染周圍環(huán)境,也對大氣、河道、地下水或土壤產(chǎn)生嚴重影響。因此,建立高校實驗室污染防治體系不僅是高校實驗室自身環(huán)境安全的要求,也肩負著一份對社會的責任。2018年1月1日起,將實施新的環(huán)保法,對直接向外排放大氣污染物、水污染物、固體廢棄物和噪聲等4類污染物的企業(yè)和事業(yè)單位征收環(huán)保稅。高校實驗室的污染排放問題不解決,即將面臨高昂的經(jīng)濟代價,同時也存在法律風險。為此,構(gòu)建實驗室環(huán)境安全與污染防治體系必須從科學建設(shè)的高度做好學校發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃,積極鉆研、設(shè)計、構(gòu)建切實可行的方案,以污染防治的硬件支撐為基礎(chǔ),以相關(guān)的制度和過程監(jiān)督為保障,落實實驗室環(huán)境安全與污染防治工作。

1 實驗室環(huán)境安全與污染的特點

目前,在一些高校實驗室不同程度地存在空間狹小、設(shè)備間距不符合規(guī)范、物品擺放雜亂、安全通道不夠暢通、缺少安全標志、安全防護設(shè)施不到位、缺乏實驗廢棄物處理設(shè)施、廢液未經(jīng)處理直接排入下水道、廢氣隨意排放、動物尸體隨意亂拋等狀況。此外,高校實驗室污染物種類復雜,涉及化學、物理、生物、農(nóng)學等多類學科,實驗項目眾多、所用化學品千差萬別。一些高校因受到管理理念以及實驗人員隊伍、資金投入以及硬件設(shè)備等條件的約束,僅從管理體制上對實驗室環(huán)境安全和污染防治進行督促和檢查,尚缺乏全面系統(tǒng)解決問題的辦法。

國家環(huán)境保護總局早在2004年就發(fā)文提出了要將實驗室、化驗室、試驗場的污染納入環(huán)境監(jiān)管范圍。教育部、國家環(huán)?？偩钟?005年7月聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加強高等學校實驗室排污管理的通知》也明確要求高校要提高實驗室排污管理工作的認識,并將高校實驗室排污納入環(huán)境監(jiān)督管理范圍[1-2]。目前,國內(nèi)許多高校已經(jīng)開始著手研究和構(gòu)建實驗室安全檢查指標體系,如北京理工大學聯(lián)合清華大學、北京化工大學制定了適用于工科院校的“實驗室技術(shù)安全檢查標準手冊”,詳細列出了高校實驗室危險因素的類別、條目、權(quán)重和危險狀態(tài)分級標準；浙江大學在綜合性指標、通用安全指標和專業(yè)性安全指標3個方面構(gòu)建了實驗室安全檢查指標體系等[3]。在國外,美國高校在實驗室廢棄物安全管理方面積累了科學、規(guī)范的管理經(jīng)驗,如通過對實驗科研人員的專業(yè)培訓保證廢棄物的安全分類收集,通過專業(yè)環(huán)境健康安全管理部門人員的科學管理實現(xiàn)對廢棄物的安全收集與存放、通過專業(yè)廢棄物收集處置公司來實現(xiàn)廢棄物的安全轉(zhuǎn)移運輸和最終無害化處理[4]。

由于我國長期以來污染治理滯后于經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展,缺乏專業(yè)化污染物處理企業(yè),加之高校實驗室本身污染物產(chǎn)生的特殊性,使得高校實驗室的污染物大多無法通過社會渠道進行處理解決,必須依靠自身的力量,通過建立相對應(yīng)的污染物處理設(shè)施,解決高校實驗室影響環(huán)境安全的廢液、廢氣、廢油、廢棄試劑瓶、實驗動物尸體等主要污染源的處理問題。

2 實驗室環(huán)境安全與污染防治體系的總體設(shè)計

高校實驗室環(huán)境安全與污染問題的主要原因在于現(xiàn)階段相關(guān)的法律、法規(guī)不夠完善,對實驗室環(huán)境安全與污染問題的認識及研究不夠、對環(huán)保設(shè)施建設(shè)的投入不足、對管理職責不夠明確及監(jiān)督不得力。應(yīng)對實驗室環(huán)境安全與污染的措施,首要的是積極構(gòu)建實驗室環(huán)境安全，尤其是實驗污染物的治理體系,通過硬件與軟件條件的建設(shè)保障實驗室的環(huán)境安全。根據(jù)高校實驗室環(huán)境安全與污染防治的現(xiàn)狀,在對現(xiàn)有高校實驗室安全管理模式、方法和現(xiàn)狀的分析基礎(chǔ)上,開展構(gòu)建高校實驗室環(huán)境安全和污染體系的探索。針對涉及全校性、面廣量大的安全污染源,通過發(fā)揮多學科的人才、專業(yè)優(yōu)勢和產(chǎn)學研相結(jié)合的作用,凝聚環(huán)境工程、機械工程、電氣工程、化學工程等領(lǐng)域?qū)＜业牧α?構(gòu)建實驗室環(huán)境安全與污染防治體系(見圖1),即實驗室廢液處理系統(tǒng)、實驗室廢氣處理系統(tǒng)、實驗動物尸體處理系統(tǒng)、實驗試劑瓶清洗回收處理系統(tǒng)、實驗設(shè)備油品凈化處理系統(tǒng)等。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建實驗環(huán)境安全的源頭管理,加強實驗室環(huán)境安全與污染防治的心理疏導,完善制度建設(shè),加強過程的監(jiān)督與檢查等管理軟件體系,保障硬件系統(tǒng)的有效運行,切實做好高校實驗室環(huán)境安全與污染防治工作[5]。

圖1 實驗室環(huán)境安全與污染防治總體結(jié)構(gòu)

3 硬件體系的構(gòu)建

實驗室環(huán)境安全與污染防治的硬件體系包括以下幾個系統(tǒng)。

(1) 實驗室廢液處理系統(tǒng)。高校實驗室廢液成分復雜,濃度較高,因此廢液的處理往往不能僅靠一種處理單元,而是需要多種處理方法的組合；通過對實驗室廢液排放情況調(diào)研和綜合實驗,并進行比較分析、技術(shù)集成和實驗驗證,遵循全過程的常溫、常壓安全原則，以及分類收集和分類處理原則,可以降低廢液處理難度,提高處理的效率；構(gòu)建由分類預處理、兩級物化氧化處理、生化處理工藝流程所組成的實驗室廢液處理系統(tǒng),同時堅持處理工藝的有效性和通用性,對各種復雜成分的廢液具有良好的適應(yīng)性[6]。

(2) 實驗室廢氣處理系統(tǒng)。高校實驗室產(chǎn)生的廢氣種類較多也較復雜,大致可劃分為有機、無機、粉塵和惡臭等類型。對于有機廢氣,采用催化氧化+活性炭吸附的處理方式,對于無機廢氣,采用噴淋塔(需加試劑)或SDG吸附(有酸霧時)處理方式；對于惡臭廢氣,采用催化氧化+生物塔處理方式；對于粉塵可根據(jù)其種類采用相應(yīng)的重力、旋風、袋式等處理方法；此外,由于利用活性炭吸附處理有機廢氣是成熟工藝,被廣泛采用,但是吸附飽和后的活性炭屬危險固體廢棄物,其處置費用較高，須建立活性炭再生裝置,利用熱空氣吹掃吸附飽和的活性炭,使活性炭表面吸附的有機質(zhì)從活性炭表面分離而使活性炭得以脫附再生[7]。

(3) 實驗動物尸體處理系統(tǒng)。實驗動物尸體處理系統(tǒng)的建立,可防止因?qū)嶒瀯游锸w處理不當而污染教學環(huán)境與室外環(huán)境的事件發(fā)生。目前較先進的技術(shù)是通過高溫滅菌技術(shù)和生物降解技術(shù)的有機結(jié)合處理實驗動物尸體組織,達到無害化處理要求；通過構(gòu)建“前處理”“高溫生物降解處理”和“后處理”3大模塊解決實驗動物尸體產(chǎn)生后的存儲、轉(zhuǎn)運和處理的問題。該裝置需配套污水處理及廢氣凈化處理系統(tǒng)[8-10]。

(4) 實驗廢棄試劑瓶清洗回收處理系統(tǒng)。目前各高校實驗試劑瓶的處理方式主要有試劑銷售單位回收或自行丟棄2種方式；但并不是所有試劑銷售單位都能夠回收試劑瓶；針對高校實驗室存在的因廢棄試劑瓶無法處理亂堆亂放以及由于個別學生亂扔試劑瓶而發(fā)生意外的情況,須建立全校性的試劑瓶集中回收處理系統(tǒng)。將實驗室的廢棄試劑瓶統(tǒng)一收集,運送至指定的洗瓶機房進行清洗、晾曬、存儲后交由有資質(zhì)的資源回收公司回收利用,洗瓶廢水排入實驗室廢液處理裝置進行處理。

(5) 實驗設(shè)備油品凈化處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要解決高校工科類實驗設(shè)備使用的液壓油、潤滑油、冷卻油、齒輪油等工業(yè)油品因定期更換而造成的處理與使用成本高的問題；系統(tǒng)利用液體在固定容器中高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的原理分離設(shè)備油液中的雜質(zhì)；雜質(zhì)包括會使零件磨損或使機油變質(zhì)的殘留沉積物和堅硬而鋒利的磨損性金屬物質(zhì),分離過濾的顆粒系數(shù)可達1 μm,過濾沉淀后的油液可以直接流回油箱中重復使用、避免浪費[11]。

4 軟件體系的構(gòu)建

實驗室環(huán)境安全與污染防治的軟件體系構(gòu)建包括以下主要內(nèi)容。

(1) 源頭管理規(guī)劃。實驗室的環(huán)境安全要從源頭上做好管理和治理工作。首先，在實驗課程的設(shè)計上就應(yīng)著手考慮盡量避免有次生廢棄物產(chǎn)生的實驗,避免不了的，也要盡可能減少廢棄物的產(chǎn)生量；實驗室廢棄物產(chǎn)生后要嚴格按照有關(guān)規(guī)定做好收集、標志、預處理、轉(zhuǎn)運、后處理等工作。其次,可以結(jié)合現(xiàn)代教育手段、虛擬仿真教學手段，通過虛擬仿真實驗的方式減少實驗室廢棄物的產(chǎn)生,同時做好相應(yīng)的宣傳工作,增強師生的環(huán)保意識。宣傳到位、認識到位,實驗習慣就會養(yǎng)成，實驗室廢液隨意傾倒、實驗動物尸體隨處亂拋埋、實驗廢氣肆意排放、實驗廢氣瓶亂扔、實驗用油隨意處理等現(xiàn)象也就會逐漸消失。

(2) 問題研究組織。隨著學校教育事業(yè)的發(fā)展,實驗室環(huán)境安全的問題日益突出，必須高度重視出現(xiàn)的各類問題,并認真做好問題的研究工作才能讓高校實驗室在綠色、安全的道路上可持續(xù)發(fā)展，如成立相應(yīng)的研究所,通過聘請環(huán)境科學、生命科學、化學、機械等學科的專家,針對實驗室環(huán)境安全問題進行“專家會診”,找出環(huán)境安全問題的關(guān)鍵點,提出解決問題的最佳方案,保障實驗室環(huán)境安全。

(3) 心理輔導體系。透徹分析實驗室安全管理的心理,建立完善的安全事故心理干預機制；從實驗室人員的意識、情感、興趣、意志等非智力因素入手,利用自我調(diào)節(jié)、朋輩調(diào)節(jié)、組織調(diào)節(jié)和領(lǐng)導調(diào)節(jié)等方式,在實驗室安全事故發(fā)生前做好預防、事中從容應(yīng)對、事后妥善處理,降低實驗室安全事故的發(fā)生。

(4) 完善制度建設(shè)。目前少數(shù)高校的實驗室環(huán)境安全管理存在制度空白地帶，構(gòu)建完善的實驗室廢棄物管理體系可以讓實驗室?guī)熒姓驴裳?如化學實驗整體優(yōu)化原則、實驗操作指導、化學藥品安全管理規(guī)定、化學藥品及儀器使用程序化原則、實驗室廢棄物回收處理操作指導、環(huán)境監(jiān)測制度、評估與考核制度、實驗室廢棄物規(guī)范處理獎懲條例等,以制度的約束和激勵等手段提高實驗室環(huán)境安全管理工作的效能。

(5) 制定工作流程。完善的制度可以有效約束行為,實驗室廢棄物產(chǎn)生后應(yīng)該按照有關(guān)制度和流程認真執(zhí)行和落實；過程中要保證4“專”,即“專門地點集中、專門房間存放、專門容器回收、專門人員管理”的管理規(guī)定；實驗室管理部門也要做好服務(wù)工作,及時收集并處理實驗室廢棄物,避免出現(xiàn)無人收集、處理滯后或處理不當?shù)惹闆r的發(fā)生。

(6) 監(jiān)督與檢查約束。通過聘請實驗室安全督導的方式及常規(guī)督促與不定期抽查相結(jié)合,督促規(guī)范廢棄物處理；建立健全投訴受理機制,及時發(fā)現(xiàn)問題、及時解決；在必要情況下，嚴格按照管理規(guī)定,對違反操作流程的人員或有令不行、有禁不止的失職、違紀等行為進行責任追究，甚至追究相關(guān)領(lǐng)導的責任。

5 結(jié)語

高校實驗室環(huán)境安全與污染防治,是現(xiàn)代高?？沙掷m(xù)發(fā)展的內(nèi)在需求,也是建立綠色環(huán)保和諧社會的外在要求,既保障了師生的身心健康、規(guī)范了實驗室安全管理,又強化了師生的環(huán)保意識和社會責任感；既解決了實驗室環(huán)境安全和污染防治問題,也給各校區(qū)、學院、學科(專業(yè))、教師、學生、實驗室管理人員、職能部門管理人員等搭建了較好的教學、科研及管理的實踐平臺。針對高校實驗室環(huán)境安全與污染的特點與現(xiàn)實需求,提出的構(gòu)建高校實驗室環(huán)境安全與污染防治體系的新觀念與新思想,可為高校實驗室環(huán)境安全提供保障、為防治污染提供保護屏障。

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