高校實驗室危險廢棄物管理思考與建議

肖華

(嘉興大學 生物與化學工程學院，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)學生實踐能力的主要場所。近年來，高校招生規(guī)模擴大、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，后果不堪設想。為了應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，我國相關部門相繼發(fā)布了一系列的法律法規(guī)和技術標準，從綱領性的《中華人民共和國環(huán)境保護法》到實際操作的《廢棄危險化學品污染環(huán)境防治辦法》《實驗室廢棄化學品收集技術規(guī)范》《實驗室危險廢棄物污染防治技術規(guī)范》等，體現(xiàn)了國家對環(huán)境保護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準和鑒別方法認定的具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應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)進行教學、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，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、處置不當造成的安全事故比例高達20%[7]。實驗室廢液中有機試劑易揮發(fā)、難降解，一旦進入食物鏈，會對生物及人體健康產(chǎn)生極大危害；無機試劑具有較強刺激性、腐蝕性以及重金屬離子富集，會對當?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也會帶來顯性而劇烈的危害。如2021 年廣州某醫(yī)科大學藥學院一名博士研究生在清理通風櫥時，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，還可能造成危廢相互之間發(fā)生反應，產(chǎn)生嚴重后果，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]；荷蘭大部分大學設置健康安全可持續(xù)部門，由該部門負責制定實驗室規(guī)章制度和安排培訓工作，由設備處負責危險廢棄物和儀器設備等的回收，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”，大部分高校設置“環(huán)境保護中心”，負責實驗室廢棄物處理的相關工作[11]。

與發(fā)達國家相比，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、揚州大學、蘭州大學等[12]。兩種方式各有優(yōu)劣，前者由高校每年付出大筆經(jīng)費后獲得第三方的服務，省心省力，但由于第三方數(shù)量稀少，高?？赡苊媾R實驗室危廢出口不暢通的問題；后者從長遠看總成本較低，但場地、設施建設、人員培訓、設備運行維護等在很多方面使適用性受到限制。各高校需要根據(jù)自身情況仔細斟酌。

3 高校實驗室危廢管理問題分析

以A 校現(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，第三方處置費用每噸分別為7 950 元、5 500 元和12 800 元。學校建有丙類化學品倉庫一座，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、無機、含重金屬廢液分類收集，并在廢液桶上張貼標簽，標識廢液信息；廢包裝物確認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，學生人群在實驗室人數(shù)中所占比例較重，而部分學生環(huán)保意識不足，沒有認識到隨意排放危廢，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)生的費用全部由學校承擔，與各分院實驗運行經(jīng)費和各課題組經(jīng)費均不掛鉤，導致個別實驗室大量囤積試劑，導致其過期失效后作為實驗室危險廢物進行處理。由于具有相應資質(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用遠遠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，對實驗過程和結果一般不會產(chǎn)生大的影響，導致實驗室?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)與實驗室管理處設有校級專職安全員一名，主管學校實驗室危廢的相關工作，各分院并無專職安全員進行相關工作的管理。教學型實驗室對實驗室危廢的管理由實驗技術人員負責；科研型實驗室則由團隊負責人指定人員進行管理。由于對危廢管理重視程度低，這項任務承擔者大部分是學生。不同管理人員的能力、專業(yè)水平不同，導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，更有學生走極端，認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，造成學校辦學經(jīng)費的浪費。

3.4 管理體系不完善、落實不到位

A 校實行“學校—學院—實驗室”的三級管理體制，學校級有專職安全員1 名，各學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的獎懲權限，屬于管理學上權責不一致的不利情況，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，對其進行精細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性規(guī)范

分類收集是實驗室危廢收集的原則之一，學校在分類方面缺乏具有可操作性的指導規(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、無機和含重金屬三類，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)生反應的可能。而作為廢液收集必需的成分標識只有部分學院要求填寫，學校對此沒有明確要求。

4 高校實驗室危廢管理改進建議

4.1 改變相關人員對實驗室危廢的認知

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)生前進行主動干預應是更有效的手段，即從“產(chǎn)生后的末端治理”過渡為“源頭控制”[15]， 綠色化學的提倡和廢液原地預處理是兩個可行的方向。

4.1.1 提倡綠色化學

綠色化學以原子經(jīng)濟性和“5R”原則為核心，充分利用反應物中的各個原子，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)濟性，教師在設計實驗方案時應優(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，有機試劑只是作為溶劑存在，不直接參與反應過程[18]，對這類有機溶劑可以考慮提純回收后反復利用。教學或科研計劃實施前，組織教師對實驗方案進行優(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果影響不大[15]，卻可以避免產(chǎn)生大量丙酮廢液。教學實驗涉及人次眾多，是實驗室廢物的主要來源，教師在確保能滿足預期實驗效果的基礎上，改善教學方案，將實驗微型化，對使用的試劑進行等比例的縮小，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)相關性質(zhì)進行中和、還原、氧化、過濾、吸附等方式的預處理，這樣可以大幅減少收集量。例如：集中收集酸堿，中和反應生成水和無機鹽，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實驗廢液，教師可以在實驗末端設計廢液處理環(huán)節(jié)，同樣可以達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

教學實驗進行前，部分溶液會提前配制。配制量需要實驗技術人員盡可能地根據(jù)參與實驗的人數(shù)及實驗消耗量進行估算，在留有冗余量的基礎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，必須做好相應的標識，明確標識溶液成分、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，要督促學生養(yǎng)成規(guī)范的操作習慣，避免試劑因污染而不能使用、因量取不當而額外產(chǎn)廢情況發(fā)生。

4.2.2 組織相關培訓，提升師生專業(yè)水平

由學校組織培訓，使相關人員對實驗室中化學品有正確認識，不要矯枉過正認為所有化學品都必須當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。同時舉辦關于實驗室危廢管理的相關培訓，并就培訓內(nèi)容進行考核，考核未通過者禁止進入實驗室。

4.3 完善管理體系，責任落實到位

管理學中扁平化的組織結構更利于達成組織目標，南京郵電大學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?？梢酝ㄟ^實施獎懲制度，鼓勵師生參與回收利用和預處理過程，將節(jié)約的費用以獎金形式發(fā)放給實驗室，提高人員積極性[21]。并且建立事故追責制度，對不按規(guī)定管理實驗室危廢造成嚴重后果的，如果能核實到當事人，對其進行懲罰；如果沒有實驗室承擔，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重后果，無法確認當事人，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?；菲脚_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 制定權威的具有可操作性的指導規(guī)范

學校組織有實驗室危廢產(chǎn)生的學院共同編制分類說明，明確指出禁忌事項，將分類、收集、標識等工作內(nèi)容標準化、制度化、規(guī)范化。

5 結語

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，將責任落實到位；其次，制定可行的、權威的分類操作規(guī)范，并配備適量的專業(yè)人員；最后，通過培訓、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處理的操作習慣，從而達成降低實驗室危廢量、保證校園安全和環(huán)境安全的目的。