高校實驗室固廢暫存的安全環(huán)境健康管理實踐

劉雪蕾，李恩敬，劉克新

（北京大學(xué) 實驗室與設(shè)備管理部，北京 100871）

黨的十八大以來，環(huán)境保護(hù)被列為治國之本，各級政府相繼出臺和修訂了一系列法律法規(guī)，如《中華人民共和國固體廢棄物污染環(huán)境防治法》《國家危險廢棄物名錄》《實驗室危險廢棄物污染防治技術(shù)規(guī)范》等[1]。政府有關(guān)部門提高了對高校實驗室固體廢棄物（以下簡稱“實驗室固廢”）在校暫存期間的安全與環(huán)境健康的管理要求，因此安全、規(guī)范、環(huán)保、有效地進(jìn)行實驗室固廢管理已成為高校實驗室管理部門的工作重點(diǎn)。本文結(jié)合實踐，針對實驗室固廢的不同類型討論暫存設(shè)施設(shè)計的技術(shù)要點(diǎn)及其安全運(yùn)行和規(guī)范管理方法，旨在提高實驗室固廢在校暫存期間的安全與環(huán)境健康管理水平。

1 高校實驗室固廢情況

在《國家危險廢棄物名錄》中，實驗室固廢屬于HW49其他廢棄物類（代碼 900-047-49）內(nèi)容包括在研究、開發(fā)和教學(xué)活動中，化學(xué)和生物實驗室產(chǎn)生的廢棄物（不包括HW03、900-999-49），還有部分病理性廢棄物，主要指醫(yī)學(xué)實驗室動物的組織、尸體。實驗室固廢主要包括無機(jī)廢液、有機(jī)廢液、廢棄的化學(xué)試劑、含有或直接沾染危險廢棄物的實驗室檢測樣品、廢棄物包裝物、廢棄容器、清洗雜物和過濾介質(zhì)等[2]。

實驗室固廢可分為有機(jī)成分為主和無機(jī)成分為主兩類，包括液態(tài)（廢酸、廢堿、廢油、重金屬廢液、含汞廢液、含氰廢液等）、泥狀（污泥）、固態(tài)（廢紙、廢棄包裝、廢棄容器、化學(xué)試劑）等[2]。按燃燒性分類可包括可燃性、不燃性、難燃性。實驗室固廢主要來自生化實驗廢液、實驗動物尸體、放射性固體廢棄物、瓶裝廢試劑、廢試劑瓶、利器、沾染物等。實驗室固廢能通過不同途徑污染環(huán)境和人體健康，導(dǎo)致有害物質(zhì)滲入到土壤中[3]，排入水體，造成水質(zhì)污染，固態(tài)粉狀污染物隨風(fēng)飄入空氣，造成嚴(yán)重的大氣污染，引發(fā)酸雨[4]，影響公共環(huán)境衛(wèi)生，因此需要通過專業(yè)的方法進(jìn)行處理。實驗室固廢暫存就是指在其進(jìn)行最終轉(zhuǎn)運(yùn)和處理之前，將具有易燃性、爆炸性、感染性、腐蝕性等的實驗室固廢，正確地分類，科學(xué)、安全地暫存，最大程度地減少環(huán)境污染。

近年來，實驗室固廢產(chǎn)量逐年增加，科研機(jī)構(gòu)的實驗室固廢產(chǎn)量隨之大幅度增長。與歐美發(fā)達(dá)國家高校不同，我國高校、中央和地方政府幾乎未對此項工作予以補(bǔ)助，均是由使用單位出資[5]，圖 1為某大學(xué)2008—2018年固廢增長率與設(shè)備投入增長率比較圖。伴隨著政府監(jiān)管部門管理力度的加大，多數(shù)城市出現(xiàn)固廢處理能力不足的情況，導(dǎo)致高校實驗室固廢在校暫存時間越來越長，實驗室安全壓力增大，實驗室管理難度增加。實驗室固廢暫存成為高校實驗室管理的難點(diǎn)、重點(diǎn)工作。

圖1 某大學(xué)2008—2018年固廢增長率與設(shè)備投入增長率比較圖

2 高校實驗室固廢暫存管理方案

2.1 高校固廢暫存管理策略

高校根據(jù)國家和地方政府法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)對實驗室固廢暫存進(jìn)行管理，主要包括《中華人民共和國固體廢棄物污染環(huán)境防治法》《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》《廢棄危險化學(xué)品污染環(huán)境防治辦法》《危險化學(xué)品安全管理條例》《常用化學(xué)危險品貯存通則GB15603-1995》《危險廢棄物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)GB18597-2001》《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求GB/T 28181》《易制爆危險化學(xué)品儲存場所治安防范要求GA1511-2018》《實驗室危險廢棄物污染防治技術(shù)規(guī)范DB11 T 1368—2016》等[1]。各高校相繼出臺了實驗室固廢暫存規(guī)范文件，并依據(jù)國家法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)對校園實驗室固廢暫存、中轉(zhuǎn)儲存設(shè)施和實驗室內(nèi)的固廢區(qū)域進(jìn)行了規(guī)范化管理。

2.1.1 實驗室固廢暫存管理種類

（1）實驗室危險化學(xué)廢棄物的暫存管理。高?；瘜W(xué)實驗室的廢棄物包括大量的化學(xué)反應(yīng)物，成分比較復(fù)雜，大部分化學(xué)廢棄物具有較強(qiáng)的易燃、易爆和有毒的危險性，要求工作人員將廢棄物進(jìn)行安全分類、妥善轉(zhuǎn)運(yùn)、暫存區(qū)域與實驗區(qū)域隔離，遠(yuǎn)離人員密集場所，并進(jìn)行危險信息提示。固定的暫存設(shè)施應(yīng)避免建設(shè)于地下；密閉的實驗室廢棄物暫存設(shè)施或建筑需要將有機(jī)廢棄物與無機(jī)棄物分開存放；保持設(shè)施內(nèi)電路的密封性并確保沒有明火產(chǎn)生；設(shè)施內(nèi)應(yīng)設(shè)有通風(fēng)系統(tǒng)；有廢氣凈化裝置、防盜報警裝置、廢液遺灑處置設(shè)施、高溫報警和降溫處理設(shè)施等。

（2）生物實驗室廢棄物的暫存管理。高校生物實驗室廢棄物包括廢棄化學(xué)試劑、廢棄放射性物質(zhì)、實驗動物廢棄物、生物活性材料廢棄物、實驗器械與耗材廢棄物[6]。生物實驗室廢棄物除了具有化學(xué)廢棄物的危害之外，還具有傳染性、放射性、毒性等。在室內(nèi)暫存時，應(yīng)注意將不同類的廢棄物進(jìn)行分類，利器用專用利器盒存放；傳染性廢棄物應(yīng)扎緊廢棄物袋口，交送實驗室高溫滅菌平臺進(jìn)行處理；實驗動物尸體應(yīng)將利爪包裹于內(nèi)部，用專用的黃色專用動物尸體包裝袋包裝，存放于指定的實驗動物尸體暫存冰箱，并做好登記。沾染物應(yīng)統(tǒng)一存放于沾染物垃圾桶內(nèi)，經(jīng)滅菌后統(tǒng)一暫存。可利用紙箱、噸袋、塑料周轉(zhuǎn)箱等進(jìn)行二次集中包裝，貼上裝箱明細(xì)后，放入暫存柜[7]。廢棄物暫存區(qū)域應(yīng)劃線標(biāo)明并張貼安全提示。生物廢棄物暫存設(shè)施應(yīng)具備化學(xué)廢棄物暫存設(shè)置的所有技術(shù)要求。

（3）放射性廢棄物的暫存管理。對使用非密封放射性物質(zhì)過程中產(chǎn)生的短半衰期的放射性廢液、廢棄物經(jīng)過10個半衰期的衰變后，向?qū)徆懿块T申請解控，經(jīng)相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)給出污染水平檢測值，經(jīng)過審管部門批復(fù)后，按照非放射性物質(zhì)進(jìn)行排放或處理[8]。放射性廢棄物在校內(nèi)暫存時要按照國家相關(guān)法規(guī)要求建設(shè)放射性廢棄物暫存庫，實驗涉及的放射性廢棄物包括放射性實驗動物尸體、放射性實驗廢液等。放射性廢棄物需要在實體建筑中暫存，建筑按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，放射性物品庫需要有專人值守并執(zhí)行嚴(yán)格的進(jìn)出入登記。

2.1.2 實驗室固廢暫存按地點(diǎn)分類的存放要點(diǎn)

（1）實驗室內(nèi)固廢暫存。實驗室固廢產(chǎn)生后應(yīng)暫存在室內(nèi)指定的區(qū)域，并在地面畫出標(biāo)線。實驗室廢液要按照不同類分別存放，并粘貼廢液種類標(biāo)簽，應(yīng)注明危險廢棄物的名稱、來源、數(shù)量、特性和包裝容器的類別、產(chǎn)生日期等。不同類廢液不能混放入同一容器，不相容的危險廢棄物不能堆放在一起，以免引起燃燒、爆炸等實驗室安全事故。工作人員應(yīng)將每次倒入廢液桶的廢液種類進(jìn)行逐一登記。廢液桶承裝量不可超過桶容積的 2/3，蓋好桶蓋；利器、針頭等實驗室固廢應(yīng)存放在塑料或厚紙板制作的容器中，粘貼提示標(biāo)簽，利器頭部向下存放，承裝量不可超過容器的2/3，以防刺傷。

（2）校園內(nèi)固廢暫存。校園內(nèi)固廢暫存設(shè)施分實體建筑和臨時暫存設(shè)施。設(shè)施建設(shè)應(yīng)遠(yuǎn)離易燃、易爆等危險倉庫，設(shè)施內(nèi)要有泄漏液體收集裝置、氣體到出口及氣體凈化裝置，設(shè)施內(nèi)要有安全照明設(shè)施和觀察窗口。不相容的危險廢棄物必須分開存放。工作人員應(yīng)做好危險廢棄物的情況記錄，記錄上須注明危險廢棄物的名稱、來源、數(shù)量、特性和包裝容器的類別、入庫日期、存放庫位、廢棄物出庫日期及接收單位名稱。

由于校園的固廢存儲地點(diǎn)對環(huán)境要求較高，大多數(shù)高校采用集裝箱式實驗室固廢暫存柜（以下簡稱“暫存柜”），作為校園內(nèi)的固廢存放設(shè)施。

2.2 固廢集中暫存設(shè)施——固廢暫存柜

參照一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的固廢暫存設(shè)施建設(shè)經(jīng)驗，近年來，我國的科研機(jī)構(gòu)開始使用集裝箱式實驗室固廢暫存柜。在暫存柜的需求分析、設(shè)計、使用和管理等過程中，我們總結(jié)了一系列科學(xué)、安全、環(huán)保、健康的管理方法，內(nèi)容包括：

（1）暫存柜的組成以及安全要點(diǎn)。暫存柜由柜體、貨架、電氣系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、凈化裝置、個人安全防護(hù)裝備、監(jiān)控系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、預(yù)警和報警系統(tǒng)、安裝基礎(chǔ)設(shè)施等部分組成。與其他物品的暫存設(shè)施不同，實驗室固廢暫存柜有更多的安全要求，在設(shè)計過程中應(yīng)從設(shè)施結(jié)構(gòu)、材料、電氣、消防、應(yīng)急設(shè)施等多角度進(jìn)行安全規(guī)劃。暫存柜體內(nèi)存放的實驗室固廢可能散發(fā)出有機(jī)廢氣，遇柜內(nèi)電器設(shè)備啟動電子打火時可能引發(fā)爆燃[9]，因此暫存柜內(nèi)的電氣設(shè)備應(yīng)該具有防爆功能。另外，暫存柜應(yīng)設(shè)計防雷接地裝置，應(yīng)配備安全物聯(lián)網(wǎng)檢測和監(jiān)控系統(tǒng)，包括：電、氣、溫度、濕度、氣體排放等環(huán)境參數(shù)傳感器[10]。暫存柜內(nèi)地面應(yīng)設(shè)計漏液回收槽，以便廢液桶出現(xiàn)遺撒時導(dǎo)出漏液，還應(yīng)設(shè)計便捷有效的廢氣凈化裝置。此外，暫存柜消防安全系統(tǒng)的設(shè)計，應(yīng)考慮使用干粉滅火器或七氟丙烷滅火器，采用不銹鋼閉式吊環(huán)固定，柜體門口應(yīng)設(shè)置人體靜電釋放柱，主電源介入處應(yīng)安裝獨(dú)立的防雷擊浪涌保護(hù)器，以此防范靜電危害。柜體外還應(yīng)配備緊急洗眼和噴淋器，應(yīng)考慮北方寒冷天氣的設(shè)施可用性。柜體內(nèi)應(yīng)設(shè)置防遺撒應(yīng)急處理包，包括廢液遺撒吸附劑、吸附棉、吸附圍欄等。暫存柜還應(yīng)配有必要的安全警示標(biāo)識，主要包括暫存柜類別、固廢暫存庫標(biāo)識、暫存柜內(nèi)存放貨架標(biāo)線、個人安全防護(hù)佩戴提醒、應(yīng)急噴淋標(biāo)識和檢修記錄表等。在暫存柜防爆處理方面，應(yīng)確保外購第三方防爆設(shè)備的防爆性能，由于暫存柜內(nèi)部電路和控制系統(tǒng)復(fù)雜，電氣設(shè)備較多，在防爆功能控制上需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)同工作、整體封裝，以此實現(xiàn)暫存柜整體防爆。

（2）暫存柜安全健康使用提示。設(shè)計完備的暫存柜能否安全運(yùn)行很大程度上取決于工作人員日常使用行為。應(yīng)經(jīng)常性地組織應(yīng)急演練和實驗室安全培訓(xùn)，增強(qiáng)工作人員的安全意識和緊急情況發(fā)生時的反應(yīng)能力。暫存柜的安全設(shè)施包括應(yīng)急洗眼器、應(yīng)急噴淋、靜電消除棒、滅火器、溫濕度自動報警系統(tǒng)、實驗室個人安全防護(hù)裝備、廢液遺撒應(yīng)急處理包等。實驗室個人安全防護(hù)裝備不應(yīng)存放在暫存柜內(nèi)，主要包括呼吸防護(hù)器、防護(hù)頭盔、防護(hù)服、防護(hù)眼罩、防護(hù)面罩、護(hù)耳器、皮膚防護(hù)用品7類[11]。在進(jìn)入暫存柜工作之前須戴好口罩并穿好防護(hù)服和防護(hù)靴，應(yīng)采用較厚的含活性炭過濾層的口罩，必要時應(yīng)戴護(hù)目鏡進(jìn)入暫存柜，以防化學(xué)試劑蒸汽對眼睛造成傷害。進(jìn)入暫存柜應(yīng)穿著防靜電鞋，鞋面須護(hù)住腳面。

暫存柜內(nèi)的廢液遺撒處理包應(yīng)在出現(xiàn)液體遺撒時使用，根據(jù)遺撒量的不同選用適當(dāng)?shù)膽?yīng)急措施，一般的處理程序是：在遺撒區(qū)覆蓋專用的遺撒吸附劑，將遺撒吸附圍欄沿著遺撒區(qū)域的邊緣進(jìn)行分區(qū)，如果遺撒量較大，吸附劑無法覆蓋所有區(qū)域，則用遺撒吸附棉覆蓋未處理的廢液遺撒區(qū)，然后用清理工具將所有沾染了廢液的吸附棉、吸附劑用專用垃圾袋收集，并扎緊袋口，貼上固廢標(biāo)識，將其按照實驗室危險化學(xué)廢棄物進(jìn)行暫存和處理。在處理過程中，工作人員應(yīng)穿著專用的防化服、防化靴，并戴防毒面具、防化手套等。

目前較成熟的暫存柜廢氣凈化方案包括活性炭吸附、等離子凈化、光化學(xué)催化方式。在治理效果和最終凈化模塊廢棄物環(huán)境影響方面，活性炭吸附凈化是普遍應(yīng)用的凈化方式；等離子凈化完全氧化分解耗時較長，放電效率較低、降解率較低，影響廢氣凈化效果；光催化凈化方式可破壞有機(jī)物中C-C鍵、C-H鍵、C-O鍵、O-H鍵、N-H鍵，通過催化劑表面降解有害氣體，其弊端在于對于廢氣凈化入口端的氣體質(zhì)量要求較高，如混入有機(jī)氣體之外的顆粒物、灰塵等將污染表面催化劑，使催化劑失去活性，降低凈化率。因此，使用以上三種技術(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行暫存柜排放氣體的凈化是比較理想的。

2.3 實驗室固廢暫存管理實例

我校依照相關(guān)法規(guī)執(zhí)行實驗室固廢的日常管理，并建立相應(yīng)的管理制度，包括《實驗室安全管理辦法》《實驗室危險化學(xué)廢棄物處理實施細(xì)則》《動物廢棄物處理實施細(xì)則（試行）》《廢舊放射源和放射性廢棄物管理和處置規(guī)定》。在各實驗室內(nèi)的固廢臨時存放區(qū)用黑黃相間的劃線標(biāo)明固廢存放區(qū)域，承裝廢液桶根據(jù)內(nèi)含物的不同區(qū)分顏色，有機(jī)廢液（含鹵素）容器顏色為黃色，其他有機(jī)廢液的容器為藍(lán)色，無機(jī)廢液（重金屬）的容器為綠色，無極廢液（含氰）的容器顏色為粉色，無極廢液（含汞）的容器為灰色，其他廢液容器為白色[2]。設(shè)置危險廢棄物警示標(biāo)識，符合《環(huán)境保護(hù)圖形標(biāo)識 GB15562.2》的要求，我校實驗室內(nèi)固廢暫存區(qū)文字標(biāo)識包括廢液暫存區(qū)、危險廢棄物區(qū)域（三角標(biāo)）、含鹵有機(jī)物、一般無機(jī)物、一般有機(jī)物、碎玻璃、利器、沾染物垃圾、廢試劑、利器、空試劑瓶。與實驗室固廢管理相關(guān)的通用實驗室安全文字標(biāo)識內(nèi)容包括注意安全、當(dāng)心腐蝕、當(dāng)心爆炸、當(dāng)心銳器、必須戴防護(hù)眼鏡、必須戴防護(hù)手套、必須戴防護(hù)口罩、必須穿防護(hù)服、必須帶防護(hù)面罩、保持通風(fēng)、易燃、生物危害。圖2為我校實驗室廢棄物安全提示標(biāo)識及應(yīng)急處理裝備圖例；圖3為我校實驗室危廢暫存區(qū)標(biāo)識。

圖2 實驗室廢棄物安全提示標(biāo)識及應(yīng)急處理裝備圖例

圖3 實驗室危廢暫存區(qū)圖

在實驗室固廢分類暫存過程存在安全風(fēng)險，尤其需要注意幾種不相容的危險廢棄物，主要包括氰化物與酸類、非氧化廢液混放，產(chǎn)生氰化氫，吸入少量可能會致命；次氯酸鹽與酸類、非氧化廢液混放，產(chǎn)生氯氣，吸入可能會致命；銅、鉻及多種重金屬與酸類、氧化廢液（如硝酸）混放，產(chǎn)生二氧化氮、亞硝酸煙，引起刺激眼目及燒傷皮膚；強(qiáng)酸與強(qiáng)堿廢液混放，產(chǎn)生氨氣，吸入刺激眼目及呼吸道；氧化劑與還原劑混放，可能引起強(qiáng)烈及爆炸性的反應(yīng)及產(chǎn)生熱能等。

我校建立了試劑管理平臺信息化系統(tǒng)[12]，試劑管理平臺集試劑采購、審批、庫房管理、廢棄物處置、結(jié)算、資料查詢、安全教育宣傳于一體，實現(xiàn)試劑全程可追溯、全過程閉環(huán)管理[13]。通過試劑采購和使用量，科學(xué)估算實驗室廢棄物產(chǎn)生量，監(jiān)督實驗室固廢回收情況，進(jìn)一步減小安全隱患和環(huán)境污染[14]。我校建立了試劑平臺廢棄物線上信息提交與現(xiàn)下運(yùn)儲的全流程服務(wù)。實驗室工作人員須按學(xué)校統(tǒng)一要求將廢棄物分類、標(biāo)記，通過試劑平臺系統(tǒng)向?qū)W校申請廢棄物回收服務(wù)，學(xué)校收到信息后，根據(jù)廢棄物種類、產(chǎn)量等信息派出校試劑庫回收工作人員，按規(guī)范操作、上門回收。學(xué)校為回收工作人員提供專業(yè)的培訓(xùn)、服裝、回收工具和防爆運(yùn)輸車輛等，回收后的廢棄物將按規(guī)定統(tǒng)一存放于校級廢棄物暫存柜中。圖4為我校實驗室固廢在校期間流轉(zhuǎn)圖。

圖4 實驗室固廢在校期間流轉(zhuǎn)圖

3 結(jié)語

實驗室固廢暫存的安全、健康、環(huán)保的管理取決于合理的設(shè)施設(shè)計、良好的選址規(guī)劃、人員的規(guī)范使用和設(shè)施后期的維護(hù)維修，缺少任何一個環(huán)節(jié)都無法達(dá)到預(yù)期的目的。隨著科技的進(jìn)步、技術(shù)手段的更新和發(fā)展，實驗室固廢暫存管理成為一項長期、必要的工作。實驗室固廢是由實驗產(chǎn)生的，需要用科學(xué)的方法進(jìn)行環(huán)保減排管理，從源頭控制產(chǎn)量，從根本減少浪費(fèi)，通過加強(qiáng)剩余一般化學(xué)試劑的內(nèi)部交換、剩余試劑回收再利用、使用低毒化學(xué)品進(jìn)行替代、微量的廢液通過稀釋排放等方式進(jìn)行減排。加強(qiáng)固體廢棄物和垃圾處置，提高危險廢棄物處置水平，夯實化學(xué)品風(fēng)險防控基礎(chǔ)，防止污染土壤和地下水[15]，進(jìn)一步增強(qiáng)城市固廢的運(yùn)輸和處理能力是解決固廢在校暫存量大、周期長的根本辦法，需要政府管理部門、執(zhí)行部門和高校實驗室協(xié)同合作，具體落實環(huán)境保護(hù)和實驗室安全工作。