綜合性大學實驗室“三廢”治理探討

周驥平, 張　鍵, 何朝龍, 張惠芹, 周　俊, 王國田

(1. 揚州大學 實驗室與設備管理處, 江蘇 揚州　225009；2. 揚州大學 環(huán)境科學與工程學院, 江蘇 揚州　225009)

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綜合性大學實驗室“三廢”治理探討

周驥平1, 張鍵2, 何朝龍1, 張惠芹1, 周俊1, 王國田1

(1. 揚州大學 實驗室與設備管理處, 江蘇 揚州225009；2. 揚州大學 環(huán)境科學與工程學院, 江蘇 揚州225009)

在對高校實驗室“三廢”現(xiàn)狀分析的基礎上提出了建立實驗室廢液處理體系、實驗室廢氣凈化系統(tǒng)、實驗室動物尸體處理系統(tǒng)和實驗室廢棄試劑瓶處理系統(tǒng)的治理新體系,并提出通過做好實驗室“三廢”的源頭管理、加大管理制度的建設力度和成立“三廢”管理機構(gòu),強化“三廢”治理的過程監(jiān)督與檢查的規(guī)范化,實現(xiàn)高校實驗室的綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。

“三廢”治理； 實驗室管理； 綠色可持續(xù)發(fā)展

實驗室“三廢”是指廢氣、廢渣(固體廢棄物)、廢液(水),以及噪聲、輻射、粉塵等環(huán)境污染因素[1]。隨著國家對教育事業(yè)的高度重視及政策的支持,作為教學和科研的支撐和保障,綜合性大學的實驗設施和條件在近幾年得到了突飛猛進的發(fā)展,但隨之產(chǎn)生的實驗室“三廢”量也隨之快速增長。由于認識不到位以及相關技術的原因,“三廢”的治理與大學教學、科研事業(yè)的發(fā)展要求還存在著很大的差距[2]。

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)保總局于2005年7月聯(lián)合發(fā)布的《關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。然而,從目前來看,我國很多高校實驗室“三廢”的治理還僅僅停留在初期的發(fā)展水平。因為受到管理理念、經(jīng)費以及儀器設備等條件的約束,實驗室“三廢”的處理很難滿足高校實驗室發(fā)展的需求,并嚴重制約了教學、科研的可持續(xù)發(fā)展。為此,我們充分發(fā)揮綜合性大學學科門類齊全的優(yōu)勢,依托環(huán)境科學與工程學院的學科、專業(yè)和人才,并與相關企業(yè)合作共建,積極構(gòu)建實驗室“三廢”治理體系、規(guī)范治理過程,取得了良好的效果[3]。

1　高校實驗室“三廢”現(xiàn)狀分析

當前,國內(nèi)有少部分高校已經(jīng)摸索了一些如委托外單位統(tǒng)一收集處理廢液或小范圍治理實驗室廢棄物等辦法來治理實驗室“三廢”,但隨著我國高等教育的持續(xù)快速發(fā)展,辦學規(guī)模不斷擴大、教育投入持續(xù)增長,教學實驗及科研活動日益頻繁,學生、科研人員在實驗室進行的各種各樣實驗消耗了許多種類的資源,隨之產(chǎn)生的 “三廢”日益增多,現(xiàn)有“三廢”處理模式已經(jīng)不能適應新時期的發(fā)展要求。

1.1實驗室人員環(huán)保意識不強

隨著高校實驗室管理的力度加大,實驗室的環(huán)境、衛(wèi)生也早已納入實驗室工作考核的范疇,但由于宣傳和教育的力度不夠,實驗室人員的環(huán)保意識不強。部分實驗室人員在處理實驗室“三廢”時往往出現(xiàn)為了確保自己實驗室內(nèi)部衛(wèi)生而將實驗廢液隨意傾倒、將實驗動物尸體直接亂扔或自行挖洞深埋、實驗室廢氣隨意排放等不規(guī)范行為。這樣的行為看似保證了實驗室安全和衛(wèi)生,但卻對周圍環(huán)境和地下水源等造成污染,也給動物疫病防控留下安全隱患,給大氣造成污染,甚至威脅人民群眾的健康。這是“偽環(huán)保”者行為,并沒有做到規(guī)范處理“三廢”[4]。

1.2監(jiān)督管理體制不健全

環(huán)境監(jiān)督及動物衛(wèi)生監(jiān)督機構(gòu)勢單力薄,難以管控到位。綜合性大學實驗室涉及學科多,實驗室種類繁雜,實驗室人員環(huán)保意識良莠不齊。實驗室與設備管理部門除了實驗室日常管理外還兼顧儀器設備的采購、實驗室設備維修與管理、實驗室安全管理等各項職能,管理人員偏少,工作任務重。盡管在很多實驗室安全重要部位安裝24小時監(jiān)控設備,可以隨時掌握實驗室運行狀況,但因缺乏相應的懲罰措施及條例,有時發(fā)現(xiàn)實驗人員違規(guī)處理“三廢”,也僅僅局限于批評教育,并沒有深層次的懲罰,沒有觸及違規(guī)操作人員的個人利益,懲罰力度不夠[5]。

1.3處理設施及場所缺乏

我國現(xiàn)有的環(huán)保工業(yè)發(fā)展相對高校實驗室的發(fā)展是滯后的,專門處理高校實驗室“三廢”的相關機構(gòu)和企業(yè)也是寥寥無幾。綜合性大學一般都是多校區(qū)辦學,實驗室“三廢”也相對分散在不同的校區(qū)。目前,“三廢”處理設施缺乏,導致很多高校想處理實驗室“三廢”卻找不到廠家或者無力承擔高昂的處理費用。實驗室“三廢”變成“燙山芋”,扔不得也留不得。分散在各個校區(qū)的實驗室“三廢”物給實驗室及周邊環(huán)境帶來安全隱患,給高校實驗室管理帶來新的挑戰(zhàn)[6]。

1.4專項經(jīng)費缺乏

目前,高校對實驗室建設的經(jīng)費預算,一般只考慮到了實驗室的儀器、設備、實驗室改造裝修、實驗室搬遷建設、實驗室安全、實驗室設備維修等幾方面。其中實驗室安全經(jīng)費涵蓋特種設備的檢驗和維護、實驗室安全管理、安全設備購置等方面。作為實驗室安全建設的一部分,實驗室“三廢”處理需要購置設備、建設場所、車輛運輸、儀器研發(fā)、人員工資等專項經(jīng)費的支撐,但由于諸多因素的影響,專項經(jīng)費的缺乏讓實驗室“三廢”處理工作陷入了進退兩難的窘狀。

2　高校實驗室“三廢”治理的必要性和緊迫性

2.1高校教育事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

根據(jù)國家有關規(guī)定,為防止實驗室“三廢”擴散污染環(huán)境,應根據(jù)實驗室“三廢”的特點,對其進行規(guī)范的分類收集，存放、集中處理,但據(jù)不完全統(tǒng)計,很多高校并未做到規(guī)范操作。如此不規(guī)范的操作將會導致土壤污染、水質(zhì)污染、大氣污染、農(nóng)產(chǎn)品污染,甚至危害人和動物的健康[7]。

高校實驗室為學校教學和科研的發(fā)展做出了巨大的貢獻，但在收獲教學和科研成果的同時,不得不承受實驗室“三廢”帶來的可怕后果和深遠影響。為了學校教育事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,現(xiàn)有的實驗室“三廢”處理方式必須改變。我們不能以犧牲生態(tài)為代價來換取成績,不能把實驗室打造成環(huán)境污染的“殺手”,不能讓師生及校園周邊居民以健康為代價以身試毒。高校實驗室綠色可持續(xù)的發(fā)展要求實驗室既能出成果,又要規(guī)范處理好實驗室“三廢”。站在事業(yè)發(fā)展的高度上看,推動實驗室“三廢”治理工作是非常必要的。

2.2實驗室及周邊的環(huán)境

高校實驗室及周邊的環(huán)境是同樣令人擔憂。因為缺乏專業(yè)的通風系統(tǒng)和廢氣處理裝置,有實驗室的教學樓內(nèi),空氣渾濁、氣味熏人；因為缺乏廢液處理裝置或不規(guī)范處理廢液,實驗室方圓幾百米內(nèi)水域污染,導致水里無魚蟹生存；隨地亂扔的動物尸體,混雜在教學及生活垃圾里,惡臭熏天、細菌滋生；廢棄試劑瓶的隨意傾倒,殘留化學試劑的氣味及試劑殘渣也影響實驗室環(huán)境。

黨的十八大提出的“生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀,給自然留下更多修復空間,給農(nóng)業(yè)留下更多良田,給子孫后代留下天藍、地綠、水凈的美好家園”,要求我們必須樹立生態(tài)文明價值觀和科學發(fā)展觀,高校實驗室的建設和發(fā)展必須切實保障從事教學、科研活動師生的身心健康。因此,迫切需要盡早改進目前的實驗室“三廢”處理方式。

3　高校實驗室 “三廢”治理體系的構(gòu)建

根據(jù)實驗室廢棄物的屬性，可將其大致分成實驗廢液、廢氣、實驗試劑瓶、實驗動物尸體等幾大類。我們依托相關學科的專業(yè)實驗室,統(tǒng)一規(guī)劃建設廢液處理中心、并實驗動物尸體處理中心、試劑瓶處理中心,研制廢氣凈化處理裝置。通過實行集中無害化處理,確保教學、科研實驗安全、有序運行。

3.1實驗室廢液處理體系

針對實驗室廢液管理難、處理難的問題,建構(gòu)了包含分類收集、包裝、標簽、運輸、貯存、轉(zhuǎn)運、處理7個模塊的實驗室廢液處置體系。各校區(qū)實驗室廢液轉(zhuǎn)運至環(huán)工學院后,按照我校自主研發(fā)的處理工藝進行處理(見圖1)[8-9]。

圖1　實驗室廢液處理工藝流程圖

各校區(qū)轉(zhuǎn)運至環(huán)境學院的污水先分類注入不同的廢液貯槽,再依次泵入氧化還原反應器進行氧化還原預處理后排入混合池,與環(huán)境學院實驗樓內(nèi)各實驗室排放的洗滌廢水混合后入物化處理單元進行微電解、混凝沉淀等物化處理,再排入調(diào)節(jié)池,與實驗樓內(nèi)生活污水混合后泵入生化處理裝置進行生化處理,最后經(jīng)過深度處理、消毒后排入校區(qū)景觀河道。該處理裝置的反應過程均通過計算機控制,通過事先設定的處理程序規(guī)范處理，每年可以處理實驗室廢液120多噸。經(jīng)檢驗,實驗室廢液經(jīng)該裝置處理后排放時均能達到國家排放標準。

3.2實驗室廢氣凈化系統(tǒng)

師生在實驗室進行相關化學實驗會產(chǎn)生含硫酸(H2SO4)、氯化氫(HCL)、氟化氫(HF)、鉻酸霧(GrO3)、氫氰酸(HCN)、硫化氫(H2S)以及氨氣(NH3)、堿蒸汽等水溶性氣體的酸霧,嚴重危害師生健康。為此,我校自主研發(fā)了酸霧廢氣凈化處理裝置,具體流程如圖2所示。

圖2　實驗室酸霧廢氣凈化系統(tǒng)工藝流程圖

風機根據(jù)使用風量的要求變頻運行,將師生在通風柜里實驗產(chǎn)生的酸霧接入凈化塔,根據(jù)酸堿中和的原理傳到玻璃鋼酸霧凈化塔進行處理,處理后的氣體從樓頂排放,吸收的廢液排至污水池集中處理。

實驗室廢液處理裝置在處理廢液時會產(chǎn)生惡臭帶來二次污染,為此,我校研發(fā)了實驗室惡臭廢氣處理裝置,具體流程如圖3所示

該裝置分為室內(nèi)和室外兩部分,室內(nèi)主要是氧化還原反應器集風罩、混凝沉淀器集風罩、豎流式沉淀器集風罩和微電解反應器集風罩。收集到的廢氣經(jīng)反應、風機吸入泵入洗滌塔后傳輸?shù)缴锏螢V塔處理后達標排放。目前,酸霧處理裝置最大處理量12 000 m3/h，惡臭廢氣處理裝置最大處理量8 000 m3/h。

3.3實驗動物尸體處理系統(tǒng)

為防止因?qū)嶒瀯游锸w處理不當而污染教學環(huán)境的事件發(fā)生。我校建立了實驗動物尸體處理中心。通過高溫滅菌技術和生物降解技術的有機結(jié)合處理病害動物尸體組織,達到無害化處理要求(見圖4)。

圖3　實驗室惡臭廢氣處理裝置工藝流程圖

運輸?shù)絼游锸w處理中心的動物尸體,若數(shù)量少或者體積小可先冷凍貯存，當動物廢棄物體積大或數(shù)量達到一定程度時,提前將暫存在冷凍箱的動物廢棄物拿出來解凍,產(chǎn)生解凍廢水(W1)與新運進的動物廢棄物一起裝入上料車自動上料,再加入輔料及降解劑,通過高溫滅菌,生物降解處理[10-11]。處理過程中會產(chǎn)生氨氣(G1)、甲烷(G2)、含油廢水(W2),和殘渣(S1)。廢氣包括水汽、氨氣、硫化氫等均經(jīng)過處理系統(tǒng)冷凝、過濾、消毒,尾氣經(jīng)生物除臭設備處理后排放。殘余氣體經(jīng)過生物濾料和活性炭過濾、除臭處理,然后排放。廢液的來源為冷凍品解凍廢水(W1)、部分油廢水(W2)、地面及設備沖洗廢水。為使外排污水不把有害細菌、致病病毒帶入水體,在排放前需對污水進行處理。處理工藝流程如圖5所示。

圖4　高溫降解處理實驗動物尸體工藝流程示意圖

圖5　實驗動物尸體處理中的污水處理工藝流程圖

經(jīng)過網(wǎng)格篩選瀝出的污水注入集水池,后經(jīng)水泵泵入混合消毒管,通過采用二氧化氯發(fā)生器消毒預處理后的污水,匯入動物醫(yī)院地下活毒廢水處理系統(tǒng)后進入城市污水管網(wǎng)。廢渣經(jīng)高溫降解處理出渣后經(jīng)檢驗合格,可做土壤添加劑或做肥料。

3.4廢棄試劑瓶處理系統(tǒng)

實驗試劑瓶因存儲危化品而造成使用后空瓶處理的難題。針對校內(nèi)各實驗室存在的因廢棄試劑瓶無法處理亂堆亂放影響實驗室環(huán)境,以及由于個別學生亂扔試劑瓶而發(fā)生意外的現(xiàn)象,我校建立了廢棄試劑瓶回收處理中心,具體操作流程如圖6。

圖6　試劑瓶處理流程圖

各實驗室試劑瓶在使用完拋棄之前,由使用人員進行簡單預處理并確保瓶內(nèi)無殘留后,填寫好拋棄單與廢棄試劑瓶一同存放到本單位集中收集點,由校運輸中心負責轉(zhuǎn)運廢棄試劑瓶回收處理中心。中心利用半自動洗瓶機對廢棄試劑瓶進行批量清洗。清洗后的廢液進入廢液處理中心處理,達標后排放。清洗后的試劑瓶聯(lián)系物資回收單位上門回收。本項目的實施,能夠有效地對廢試劑瓶進行再生利用,經(jīng)濟且環(huán)保,符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

4　高校實驗室“三廢”治理的規(guī)范管理

“三廢”治理體系的構(gòu)建只是解決了實驗室“三廢”處理的硬件條件,只有通過對“三廢”處理過程的規(guī)范管理,才能真正發(fā)揮作用,取得實效。

4.1積極做好實驗室“三廢”源頭管理

實驗室“三廢”的治理要從源頭上抓起。首先從實驗內(nèi)容上進行優(yōu)化,以便減少廢棄物的產(chǎn)生。在對實驗室環(huán)境綜合分析的基礎上,對所開設的實驗進行整體優(yōu)化,制訂出具體的方案。如:精選實驗內(nèi)容,嚴格控制反應條件,去掉污染嚴重、危害性大的實驗；大力推廣微型化學實驗,其試劑用量是常規(guī)實驗用量的1/10～1/1000,大大減少藥品用量,實現(xiàn)物盡其用；采用先進的儀器,減少環(huán)境危害；采用多媒體系統(tǒng)模擬仿真手段進行實驗。

對于在教學和科研實驗中必然產(chǎn)生的“三廢”,按照“分類收集,集中處理”的原則,在實驗室外放置各類廢物回收箱,實驗人員將實驗產(chǎn)生的“三廢”按類別置放于實驗室指定的收集容器中,最后由實驗室管理機構(gòu)定期分類集中統(tǒng)一處理。同時加大教育和宣傳的力度,積極推進實驗室準入制度,讓每一個走進實驗室的教師和學生知曉實驗室“三廢”的處理規(guī)定,引導師生養(yǎng)成正確處理廢物的良好習慣。“三廢”集中處理安排專人負責,并及時收集清理,定期集中處理,還要對實驗室收集的“三廢”種類、數(shù)量、時間進行登記、清點,以便核查,避免實驗人員私自處置,污染環(huán)境。

4.2加大實驗室管理制度建設力度

解決好高校實驗室“三廢”問題,就要更新實驗室管理理念,通過建立、健全管理體系和機構(gòu),實施有效的實驗室管理責任制和實驗室安全事故認定和責任追究等制度,找準工作著力點,找到抓手,扎實開展工作。

(1) 建立行之有效的管理制度。構(gòu)建實驗室“三廢”的管理體系,包括環(huán)境管理制度和管理原則。一般包括化學藥品安全管理規(guī)定、相關人員培訓制度、化學實驗整體優(yōu)化原則、化學藥品及儀器使用程序化原則、實驗操作指導、廢棄物回收處理操作指導、環(huán)境監(jiān)測制度、評估與考核制度等，編制成守則,放置在實驗室醒目位置,使實驗室工作人員和學生都有章可循,而不是處于“盲目無知”的狀態(tài)。

(2) 成立“三廢”管理機構(gòu)。有了好的制度,就要做好執(zhí)行和落實,要執(zhí)行和落實好制度,就必須要相關的機構(gòu)去檢查、監(jiān)督和貫徹。因此,要通過“三廢”管理機構(gòu),落實和保證4“專”,即“專門地點集中、專門房間、專門容器存放、專門人員管理”。管理機構(gòu)主要職責是貫徹落實管理制度,監(jiān)督實驗室人員對“三廢”的處理,檢查收集的廢棄物是否分類存放于特定的地點和容器,定期開展實驗室環(huán)保安全教育和培訓,使“三廢”的管理人人重視、個個參與,對于違規(guī)操作的學院和個人要按照責任追究制度,進行責任追究。

4.3加強“三廢”治理過程的監(jiān)督與檢查

實驗室“三廢”治理是一項長期而復雜的系統(tǒng)工程,因涉及人員、實驗室廢棄物較多,管理稍不到位就會導致安全危害的產(chǎn)生。所以,必須要加強治理過程的監(jiān)督與檢查才能促進“三廢”處理的效果,才能有利于實驗室管理水平的提高,維護實驗室安全和周邊環(huán)境。可以通過制定工作規(guī)范、常規(guī)督促與不定期抽查相結(jié)合,通過聘請實驗室安全督導督促檢查,認真治理“三廢”處理不規(guī)范行為、亂作為等行為。健全投訴受理機制,加大責任追究力度,對有令不行、有禁不止的失職、違紀等行為，依據(jù)有關的規(guī)章制度,加大處理力度，甚至追究相關領導的責任。

5　結(jié)語

高校實驗室所產(chǎn)生的污染,雖然數(shù)量小,但品種繁多,其對環(huán)境和人類造成的危害非常嚴重。高校實驗室應嚴格遵循國家環(huán)境保護總局下發(fā)的《關于加強高等學校實驗室排污管理的通知》,將高校實驗室納入環(huán)境監(jiān)管范圍,并全面推行實驗室環(huán)境管理體系,規(guī)范實驗室的各種行為。

我校“三廢”處理體系構(gòu)建后,目前可年處理實驗試劑廢棄瓶4萬多個,處理實驗室廢液120多噸,處理實驗動物尸體25噸,實現(xiàn)實驗室廢氣的無害化處理、達標排放。酸霧處理裝置最大處理量12 000 m3/h；惡臭廢氣處理裝置最大處理量8 000 m3/h。我們將不斷完善實驗室“三廢”治理體系,開展技術攻關,提高治理效果,促進我校實驗室又好又快地發(fā)展。

References)

[1] 徐靜年,蘇建茹,郭奮.高校實驗室污染不容忽視[J].實驗技術與管理,2005,22(11 ):130-132.

[2] 瞿振元.高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的實現(xiàn)途徑[J].中國高等教育,2013(2):12-21.

[3] 劉延東.深化高等教育改革走以提高質(zhì)量為核心的內(nèi)涵式發(fā)展道路[J].中國高等教育,2012(11):4-9.

[4] 易國順,趙邦枝,李名家,等.高校實驗室安全與環(huán)保的現(xiàn)狀分析和對策研究[J].實驗技術與管理,2010,27(5):170-176.

[5] 劉晶晶,劉丹,李啟彬,等.高校實驗室污染現(xiàn)狀調(diào)查及排污管理方案研究[J].四川環(huán)境,2006,25(4):6-9.

[6] 彭彬.化學實驗室“三廢”的處理方法[J].四川環(huán)境,2004,23(6):118-121.

[7] 周暉.環(huán)境監(jiān)測實驗室的污染現(xiàn)狀及防治措施[J].環(huán)境研究與監(jiān)測,2013(9):41-44.

[8] 李芳蓉,張建民,劉鳳霞,等.高校化學實驗室廢水污染防治對策[J].實驗室研究與探索,2014,33(11):308-312.

[9] 張絢愛.高校化學實驗室有機廢液的無害化處理[J].實驗科學與技術,2013,11(6):105-108.

[10] 王昆華,金衛(wèi)華.對動物尸體無害化處理的認識與建議[J].云南畜牧獸醫(yī),2008(增刊1):103-105.

[11] 郭立民,李鐵企,林世武,等.淺談動物尸體處理現(xiàn)狀與危害及對策[J].中國動物檢疫,2007,24(6):8.

Discussion on laboratory “Three Wastes” treatment in comprehensive universities

ZhouJiping1, Zhang Jian2, He Chaolong1, Zhang Huiqin1, Zhou Jun1, Wang Guotian1

(1. Laboratory and Equipment Management Office,Yangzhou University, Yangzhou 225009, China;2.School of Environmental Science and Engineering,Yangzhou University, Yangzhou 225009, China)

With the development of comprehensive universities,there is a big gap between the laboratory “Three Wastes”treatment and the requirement of scientific education and research. Based on the current situation,this article offers a new laboratory waste management system,including waste liquid treatment system,waste gas purify system,animal body processing system and reagent bottles cleaning system,arguing that through the waste source control, rule making of standardized management and establishment of regulatory agencies,strengthening supervision and inspection, a green and sustainable development mode can be created for university laboratory waste management.

“Three Wastes” treatment; laboratory management; green and sustainable development

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.06.056

2016-01-07

2015年江蘇省高等教育教改研究立項課題“綜合性大學實驗室管理的效能體系構(gòu)建與應用實踐”(2015JSJG292)；揚州大學“高端人才支撐計劃”的資助

周驥平(1960—),男,江蘇靖江,工學博士,教授,博士生導師,處長,研究方向為機電控制及自動化裝備,教育管理

E-mail：jpzhou@yzu.edu.cn

張惠芹(1974—),女,江蘇泰州,工程碩士,助理研究員,科長,研究方向為教育管理.

E-mail：hqzhang@yzu.edu.cn

G482

A

1002-4956(2016)6-0216-05

實驗室安全與環(huán)保