高校生物實驗室廢棄物分類處理研究與實踐

熊順子, 秦敏君, 徐 毅, 許 杰, 彭華松

(1. 上海交通大學 生命科學技術學院, 上海 200240； 2. 上海交通大學 資產管理與實驗室處, 上海 200240)

高校實驗室是人才培養和科學研究創新的重要場所,也是學校安全管理的重點單位。在我國高校教育和科研事業快速發展中,生物類實驗室呈現出新的特點：實驗類別和項目繁多,生化試劑使用種類廣泛,易燃、易爆危險物品大量使用,易制毒化學品和劇毒物品增加,各類生物材料的使用、廢棄器皿和實驗動物等也增多。由于生物類實驗室廢棄物種類復雜、危險性各異,如不加以妥善處置,必然對環境和人類健康產生很大危害[1-10]。本文通過分析高校生物實驗室廢棄物分類處理的現狀和問題,提出生物類實驗室廢棄物分類處理策略、方法和建議,并付諸上海交通大學生命科學技術學院的實驗室廢棄物分類處理實踐。

1 生物實驗室廢棄物分類處理的現狀和問題

1.1 法規體系初步建成,廢棄物管理規范或有缺失

自2003年SARS事件之后,我國加強了生物安全管理,初步建成了有中國特色的生物安全管理法規體系,成為我國高校生物類實驗室安全管理法制建設的基礎[11]。然而,對于生物學實驗室,仍然存在管理體系不完善和監督力度不足等問題。例如《實驗室生物安全通用要求》(GB19489—2004)對生物實驗室廢棄物處理沒有專門的管理要求[12],生物學實驗室存在執行不嚴的問題[13-14]。因此,研究和制定生物實驗室廢棄物管理和處置規范十分必要。

1.2 生物實驗室廢棄物分類處理不夠規范

不同單位、不同實驗室、甚至不同人員對生物實驗室廢棄物的分類收集的認知、理解和執行存在一些差異。例如有很多人會堅持進行實驗室廢棄物分類投放或收集,但也有一些人不會進行分類投放或收集, 一些實驗室尚未配置廢液分類收集裝置和固體廢棄物分類收集裝置。文獻[12]的調查表明,只有36%的被調研單位在實驗室內對廢棄物進行了詳細、具體的分類,只有28%的被調研單位建立了分類管控的廢棄物倉庫,對不同種類的廢棄物進行全時監控管理。生物實驗室廢棄物分類收集的差異,反映出針對生物實驗室廢棄物分類收集規范的欠缺。研究制定分類收集生物實驗室廢棄物的基本內容、方法以及經費投入、場地設施和收集裝置規范,是提高生物實驗室廢棄物分類收集的有效途徑。

1.3 生物實驗室廢棄物安全處置難度較大

高校實驗室一般由院系與學校職能部門(例如資產處、設備處、保衛處、后勤處等部門)共同管理。如果無標準化的廢棄物管理制度,廢棄物處置很難做到規范和強力約束。有些高校的廢棄物處置空間不足,環保經費投入不足,對實驗廢棄物處置工作培訓不足。這些都是做好生物實驗室廢棄物處理的限制性因素[12]。

在教學科研規模擴大、生物實驗室廢棄物增多的情況下,一些高校生物實驗室廢棄物收集和預處理設施能力已不能滿足需求,而專業廢棄物處理單位的處理設施與處置能力也不足。對某些生物實驗室廢棄物,如環境激素、誘變劑、劇毒物質、有機溶劑、細菌病毒以及核酸蛋白等污染物質,缺少有效的處理技術。對某些污染物質——特別是現代生物性污染物中,潛在生態風險與危害的人工重組基因片斷和重組蛋白等,尚缺乏系統的、準確的評價技術與評價標準[14]。

2 生物實驗室廢棄物分類處置試點工作

2016年9月,上海交通大學生命科學技術學院國家級實驗教學示范中心和植物發育分子生物學實驗室開始進行實驗室廢棄物的分類處置研究試點工作。通過試點實踐,學院實驗室廢棄物的分類收集處置工作有了明顯的改善,初步形成了生物實驗室廢棄物分類處置的管理辦法。

首先,制定了上海交通大學生命科學技術學院實驗室廢棄物分類處置辦法。在學校和學院領導關心支持下,學院規范了實驗室各類廢棄物分類收集處置要求,明確了學院、物業和各實驗室的基本職責,營造了良好氛圍,取得了較好效果。

其次,完善了上海交通大學生命科學技術學院實驗室廢棄物分類收集處置流程(見圖1),加大了執行力度。學院投入資金對各樓層公共垃圾箱、實驗室垃圾桶等進行改造；免費發放垃圾袋,要求所有生活垃圾裝黑色垃圾袋,并對生活垃圾進行分類處理；所有實驗室廢棄物由物業部門統一收集,任何實驗室不得自行丟棄。廢棄物的分類、細化不僅有利于廢棄物的后續處理,更能減少危害、降低處理成本。

通過試點實踐,也發現了一些問題和存在的困難。例如受場地限制,大型滅菌設備的改造無法實現,影響了生物實驗室廢棄物的前期處置；而這是在新實驗大樓建設中應該注意的問題。目前,學院已著手研究生物實驗室廢棄物操作規范,以期建立各種廢棄物的處理程序。

圖1 生物類實驗室廢棄物分類收集處置工作流程

3 生物實驗室廢棄物的分類收集

生物實驗室廢棄物包含化學類廢棄物、生物類廢棄物、放射性廢棄物以及實驗器械與耗材廢棄物等[10，12]。由于有些實驗室辦公區和實驗區沒有分開,生物實驗室廢棄物混雜情況比較突出,實驗廢棄物中往往有一定數量的生活垃圾。要做好生物實驗室廢棄物的分類收集,首先應將生物實驗室區域內的生活垃圾和實驗室廢棄物分開,其次應根據實驗室廢棄物的類型和數量采取不同的收集方法,將廢棄物交專業人員或專業機構進行規范處理。

3.1 化學廢棄物的分類收集

化學廢棄物包括有機物和無機物,其分類情況與危害性見表1[10]。

表1 化學廢棄物的分類與危害

化學廢棄物的分類收集,應根據化學品安全說明書(Material Safety Data Sheet,簡稱MSDS)和廢棄物相容表等進行[15],存放在學校指定的廢棄物收集容器中,并在容器顯著位置標明廢棄物的成分、數量、來源以及聯系人及其電話等信息。

3.2 生物廢棄物的分類收集

廣義的生物廢棄物(bio-hazardous waste,BHW)也包含無害性生物廢棄物[13],主要來自醫療機構、生物學和病理學實驗室、轉基因產業等[16]。由于醫療廢棄物和轉基因生物廢棄物有專門的分類處理規定,本文主要關注生物實驗室生物廢棄物的分類收集,主要包括實驗過程所使用或產生的廢棄動物尸體、病理學廢棄物、血液等廢棄物、感染性培養物、菌株及其他具有感染性的實驗廢棄物等[17]。

3.3 放射性廢棄物

放射性廢棄物是指含有放射性元素或者被放射性元素污染,其濃度或者活度大于國家規定的水平且預期不再使用的廢棄物[10]。放射性元素的使用應取得相應的許可,使用過程中產生的放射性廢棄物的收集處理應該嚴格按照《中華人民共和國放射性污染防治法》《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》和《放射性同位素與射線裝置安全和防護管理辦法》等法律法規執行,由環保局相關部門或具有相應資質的處理單位依法收儲和處理。

3.4 實驗器械與耗材廢棄物

實驗器械與耗材廢棄物主要包括塑料制品、玻璃制品和金屬制品。塑料制品多為一次性用品,如EP管、槍頭、手套、培養皿、注射器等。玻璃制品包括各種培養瓶、試管、試劑瓶、吸管、載玻片、蓋片等[10]。金屬物品包括注射針頭、刀片等。玻璃制品易碎,和金屬制品同為尖銳廢棄物,應該放入專門的銳器收納裝置中收集。塑料制品經過高溫高壓滅菌或化學消毒后收集。

4 生物實驗室廢棄物的處置

生物實驗室廢棄物應該安全存儲、及時處理。

(1) 化學廢棄物可以根據情況進行預處理[18-19]或直接交由學校安全管理部門和廢棄物處理單位。

(2) 生物性廢棄物應收集于標有生物危害的塑料袋中,一般采用高壓蒸汽等方法滅菌,在保證生物廢棄物成分得到有效滅活后,交由學校安全管理部門和廢棄物處理單位進行焚燒處理。動物尸體或被解剖的動物器官需及時按要求消毒,統一送廢棄物倉庫低溫存放,由廢棄物處理單位集中焚燒處理或者填埋。

(3) 金屬物品包括注射針頭、刀片等。玻璃制品易碎,和金屬制品同為尖銳廢棄物,放入專門的銳器收納裝置中收集后,送廢棄物倉庫,交由廢棄物處理單位集中處理。

(4) 非感染性實驗室廢物、塑料制品等經滅菌后原則上可以交由物業按生活垃圾處理。

(5) 放射性廢棄物的收集處理應該嚴格按照《中華人民共和國放射性污染防治法》《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》和《放射性同位素與射線裝置安全和防護管理辦法》等法律法規執行。高等級生物實驗室(BLS-2及以上級別的生物實驗室)應該按照相關實驗室的標準要求對廢棄物進行處理[20]。

5 對高校生物類實驗室廢棄物處理的建議

生物實驗室廢棄物的分類收集和安全處理,是高校生命學科教學科研穩定、有序發展的根本要求,應遵循“以人為本,預防為主”的原則,保證資源配置,完善管理制度,切實落實相關措施,建設平安、和諧、綠色校園。

5.1 加強對師生環保教育,強化環保意識

提倡保護環境,建設生態文明,對師生進行安全、環保教育,特別要加強生物實驗室廢棄物規范處理的宣傳教育,提高實驗人員安全與環保意識,掌握正確的實驗知識與操作技能,養成良好的生物實驗廢棄物安全處理的習慣。

5.2 改進和創新實驗設計,減少污染來源

認真研究教學和科研實驗的目的、方法,分析實驗內容、路徑,從源頭上減少有毒有害廢棄物的產生量。

(1) 科學、合理設計實驗方案,減少重復和浪費,減少試劑用量。

(2) 采用微量實驗、虛擬仿真實驗等手段[21]。

(3) 選擇無毒無害的反應條件,使用新型無污染裝置。

(4) 選用無毒或低毒試劑。例如,采用SYBR Green1代替EB,提高安全性。在液相色譜分析實驗中,盡量使用甲醇替代乙腈。

(5) 建立試劑共享機制,利用學校危險化學品管理系統,鼓勵教學實驗室、科研團隊對用量少的劇毒品或易制毒、易制爆化學品進行共享,例如疊氮化鈉、巰基乙醇等。通過試劑共享,節約實驗資源、降低實驗成本,避免閑置藥品成為廢棄物。

5.3 加強制度建設,規范生物實驗室管理

實驗室要制定每項實驗的標準操作程序(standard operation procedure,SOP)[22]和每一種有毒有害廢棄物的處理程序,例如動物尸體處理、發酵液處理、乙腈處理等程序,讓實驗人員的操作有章可循。每一個實驗人員應按照SOP處理實驗中產生的廢棄物。

建立實驗用品的登記檢查制度和實驗檔案管理制度。每一個實驗人員在領取有毒有害試劑時必須登記,登記內容包括領取時間、姓名、試劑名稱和用量,實驗后須記錄廢棄物處理情況,以備檢查。實驗室管理人員定期根據有毒有害試劑的使用登記,檢查實驗人員的廢棄物處理情況,并記錄檢查結果。