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 實驗室與設備管理部，北京 100871）

黨的十八大以來，環(huán)境保護被列為治國之本，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規(guī)范》等[1]。政府有關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。本文結(jié)合實踐，針對實驗室固廢的不同類型討論暫存設施設計的技術要點及其安全運行和規(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)和教學活動中，化學和生物實驗室產(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)學實驗室動物的組織、尸體。實驗室固廢主要包括無機廢液、有機廢液、廢棄的化學試劑、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成分為主和無機成分為主兩類，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)粉狀污染物隨風飄入空氣，造成嚴重的大氣污染，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)的方法進行處理。實驗室固廢暫存就是指在其進行最終轉(zhuǎn)運和處理之前，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、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，科研機構(gòu)的實驗室固廢產(chǎn)量隨之大幅度增長。與歐美發(fā)達國家高校不同，我國高校、中央和地方政府幾乎未對此項工作予以補助，均是由使用單位出資[5]，圖 1為某大學2008—2018年固廢增長率與設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、重點工作。

圖1 某大學2008—2018年固廢增長率與設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)和標準對實驗室固廢暫存進行管理，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)境保護法》《廢棄危險化學品污染環(huán)境防治辦法》《危險化學品安全管理條例》《常用化學危險品貯存通則GB15603-1995》《危險廢棄物貯存污染控制標準GB18597-2001》《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術要求GB/T 28181》《易制爆危險化學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)和標準對校園實驗室固廢暫存、中轉(zhuǎn)儲存設施和實驗室內(nèi)的固廢區(qū)域進行了規(guī)范化管理。

2.1.1 實驗室固廢暫存管理種類

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

（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，應注意將不同類的廢棄物進行分類，利器用專用利器盒存放；傳染性廢棄物應扎緊廢棄物袋口，交送實驗室高溫滅菌平臺進行處理；實驗動物尸體應將利爪包裹于內(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)箱等進行二次集中包裝，貼上裝箱明細后，放入暫存柜[7]。廢棄物暫存區(qū)域應劃線標明并張貼安全提示。生物廢棄物暫存設施應具備化學廢棄物暫存設置的所有技術要求。

（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)相關檢測機構(gòu)給出污染水平檢測值，經(jīng)過審管部門批復后，按照非放射性物質(zhì)進行排放或處理[8]。放射性廢棄物在校內(nèi)暫存時要按照國家相關法規(guī)要求建設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，建筑按照相關標準建設，放射性物品庫需要有專人值守并執(zhí)行嚴格的進出入登記。

2.1.2 實驗室固廢暫存按地點分類的存放要點

（1）實驗室內(nèi)固廢暫存。實驗室固廢產(chǎn)生后應暫存在室內(nèi)指定的區(qū)域，并在地面畫出標線。實驗室廢液要按照不同類分別存放，并粘貼廢液種類標簽，應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。工作人員應將每次倒入廢液桶的廢液種類進行逐一登記。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存放在塑料或厚紙板制作的容器中，粘貼提示標簽，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)固廢暫存設施分實體建筑和臨時暫存設施。設施建設應遠離易燃、易爆等危險倉庫，設施內(nèi)要有泄漏液體收集裝置、氣體到出口及氣體凈化裝置，設施內(nèi)要有安全照明設施和觀察窗口。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)的固廢存放設施。

2.2 固廢集中暫存設施——固廢暫存柜

參照一些發(fā)達國家和地區(qū)的固廢暫存設施建設經(jīng)驗，近年來，我國的科研機構(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、設計、使用和管理等過程中，我們總結(jié)了一系列科學、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。暫存柜由柜體、貨架、電氣系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、凈化裝置、個人安全防護裝備、監(jiān)控系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、排風系統(tǒng)、預警和報警系統(tǒng)、安裝基礎設施等部分組成。與其他物品的暫存設施不同，實驗室固廢暫存柜有更多的安全要求，在設計過程中應從設施結(jié)構(gòu)、材料、電氣、消防、應急設施等多角度進行安全規(guī)劃。暫存柜體內(nèi)存放的實驗室固廢可能散發(fā)出有機廢氣，遇柜內(nèi)電器設備啟動電子打火時可能引發(fā)爆燃[9]，因此暫存柜內(nèi)的電氣設備應該具有防爆功能。另外，暫存柜應設計防雷接地裝置，應配備安全物聯(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)地面應設計漏液回收槽，以便廢液桶出現(xiàn)遺撒時導出漏液，還應設計便捷有效的廢氣凈化裝置。此外，暫存柜消防安全系統(tǒng)的設計，應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，柜體門口應設置人體靜電釋放柱，主電源介入處應安裝獨立的防雷擊浪涌保護器，以此防范靜電危害。柜體外還應配備緊急洗眼和噴淋器，應考慮北方寒冷天氣的設施可用性。柜體內(nèi)應設置防遺撒應急處理包，包括廢液遺撒吸附劑、吸附棉、吸附圍欄等。暫存柜還應配有必要的安全警示標識，主要包括暫存柜類別、固廢暫存庫標識、暫存柜內(nèi)存放貨架標線、個人安全防護佩戴提醒、應急噴淋標識和檢修記錄表等。在暫存柜防爆處理方面，應確保外購第三方防爆設備的防爆性能，由于暫存柜內(nèi)部電路和控制系統(tǒng)復雜，電氣設備較多，在防爆功能控制上需要統(tǒng)一標準、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。設計完備的暫存柜能否安全運行很大程度上取決于工作人員日常使用行為。應經(jīng)常性地組織應急演練和實驗室安全培訓，增強工作人員的安全意識和緊急情況發(fā)生時的反應能力。暫存柜的安全設施包括應急洗眼器、應急噴淋、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裝備、廢液遺撒應急處理包等。實驗室個人安全防護裝備不應存放在暫存柜內(nèi)，主要包括呼吸防護器、防護頭盔、防護服、防護眼罩、防護面罩、護耳器、皮膚防護用品7類[11]。在進入暫存柜工作之前須戴好口罩并穿好防護服和防護靴，應采用較厚的含活性炭過濾層的口罩，必要時應戴護目鏡進入暫存柜，以防化學試劑蒸汽對眼睛造成傷害。進入暫存柜應穿著防靜電鞋，鞋面須護住腳面。

暫存柜內(nèi)的廢液遺撒處理包應在出現(xiàn)液體遺撒時使用，根據(jù)遺撒量的不同選用適當?shù)膽贝胧话愕奶幚沓绦蚴牵涸谶z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，貼上固廢標識，將其按照實驗室危險化學廢棄物進行暫存和處理。在處理過程中，工作人員應穿著專用的防化服、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，使用以上三種技術相結(jié)合的方式進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

我校依照相關法規(guī)執(zhí)行實驗室固廢的日常管理，并建立相應的管理制度，包括《實驗室安全管理辦法》《實驗室危險化學廢棄物處理實施細則》《動物廢棄物處理實施細則（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，有機廢液（含鹵素）容器顏色為黃色，其他有機廢液的容器為藍色，無機廢液（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]。設置危險廢棄物警示標識，符合《環(huán)境保護圖形標識 GB15562.2》的要求，我校實驗室內(nèi)固廢暫存區(qū)文字標識包括廢液暫存區(qū)、危險廢棄物區(qū)域（三角標）、含鹵有機物、一般無機物、一般有機物、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的通用實驗室安全文字標識內(nèi)容包括注意安全、當心腐蝕、當心爆炸、當心銳器、必須戴防護眼鏡、必須戴防護手套、必須戴防護口罩、必須穿防護服、必須帶防護面罩、保持通風、易燃、生物危害。圖2為我校實驗室廢棄物安全提示標識及應急處理裝備圖例；圖3為我校實驗室危廢暫存區(qū)標識。

圖2 實驗室廢棄物安全提示標識及應急處理裝備圖例

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；強酸與強堿廢液混放，產(chǎn)生氨氣，吸入刺激眼目及呼吸道；氧化劑與還原劑混放，可能引起強烈及爆炸性的反應及產(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)下運儲的全流程服務。實驗室工作人員須按學校統(tǒng)一要求將廢棄物分類、標記，通過試劑平臺系統(tǒng)向?qū)W校申請廢棄物回收服務，學校收到信息后，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。學校為回收工作人員提供專業(yè)的培訓、服裝、回收工具和防爆運輸車輛等，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施設計、良好的選址規(guī)劃、人員的規(guī)范使用和設施后期的維護維修，缺少任何一個環(huán)節(jié)都無法達到預期的目的。隨著科技的進步、技術手段的更新和發(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，需要用科學的方法進行環(huán)保減排管理，從源頭控制產(chǎn)量，從根本減少浪費，通過加強剩余一般化學試劑的內(nèi)部交換、剩余試劑回收再利用、使用低毒化學品進行替代、微量的廢液通過稀釋排放等方式進行減排。加強固體廢棄物和垃圾處置，提高危險廢棄物處置水平，夯實化學品風險防控基礎，防止污染土壤和地下水[15]，進一步增強城市固廢的運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)境保護和實驗室安全工作。