實驗室環(huán)境污染防治現(xiàn)狀及對策

馬紅妍

（濰坊市高新生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，山東濰坊 261061）

科學(xué)技術(shù)服務(wù)業(yè)是推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級優(yōu)化的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，在我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的新時期，實驗室在各地建設(shè)數(shù)量不斷增加。全國建設(shè)項目環(huán)境影響評價信息平臺顯示，2021年8月—2022年1月半年期間，通過企業(yè)自主驗收的“實驗室”類建設(shè)項目約814個，約占全部建設(shè)項目總數(shù)的1.1%。

不同于工業(yè)項目，研究和試驗發(fā)展、臨床檢驗、環(huán)境與生態(tài)檢測、質(zhì)檢等實驗室因建設(shè)規(guī)模小、污染物排放量低，往往成為環(huán)境監(jiān)管盲區(qū)。但研發(fā)實驗過程、特別是生物實驗室和化學(xué)實驗室，涉及使用的化學(xué)藥品等種類多、成分復(fù)雜，廢氣、廢水及固廢污染嚴(yán)重，若治理及監(jiān)管不到位，將影響地區(qū)環(huán)境質(zhì)量及周圍人群健康。

1 環(huán)境治理現(xiàn)狀

1.1 廢氣治理現(xiàn)狀

不同實驗室排放的廢氣種類差別大，化學(xué)實驗室廢氣以有機廢氣和無機酸堿廢氣為主，生物實驗室除以上廢氣外常涉及異味及生物氣溶膠廢氣等，物理實驗室廢氣單一、污染小。實驗室涉及多學(xué)科、多方向，實驗內(nèi)容及方案多變，所用化學(xué)品千差萬別，導(dǎo)致廢氣源分散、成分復(fù)雜、收集難。廢氣收集方式主要有局部收集和整體換風(fēng)收集[1]，局部收集常采用集氣罩、通風(fēng)櫥、通風(fēng)柜等形式。經(jīng)調(diào)查，國內(nèi)部分實驗室廢氣、廢水處理工藝見表1。

表1 國內(nèi)部分實驗室廢氣、廢水處理工藝一覽表

如表1所示，目前常用的實驗室廢氣處理工藝有酸堿液相吸收及活性炭吸附等，其中酸堿液相吸收主要用于處理無機廢氣，活性炭吸附裝置主要用于處理有機廢氣、異味等，部分實驗室采用組合工藝，即“噴淋+活性炭吸附”。實驗廢氣本身污染物濃度低，噴淋法及活性炭吸附法可取得不錯的治理效果，但噴淋和活性炭吸附法易產(chǎn)生廢水、危廢等二次污染。

1.2 廢水治理現(xiàn)狀

實驗室廢水主要包括后道實驗器具清洗廢水等中濃度廢水和冷凝水、水浴廢水等低濃度廢水，成分復(fù)雜，往往含有有機物、重金屬及病原微生物等，若不規(guī)范治理對環(huán)境影響危害大。由于實驗室廢水產(chǎn)生量小、污染物含量低等原因容易被忽略，常因收集不完全、治理不規(guī)范、不同水質(zhì)混流等導(dǎo)致后續(xù)處理難度大。如表1所示，實驗廢水常采用自建污水處理設(shè)施（消毒、沉淀、中和等工藝）或依托園區(qū)污水處理站處理。實驗廢水治理中遇到的最大問題是未完全收集、分質(zhì)分流導(dǎo)致與生活污水混排至市政污水管網(wǎng)，其次是設(shè)施運行管理不規(guī)范導(dǎo)致處理效率低等。

1.3 固廢治理現(xiàn)狀

部分實驗室所在建筑物設(shè)計之初并不是依據(jù)實驗室功能設(shè)計，導(dǎo)致無符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的危廢貯存場所；部分實驗室由于市場調(diào)整及研究方向變化等原因，危廢產(chǎn)生種類多變，客觀上難以分類和管理。實驗室固體廢物產(chǎn)生量大、種類多、成分復(fù)雜，具有經(jīng)常性、間歇性、分散性等特點[2]，存在收集難、儲存難、運輸難、處置難等問題。

實驗室危險廢物在《國家危險廢物名錄》（2021年版）中分類代碼為HW49 900-047-49，主要包括無機廢液、其他有毒有害廢液及沾染上述物質(zhì)的一次性實驗用品、包裝物、過濾吸附介質(zhì)等[3]，此外還常涉及HW01、HW08、HW49等多個非特定行業(yè)危廢種類。由于實驗室危險廢物成分復(fù)雜、行業(yè)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)的缺失，難以形成統(tǒng)一管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

《山東省實驗室廢棄物環(huán)境管理暫行辦法》（2009年1月印發(fā)）、北京市《實驗室危險廢物污染防治技術(shù)規(guī)范》（DB11/T 1368—2016）、《四川省實驗室危險廢物污染防治技術(shù)指南（試行）》（川環(huán)發(fā)〔2017〕73號）、上海市《關(guān)于進(jìn)一步加強實驗室危險廢物環(huán)境管理工作的通知》（滬環(huán)土〔2020〕270號）等文件的印發(fā)為區(qū)域?qū)嶒炇椅U治理提供了依據(jù)，但目前國家層面尚無專門針對實驗室固廢污染控制方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可供參考。

2 防治對策

2.1 規(guī)范選址

根據(jù)《科學(xué)實驗室建筑設(shè)計規(guī)范》（JGJ 91—93）[4]，實驗室應(yīng)節(jié)約用地、符合當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃和環(huán)境保護(hù)的要求，具有良好的基礎(chǔ)設(shè)施條件、安全消防措施建設(shè)條件等，同時滿足用地規(guī)劃和環(huán)境凈化的需要，與易燃、易爆品生產(chǎn)及儲存區(qū)間的安全距離應(yīng)符合規(guī)定；實驗室本身作為兼顧辦公性質(zhì)的區(qū)域，還應(yīng)考慮外環(huán)境對自身的影響，選址應(yīng)避開噪聲等其他污染源或采取相應(yīng)的環(huán)保措施，防治外環(huán)境的干擾；其核心要求為“符合當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃和環(huán)境保護(hù)的要求并采取相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)措施防治對環(huán)境的影響”。近年來隨著實驗室數(shù)量增加、規(guī)劃環(huán)評制度完善，一些地區(qū)建有專業(yè)園區(qū)供實驗室集中入駐，解決了實驗室的選址問題。實驗室產(chǎn)業(yè)集聚程度提高，一方面便于實驗室依托區(qū)位優(yōu)勢快速發(fā)展，另一方面也為實驗室環(huán)保設(shè)施的建設(shè)、依托、公用和環(huán)境管理帶來便利。

2.2 源頭控制

充分發(fā)揮建設(shè)項目環(huán)評審批把關(guān)作用及污染物排放總量指標(biāo)約束作用，在實驗室開工前科學(xué)設(shè)計污染防治措施方案。優(yōu)選污染小的實驗方案及先進(jìn)儀器設(shè)備，最大程度降低樣品采集量、試劑使用量，優(yōu)化實驗方案、實驗流程、設(shè)備方案、監(jiān)測方法，減少有毒有害化學(xué)試劑的使用量及種類，加強數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用。科學(xué)減少實驗批次，從源頭上減少三廢產(chǎn)生。按照實驗批次合理購買試劑材料，減少庫存、避免浪費。加強試劑回收利用，如將有機廢液蒸餾后回收有用組分重復(fù)使用。

采用負(fù)壓方式收集廢氣，多個收集系統(tǒng)共用一套廢氣處理設(shè)備時，應(yīng)注意氣壓不平衡導(dǎo)致的回風(fēng)、竄風(fēng)問題，可通過安裝止回閥、電動閥或增加后置引風(fēng)機等方式解決[1]。實驗室廢水應(yīng)分類收集、分質(zhì)處理，強化操作人員環(huán)保意識，禁止將實驗廢水倒入生活污水管道。兼顧回收，如將廢棄試劑瓶集中收集、集中清洗后交由生產(chǎn)廠家或資源回收公司。實驗器具前兩道高濃度清洗廢水作為危廢處置，后道清洗廢水經(jīng)預(yù)處理后排入市政污水管道。

2.3 強化治理

優(yōu)化實驗室布局、排氣筒布置方案，實驗室密閉微負(fù)壓設(shè)計。實驗室廢氣多種多樣，有機、無機、顆粒物、異味等廢氣較為常見，催化氧化或活性炭吸附等方式處理有機廢氣效果明顯，無機廢氣多采用噴淋塔或SDG吸附等方式處理，顆粒物則可采用旋風(fēng)、布袋、噴淋等處理方式。

通過對實驗廢水成分的調(diào)研分析，針對廢水特點采用單一或組合方式預(yù)處理實驗廢水，總體遵循全過程常溫、常壓、分質(zhì)分流原則，降低廢水污染物濃度，達(dá)標(biāo)排入市政管網(wǎng)。常用的廢水處理方法如利用離子交換法、離子反滲透膜法、化學(xué)沉淀法、電解法、置換法等處理重金屬廢水，采用酸堿中和等處理酸堿廢水，采用電解法、高溫分解法、高級氧化法等處理氰化物廢水，采用萃取、吸附、化學(xué)氧化、微電解等方式處理有機廢水，采用紫外消毒、次氯酸鈉消毒法等處理含病原微生物廢水，并根據(jù)廢水特點綜合設(shè)計廢水處理方案；對于系統(tǒng)開停工、檢修、環(huán)保設(shè)施不達(dá)標(biāo)等非正常工況產(chǎn)生的超標(biāo)廢水，須經(jīng)有效治理后達(dá)標(biāo)排放或作為實驗廢液規(guī)范處置，嚴(yán)禁超標(biāo)排放。

廢棄的培養(yǎng)基等含有病原微生物的固廢，應(yīng)高壓滅菌后規(guī)范處置。動物尸體可自行或委托有資質(zhì)單位采用高溫滅菌技術(shù)或生物降解等技術(shù)進(jìn)行無害化處理，自行處理的須配套污水處理及廢氣凈化系統(tǒng)等。實驗設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)產(chǎn)生的廢油等，過濾沉淀后重復(fù)使用或作為危險廢物規(guī)范處置。

2.4 加強管理

完善法律法規(guī)，細(xì)化實驗室危廢的管理要求、分類標(biāo)準(zhǔn)，使管理和監(jiān)管有章可循。加強制度建設(shè)，制定實驗室操作指南、化學(xué)品管理規(guī)范、藥品及儀器使用規(guī)程、廢物回收操作指南、環(huán)境自行監(jiān)測制度、環(huán)保設(shè)施運行考核與評估制度、實驗廢物規(guī)范處理獎懲制度等，以制度約束和激勵手段提高實驗室環(huán)境安全管理工作效能，杜絕實驗廢水隨意傾倒，實驗廢液、動物尸體及生物組織、廢試劑瓶、廢油等不規(guī)范收集貯存，廢氣未經(jīng)收集無組織排放等現(xiàn)象。固體廢物應(yīng)按照制度規(guī)定和流程認(rèn)真執(zhí)行和落實，做到專門地點集中、專門房間存放、專門容器回收、專門人員管理[5]。實驗室作為責(zé)任主體，應(yīng)加強自查管理，探索第三方環(huán)保管家監(jiān)管服務(wù)模式，通過專業(yè)力量管理，確保污染防控到位。制定應(yīng)急預(yù)案，定期應(yīng)急演練，確保非正常工況或事故狀態(tài)不造成環(huán)境污染。

2.5 從嚴(yán)監(jiān)管

各級生態(tài)環(huán)境主管部門加強宣傳、培訓(xùn)、座談、督導(dǎo)、問診，推進(jìn)實驗室運營方落實環(huán)保主體責(zé)任，加大行業(yè)執(zhí)法檢查力度，將實驗室納入“雙隨機一公開”執(zhí)法范圍，做好問題整改和日常管理工作。借鑒其他行業(yè)成熟監(jiān)管措施，如安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)并與生態(tài)環(huán)境部門聯(lián)網(wǎng)，實時監(jiān)測大氣污染物排放數(shù)據(jù)[6]作為管理依據(jù)。有條件地區(qū)可借助移動監(jiān)測設(shè)備（移動走航監(jiān)測）精準(zhǔn)排查，常用的走航設(shè)備有走航車和無人機等，走行車負(fù)責(zé)近地面環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測，無人機負(fù)責(zé)高空環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，精準(zhǔn)溯源，形成“地面-高空”全方位移動監(jiān)測體系，有效排查實驗室廢氣異常排放，解決廢氣污染發(fā)現(xiàn)難、取證難等問題，有效防控實驗室廢氣污染。

3 結(jié)語

加強實驗室環(huán)境污染防治，是環(huán)境保護(hù)工作精細(xì)化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的必然要求。實驗室污染防治工作可從規(guī)范選址、優(yōu)化實驗方案設(shè)計、加強實驗室管理、注重源頭防治、強化污染集中收集處置等方面開展工作，并注重提高環(huán)保意識、強化日常管理及監(jiān)管，有效防治實驗室廢氣、廢水及固廢對環(huán)境的影響，此外還應(yīng)注意對風(fēng)機、泵類等高噪聲設(shè)備采取加裝隔聲罩、減振墊等措施減小噪聲環(huán)境影響。