實驗室環境污染防治現狀淺析

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摘要：隨著實驗室數量的增加，其產生的廢氣、廢水、固廢等污染問題逐漸凸顯，選址分散、行業管理不規范、環保意識及監管不到位等多種原因導致實驗室環境污染治理有待提升。通過對實驗室三廢產生原因、特點分析及治理現狀的調研，探討了實驗室污染治理對策。

關鍵詞：實驗室；環境污染；治理措施；對策

科學技術服務業是推動產業結構升級優化的關鍵產業，在我國經濟高質量發展的新時期，實驗室在各地建設數量不斷增加。全國建設項目環境影響評價信息平臺顯示，2021年8月—2022年1月半年期間，通過企業自主驗收的“實驗室”類建設項目約814個，約占全部建設項目總數的1.1%。不同于工業項目，研究和試驗發展、臨床檢驗、環境與生態檢測、質檢等實驗室因建設規模小、污染物排放量低，往往成為環境監管盲區。但研發實驗過程、特別是生物實驗室和化學實驗室，涉及使用的化學藥品等種類多、成分復雜，廢氣、廢水及固廢污染嚴重，若治理及監管不到位，將影響地區環境質量及周圍人群健康。

1環境治理現狀

1.1廢氣治理現狀

不同實驗室排放的廢氣種類差別大，化學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。實驗室涉及多學科、多方向，實驗內容及方案多變，所用化學品千差萬別，導致廢氣源分散、成分復雜、收集難。廢氣收集方式主要有局部收集和整體換風收集[1]，局部收集常采用集氣罩、通風櫥、通風柜等形式。經調查，國內部分實驗室廢氣、廢水處理工藝見表1。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生廢水、危廢等二次污染。

1.2廢水治理現狀

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，成分復雜，往往含有有機物、重金屬及病原微生物等，若不規范治理對環境影響危害大。由于實驗室廢水產生量小、污染物含量低等原因容易被忽略，常因收集不完全、治理不規范、不同水質混流等導致后續處理難度大。如表1所示，實驗廢水常采用自建污水處理設施（消毒、沉淀、中和等工藝）或依托園區污水處理站處理。實驗廢水治理中遇到的最大問題是未完全收集、分質分流導致與生活污水混排至市政污水管網，其次是設施運行管理不規范導致處理效率低等。

1.3固廢治理現狀

部分實驗室所在建筑物設計之初并不是依據實驗室功能設計，導致無符合標準規范的危廢貯存場所；部分實驗室由于市場調整及研究方向變化等原因，危廢產生種類多變，客觀上難以分類和管理。實驗室固體廢物產生量大、種類多、成分復雜，具有經常性、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HW49900-047-49，主要包括無機廢液、其他有毒有害廢液及沾染上述物質的一次性實驗用品、包裝物、過濾吸附介質等[3]，此外還常涉及HW01、HW08、HW49等多個非特定行業危廢種類。由于實驗室危險廢物成分復雜、行業環境保護法律法規的缺失，難以形成統一管理標準規范。《山東省實驗室廢棄物環境管理暫行辦法》（2009年1月印發）、北京市《實驗室危險廢物污染防治技術規范》（DB11/T1368—2016）、《四川省實驗室危險廢物污染防治技術指南（試行）》（川環發〔2017〕73號）、上海市《關于進一步加強實驗室危險廢物環境管理工作的通知》（滬環土〔2020〕270號）等文件的印發為區域實驗室危廢治理提供了依據，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準規范可供參考。

2防治對策

2.1規范選址

根據《科學實驗室建筑設計規范》（JGJ91—93）[4]，實驗室應節約用地、符合當地城市規劃和環境保護的要求，具有良好的基礎設施條件、安全消防措施建設條件等，同時滿足用地規劃和環境凈化的需要，與易燃、易爆品生產及儲存區間的安全距離應符合規定；實驗室本身作為兼顧辦公性質的區域，還應考慮外環境對自身的影響，選址應避開噪聲等其他污染源或采取相應的環保措施，防治外環境的干擾；其核心要求為“符合當地城市規劃和環境保護的要求并采取相應的環境保護措施防治對環境的影響”。近年來隨著實驗室數量增加、規劃環評制度完善，一些地區建有專業園區供實驗室集中入駐，解決了實驗室的選址問題。實驗室產業集聚程度提高，一方面便于實驗室依托區位優勢快速發展，另一方面也為實驗室環保設施的建設、依托、公用和環境管理帶來便利。

2.2源頭控制

充分發揮建設項目環評審批把關作用及污染物排放總量指標約束作用，在實驗室開工前科學設計污染防治措施方案。優選污染小的實驗方案及先進儀器設備，最大程度降低樣品采集量、試劑使用量，優化實驗方案、實驗流程、設備方案、監測方法，減少有毒有害化學試劑的使用量及種類，加強數據分析等應用。科學減少實驗批次，從源頭上減少三廢產生。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使用。采用負壓方式收集廢氣，多個收集系統共用一套廢氣處理設備時，應注意氣壓不平衡導致的回風、竄風問題，可通過安裝止回閥、電動閥或增加后置引風機等方式解決[1]。實驗室廢水應分類收集、分質處理，強化操作人員環保意識，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，后道清洗廢水經預處理后排入市政污水管道。

2.3強化治理

優化實驗室布局、排氣筒布置方案，實驗室密閉微負壓設計。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、布袋、噴淋等處理方式。通過對實驗廢水成分的調研分析，針對廢水特點采用單一或組合方式預處理實驗廢水，總體遵循全過程常溫、常壓、分質分流原則，降低廢水污染物濃度，達標排入市政管網。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，并根據廢水特點綜合設計廢水處理方案；對于系統開停工、檢修、環保設施不達標等非正常工況產生的超標廢水，須經有效治理后達標排放或作為實驗廢液規范處置，嚴禁超標排放。廢棄的培養基等含有病原微生物的固廢，應高壓滅菌后規范處置。動物尸體可自行或委托有資質單位采用高溫滅菌技術或生物降解等技術進行無害化處理，自行處理的須配套污水處理及廢氣凈化系統等。實驗設備維護保養產生的廢油等，過濾沉淀后重復使用或作為危險廢物規范處置。

2.4加強管理

完善法律法規，細化實驗室危廢的管理要求、分類標準，使管理和監管有章可循。加強制度建設，制定實驗室操作指南、化學品管理規范、藥品及儀器使用規程、廢物回收操作指南、環境自行監測制度、環保設施運行考核與評估制度、實驗廢物規范處理獎懲制度等，以制度約束和激勵手段提高實驗室環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、廢油等不規范收集貯存，廢氣未經收集無組織排放等現象。固體廢物應按照制度規定和流程認真執行和落實，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]。實驗室作為責任主體，應加強自查管理，探索第三方環保管家監管服務模式，通過專業力量管理，確保污染防控到位。制定應急預案，定期應急演練，確保非正常工況或事故狀態不造成環境污染。

2.5從嚴監管

各級生態環境主管部門加強宣傳、培訓、座談、督導、問診，推進實驗室運營方落實環保主體責任，加大行業執法檢查力度，將實驗室納入“雙隨機一公開”執法范圍，做好問題整改和日常管理工作。借鑒其他行業成熟監管措施，如安裝在線監測系統并與生態環境部門聯網，實時監測大氣污染物排放數據[6]作為管理依據。有條件地區可借助移動監測設備（移動走航監測）精準排查，常用的走航設備有走航車和無人機等，走行車負責近地面環境空氣質量監測，無人機負責高空環境質量監測，精準溯源，形成“地面-高空”全方位移動監測體系，有效排查實驗室廢氣異常排放，解決廢氣污染發現難、取證難等問題，有效防控實驗室廢氣污染。

3結語

加強實驗室環境污染防治，是環境保護工作精細化、專業化、標準化的必然要求。實驗室污染防治工作可從規范選址、優化實驗方案設計、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，并注重提高環保意識、強化日常管理及監管，有效防治實驗室廢氣、廢水及固廢對環境的影響，此外還應注意對風機、泵類等高噪聲設備采取加裝隔聲罩、減振墊等措施減小噪聲環境影響。

作者:馬紅妍 單位:濰坊市高新生態環境監控中心