医药行业危险废物产生与污染特性初探

2015-07-18杜世勋卢中华

环境与可持续发展 2015年2期

卫丽杜世勋卢中华崔韬

(1.山西新科联环境技术有限公司，太原 030002;2.山西省生态环境研究中心，太原 030009)

引言

医药产业是关系国计民生的重要产业，是人民健康和社会稳定的重要保障，对构建和谐社会意义重大，医药制造行业是其重要的组成部分。近年来，我国医药制造行业呈现出持续快速增长的态势，但仍存在企业多、小、散等问题，产业集中度低，医药工业园区环保治理基础能力建设薄弱，造成资源浪费和环境污染等问题，产生的危险废物种类、数量、产生环节、特性等信息少，存在环境安全隐患，有必要对医药行业危险废物产生与污染特性进行分析，便于引导医药企业进行危险废物识别与规范化管理。

1 医药制造过程危险废物产生环节分析

我国医药行业按生产工艺可分为三大类，即:发酵类、化学合成类和制剂类。下面分别介绍各类医药生产典型工艺过程和危险废物的产生环节。

1.1 发酵类药物制造

发酵类药物是具有能在低浓度下选择性抑制或灭杀其他种微生物或肿瘤细胞能力的化学物质，包括发酵类抗生素、发酵类维生素、发酵类氨基酸等数百种药物。发酵类药物制造分为胞内提取类制药和胞外提取类制药两类［1］。发酵过程通常以碳源、氮源及无机盐作为培养基，将培养液调节至一定pH、温度等条件下，经过一定时间培养，得到所需的菌丝或发酵液。过滤后，胞内提取类药物将从菌丝中浸出提取药物，经过结晶、精制、破碎、筛分、混合、包装后得到成品。胞外提取类药物则从过滤后的发酵液中提取药物，经过脱色、结晶、精制、破碎、筛分、混合包装后得到成品。其典型工艺及危险废物产生环节如图1 所示。

图1 发酵类医药制造过程危险废物产生环节

如图1 所示，发酵类制药过程中产生的危险废物主要有过滤、脱色、结晶过程产生的废菌丝体、废液、废活性炭或废树脂类废吸附介质，以及溶剂回收过程产生的残渣;发酵、提取、精制、溶剂回收等过程的有机废气吸附处理过程产生的废吸附介质;废水或废液处理过程产生的污泥。另外，破碎、筛分、混合、包装过程中产生的含尘废气经布袋除尘器收集的粉尘也属于危险废物。

1.2 化学合成类药物制造

化学合成类药物制造是以化学原料或药物中间体为起始反应物，经一次或一系列化学反应，生产药物的基本结构，然后将其基本结构进行改造、修饰为目的产物，再经过提取、分离、精制等过程得到成品，其中提取、分离、精制过程与发酵类药物制造过程相似［1］。其典型工艺如图2。

图2 化学合成类医药制造过程危险废物产生环节

如图2 所示，化学合成类药剂制造过程中，产生的危险废物主要为化学反应过程中产生的废催化剂、废溶剂、反应釜残，以及过滤产生的废过滤材料、提取和精制过程产生的釜残、干燥过程产生的粉尘等。其中提取精制釜残经溶剂回收后回用于工艺中，回收过程产生的精馏残液属于危险废物。过滤等环节产生的废母液经处理产生的污泥应进行危险废物鉴别。

1.3 制剂类药物制造

制剂类制药是指药物活性成分和辅料通过混合、加工和配置，形成各种剂型药物的过程。通常分为固体剂型、半固体剂型、液体剂型、气体剂型［1］。生产过程为通过混合、加工、配制、分装等过程，将药品制备成成品。

由图3 可知，制剂类制药过程产生的主要危险废物为药物过滤和药品分装厂房洁净空气产生的废过滤介质，以及粉碎、配料、制粒、干燥、分装过程产生的粉尘，主要为药物本身的成分。

综上所述，医药行业危险废物种类包括以下两大类:HW02 类医药废物和HW02 类以外的危废。

HW02 类医药废物主要涉及化学药品原药、制剂、生物或生化制品、兽药(含砷兽药以外)生产制造过程中产生的蒸馏及反应残渣，母液、反应基或培养基废物，脱色过滤(包括载体)物，废弃的吸附剂、催化剂和溶剂，报废药品及过期原料。

HW02 类以外的危废主要有以下五种:

①废水处理污泥:医药企业废水或废液处理污泥产生量较大且化学成分复杂，未被列入《国家危险废物名录》(2008年)内，但仍需重点关注。据文献［2］记载，某制药企业的废水处理污泥通过急性毒性初筛试验鉴别为危险废物。部分医药企业将具有危险特性的反应废液、蒸馏废液或母液作为生产废水，排至厂内废水处理站，应按照《危险废物鉴别技术规范》(HJ/T298－2007)的具体要求，对这类企业废水处理污泥进行危废属性鉴别。

图3 制剂类医药制造过程危险废物产生环节

②有机废气吸附过滤介质:根据《制药工业污染防治技术政策》(环保部公告2012年第18 号)，某些医药制造过程中产生有机溶剂废气，此类废气处理过程中产生的废活性炭等吸附过滤介质，应作为危险废物处置。

③药尘:根据《制药工业污染防治技术政策》(环保部公告2012年第18 号)，除尘设施捕集的不可回收利用的药尘，应作为危险废物处置。

④危废焚烧飞灰及残渣:部分医药企业将废菌丝、反应残渣、蒸馏残渣、废母液、废活性炭类吸附剂等危险废物送至企业内的锅炉进行焚烧处置，产生的飞灰和炉渣均属于HW18 焚烧处置残渣类危险废物。

⑤废矿物油、废乳化液:多数原料药和制剂类医药企业生产规模大、自动化程度高，采用机油、润滑油、乳化液等，定期产生废矿物油(HW08)、废乳化液(HW09)，其产生量随各企业仪器维护保养情况、管理水平及清洁生产水平的不同而存在较大差异。

2 医药行业危险废物污染特性

根据前文分析，医药制造行业产生的主要危险废物具有毒性、易燃性、腐蚀性、化学反应性、感染性等危害特性，其中的有毒有害物质如化学物质、病源微生物等可以通过环境介质－大气、土壤、地表或地下水进入生态系统形成化学物质型污染和病原体型污染，对人体产生危害，同时破坏生态环境，导致不可逆生态变化［4］。污染途径取决于危险废物本身的物理、化学和生物性质，而且与危险废物贮存与处置场所的防渗措施及地质、水文和水文地质等条件有关。各类危险废物的污染特性具体如下。

2.1 废菌丝渣

废菌丝渣主要来自抗生素类药物生产过程，由于存于菌渣中的的残留抗生素进入环境后可以促进耐药细菌的发生和传播，而被列为危险废物。对于产生胞外抗生素的菌体而言，其液固分离后的滤饼即为抗生素废渣;对于产生胞内抗生素的滤饼，经过溶媒浸泡提取后再液固分离的滤饼即为抗生素菌渣［3］。

其主要组成包括未被完全提取的微量抗生素及其他代谢产物;未被抗生素产生菌完全利用的各种不溶性成分，如淀粉和黄豆粉等复合碳氮源、不溶性盐等;以及抗生素产生菌菌体［3］。具有易燃性、感染性、毒性等危害特性。

环境中抗生素的危害性主要表现在:通过影响环境中各种微生物的种群数量及其他较高等生物如水生生物、植物、动物的种群结构和营养转移方式，破坏环境中固有的以食物链为联系的生态系统的平衡;在环境中诱发大量耐药菌的产生，并大量繁殖和传播，最终影响人类健康［4］。

2.2 蒸馏残渣或残液

丙酮、异丙醇、乙酸丁酯等作为医药行业生产工序中的常用溶剂，其母液常采用蒸馏塔回收再利用，产生蒸馏塔釜残液属于危险废物。某制药厂的废液热值高达28000～32000kJ/kg［5］。丙酮极度易燃，具刺激性，对人类健康危害大。长期接触该品出现眩晕、灼烧感、咽炎、支气管炎、乏力、易激动等。皮肤长期反复接触可致皮炎。急性中毒主要表现为对中枢神经系统的麻醉作用，出现乏力、恶心、头痛、头晕、易激动。重者发生呕吐、气急、痉挛，甚至昏迷。异丙醇、乙酸丁酯等与丙酮具有类似的特性，均易燃、有毒、易挥发，属于危险化学品。

2.3 废吸附介质

医药行业中多采用活性炭作为吸附介质。活性炭是一种多孔性含碳物质，具有很强的吸附剂，被广泛应用于医药工业，如:葡萄糖、链霉素、庆大霉素、磺胺类、生物碱、激素类、氨基酸、扑热息痛、微生物B6等成品、半成品的脱色、提纯、强力霉素触媒载体，或用作有机溶剂废气处理的吸附过滤物或载体等方面［6］。因此，废活性炭含有毒或有害的有机溶剂或其他有害污染物，具有易燃性和毒性。

2.4 过期原料或药品

过期原料或药品一旦过了有效期就成为废弃化学品或劣药，不但达不到预期疗效，还可能加大药品的毒副作用，服用后直接危害人体健康。大多数药品过期后容易分散、蒸发，散发出有害气体，造成室内环境污染，严重时对人体呼吸道产生危害。冲剂、蜜丸等加入赋型剂的药品，在一定温度下会发生霉变，滋生细菌，而这总霉变用肉眼难以辨识［7］。

2.5 废水处理污泥

废水处理污泥的成分主要受废水水质影响。医药制造行业废水主要来自原料药、制剂药及生物制药废水。其中原料药生产过程多样，主要采用化学方法，生产废水的水质、水量变化范围较大，废水中主要为有机污染物、废酸、废碱、悬浮物、氨氮、油类与各种重金属以及难生物降解物和微生物生长抑制剂。原料药生产过程本身大量使用各种化学原料，但由于多步反应，原料利用率低，大部分随废水排放，对环境造成相当恶劣的影响［8］。

医药废水处理污泥的主要成分有菌体、有机污染物、残留药、重金属等，可能具有反应性、浸出毒性和急性毒性等危险特性。

3 结论与建议

近年来我国医药制造行业呈现出持续快速增长的态势，但仍存在企业多、小、散等问题，产业集中度低，医药工业园区环保治理基础能力建设薄弱，造成资源浪费和环境污染等问题，产生的危险废物种类、数量、产生环节、特性等信息少，存在环境安全隐患，有必要对医药行业危险废物产生与污染特性进行分析，便于引导医药企业进行危险废物识别与规范化管理。本文列举出发酵类、化学合成类、制剂类等三大类医药生产工艺中的危险废物产生环节，分析了各环节产生的危险废物种类、主要有害成分及危害特性，为医药制造行业提高生产危险废物识别能力，实现医药行业全过程规范化管理提供了有益指导。

医药行业危险废物具有毒性、易燃性、腐蚀性、化学反应性、感染性等危害特性。医药行业主要危险废物有蒸馏及反应残渣、废反应基、废过滤介质、废吸附介质、废催化剂、废溶剂，报废药品、过期原料等。另外，原料药生产废水处理污泥产生量较大，成分复杂，需进行危险废物属性鉴别。此外，还需关注废矿物油、废乳化液、危险废物焚烧残渣及飞灰。

建议环境保护主管部门及医药企业开展危险废物基本知识普及，法规政策宣贯，危险废物规范化管理与技术培训等工作;提高医药企业危险废物识别水平和管理意识;依法监管，正确识别违法违规行为，依法处理违法企业;督促企业将危险废物自行处置工程内容纳入项目环境影响评价及企业日常生产管理，规范危废鉴别管理，完善医药行业危险废物申报、贮存、转移及处置等全过程规范化管理，消除安全隐患，保障公众健康，维护社会安定。

［1］环境保护部环境工程评估中心，化工石化及医药类环境影响评价［M］．北京:中国环境科学出版社，2012．

［2］刘宏力．搬迁医药企业用地土壤调查与环境风险分析［J］．安徽农业科学，2007，35(20):6209－6210．

［3］杨秋芳．医药行业危险废物来源、特性与安全处理处置措施和对策［J］．魅力中国，2009［33］卷:185－186．

［4］张红娟．抗生素菌渣堆肥化处理研究［D］．河南:郑州大学，2010，7．

［5］张绍坤．有机废液和废气联合焚烧处理技术的研究与应用［J］．工业炉，2012，34(4):34－37．

［6］刘军利．活性炭在医药中的应用［J］．第六次全国活性炭学术研讨会，126－127．

［7］韩为莲．过期药品的危害与回收［J］．中国当代医药，2010，17(29):156－157．

［8］潘涛，李安峰等．废水污染控制技术手册［M］．北京:化学工业出版社，2013．

［9］孙绍锋．危险废物高温熔渣玻璃化技术在填埋减量中的应用［J］．环境与可持续发展，2013，38(5):50－53．

［10］罗庆明．电子废物生产者责任延伸制的国外实践及对我国的启示［J］．环境与可持续发展，2013，38(5):54－56．

［11］刘文佳．完善污泥土地利用标准以确保土壤环境安全［J］．环境与可持续发展，2013，38(5):57－59．

［12］聂静．儿童铅暴露健康风险防范对策国内外概况［J］．环境与可持续发展，2013，38(5):60－63．