实验室废弃物安全管理思考与实践

李冰洋, 黄开胜, 艾德生, 马文川

(清华大学 实验室与设备处, 北京 100084)

高校实验室是实验教学与科学研究的重要场所,实验室安全与清洁是保障师生人身健康、财产安全、科研顺利的必要条件。随着高校开展一流大学和一流学科(双一流)的建设,科学研究得到了快速发展,实验室安全管理如何实现世界一流也随之成为“双一流”建设的重要课题之一。实验室废弃物管理是实验室安全管理的一个重要组成部分,开展实验室废弃物安全管理体系建设并进行有效的实践具有重要意义。但长期以来,许多高校对于实验室废弃物安全管理重视不够,给校园安全带来隐患,甚至对校园及周边环境造成污染,影响了教学科研的顺利进行,阻碍了清洁校园的建设。做好废弃物安全管理工作,需要建立废弃物安全管理完整体系,并将各管理环节落到实处。

1 国内外废弃物安全管理现状

1.1 国外废弃物安全管理现状

国外发达地区和高校对实验室安全管理意识较强,开展实验室安全管理较早,相应法律、法规也较为完善。美国高校实验室废弃物处置主要遵循资源保持和恢复法案来获得框架性依据。很多高校都设立专门的管理机构,将有技术性的安全问题统一管理,并由专业人员提供指导和服务[1]。美国的安全管理体系基于环境、安全与健康体系(EHS),废弃物安全管理体系普遍覆盖面广、教育培训和规程指导性强。麻省理工学院的废弃物管理包括化学、生物、电子、放射性废弃物等多个方面[2-4]。斯坦福大学每年开设有害废物收集等有关废弃物管理的培训课程。在EHS管理体系中,对有害废弃物处理、实验室布置、危险品报备、有毒废弃物销毁等都有详细的规程指引。

日本高校也非常重视环保安全,具有一套科学化、规范化的实验室健康安全环境管理体系。日本的高校设有各具特点的安全环保管理机构。为有效处理实验室废弃物,大多设有环保中心,负责制定管理准则,对收集搬运到环保中心的废弃物进行处理,对校内排放水进行分析检测,并负责做好宣传和培训等工作[5]。以废液处理为例,如日本冈山大学建有实验室专用排水系统,规定废液分类方法,规范废液处置流程,建立废液信息管理系统,检测实验室排出废水水质,从多个方面杜绝污染和安全隐患。日本京都大学,在各实验楼宇的排放口放置了在线pH计,以监测倾倒废酸、废碱的情况。

1.2 国内废弃物安全管理现状

在我国高校,普遍存在重视教学科研,忽视安全环保的观念问题。高校对实验室废弃物安全管理缺少法律、法规约束,实验室废弃物的处置、检测、排放等方面缺少规范[6]。2005年7月,教育部与原国家环保总局联合发布的“关于加强高等学校实验室排污管理的通知”,使实验室废弃物处理工作成为高校建设和谐校园的一项重要工作。但是,目前仍有一些高校对实验室废弃物的处理不够重视,废弃物管理制度不健全,经费投入不足,安全教育和培训不到位[7]。

高校许多实验室将废弃物直接排放,极易造成人身伤害和环境污染。多数高校实验室排水系统与生活污水排放系统没有分开,具有处置危险废弃物资质的机构或企业不足,实验室废弃物堆积问题严重[8-9]。一些高校缺乏对实验室废弃物,如废水废气的排放控制以及治理设备。一些实验室没有任何污染防治控制措施,废水废气直接排放。曾有针对高校实验室环境污染的调查显示,一些实验室存在废弃物直接排放的现象[10]。高校实验室排放的废弃物中多有剧毒物质,直接排入环境中对周围的生态环境造成了严重危害[11-12]。另外,高校实验室在化学品管理方面做得不够规范,由于化学品使用量急剧增加,化学物质固有的危险性所带来的安全、健康和环境问题日益突出[13]。

2 校园主要废弃物管理情况

校园产生的废弃物主要为废水、废气、固体废弃物。对校园废弃物进行分析研究,开展安全清洁生产,可以有效减少和避免污染物的产生。清华大学在学校内部开展清洁生产审核工作,对主要废弃物分布及废弃物产排控制措施进行了分析,结果如表1。

2.1 废水废气排放达标情况

学校对校园整体外排废水和废气进行了检测,废水参照《水污染物综合排放标准》(DB11/307—2013),废气参照《大气污染物综合排放标准》(DB11/501—2017),监测结果见表2和表3,结果显示外排废水废气均达标。

表1 主要废弃物分布及治理措施汇总表

表2 废水排放达标情况

注:废水污染源为紫荆门污水检测井,监测时间为2015.7.1。

表3 废气排放达标情况

2.2 固体废弃物处置情况

我校的固体废弃物包括日常生活垃圾和实验室产生的废弃物,均委托具有处理资质的公司进行统一收集和处理。学校危险废物年处理量见图1,废弃物处理量呈现大幅上升。

3 实验室废弃物安全管理实践

3.1 废弃物处置管理

我校实验室产生的废弃物体量大,容易产生废弃物积压情况。为解决此问题,学校不断探索,形成了统一收集、分类暂存、定期清运的模式,并通过制度保障和教育培训取得了积极成效。

(1) 统一收集。对于产生废弃物量较大的院系,其废弃物由院系统一收集,对于产生废弃物量相对较小且较分散的院系,其废弃物由学校统一收集。师生可以随时预约收集废弃物,这样能及时将实验室有害物质清除,有效消除安全隐患。

图1 学校废弃物逐年处理量

(2) 分类暂存。学校规定对不同种类的废弃物分类暂存,酸、碱、有机溶剂、含卤素的废液等需要分类存放。为了保障废弃物存储的安全性,学校按照国家标准设置了大型废液暂存柜,放置在废弃物暂存点。

(3) 定期清运。学校与废弃物处理公司商定定期进行化学废物的集中分拣和运输,既保障了废弃物的定期清运,又有助于培养学生处理废弃物的意识和习惯。2017年下半年的定期清运量是上半年清运量的2倍,年度废弃物处置量达到历史最高纪录。

(4) 制度保障和教育培训。学校对废弃物处置进行严格的规范,于2017年10月发布了“清华大学实验室危险化学废物处置实施细则”,对危险废物的收集、转运、处理进行了严格要求,规定了管理体系、处理方法和奖惩措施。同时对学校废弃物收集人员和学生进行专业教育培训,确保安全运输。

3.2 废水废气排放管理

由于学校开设实验种类多,产生的废液和废气量大,如果不经过合理排放,则可能对实验室及校园环境产生重大影响。我校在高校中率先进行实验室废水废气的排放指标检测,针对化学系、化工系、医学院、生命学院、环境学院、材料学院、美术学院7个化学品使用较多的院系所在楼宇进行了连续6期的检测,初步取得了废气和废水中主要成分含量的结果,并根据检测结果制定相应的治理措施。同时对约210个实验室进行入室调查,对污染物来源和学生实验操作习惯进行了研究。

3.2.1 废水

按照北京市《水污染物综合排放标准》(DB11/307—2013),对废水水质中的20项具体项目进行了检测,检测项目和方法如表4所示。

表4 水质检测指标和方法

检测结果显示,理化指标良好,有机污染物、微生物、无机物指标合格。通过入室调查,发现废水污染物特征以生活污水来源为主。废水排放情况均符合规定,无违规排放现象。

3.2.2 废气

废气检测参照标准为北京市《大气污染物综合排放标准》(DB11/501—2017)。废气具体检测项目和方法如表5所示。

表5 废气检测指标和方法

检测结果显示,重金属和无机污染物指标符合“无组织排放源监控点浓度限值”排放限值。非甲烷总烃和氯化氢指标低于集中排放源的“大气污染物最高允许排放浓度”。入室调查结果显示,实验用有机试剂是主要挥发性污染物来源,实验管理控制不精细也是污染物来源之一。

3.3 危险化学品管理

我校危险化学品种类繁多,如果由各院系分散管理,则信息统计不全面,对安全隐患不能及时预防。学校积极利用信息化管理手段,于2017年开发并在全校推广使用试剂材料信息管理系统,对所有化学品,尤其是危险化学品实施网络统一采购,并对使用痕迹、废弃物处置、财务报销等进行全面管理。通过该系统,可以了解到具体实验室的危险化学品使用情况,通过数据分析,掌握高危化学品使用地点和使用量,锁定需要重点关注的实验室。同时可以对危化品采购、运送、存储、使用、保管和处置进行全周期管理,从源头上减少了危化品的来源,有效控制了废弃物产生量。

4 实验室废弃物安全管理建议

4.1 不断完善管理制度

做好废弃物安全管理工作需要不断更新和完善管理制度。管理者要明确环境保护和安全的责任应该落实到每个人,而学校可以实施服务式管理,为师生提供更好的环境治理场所和模式。在管理时尽力做好以下几点:完善制度,坚定落实谁生产谁负责、谁污染谁治理的原则；突出重点,对具有较高安全隐患和环保意识较弱的单位进行重点管理；引导预期,使师生形成自觉的环保行为；完善公共服务体系,建立废弃物处理装置和专业化的服务。

4.2 开展系统的教育培训

高校具有良好的教育氛围,教育是能够从根本上改变人们的思想和意识的手段。学校需要在做好学科教育的同时做好安全教育,提高师生的安全意识,同时通过专业化的指导和实践,强化废弃物管理的标准化流程。教育的内容重点在于系统化,教育的形式重点在于多元化,可以在学生培养计划中加入实验室安全的课程,开展慕课等线上课程,使知识传播途径更加广泛。

4.3 加强信息化建设

管理部门可以通过加强信息化建设来提高管理效率。对化学试剂的采购量、使用量、排放量进行准确的统计和监测,以便在整体上把握实验对环境产生的影响；对实验室的废气废水排放进行在线监测,根据结果能够及时发现和解决问题；对废弃物存量进行线上记录,能够使废弃物处置更加快捷；对危险化学品进行信息化管理,当危化品的量超出安全范围时发出预警,可以及时消除安全隐患。

4.4 选择合理技术方案

针对废水的排放管理,可以增加污水处理设施,在排水口安装在线pH、电导率测量仪器,用于监测酸碱排放、有机物和盐类的排放。针对废气的排放管理,可以增加废气处理设施,在废气收集管线上增加一定的过滤、吸附、催化装置,并加强对通风橱的运用和处理,防止有害污染物的积累。针对废弃物处置,可以探索合理的技术方案,减少废弃物的产生量。针对危化品管理,主要通过信息化技术手段,对采购量进行控制,对安全隐患提前预防。

5 结语

废弃物安全管理对于人身安全和环境保护具有重要意义,但是在我国高校中安全管理意识薄弱、管理措施不够有力。为了有效开展废弃物安全管理,需要针对废弃物处置、废水废气排放、危化品管理等管理内容形成统一整体,进行全面且落地的管理。从学校实际情况出发,研究积极有效的措施进行监管和治理,再结合得到的客观结果,分析可行性方案,针对具体问题进行解决,从更新管理体系、加强教育培训、推进信息化建设、选择合理技术等方面探究高效的废弃物安全管理途径。