生物制药行业环境影响评价工程分析探讨

徐雅青

(上海格林曼环境技术有限公司，上海 200001)

当前，生物医药产业是我国重点发展的战略性新兴产业，生物医药产业发展“十四五”规划中提出需加快打造具有全球影响力的生物医药产业创新高地和世界级生物医药产业集群[1]。通过环评工程分析充分理清生物制药生产过程的排污并采取有效的污染控制措施尤为重要。

1 生物制药行业项目特点

生物医药是指生物工程、发酵、提取等利用生物体或生物过程制造药物的生产过程[2]。常见的生物制药工艺及产品包括：动物细胞生产蛋白产品等，微生物如大肠杆菌、酵母菌生产蛋白、疫苗产品，CAR-T等细胞免疫产品，利用腺病毒感染细胞生产腺病毒疫苗产品，微生物生产质粒、mRNA疫苗产品，蛋白与小分子药物偶联药物等。

生物制药项目的主要特点为：生产同类产品的工艺过程相似，但原料配方及控制条件略有不同，工艺过程反应复杂；废水污染物浓度高、总水量大；固体废物产生处置量大；涉及有机溶剂纯化工艺的项目环境风险较大；具有生物安全风险。

2 生物制药环评类别及概况

2.1 环评类别判定

根据《建设项目环境影响评价分类管理名录》以及地方分类管理名录细化规定，除单纯药品复配、分装的生物药品制造应该编制环评报告书。项目所在区域如属于实施规划环评与项目环评联动区域，可根据联动条件判定是否简化为环境影响报告表。

以笔者所在上海为例，根据《上海市建设项目环境影响评价重点行业名录》，生物药品制品制造工艺如不涉及《制药工业大气污染物排放标准》(DB31/310005)定义的发酵类或高致病性病原微生物的，则不属于重点工艺，可以简化为环评报告表。因此采用大肠杆菌、酵母菌等微生物培养生产蛋白类产品、疫苗，CAR-T细胞培养等均不属于重点工艺。

2.2 规划相符性

①产业政策相符性

根据《“十四五”生物产业发展规划》、《医药工业发展规划指南》、《产业结构调整指导目录》以及地方性文件如《上海工业及生产性服务业指导目录和布局指南》《上海市促进生物医药产业健康发展实施意见》、《上海产业结构调整负面清单》，生物制药建设符合国家和上海市产业政策[3]。

②规划相符性

生物制药项目还应符合所在园区规划环评中的环境准入要求、污染物排放管控、产业控制带要求以及区域“三线一单”要求，具体包括：准入产业类别、空间布局及管控要求、资源开发利用要求、污染控制措施、环境风险管控要求等。需特别关注对大气评价等级、动物房、恶臭异味物质、生物风险等级、环境风险的管控要求。

③其他符合性

生物制药项目环评还需要分析与《制药建设项目环境影响评价文件审批原则》的符合性，以及与其他区域性管理要求如《上海市清洁空气行动计划》、《上海市生态环境保护和建设三年行动计划》中污染物控制要求符合性等。

2.3 项目概况

生物制药项目概况需详细介绍项目内容：项目具体位置及是否涉及管控带，项目工程组成及规模，产品方案(包括生产批次、单批次产量、产品规格等)，主要生产、质检、研发、公辅设备种类和数量，主要生产、质检、研发、公用工程原辅料种类、年用量、最大在线量等，公用工程概况(包括供气、供热、供电、暖通、制水、给排水、车间消毒灭活工程等)，总平面图及内部布局图，物料平衡，水平衡等。对于一些特殊项目，如胰岛素及衍生物生产项目，纯化工序会使用大量高浓度有机溶剂并产生低浓度有机废液，需做溶剂平衡。

3 生物制药行业产排污及污染防治措施

在产排污识别阶段,应结合工艺流程、原辅料种类、生产及公辅设施情况,参考生物药品制品制造、锅炉等排污许可证申请与核发技术规范中的产排污环节等进行综合分析识别。

3.1 废气产排污环节及污染控制措施

生物制药项目废气一般包括发酵罐废气、液体原料配液废气、粉末状原料称量粉尘、提取废气、纯化废气、溶剂回收废气、固体制剂粉尘、环境消毒废气,及配套动物房臭气、质检/研发废气、生化法处理污水废气、危废暂存间废气、锅炉废气、储罐等物料储存/输送废气、食堂烹饪油烟等。

①采用动物细胞培养产生的呼吸废气，经发酵罐上过滤阀过滤后排入室内经洁净空调排出室外或管道直连至室外排放。而微生物发酵废气因菌体异味较大，且可能会添加甲醇、氨水等物质，发酵废气需经过滤阀过滤后管道直连至屋顶活性炭或喷淋装置处理后排放。

②液体原料配液废气、提取废气、纯化废气、溶剂回收废气一般包括酸性、碱性、VOCs等废气，可通过负压称量罩、通风橱或管道直连等方式收集至屋顶装置处理后排放。浓度较低风量较小时可采用活性炭或喷淋装置处理，废气浓度较高时可采用催化氧化、燃烧等措施。

③粉末原料称量在负压称量罩内进行，产生的粉尘经设备自带高效过滤器拦截后和未完全收集的粉尘于室内循环，最终通过净化通风系统于楼顶排放。

④阳性对照实验等涉及微生物的操作均在生物安全柜内操作，产生的生物气溶胶经高效过滤器处理后柜内循环，部分排至环境。

⑤质检/研发实验产生的废气以低浓度有机废气为主，少量酸性废气，进气浓度较低，风量不大，废气可通过通风橱、万向罩等装置收集至屋顶活性炭或喷淋装置处理后排放。

⑥配套动物房、生化法处理污水废气主要为氨、硫化氢、臭气浓度等，经集中排风收集至生物滤池、活性炭或喷淋装置处理后高空排放。

⑦危废暂存间的液态危废均使用密闭容器储存，固态危废均使用专用密封袋袋装储存，储存过程残留的培养基会产生少量异味，主要污染因子为臭气浓度。废气经整室通风收集至活性炭装置处理后高空排放。同时，布局上可靠近污水处理站，与污水处理站废气合并处置。

⑧洁净车间内定期可能使用乙醇、杀孢子剂、酸酚、碱酚等消毒剂消毒，消毒废气经洁净车间内空调系统排至室外。该部分废气属于无组织废气，环评会要求企业尽量采用不产生或低VOCs含量的消毒试剂，或尽量设置通风橱、万向罩、整室通风等收集消毒废气。

⑨天然气或轻质柴油锅炉采用低氮燃烧器，燃烧烟气经直连管道送至室外高空排放。

⑩储罐可能储存的物料包括有机溶剂、酸性液体、碱性液体，储存时会产生大、小呼吸废气，储罐区动静密封点会产生挥发废气。物料装卸时可以设置平衡管避免产生大呼吸废气；储罐小呼吸废气经密闭收集至活性炭或喷淋装置处理后高空排放；动静密封点应尽量采用无泄漏泵减少VOCs排放。

3.2 废水产排污环节及污染控制措施

生物制药过程的废水包括工艺废水、实验废水、洗衣废水、制水废水、冷却塔排水、锅炉排水、灭菌冷凝废水、环境清洁废水、洗衣废水、动物房废水、食堂含油废水及碱喷淋废水、生物滤池废水等。

其中工艺废水包括发酵罐前道清洗废水、深层过滤冲洗废水等含生物活性的高浓度废水，及发酵罐后道清洗废水、后续工序冲洗废水等不含细胞体的低浓度废水等。

生物制药废水具有水量大、废水类型多、部分废水污染物浓度高、具有生物活性等特点[4]。废水收集应“分质分流、分类处理”，有生物活性的废水应先灭活预处理，高浓度废水应单独收集至调节池进行混凝沉淀、气浮、氧化等预处理后与低浓度废水混合进入后续生化处理工艺。生物医药废水通常采用生化法处理[5]，如A/O、A2O、多级反硝化、MBR膜、接触氧化法等，后续经次氯酸钠或臭氧消毒后达标排放。

污水总排口还应设置流量、pH值、化学需氧量、氨氮自动监测。采用含氯消毒且废水间接排放时，应控制消毒接触池接触时间和接触池出口总余氯。

3.3 固废产排污环节及污染控制措施

生物医药企业产生的固废种类较多，主要为沾染危险物质的固废(如废一次性器具、废过滤器、层析废树脂)、废药品、实验室废液、微生物实验废物、废生物组织、废化学试剂、废活性炭、废碱液、废机油、UPS电源产生废铅蓄电池、制水废树脂、废污泥、制氧机产生的废分子筛、和生活垃圾、餐厨垃圾等。

其中，有生物活性的危险废物应高温或化学灭活后分类暂存，与其他危险废物一起委托有危废处置资质的单位处置；微生物实验废物应灭活后按照危废暂存管理要求分类暂存，废生物组织或尸体应放入冰箱冷冻储存，医疗废物需定期委托有医废处置资质单位外运处置。

生化处理废水的污泥、废分子筛、纯水制备产生的废树脂、未沾染危险废物的固体废物属于一般固废，应分类暂存，委托有资质的单位外运综合利用或处理处置。

企业内危废暂存设施应满足《危险废物贮存污染控制标准》(GB18597)要求，同时上海企业还应满足《关于进一步加强上海市危险废物污染防治工作的实施方案》“至少15天贮存能力”的要求。一般固废暂存设施应参照《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》(GB18599)中“防渗漏、防雨淋、防扬尘”的要求。

企业应根据《一般工业固体废物管理台账制定指南》要求建立一般工业固体废物管理台账，记录一般工业固体废物的产生、贮存、流向；建立危险废物管理台账，如实记录危险废物产生、贮存、利用、处置等环节的情况；危废在外运处置过程中需落实危险废物转移联单制度。

3.4 噪声产排污环节及污染控制措施

生物制药企业主要噪声源为公辅配套设施运行噪声，包括锅炉、冷却水塔、风机、制水设备、空压机、泵类等。针对噪声源的主要控制措施包括：

①优化平面布局，将高噪声设备布置于专用设备间，或远离厂界的区域；

②设备选型上优先选用低噪声设备；

③设备安装时采用隔振措施，如安装隔振垫、阻尼部件、进出口设软接头等；

④安装隔声罩等降噪措施；

⑤送、回风管上设消声器。进、排风口处设消声措施等。

3.5 环境风险类型及防控措施

生物制药类企业存在的危险物质主要是生产、质检及公辅工程使用的化学试剂及产生的危险废物。环境风险事件类型包括泄漏、化学品及危废发生燃爆及伴生/次生污染物等。

大部分生物制药企业使用的危险化学品用量及厂内最大在线量不大，包装规格较小，一般储存在厂内甲类仓库或试剂柜/防爆柜内，部分生物制药企业如胰岛素衍生物生产企业会在厂内设置乙腈、甲醇等有机溶剂储罐。甲类库内设置集水沟、储罐区设置围堰、试剂柜/防爆柜内设置托盘，在发生单个包装或储罐内试剂泄漏时，能有效收集泄漏物料，防止对区外或室外环境造成污染。

厂区内还需设置消防事故水池并在雨水总排口设置雨水截止阀，当发生火灾事故时,能保证含有化学试剂、生物活性物质的消防事故废水被有效截留及收集，以防直接进入雨水管网或地表水体。企业还应建立应急管理体系，编制突发环境事件应急预案并备案，配备充足的应急物资,定期开展环境事件应急演练,以有效防控企业环境风险。

3.6 生物安全类型及防控措施

生物制药企业涉及的生物材料包括微生物、动物细胞、血液、人体组织、实验动物等，在生产、质检过程中会有生物安全风险。大部分企业不涉及高致病性病原微生物，不使用人畜共患病的病原体，生物安全风险较低，生物安全风险可控。

生物医药企业及研发机构凡涉及病原微生物或生物活性物质使用、储存的场所，其安全防护设备及个体防护、实验室设计与建造、管理制度、有关生物安全的污染控制措施均应符合生物安全相关规范、条例的要求，以最大程度减少微生物实验活动对周围环境的影响。

3.7 土壤、地下水污染防控措施

生物制药企业可能的土壤、地下水污染源主要为存放液态化学品的甲类库或试剂柜/防爆柜、原料/废液储罐区、(埋地)污水处理区、液态危废暂存区、污水管线等。企业需针对可能的污染程度结合天然包气带防污性能，设置相应的防渗分区，采取相应的防渗措施，以防止泄露物料对土壤、地下水的污染。

4 结 语

生物制药项目环评过程中，工程分析贯穿于环评的全过程，其分析结果作为各个环境要素的预测与评价依据，进一步优化项目的污染控制措施和环境风险防范措施，为环境保护决策的制定提供更为科学合理的依据。