高校微生物实验室废弃物处置及安全管理

柳洪洁 马兰婷 彭军 商营利 宋月鹏

摘 要： 微生物实验室废弃物合理处置与安全管理是高校实验室安全管理的核心内容，处置不当会造成环境污染或人身伤害，甚至导致社会公共安全事故。分析了微生物实验室废弃物分类与合理处置方法，探讨了废弃物安全管理发展现状及国内高校存在问题，提出了相应策略：制定完善的管理制度，健全废弃物安全管理体系；加强宣传教育与人员培训，提高相关人员的安全意识；加强微生物实验室废弃物处置设施建设；建设微生物实验的虚拟仿真教学项目。

关键词：微生物实验；废弃物；处置；安全管理

中图分类号：G482 文献标识码：A 文章编号：2095-1795（2024）01-0133-04

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.01.023

0 引言

微生物实验室是高校生物学专业学科平台及人才培养的重要场所，也是我国新农科新医科专业建设的重要内容，实验室废弃物合理处置与安全管理是国内外高校实验室安全管理的核心内容。长期以来，微生物实验室实验过程中产生的感染性废弃物是一种典型的严重污染源，如何科学合理处置这些废弃物常被忽视，有的甚至不经处理就直接排放或丢弃，造成严重的环境污染，也可能引起实验室工作人员及参与实验师生的身体健康与生命安全，甚至形成严重的社会公共安全事故[1]。

我国农业院校的微生物实验室，所接触的微生物属于非高等级病原微生物，危害性不足以致命，生物安全性极易被实验人员及管理部门所忽视，但是，微生物实验室实验过程中形成的废弃物种类繁杂、形态多样，污染效应具有滞后性，一旦发生后果将无法挽回，因此，微生物实验室废弃物合理处置及其安全管理对于科学研究与人才培养至关重要[2]。

1 废弃物分类与合理处置

2020 年，生态环境部颁布的《国家危险废物名录》中将生物实验室产生的废弃物分为有传染性的生物废弃物和非传染性的化学废弃物两大类，规定了废弃物类别与代码、行业来源及危险特性[3]。在实验室安全管理的实际操作中，将微生物实验室形成的废弃物一般按形态可划分为固体废弃物、液体废弃物、气体废弃物和尖锐型废弃物4 大类。固体废弃物主要包括实验室器械与耗材类和生物类固体废弃物两大类，如培养皿、手套、载玻片、废弃动物尸体、器官、含菌株的培养基、血液废弃物、废渣及其他感染性质的物质等。液体废弃物包括化学类废液和生物类废液，如醇类或苯类有机试剂、含酸碱金属元素试剂、含有致病菌累液体培养基及含血液液体废弃物等。气体废弃物包括挥发性试剂如乙醚、氯仿等，或实验过程中产生的CO、含砷化合物气体等。尖锐型废弃物包括手术刀、注射针头或注射器、碎玻璃等[4]。

生物实验室废弃物还包含某些放射性废弃物、废旧设备形成的废弃物及部分实验室垃圾等[5]。这些微生物实验室废弃物如果处置不当，不仅对人体造成伤害，而且会对环境造成严重污染[6]。2007 年，英國一家口蹄疫疫苗研发公司由于实验室污水排放系统泄漏了含有大量活口蹄疫病毒，导致附近养牛场发生严重口蹄疫疫情[7-8]。2019 年，某生产疫苗的制药厂在兽用布鲁氏菌疫苗的生产过程中使用了过期的消毒剂，废弃物中携带布鲁氏菌，导致附近居民6 000 余人检测结果中相关抗体呈阳性[9]。

根据国家或地方法规和标准要求进行实验室废弃物的处置和安全管理，对于微生物实验室产生的高危废弃物处置、运输和废弃之前，须参考最新版相关文件，如最新版的《国家危险废物名录》、国家标准：GB/T41962—2022《实验室废弃物存储装置技术规范》、地方标准《实验室废弃物存储装置技术规范》（四川省）等。在设计、改造、建设实验室前，应征询相关主管部门的意见和建议。

微生物实验室废液处理方法有化学药剂法和热力消毒灭菌法[2]。化学药剂法主要是通过在废液内添加灭菌剂、消毒剂、抑菌剂，或者添加酸碱化学试剂控制废液的pH 值、与重金属元素形成不溶解沉淀物处理重金属废液。热力消毒灭菌法则是通过加热方式连续对废液进行消毒灭菌处理。有时两者混合使用，目的是使废液在尽可能短的时间内得到处理，避免引起污染扩散。

对于废气处置，主要是科学合理设计实验室送排风系统，控制实验室的气流方向和压力梯度，使通过初效、中效、高效3 级过滤器后的气体由清洁区流向污染区，而后经过检测达到释放标准后，经高效过滤后由排风机向空中排放[10]。

固体废弃物处置，如弃置的样本、培养物和其他生物性材料应弃置于专用密封容器内，并有显著标识，集中存放在指定地点。这些废弃物离开实验室前，通过高压灭菌、化学消毒或其他被认可的技术进行无害化处理，由专人安全运出实验室。利器（包括针头、小刀、金属和玻璃等）应直接弃置于耐扎容器内。培养物必须经121 °C 下30 min 高压灭菌[11]。

微生物实验室产生的所有感染性废弃物必须在实验室内清除污染、高压灭菌或焚烧，确保不会发生泄漏而造成环境污染或公共社会事件。

2 废弃物安全管理发展现状及存在问题

2.1 发展现状

废弃物安全管理是微生物实验室管理重要的组成部分，从20 世纪70 年代开始，国内外对废弃物安全管理极为重视，并根据生物安全等级，制定了相应的废弃物处理措施和规范。

美国微生物实验室安全归属于环境、卫生和安全（EHS）部门管理，制定了较为完善的规章制度[12]。诸多学校都设立了专门的实验室安全管理机构，制定较为完善制度，对专业人员进行培训，组成危险品收发安全及废弃物处理安全等多个安全管理部门，各部门间权责明晰又相互合作。同时，严格执行实验室准入制度，即实验或科研人员在进入实验室前，必须进行生物安全、实验室管理方面的培训[7，10，12-13]。

日本高校均把环保安全教育培训课程纳入学生的必修课，形成一套系统、科学、人性化的实验室安全和环保管理体系[10]。一般由学校专门机构环保中心来负责日常管理和处理实验室废弃物[7]。

拜耳医药保健研发总部废弃物安全管理极为严格，要求每个实验室必须配备两位安全员，互为候补，同时也制定了较为完善的废弃物分类收集、垃圾桶标识等各项安全管理规章制度[12]。

近年来，我国部分高校对微生物实验室废弃物安全管理进行了较为深入的探索与实践。香港科技大学借鉴美国EHS 管理体系，形成校园生物安全管理的完整链条[7]。清华大学建立了较为完善的生物安全管理体系和制度，建立了国内高校第1 个高校生物废弃物统一管理平台，废弃物离校前集中进行无害化处理[2]。南方医科大学建立废弃物申报系统，形成了较为完善的安全管理制度，取得较好使用效果[14]。

我国在微生物实验室废弃物安全管理制度建设方面取得了较大进展， 2004 年国务院发布的第424 号国务院令《病原微生物实验室生物安全管理条例》、2006年国家环境保护总局发布《病原微生物实验室生物安全环境管理办法》、国家标准GB 19489—2008《实验室生物安全通用要求》等都对实验室感染性废弃物处置提出了明确的要求[5]。

2.2 存在問题

目前，我国高校微生物实验室大多属于生物安全Ⅰ级或Ⅱ级实验室，教学科研所接触的微生物危害性较小，但是，这些生物废弃物一旦泄露可造成重大环境污染事件，如2010 年，我国某农业大学因使用未经检疫的山羊进行活体解剖教学，导致28 名师生感染布鲁氏菌的重大教学事故。与国外相比，我国微生物实验室废弃物安全管理存在较大差距。

（1）微生物实验室废弃物安全管理体系不健全。调查发现，国内高校普遍存在实验室重建设、轻管理，重仪器设备、轻教育培训，重实验内容、轻规章制度，重实验过程和轻废弃物处置的问题。这就导致了高校实验室管理部门、实验人员及参与实验的师生安全管理意识淡薄，如对于微生物实验安全，忽视了对本科生及研究生的生物安全意识培训，有的参与实验的师生根本不了解微生物实验过程中产生的废弃物危害。同时尚未完全建立实验室准入制度，师生环保意识、生物安全意识比较淡薄，这些因素都可能导致微生物实验室安全事故发生。

（2）实验室安全管理规章制度及废弃物处置办法不统一。与国外较为完善的微生物实验室EHS 管理体系相比，我国实验室安全管理建设仍处于初级阶段[15]。目前国内高校实验室安全管理主要由教务处等部门负责，一般情况下，微生物实验室废弃物管理还需要后勤、消防、公安及各实验中心密切配合，但是，在实际操作过程中，多方协调机制极不完善，处于一种多方管理、政出多门、管理无抓手的尴尬境地。目前高校制定的微生物实验室废弃物管理办法不统一、可操作性较差、执行难度大，有的高校微生物实验室对废弃物未进行分类收集和高温无害化处理直接丢弃，甚至将生物废弃物作为普通垃圾进行处理，都可能成为高校实验室的安全隐患。

（3）微生物实验室废弃物处置配套设备与专业人员欠缺。国内高校微生物实验室对于高危废弃物，缺乏处置设备或处置设备不完善，并且生物废弃物处置运行体系不完善，如何处理这些感染性废弃物，实验人员及相关参与实验的师生未受专业培训。国家标准GB 19489—2004《实验室生物安全通用要求》急需完善对生物实验室废弃物处置的管理要求[5]。另外由于缺乏完善的废弃物分类处理标准及制度，目前大多数高校微生物实验室还未完全实现废弃物分类处置，有的实验室往往多种生物废弃物与生活垃圾混合集中堆放，有的未经处置直接丢弃到垃圾箱，还有的作为废品直接卖掉，这些行为极有可能造成严重的环境污染。

（4）废弃物处置的资金投入不足可能导致实验室安全隐患。国内高校微生物实验室建设过程中，缺乏顶层设计与规划，废弃物处置设施不完善，布局不合理，如实验室废气处置的送排风系统设计，3 级过滤器的选用等，须由专业人员进行设计建造。另外，后期设备运行维护缺乏相关资金支持，有的处理设备老化失效而不能更换，都是导致安全事故发生的隐患。

3 安全管理策略

3.1 制定完善的管理制度，健全废弃物安全管理体系

国内高校微生物实验室管理普遍存在重建设、轻管理，重实验内容、轻规章制度的突出问题，目前虽然各相关高校制定了实验室生物安全管理制度，但是对于废弃物的处置措施存在方法不统一、可操作性差等问题，因此，从国家或高校主管部门层面，则需根据新农科、新医科建设及形势发展要求，借鉴国外微生物实验室生物安全管理理念，制定切实可行的国家或地方标准。从高校及二级教学单位层面，需根据相关标准要求，结合实际情况，制定操作性强、处置方法统一有效的废弃物处置规章制度。同时，明晰不同管理主体的责权利，建立有效的与废弃物处置相关的后勤、消防、公安等各部门多方协调机制，严格执行“谁主管、谁负责”的责任倒究机制，建立学校?学院?实验中心（系）?实验人员不同层次的微生物实验室废弃物安全管理体系。采用生物安全管理知识培训与考核方法，建立实验室准入制度，对于考核不合格的人员，禁止进入相关实验场所，这对于减少废弃物安全隐患是至关重要的措施。

3.2 加强宣传教育与人员培训，提高人员安全意识

加强对微生物实验室相关废弃物分类、处置标准及办法的宣传教育工作，通过课程或讲座的形式，对相关人员（如新进实验员、实验管理部门领导、参与实验的师生等）进行安全教育和考核，重点对实验室废弃物分类及合理处置方法进行宣讲或培训。在教学或科研过程中，营造废弃物必须分类与回收处理的浓厚氛围，使学生形成自觉进行废弃物安全处置意识。通过竞赛、主题活动、实验室张贴安全操作规程等形式，提高实验人员及参与实验的师生对废弃物危害的防护意识。高校主管部门定期对实验室管理及实验人员开展重点主题培训，强化实验室安全意识，真正掌握废弃物科学合理的处置方法与规程，同时制定应急预案，必要时还要进行应急事件演练，确保在事故发生后规范处置。另外，高校实验室主管部门提高废弃物安全管理的防范意识，做好监督管理工作，同时做好与其他高校的调研观摩与经验交流工作。

3.3 加强微生物实验室废弃物处置设施建设

鉴于国内高校微生物实验室废弃物多样性、复杂性及生物安全性，可以借鉴美国较为成熟的EHS 体系，做好生物相关安全和安保工作，配备不同类型实验所需要的各类操作防护装备，建立专门污染物处理系统。在微生物实验室设计或改造过程中，严格执行相关标准，做好顶层设计与规划，必要时，应征询相关主管部门或专家的意见。实验室应严格划分有机和无机药品存放区域，按照废弃物分类进行合理处置，产生的感染性废物必须严格区分感染性和非感染性废物，一旦分开后，感染性废物必须加以隔离等[15]。实验室中无法处理的废弃物则要置于密封防漏的容器中，并安全运输出实验室，交给专门单位进行处理。

购置完善的废弃物处理配套仪器设备，加大资金投入，对诸如污水处理与排放系统、生物安全柜、灭菌消毒设施和应急防护设施等维护更新，确保这些设备安全有效运行。

3.4 建设微生物实验虚拟仿真教学项目

开发微生物虚拟仿真实验教学项目，可以解决师生及实验人员对实验操作和仪器设备不熟练导致的安全隐患，通过模拟结果的分析研究，为实际操作提供支持，进一步减少人为因素导致的实验失败，同时，虚拟仿真实验教学项目不产生废弃物，根本不用考虑废弃物处置及安全管理问题。对于高致病性病原微生物实验或产生高风险废弃物的实验，可以建设相关虚拟仿真实验教学项目，如山东农业大学动物医学院的虚拟仿真项目“家禽病毒性传染病疫苗的生产应用”等。另外，通过理论学习结合虚拟仿真实验，能够让学生学习一些由于价格、生物安全等条件限制不能在现实实验室开展的实验课程，能大大提高教学效果和学生的学习兴趣。

4 结束语

国内高校微生物实验室在实验过程中产生复杂多样的废弃物，处置不当可引起实验室工作人员及师生人身伤害，或产生环境污染，甚至造成社会公共安全事故。微生物实验室废弃物的处置是一项十分重要的工作，实验室管理部门及实验人员应高度重视，全面掌握和理解国家或地方相关技术标准要求，建立相应废弃物安全管理体系，制定完善规章制度，选择科学合理处置方法，配备处置仪器设备，建设虚拟仿真实验教学项目，确保微生物实验室的安全运行，为高校科学研究及人才培养提供坚实的支撑条件。