实验室环境污染防治现状浅析

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摘要：随着实验室数量的增加，其产生的废气、废水、固废等污染问题逐渐凸显，选址分散、行业管理不规范、环保意识及监管不到位等多种原因导致实验室环境污染治理有待提升。通过对实验室三废产生原因、特点分析及治理现状的调研，探讨了实验室污染治理对策。

关键词：实验室；环境污染；治理措施；对策

科学技术服务业是推动产业结构升级优化的关键产业，在我国经济高质量发展的新时期，实验室在各地建设数量不断增加。全国建设项目环境影响评价信息平台显示，2021年8月—2022年1月半年期间，通过企业自主验收的“实验室”类建设项目约814个，约占全部建设项目总数的1.1%。不同于工业项目，研究和试验发展、临床检验、环境与生态检测、质检等实验室因建设规模小、污染物排放量低，往往成为环境监管盲区。但研发实验过程、特别是生物实验室和化学实验室，涉及使用的化学药品等种类多、成分复杂，废气、废水及固废污染严重，若治理及监管不到位，将影响地区环境质量及周围人群健康。

1环境治理现状

1.1废气治理现状

不同实验室排放的废气种类差别大，化学实验室废气以有机废气和无机酸碱废气为主，生物实验室除以上废气外常涉及异味及生物气溶胶废气等，物理实验室废气单一、污染小。实验室涉及多学科、多方向，实验内容及方案多变，所用化学品千差万别，导致废气源分散、成分复杂、收集难。废气收集方式主要有局部收集和整体换风收集[1]，局部收集常采用集气罩、通风橱、通风柜等形式。经调查，国内部分实验室废气、废水处理工艺见表1。如表1所示，目前常用的实验室废气处理工艺有酸碱液相吸收及活性炭吸附等，其中酸碱液相吸收主要用于处理无机废气，活性炭吸附装置主要用于处理有机废气、异味等，部分实验室采用组合工艺，即“喷淋+活性炭吸附”。实验废气本身污染物浓度低，喷淋法及活性炭吸附法可取得不错的治理效果，但喷淋和活性炭吸附法易产生废水、危废等二次污染。

1.2废水治理现状

实验室废水主要包括后道实验器具清洗废水等中浓度废水和冷凝水、水浴废水等低浓度废水，成分复杂，往往含有有机物、重金属及病原微生物等，若不规范治理对环境影响危害大。由于实验室废水产生量小、污染物含量低等原因容易被忽略，常因收集不完全、治理不规范、不同水质混流等导致后续处理难度大。如表1所示，实验废水常采用自建污水处理设施（消毒、沉淀、中和等工艺）或依托园区污水处理站处理。实验废水治理中遇到的最大问题是未完全收集、分质分流导致与生活污水混排至市政污水管网，其次是设施运行管理不规范导致处理效率低等。

1.3固废治理现状

部分实验室所在建筑物设计之初并不是依据实验室功能设计，导致无符合标准规范的危废贮存场所；部分实验室由于市场调整及研究方向变化等原因，危废产生种类多变，客观上难以分类和管理。实验室固体废物产生量大、种类多、成分复杂，具有经常性、间歇性、分散性等特点[2]，存在收集难、储存难、运输难、处置难等问题。实验室危险废物在《国家危险废物名录》（2021年版）中分类代码为HW49900-047-49，主要包括无机废液、其他有毒有害废液及沾染上述物质的一次性实验用品、包装物、过滤吸附介质等[3]，此外还常涉及HW01、HW08、HW49等多个非特定行业危废种类。由于实验室危险废物成分复杂、行业环境保护法律法规的缺失，难以形成统一管理标准规范。《山东省实验室废弃物环境管理暂行办法》（2009年1月印发）、北京市《实验室危险废物污染防治技术规范》（DB11/T1368—2016）、《四川省实验室危险废物污染防治技术指南（试行）》（川环发〔2017〕73号）、上海市《关于进一步加强实验室危险废物环境管理工作的通知》（沪环土〔2020〕270号）等文件的印发为区域实验室危废治理提供了依据，但目前国家层面尚无专门针对实验室固废污染控制方面的标准规范可供参考。

2防治对策

2.1规范选址

根据《科学实验室建筑设计规范》（JGJ91—93）[4]，实验室应节约用地、符合当地城市规划和环境保护的要求，具有良好的基础设施条件、安全消防措施建设条件等，同时满足用地规划和环境净化的需要，与易燃、易爆品生产及储存区间的安全距离应符合规定；实验室本身作为兼顾办公性质的区域，还应考虑外环境对自身的影响，选址应避开噪声等其他污染源或采取相应的环保措施，防治外环境的干扰；其核心要求为“符合当地城市规划和环境保护的要求并采取相应的环境保护措施防治对环境的影响”。近年来随着实验室数量增加、规划环评制度完善，一些地区建有专业园区供实验室集中入驻，解决了实验室的选址问题。实验室产业集聚程度提高，一方面便于实验室依托区位优势快速发展，另一方面也为实验室环保设施的建设、依托、公用和环境管理带来便利。

2.2源头控制

充分发挥建设项目环评审批把关作用及污染物排放总量指标约束作用，在实验室开工前科学设计污染防治措施方案。优选污染小的实验方案及先进仪器设备，最大程度降低样品采集量、试剂使用量，优化实验方案、实验流程、设备方案、监测方法，减少有毒有害化学试剂的使用量及种类，加强数据分析等应用。科学减少实验批次，从源头上减少三废产生。按照实验批次合理购买试剂材料，减少库存、避免浪费。加强试剂回收利用，如将有机废液蒸馏后回收有用组分重复使用。采用负压方式收集废气，多个收集系统共用一套废气处理设备时，应注意气压不平衡导致的回风、窜风问题，可通过安装止回阀、电动阀或增加后置引风机等方式解决[1]。实验室废水应分类收集、分质处理，强化操作人员环保意识，禁止将实验废水倒入生活污水管道。兼顾回收，如将废弃试剂瓶集中收集、集中清洗后交由生产厂家或资源回收公司。实验器具前两道高浓度清洗废水作为危废处置，后道清洗废水经预处理后排入市政污水管道。

2.3强化治理

优化实验室布局、排气筒布置方案，实验室密闭微负压设计。实验室废气多种多样，有机、无机、颗粒物、异味等废气较为常见，催化氧化或活性炭吸附等方式处理有机废气效果明显，无机废气多采用喷淋塔或SDG吸附等方式处理，颗粒物则可采用旋风、布袋、喷淋等处理方式。通过对实验废水成分的调研分析，针对废水特点采用单一或组合方式预处理实验废水，总体遵循全过程常温、常压、分质分流原则，降低废水污染物浓度，达标排入市政管网。常用的废水处理方法如利用离子交换法、离子反渗透膜法、化学沉淀法、电解法、置换法等处理重金属废水，采用酸碱中和等处理酸碱废水，采用电解法、高温分解法、高级氧化法等处理氰化物废水，采用萃取、吸附、化学氧化、微电解等方式处理有机废水，采用紫外消毒、次氯酸钠消毒法等处理含病原微生物废水，并根据废水特点综合设计废水处理方案；对于系统开停工、检修、环保设施不达标等非正常工况产生的超标废水，须经有效治理后达标排放或作为实验废液规范处置，严禁超标排放。废弃的培养基等含有病原微生物的固废，应高压灭菌后规范处置。动物尸体可自行或委托有资质单位采用高温灭菌技术或生物降解等技术进行无害化处理，自行处理的须配套污水处理及废气净化系统等。实验设备维护保养产生的废油等，过滤沉淀后重复使用或作为危险废物规范处置。

2.4加强管理

完善法律法规，细化实验室危废的管理要求、分类标准，使管理和监管有章可循。加强制度建设，制定实验室操作指南、化学品管理规范、药品及仪器使用规程、废物回收操作指南、环境自行监测制度、环保设施运行考核与评估制度、实验废物规范处理奖惩制度等，以制度约束和激励手段提高实验室环境安全管理工作效能，杜绝实验废水随意倾倒，实验废液、动物尸体及生物组织、废试剂瓶、废油等不规范收集贮存，废气未经收集无组织排放等现象。固体废物应按照制度规定和流程认真执行和落实，做到专门地点集中、专门房间存放、专门容器回收、专门人员管理[5]。实验室作为责任主体，应加强自查管理，探索第三方环保管家监管服务模式，通过专业力量管理，确保污染防控到位。制定应急预案，定期应急演练，确保非正常工况或事故状态不造成环境污染。

2.5从严监管

各级生态环境主管部门加强宣传、培训、座谈、督导、问诊，推进实验室运营方落实环保主体责任，加大行业执法检查力度，将实验室纳入“双随机一公开”执法范围，做好问题整改和日常管理工作。借鉴其他行业成熟监管措施，如安装在线监测系统并与生态环境部门联网，实时监测大气污染物排放数据[6]作为管理依据。有条件地区可借助移动监测设备（移动走航监测）精准排查，常用的走航设备有走航车和无人机等，走行车负责近地面环境空气质量监测，无人机负责高空环境质量监测，精准溯源，形成“地面-高空”全方位移动监测体系，有效排查实验室废气异常排放，解决废气污染发现难、取证难等问题，有效防控实验室废气污染。

3结语

加强实验室环境污染防治，是环境保护工作精细化、专业化、标准化的必然要求。实验室污染防治工作可从规范选址、优化实验方案设计、加强实验室管理、注重源头防治、强化污染集中收集处置等方面开展工作，并注重提高环保意识、强化日常管理及监管，有效防治实验室废气、废水及固废对环境的影响，此外还应注意对风机、泵类等高噪声设备采取加装隔声罩、减振垫等措施减小噪声环境影响。

作者:马红妍 单位:潍坊市高新生态环境监控中心