预防医学实验室废液管理及国外高校经验启示

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  • 更新时间2021-01-27
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  摘要:通过分析高校预防医学实验室污染来源的特点,指出该类实验室目前在废液处置中存在的问题和安全隐患。学习并借鉴国外高校生物实验室废液处置的有效经验,结合预防医学实验室安全实际情况,提出相应对策及建议,以推进高校预防医学实验室废液的规范科学化管理。


  关键词:预防医学;实验室安全;废液管理


  高校预防医学实验室是通过实验教学及科研工作培养具备公共卫生综合能力的高素质预防医学人才的重要基地[1]。在预防医学实验室管理工作中,实验室安全是重中之重,为预防医学实验、科学研究、人才培养的有序进行提供重要保障。由于预防医学是一门实践性很强的应用学科,涵盖了卫生毒理学、职业卫生与职业医学、环境卫生学、营养与食品卫生学、卫生检验学等多个二级学科[2-3],学科交叉融合广泛,实验过程中涉及的实验试剂种类繁多,且使用数量逐年增加,不可避免会产生大量的危险废液。考虑到预防医学各学科研究方向的多样性,所产生的实验废液具有自身学科的某些特点,这导致实验室安全状况更加复杂。如若不采取针对性强的处理措施,危险废液将成为一大污染源,对实验人员、校园环境及周围生态环境造成严重危害。因此,如何借鉴科学的管理经验,采取有效措施改进实验废液管理,已成为预防医学实验室安全管理的重要课题。


  1预防医学实验室污染来源及种类


  预防医学实验室工作以理化检验为主,同时涉及人群研究、实验动物学、细胞生物学等相关的生物医学检测。该类实验室废液污染主要分为化学性污染、生物性污染以及放射性污染。


  1.1化学性污染


  化学性污染通常来源于毒理学、职业与环境卫生学、环境卫生学、营养与食品卫生学、卫生检验学等学科教学科研实验所产生的废水、废气和固体废弃物。污染物主要包括有机污染物和无机污染物。有机污染物主要为有机卤化物、碳氢化合物及其衍生物,如多环芳烃、醇类、酮类、酯类、醛类等。无机污染物包括无机盐、强酸强碱等腐蚀性废液,长期接触或发生泄漏会对人体健康造成严重危害;还有毒性较强的重金属污染物,如砷、汞、铅及氰化物废液。如若储存处置不当会引发实验室安全事故,而一旦释放到环境中,将会通过污染物的不断聚集或生态食物链的富集产生累积效应或放大效应[4]。


  1.2生物性污染


  预防医学实验室常见的生物材料包括人或动物的血液组织样本、细胞或病原微生物样本。由此产生的生物性污染主要来自动物实验中对于动物血液、脏器、排泄物和动物尸体等处理时的不规范操作。此外,细胞培养或病原微生物产生的各类致病性生物因子,或是生物源性样品处理时所产生的气溶胶,在防护不当时不仅会造成环境水体、土壤和空气的污染,严重时还会造成疾病的传播、致病性病原体的感染等生物安全事故[1,5]。


  1.3放射性污染


  预防医学中的卫生毒理学、职业卫生与职业医学等学科的部分科研工作涉及放射性核素的使用、同位素的标记,如3H、125I、氡等,实验过程中易产生放射性污染物。若违反操作规程或防护不当会对人体造成放射性损伤,如外照射和内辐射。废弃物中所含放射性核素若未经衰变就进行排放,会使环境遭受放射性污染,对环境及公众安全造成长期且严重的危害[6-7]。


  由此可见预防医学实验室废液成分复杂,具有腐蚀性、可燃性、致癌性、放射性等危险,如若不能规范化处理,将危害实验人员健康,影响校园的正常生活和健康发展。


  2预防医学实验室废液管理面临的问题


  目前,高校对生物医学实验室的安全越来越重视,不断优化和完善管理制度。以我校为例,实验室危险废液主要依据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《国务院关于医疗废物管理条例》《国务院关于放射性废物安全管理条例》《国务院关于实验动物管理条例》等法规条例,以及地方政府相关文件,结合学校实际进行管理。但在实际运行过程中,预防医学实验室废液管理方面仍存在不规范的行为,在实际操作中易造成安全事故。


  2.1实验废液预处理的缺失


  预防医学实验室主要从事卫生检验、生物医学检测与分析等实验活动。常见的废液安全问题包括:在教学或科研实验过程中将产生的废液直接排入下水道或经简单稀释处理后再排放;对于有毒有害废液未经无害化处理,直接装入废液桶。此外,大部分实验室缺乏针对废液的处理装置及完整系统。


  2.2分类制度不完善


  目前针对预防医学实验室危险废液的分类制度还不完善,不少实验室未实行强制分类收集处置机制[8-9]。在实际操作中,实验废液易被混合装入废液桶中,造成不同溶剂混合甚至发生溶液间的相互反应。如若将放射性废液和非放射性废液混合,将造成放射污染面积增大,加大处理难度。此外,还常常发生废液桶上废液成分标签填写不够详细。以上都将影响实验废液收集的安全性,增加实验室的安全隐患。


  2.3无特定存放区域


  实验室应针对不同类型的危险废弃物设置不同的存放区域,且不同的废弃物存放区域应设置如防火、防泄漏、防辐射等安全防护设施。然而,目前大部分预防医学实验室内并没有划分特定的废液存放区域及安装相关防护装置,通常将废液桶存放在普通实验室,等废液桶装满后再转移至学校废液处置部门,这一处置方式易造成废液泄漏等安全问题。


  2.4环保意识与安全意识有待提高


  提高实验人员的安全环保意识能够有效提升实验室安全管理的实际执行效果。然而现实工作中,部分师生的实验室安全和环保意识比较淡薄,缺乏实验废弃物科学处置相关知识,导致实验室安全管理制度形同虚设,仍存在实验废液废弃物的不规范处理、实验防护措施不到位等不安全行为,不利于实验工作的安全进行。


  由于预防医学实验室废液处置存在以上问题,与国外高校相比还存在很大差距[10-11],需要学习借鉴科学有效的管理经验对其进行完善。


  3国外高校实验室废水处理方法


  日本高校对实验室废液的处理有着一套严格的管理机制。以日本广岛大学为例,其生物医学实验室的化学类废液分类方式及实验废液处理流程如图1所示。在实验废液的处理过程中,首先判断实验废液中是否含有氰化合物的废液或固体废弃物,然后将废液分为无机废液和有机废液。无机废液的处理流程包括可溶性汞无机物溶液、含砷废液、含氟废液、重金属废液的预处理方法;有机废液的处理流程包括含有卤素的废液、废油、易燃性废液、难燃性废液的预处理方法。该废液处理流程图详细说明了:(1)实验所产生的含有有毒化学物质的所有废液以及头两次清洗装废液容器的水,须倒入废液桶中;(2)调节各类废液的酸碱度至pH值5.0~9.0再进行后续收集储存,通过中和反应或稀释减少废液毒性,做好废液预处理工作;(3)强调氰化合物废液和固体废弃物处理的注意事项。值得注意的是,这种流程图的呈现方式优于文字说明,在废液处理管理过程中能够更直观地呈现和细化实验室危险废液的分类及预处理,并且在流程图上标注学校环保安全部门的电话及网站,便于实验人员及时与管理部门沟通联系,可保障实验废液管理的统一化、规范化和高效化[12],从而提升实验室安全管理水平。


  4针对预防医学实验室废液管理的建议及改进措施


  我校在实验室废液管理工作上主要遵循的是“分类收集、集中处置”“厉行节约、绿色安全”的原则[13]。因此,在改进预防医学实验室废液管理工作方面,主要着重绿色环保、废液分类和预处理。


  4.1减少实验过程中的废液产生


  在准备学生实验和科研实验时,尽量准确计算所需试剂体积,避免所配试剂过剩。短期内可重复使用的试剂应储存于棕色试剂瓶中,防止试剂失效;及时在新配置好的试剂瓶上贴好标签,详细标记溶液名称及成分。若实验不可避免地涉及有毒试剂或放射性元素时,可考虑以虚拟实验或微课的方式进行教学。这样不仅可以减少有毒污染物的形成,保护实验人员安全,还能起到很好的教学效果。


  4.2优化实验方法


  选择实验方法时尽量使用低毒或无毒试剂代替有毒试剂。例如,环境卫生学中测定大气二氧化硫的实验,教材中所选用的实验方法在配置吸收液时需加入有毒性的二氯化汞试剂。为了减少含汞废液的产生,目前我们的教学已采用低毒的甲醛缓冲溶液来代替,最大限度地减少环境污染。


  4.3加强废液的分类收集,进行无害化预处理


  可学习日本高校实验室废液管理经验,建议各实验室将文字版废液处理规章制度改为一目了然的废液处理流程图并在实验室醒目位置张贴,以促进实验人员改进操作规范,养成良好的实验习惯。处理危险废液时按照流程图上的步骤进行,对废液所含不同元素及性质进行分类,收集于不同的废液桶中,并贴上写有废液详细信息的标签,包括废液成分、收集贮存时间、实验人员姓名、联系方式等。废液在集中处理之前按照规定进行简单干预操作,以便降低废液毒性及后续处理难度。根据日本实验室废液处理流程可以看出,调节废液pH值是废液预处理的一个重要环节,有助于废液的安全贮存及后续处理。此外,动物实验、细胞实验和放射性实验应在相应的生物安全等级实验室内进行,严格遵循规定的细菌灭活方法,并检验细菌灭活效果,将污染降到最低。


  4.4提高实验人员安全与环保意识,强化实验室安全管理


  建立健全的实验室废液管理制度和防护措施,加强安全教育与实验室安全培训。各高校实验室可结合自身学科专业设置、实验废液特点及实验室安全管理重点等实际情况[14-15],制定具有针对性的废液处理指南和实验室安全管理条例。定期对实验人员进行实验室安全及废液处理相关培训和考核,构建实验室废液处置培训体系。该体系可针对各类实验室的危险废液废弃物处置进行详细指导,如化学试剂、放射性核素和病原微生物等,以保证实验人员免受危害,促进实验室废液处理质量的提升。


  5结语


  预防医学实验室安全关系到与公共卫生相关学科的教学科研工作能否安全、顺利地进行,以及能否长远发展。实验室安全管理工作中的实验室污染源防治是一个需要不断探索、长期监管的复杂工程。预防医学实验室的废液防治应以预防为主,通过提高实验人员实验素质和环保意识,改进实验方法与条件,控制污染源头。结合实验室废液的实际情况,学习国内外同类实验室的科学管理经验,优化实验室污染治理流程和措施,使实验室安全管理工作实现绿色、可持续发展,营造安全稳定的实验环境,这对构建生态环保型校园和社会有积极作用。