高校实验室废弃物污染环境问题探析

■刘艳琼，徐哲鑫

（福建师范大学光电与信息工程学院，福建 福州 350117）

2018年12月，北京交通大学实验室爆炸造成3名在读硕士身亡的重大安全事故又一次把高校实验室安全管理问题推到公众面前。我们固然应该哀痛生命的早逝，但“火势凶猛，浓烟滚滚”等环境问题也应得到关注。实验室是[1]”隶属学校或依托学校管理，从事实验教学或科学研究、生产试验、技术开发的教学或科研实体。“教学、科学研究是实验室的基本功能，随着高校招生规模、大学城建设等，高校实验室越来越多，实验室规模集聚也越来也越明显。高校实验室大搞建设的同时不可忽略的是高校实验室在各种原因的合力下已经成为重要的环境污染源之一。“高校实验室的教学科研活动频繁，实验室所排放的废气、废液、固体等有毒有害废弃物的种类多、成分复杂、排放量大，实验室成了一个小型的环境污染源”[2]。高校实验室生态环境污染后果之严重，却并未引起人们应有的注意和重视。为此，关于高校实验室生态污染的原因探析和对策分析意义重大。

一、高校实验室主要废弃物的演变

当前，实验室废弃物惯常分类就是划分为“固体废弃物、液体废弃物和气体废弃物”三类。高校实验室废弃物随着高等教育教学、科研水平的提升，废物经历了种类由少到多、成分由简单到复杂的演变过程。

早期关于高校实验室污染废弃物的关注主要在“实验室含汞、铬、铅、镉、砷、酚、氰废液”的处理方法及危害。此后，更多学者根据高校实验室废弃物的存在形状，对环境造成影响的废弃物分为三类：（1）固体废弃物（废渣）；（2）液体废弃物（废液）；（3）气体废弃物（废气）。废渣、废液、废气涵盖的种类和范围随着高校科技水平的提升不断扩大。

此外，有学者在文章中将常见的实验室废弃物按性质来分类[3]，分为硫氧化物、氮氧化物、卤化物、重金属、有机物等五大类。这种按照性质来分类的方法总结了常见的几种实验室废弃物，显然实验室的废弃物在新技术条件下不仅只有上述几种。于是就有学者从更广的视角把“实验室按照污染性分为化学污染、物理污染和生物污染”[4]。

高校实验室废弃物的科学分类是有针对性地采取不同方法处理污染物的基本方式，同时科学分类也是实验室节约处理成本、提高工作效率、防止二次污染以及重大环境事故发生的重要方式。当前，我国实验室污染物分类仍然较为笼统和宽泛，在污染物处理中应坚持按照污染物的形态和性质相结合的分类方式，才能更加科学高效地处理各种污染物。因为高校实验室废弃物的存在形状并非有严格的区分界限，在一定的条件下各种形态之间会发生转化和融合，如实验废渣在产生之初以固体形态存在，在堆积的过程中处理不当就有可能产生毒性极强、成分极其复杂的垃圾渗滤液，因此如果坚持固体废弃物的处理方式会带来更加严重的后果。

关于高校实验室污染物的关注点除重金属超标、有毒气体、不可回收固体垃圾等，在新形势下，高校实验污染物也有新的关注点和防范对象，如放射性实验危废、基因残存、病原微生物污染等，这些新兴污染物在毒害性以及存在形状都有很大的差异，更加为实验室污染物处理、监管增加了不少难题和难度。

二、高校实验室废弃物的特征

虽然高校实验室在废弃物的排放不定期少量产生，但也是持续、长期的过程。环境作用于人，人作用于自然环境，因人体的身体免疫和自然环境的自净能力，除噪声、气味异常等人能通过感官马上察觉，很多污染物的危害不会有即时明显症状。但长期的毒副作用积累无论是人还是自然环境在超过一个临界点，都总会以病症或者难以逆转的环境恶化表现出来，达到结果的外化、可感官的结果是一个潜在的过程，在引起难以接受的结果之前不易被察觉。高校实验室废弃物之于环境和人，其危害性表现出潜在性、隐蔽性、累积性的特征。很多人因废弃物量小，而忽略其成分复杂产生的毒害性，因毒害作用不会马上表现，而放松警惕其不利影响的累积性。

（一）处理成本高

规模的适度扩大可以提高生产效率，降低成本。此原理也适用于高校实验室污染物处理成本的计算。相比于企业污染物的一次性批量产生，高校实验室单次产生的废弃物基本以g或者ml来计算，单次实验废弃物总量少，地理分布分散，成分复杂。即便每所高校都建立配套的污染物集中处理设施，不仅建立成本高，导致废弃物回收、处理成本高，而且设备的利用率不高。

（二）“聚沙成塔”效应

从单次实验排放量看，由于环境的自净能力，实验室单次排放零星少量甚至是微量的废弃物不会对生态环境造成即时严重后果。如少量废气经实验室通风设备直接排到空气中会被稀释。但实验的长期性和累加性，高校实验室从事的是教学、科研等活动，具有单次实验消耗量少，但频次高，且实验从业人员素质、水平参差不齐，因此造成的实验消耗和产生的实验废弃物具有量和质的差别。因此，从总量上看，高校实验室在长期实验过程中积累的实验废弃物数量庞大。从废弃物成分上看，成分复杂，有潜在未知的风险。“截至2017年5月31日，全国高等学校共计2914所，其中普通高等学校2631所（含独立学院265所），成人高等学校283所”[5]。高校数量已然庞大，如果不严格废弃物处理流程和监管，极易引发高校周边环境、水源和生态的严重污染和破坏。

三、高校实验室生态污染发生的原因探析

（一）实验室建筑设计标准比较宽泛

我国高校实验室建设、改建和扩建的主要参照依据是《科学实验室建筑设计规范》（JGJ91-93），其中关于实验建设基地选择、总平面设计、建筑设计等做了规范和要求，但在实施细节上还有提升空间，规范的约束力也不足。高校实验室按其承担的实验项目不同，建设标准应有很大的区别和加强。如承担新型化学试剂研究的实验室，在通风、废弃物处理和贮存、防渗漏等方面的硬件要求明显高于普通实验室。现在高校实验室建设的惯常做法是按照实验室建设通用标准建设实验大楼，根据特别需求进行场地强化，这样缺乏预见性和统筹性的建设，容易导致需要整体规划和协调的功能无法落实，造成安全隐患和实验室废弃物不合规处理排放等行为。此后，国家也出台专门实验室的建筑设计规范以补充总指导的不足，如《生物安全实验室建筑技术规范》（GB50346-2004）。但在同具危险性的其他专门实验室的更细化的建筑设计规范还有很大的制度漏洞

（二）高校实验室环境污染处理依据缺乏约束力

高校实验室建设和运行参照《高等学校实验室工作规程》（1992年），实验“三废”排放标准参照从参照质量标准覆盖范围来看，标准种类齐全，各类污染物排放均有其对应的参照标准。但在约束力上没有考虑与从事生产经营活动的企业相比，高校废弃物排放和处置在时间上不定期，数量和规模较小，排放量的不定时和不定量带来的环境效应评估和监测的巨大难度。在相关领域的准入、监督、整改和处罚等方面，以危险化学品为例，企业的流程严密，如图1。

图1 企业危险化学品监督管理流程

在化学品监管上，企业已建立严格的规范。高校在性质上虽不似于市场主体，不能完全照搬其审批程序、申报制度，但参照管理在约束力上大打折扣，且有些标准年代久远，不能与时俱进地约束新兴污染物。

（三）高校实验室生态环境破坏处理依据缺位

高校的社会性质有其特殊性，承担着科学研究与教书育人的目标。开展各项科学试验活动，虽然在试验规模不似以营利为目的的企业，但实验室排放的污染物一样会对生态环境造成破坏，而且处理难度更大。高校的实验室污染环境监管不到位，文件约束力不强，难以对实验室污染进行长期有效的监管。

目前，高校实验室运行的通用标准是《高等学校实验室工作规程》。2004年，国家环境保护总局发布《关于加强实验室类污染环境监管的通知》以大连市、青岛市、宁波市、厦门市和杭州市开展实验类环境监管的试点工作。以试点摸索实验类污染环境监管工作，取得了一定成绩，但却没有在全国及时推广。2005年，教育部联合国家环保总局《关于加强高等学校实验室排污管理的通知》。2019年国务院安委办召开高校实验室安全管理工作视频会议，要求各高校要加强实验室安全责任体系建设。关于高校实验室排污行为的监管文件和通知特点是高校自查、自行监管，向相关主管部门备案制度，无强制约束条款，第三方监管模式尚未建立，难以形成有效监督和强制约束力。

（四）实验室管理不安全事故加剧环境污染

图2 高校实验室各参与主体期望效果图

实验物品管理不到位，实验废弃物不按规范处置引发的爆炸、火灾等实验室安全事故已经成为威胁科研人员生命安全、实验室财产安全和实验室以及周边生态环保的最主要原因。实验室管理信息化水平低，硬件条件限制，实验物品出入库登记不规范，储存随意，处置不严谨，易燃易爆物品未按要求处理等实验管理的“小疏忽”，极易累积成严重的实验安全事故，造成严重的后果。“实验室出事多是人祸”[6]的说法并非没有依据。1951年、1965年、1976年，科学家Sulkin和Pike调查了5000多个生物实验室，累计实验室相关感染3921例。这项调查发现，低于20%的生物实验室获得性感染与已知的事故有关，80%的报告事例与实验人员粗心大意地暴露于某些能传播真菌和病毒的固体或液体颗粒有关。高校实验室安全事故绝大部分都伴随着爆炸、着火等破坏性结果。爆炸能在短时内释放巨大的能量，对生命、财产和自然环境都造成巨大的冲击和破坏。例如：复旦大学化学实验室爆炸案（2017年3月）、中国矿业大学实验室爆炸（2015年4月）、南京理工大学废弃实验室爆炸（2013年4月）、四川大学化工实验室爆炸案（2011年4月）等，实验室安全管理不到位引发安全事故频发，加剧环境污染。

（五）生态保护意识薄弱

曾有学者[7]对大学生生态文明意识的“知晓度、认同度、践行度”等三个维度进行调查，以知晓度为例发现“调查对象中只有68%了解一点生态文明的含义，3%了解一点，27%只知道概念，2%从没听说过”，大学生在生态文明认同度和践行度上存在认同度高而无法身体力行的问题。高等学校学生作为受教育程度高的调查对象，生态环保意识低，无法自觉在实验操作中落实生态环保理念。

四、解决路径探究

高校实验室废弃物的处置规范化不仅关乎科研人员的身体健康，也关系到高等学校实验室的安全和生态环保，是高校可持续发展的关键环节。总原则是“预防为主，防患于未然”。《环境保护法》对环境保护的原则做了总指导“坚持保护优先，预防为主，综合治理，公众参与，担害担责的原则”。关键点在从源头上减排，在实验过程严格把关，步骤从政策、师生环境意识、废弃物分类管理及循环利用、实验项目升级换代等全方位探索高校实验室排污、管理处置工作的有效路径。

（一）严格实验室废弃物排放规范

区别于企业污染源，高校实验室在排放量、污染物种类等方面具有特殊性，因此不能笼统地将高校实验室污染排放标准参考企业污染排放标准。目前许多高校已经开始着手研究和构建实验室安全检查指标体系，如北京大学联合清华大学、北京化工大学制定了适用于工科院校的实验室技术安全检查标准手册，详细列出了高校实验室危险因素的类别、条目、权重和危险状态分级标准[8]。这是高校制定专门的高校实验室建设规范、污染物排放和监测标准的主动作为，或许当前以高校为主体自主探索适合本校校情的实验室废弃物分类原则、处理方法是一条更为经济有效的路径。政府层面应在高校自主探索的基础上，提高相应法律、法规、制度的约束力和执行力，将高校实验室的教学、科研活动纳入有效的管理之中，让高校的实验室建设、废弃物管理有法可依，违法必究。

（二）筑实验室管理安全防线

实验室技术人员和管理人员是保障实验室功能正常发挥的重要群体，也是保障实验室环境安全的重要防线。构筑学校、学生、教师、实验技术和管理人员多层级制度规范、沟通有效、职责分明的实验室环境安全防线，如图2。学校层面应与时俱进加紧落实实验室管理制度，配齐实验室管理技术人员，保证实验室改革经费充足。学生、教师是实验活动的直接从事者，确保进入实验室的每一名成员应先具备实验安全、环保意识，了解实验操作基本规范。实验技术和管理人员是实验、教学活动的管理者和监督者，大力提高实验室管理的信息化水平,以信息化平台监管实验室危险化学品、实验废弃物，对出入实验室的实验物品做到管理无死角，同时以信息化水平的提高促进实验室和实验用品的共享，提高实验室利用率，降低单次运营成本。

（三）加强生态环保意识教育和践行

新时代背景下，不仅高校实验室环境保护要求师生主动提高生态环保意识，主动践行生态环保理念，而且更是“双一流”大学内涵建设的题中之义。当前，高校生态环保意识加强形势严峻，实验室方面：（1）普及生态环保基本常识迫在眉睫。充分利用报纸、广播、海报等传统媒介，大力拓展微信、微博公众号等新型媒介向师生普及基本污染物辨别、垃圾分类、节水节电节能等常识，养成在实验过程不浪费、不随意丢弃、不随意处理的实验习惯，从源头上减少实验用品消耗总量，达到减排效果。（2）废弃物循环再利用切实可行。诸如包装纸壳、电线等可以直接回收利用，且回收成本低。较为复杂的通过实验方法提取实验项目有用物质的方法已经成熟，如过滤去除物理杂质、蒸馏提纯、分解释放等。此外，建立高校实验室实验物品数据库，以大数据为基础和依托，实现保质期短、不容易储存等试剂的共享利用，避免因试剂过期或利用率低造成的浪费和处置成本。（3）实验项目的升级或替代大势所趋。节能减排是国家产业升级的重要导向，高校也应将节能减排作为实验项目设计、升级的重要指标。用低消耗、低毒害的实验室项目取代高耗能、高毒害实验项目。此外，2019年教育部公布“296个虚拟仿真实验教学项目为2018年度国家虚拟仿真实验教学项目”[9]，国家大力推进虚拟仿真实验教学项目是高校实验项目升级换代的重要契机。

（四）定期进行高校实验室环境风险评估

2016年在京部分高校启动危险化学品风险评估，“重点监管的危险化学品共有35种，易制毒化学品23种，易制爆化学品72种”[10]，被评估高校需要自查并上报危险品种类、数量等，在一定程度上排查了安全隐患。当前环保市场针对水质、土壤、大气、重金属、噪声等检测技术已经发展成熟且价格在合理范围，引入第三方机构定期对高校实验室进行环境污染因素和环境风险进行评估和监测，揭开自查上报的“遮羞布”，强化第三方的监督和评价的中立性和公平原则，以监测带动整改，以监测强化监督。

五、结语

高校实验室污染处理和防治在当前已有较多的探索和实践，实验废弃物成分复杂、排放量大造成的环境污染问题依然必须高度重视。细化高校实验室污染物分类、排放和检测标准，建立以高校为基本责任单位的自查自我管理，在高校内部有力地推进师生环保意识，以及管理和技术人员信息化管理水平，政府和社会等第三方有效监督的模式，多方合力共同促进高校实验室安全和环境事故的源头治理。