高校实验室废气污染网格化监管探究

汤营茂，缪清清，钱庆荣，陈庆华

（1.福建师范大学 实验室与设备管理处，福建 福州 350007；2.福州市环境科学研究院，福建 福州 350011）

近年来，随着国家不断加大推动“科教兴国”战略目标，陆续批准、建设了一系列高校实验室。随着实验室数量的逐年增多，带来的实验室气体污染引起了政府有关部门及社会的高度关注。目前，高校实验室所使用的气体种类比较复杂，每天有大量的实验室废气被排出，此外还有许多创新性实验也容易产生不确定的未知气体，如果这些废气不能及时得到有效处理，将导致比较严重的环境污染，影响校园内师生的身体健康。而现在，多数高校在处理这类废气时，主要采用通风橱直接将实验室废气排放至空气中，甚至在没有使用通风橱的情况下，在实验室内直接排放。这种简单的实验室废气排放方式在很大程度上危害了在实验室进行科学研究工作的师生身体健康，并污染了生态环境。这种排放方式还引发过校园周围居民对实验室气体的任意排放进行投诉的事情，要求高校尽快解决实验室废气排放问题[1-4]。

大部分高校在废气排放管理方面投入的人力和财力严重不足，部分高校对实验室废气排放管理做了一些工作，但是与气体的达标排放要求还有一定差距。为了积极响应“打赢蓝天保卫战”的号召，综合国内高校实验室废气排放管理的经验以及相关企业在实验室废气排放系统建立的工程案例，并结合管理工作实际，借助“网格化”管理视角[5-6]，探讨了多方主体共同防治高校实验室废气污染的问题，为国内高校提供了实验室废气治理参考思路，最终实现高校实验室废气达标排放。

1 建立监管体制

2018 年6 月16 日，国家颁布了《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》[7]，其中明确要求做好大气污染防治工作。2019 年2 月28 日，生态环境部发布《全国大气污染防治工作要点》，要求全国上下积极防治大气污染，不断改善空气质量[8]。国家和生态环境部门颁布的法律法规和相关指导意见，对高校实验室开展废气管理具有宏观指导意义，而对高校实验室废气排放管理实际工作的指导作用有限。目前尚没有专门针对高校的实验室废气管理的法律法规、指导意见或管理办法。针对高校实验室废气管理专业指导文件缺失的现状，生态环境部门和教育部门应联合全国具有代表性的“双一流”大学、普通高等院校、专科学院等各个层次的学校以及废气处理系统的企业，召开全国高校实验室废气管理标准委员会，制定科学规范、针对性强、实用性强的高校实验室废气管理指导意见，并定期召开会议，修改完善高校实验室废气管理制度体系。各高校应完善监管组织架构体系，建立实验室废气管理领导小组，加大人力和财力的投入，在全国高校实验室废气管理标准委员会制定的标准化指导意见基础上，制定符合学校实际的实验室废气管理办法。

根据高校实验室废气排放现状，依据国家有关法律法规，须建立高校实验室废气“网络化”全方位监管体系（见图1），形成国家要求、部门负责、高校联合、企业参与、学校防治的多方联合实验室废气共同治理体制，实现横向到边、纵向到底的 “网格化”高校实验室废气管理，为高校实验室废气管理提供强有力的制度保障。

图1 高校实验室废气“网格化”全方位监管体系

2 规划布局

大部分高校的理工学科都涉及实验室废气排放问题，如化学、生物、环境、地理、物理等，这些不同专业的实验室排放出的废气成分存在较大差异，排放量也有一定的区别，且排放地点分散，这些因素给废气处置系统造成了一定的困难[9]。此外，高校与高校之间的实验室现状不尽相同，生搬硬套其他高校实验室废气处理系统的做法有可能并不适用。目前，高校实验室废气处理系统的建设是基于旧实验室建筑物的基础上，其建设成本和难度都较大，此外一次性大规模地建设实验室废气处理系统也不现实，因此需要在时间、空间和工艺设计三个方面进行合理的“网格化”布局，认真规划、逐步实施。

2.1 学科试点建设

由点带面逐步建设“网格化”实验室废气处置系统，可在学校某个具有代表性的学科试点建设实验室废气处理系统，待成熟、稳定后，推广至学校的其他学科，未来新建实验室可以吸取旧实验室建筑楼废气处理系统建设的经验。

2.2 归整实验空间

归整实验空间首先需要摸清全校实验室排放的废气种类、数量等具体情况，将具有排放废气的实验室整合，同时将同一类别废气排放的实验室尽可能调配至同一楼层，以便实现实验室空间“网格化”分类管理。由于教师、学生及其他人员有一定的流动性，其各学科的研究内容也会有所变化，如果他们不再从事废气排放的实验研究工作的话，学校相关职能部门应督促教师及科研人员尽快做好实验室腾退工作，形成进入、腾退良好的循环机制，同时也可以有效控制实验室的废气排放。

2.3 优化工艺设计

企业对废气的处理方法主要有回收法和销毁法，相比于企业而言，高校实验室废气产生量小、成分比较复杂，回收气体的价值不大，因此回收法不适用于处理高校实验室废气。销毁法主要有化学吸收、物理吸附、光催化氧化、微生物分解和高温燃烧等方法，在设计实验室废气处理系统的工艺时，既要强调各个“网格方法”的有效性，又要保证各个“网格方法”的关联性，即要将各种网格处理功能单元配合使用，发挥网格处理功能单元联合的作用[10-11]。

3 智能监测体系

传统的人工大气监测方式费时、费力，监测效果不尽人意，无法实现对气体全覆盖、精细化的“网格化”监管。目前，我国有些城市采用智能在线监测体系实时精准监测大气污染数据，取得了良好的效果，为大气污染防治提供了长期、连续、高效的科学数据支撑[12]。高校实验室废气监测可以借鉴城市智能在线监测大气的方法，并与当地的生态环境科研部门合作，建立大学城区域高校微型观测站，进行组网监测，形成高校和生态环境科研部门之间的联防联控机制。

3.1 移动走航监测

移动走航监测需要借助移动监测设备，目前主要有移动监测走航车和无人机。移动监测走航车负责校园近地面环境空气质量监测，可根据校园实验室实际情况个性化选择监测仪器设备，如需监测化学实验室废气中挥发性有机污染物含量，可在走航车上安装飞行时间质谱仪，实现对挥发性有机物的快速测量；无人机则负责校园高空空气质量监测，也可应用于实验室突发废气污染事故和人工无法到达的校园区域空气质量监测，减少校园恶劣大气环境条件下对监测人员身体损害。这些监测设备能够有效排查校园实验室废气异常排放，精准追溯和研判污染源，可以辅助解决高校实验室气体污染取证难、监测连续性差和应急能力弱等问题[13-14]。移动走航监测车和无人机的“地—空”结合，形成“地面—高空”网格气体全方位移动智能监测体系，有效防控高校实验室废气污染。

3.2 重点布防监测

高校实验室废气污染种类复杂，废气排放量波动范围较大，且存在大量无组织排放，部分创新实验室还进行有毒有害气体实验，其毒害性难于预测，所有这些都是潜在的废气污染重点区域，因此可采取定点布防在线监测方式，实时在线连续监测气体种类、浓度变化等，以便更好地掌握校园实验室大气质量动态变化，结合移动走航监测，实现“动—静”组网监测实验室大气质量的目的。

3.3 大数据云平台

作为网格化监管的首脑，大数据云平台在高校实验室废气污染防治中具有重要地位，在监管体制机制方面，可以实现气体监管政策和管理信息的共享、上报、反馈、下达等，保证信息传递的畅通。在建设规划布局和智能监测体系方面，大数据云平台能够快速收集、分析废气传感器、移动监测设备和重要布防监控点等所采集的错综复杂的监测数据，评估实验室气体污染状况，采取应急措施，协助决策指挥，处置应急污染事故[15-16]。

4 结语

高校作为废气排放的直接主体，要精心策划，做好顶层设计，借助政府和社会力量，稳步推进，强化理论创新和实践探索的良性互动。新时代下，要以信息技术高速发展为契机，采取智能设备和大数据云技术，充分利用网格单元功能优势，发挥网格单元联合成网的作用，不断将“网”做强、做大、做牢，全方位、精准、高效地管控高校实验室废气污染。