高校微生物實驗室廢棄物處置及安全管理

柳洪潔 馬蘭婷 彭軍 商營利 宋月鵬

摘 要： 微生物實驗室廢棄物合理處置與安全管理是高校實驗室安全管理的核心內容，處置不當會造成環境污染或人身傷害，甚至導致社會公共安全事故。分析了微生物實驗室廢棄物分類與合理處置方法，探討了廢棄物安全管理發展現狀及國內高校存在問題，提出了相應策略：制定完善的管理制度，健全廢棄物安全管理體系；加強宣傳教育與人員培訓，提高相關人員的安全意識；加強微生物實驗室廢棄物處置設施建設；建設微生物實驗的虛擬仿真教學項目。

關鍵詞：微生物實驗；廢棄物；處置；安全管理

中圖分類號：G482 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1795（2024）01-0133-04

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.01.023

0 引言

微生物實驗室是高校生物學專業學科平臺及人才培養的重要場所，也是我國新農科新醫科專業建設的重要內容，實驗室廢棄物合理處置與安全管理是國內外高校實驗室安全管理的核心內容。長期以來，微生物實驗室實驗過程中產生的感染性廢棄物是一種典型的嚴重污染源，如何科學合理處置這些廢棄物常被忽視，有的甚至不經處理就直接排放或丟棄，造成嚴重的環境污染，也可能引起實驗室工作人員及參與實驗師生的身體健康與生命安全，甚至形成嚴重的社會公共安全事故[1]。

我國農業院校的微生物實驗室，所接觸的微生物屬于非高等級病原微生物，危害性不足以致命，生物安全性極易被實驗人員及管理部門所忽視，但是，微生物實驗室實驗過程中形成的廢棄物種類繁雜、形態多樣，污染效應具有滯后性，一旦發生后果將無法挽回，因此，微生物實驗室廢棄物合理處置及其安全管理對于科學研究與人才培養至關重要[2]。

1 廢棄物分類與合理處置

2020 年，生態環境部頒布的《國家危險廢物名錄》中將生物實驗室產生的廢棄物分為有傳染性的生物廢棄物和非傳染性的化學廢棄物兩大類，規定了廢棄物類別與代碼、行業來源及危險特性[3]。在實驗室安全管理的實際操作中，將微生物實驗室形成的廢棄物一般按形態可劃分為固體廢棄物、液體廢棄物、氣體廢棄物和尖銳型廢棄物4 大類。固體廢棄物主要包括實驗室器械與耗材類和生物類固體廢棄物兩大類，如培養皿、手套、載玻片、廢棄動物尸體、器官、含菌株的培養基、血液廢棄物、廢渣及其他感染性質的物質等。液體廢棄物包括化學類廢液和生物類廢液，如醇類或苯類有機試劑、含酸堿金屬元素試劑、含有致病菌累液體培養基及含血液液體廢棄物等。氣體廢棄物包括揮發性試劑如乙醚、氯仿等，或實驗過程中產生的CO、含砷化合物氣體等。尖銳型廢棄物包括手術刀、注射針頭或注射器、碎玻璃等[4]。

生物實驗室廢棄物還包含某些放射性廢棄物、廢舊設備形成的廢棄物及部分實驗室垃圾等[5]。這些微生物實驗室廢棄物如果處置不當，不僅對人體造成傷害，而且會對環境造成嚴重污染[6]。2007 年，英國一家口蹄疫疫苗研發公司由于實驗室污水排放系統泄漏了含有大量活口蹄疫病毒，導致附近養牛場發生嚴重口蹄疫疫情[7-8]。2019 年，某生產疫苗的制藥廠在獸用布魯氏菌疫苗的生產過程中使用了過期的消毒劑，廢棄物中攜帶布魯氏菌，導致附近居民6 000 余人檢測結果中相關抗體呈陽性[9]。

根據國家或地方法規和標準要求進行實驗室廢棄物的處置和安全管理，對于微生物實驗室產生的高危廢棄物處置、運輸和廢棄之前，須參考最新版相關文件，如最新版的《國家危險廢物名錄》、國家標準：GB/T41962—2022《實驗室廢棄物存儲裝置技術規范》、地方標準《實驗室廢棄物存儲裝置技術規范》（四川?。┑?。在設計、改造、建設實驗室前，應征詢相關主管部門的意見和建議。

微生物實驗室廢液處理方法有化學藥劑法和熱力消毒滅菌法[2]?；瘜W藥劑法主要是通過在廢液內添加滅菌劑、消毒劑、抑菌劑，或者添加酸堿化學試劑控制廢液的pH 值、與重金屬元素形成不溶解沉淀物處理重金屬廢液。熱力消毒滅菌法則是通過加熱方式連續對廢液進行消毒滅菌處理。有時兩者混合使用，目的是使廢液在盡可能短的時間內得到處理，避免引起污染擴散。

對于廢氣處置，主要是科學合理設計實驗室送排風系統，控制實驗室的氣流方向和壓力梯度，使通過初效、中效、高效3 級過濾器后的氣體由清潔區流向污染區，而后經過檢測達到釋放標準后，經高效過濾后由排風機向空中排放[10]。

固體廢棄物處置，如棄置的樣本、培養物和其他生物性材料應棄置于專用密封容器內，并有顯著標識，集中存放在指定地點。這些廢棄物離開實驗室前，通過高壓滅菌、化學消毒或其他被認可的技術進行無害化處理，由專人安全運出實驗室。利器（包括針頭、小刀、金屬和玻璃等）應直接棄置于耐扎容器內。培養物必須經121 °C 下30 min 高壓滅菌[11]。

微生物實驗室產生的所有感染性廢棄物必須在實驗室內清除污染、高壓滅菌或焚燒，確保不會發生泄漏而造成環境污染或公共社會事件。

2 廢棄物安全管理發展現狀及存在問題

2.1 發展現狀

廢棄物安全管理是微生物實驗室管理重要的組成部分，從20 世紀70 年代開始，國內外對廢棄物安全管理極為重視，并根據生物安全等級，制定了相應的廢棄物處理措施和規范。

美國微生物實驗室安全歸屬于環境、衛生和安全（EHS）部門管理，制定了較為完善的規章制度[12]。諸多學校都設立了專門的實驗室安全管理機構，制定較為完善制度，對專業人員進行培訓，組成危險品收發安全及廢棄物處理安全等多個安全管理部門，各部門間權責明晰又相互合作。同時，嚴格執行實驗室準入制度，即實驗或科研人員在進入實驗室前，必須進行生物安全、實驗室管理方面的培訓[7，10，12-13]。

日本高校均把環保安全教育培訓課程納入學生的必修課，形成一套系統、科學、人性化的實驗室安全和環保管理體系[10]。一般由學校專門機構環保中心來負責日常管理和處理實驗室廢棄物[7]。

拜耳醫藥保健研發總部廢棄物安全管理極為嚴格，要求每個實驗室必須配備兩位安全員，互為候補，同時也制定了較為完善的廢棄物分類收集、垃圾桶標識等各項安全管理規章制度[12]。

近年來，我國部分高校對微生物實驗室廢棄物安全管理進行了較為深入的探索與實踐。香港科技大學借鑒美國EHS 管理體系，形成校園生物安全管理的完整鏈條[7]。清華大學建立了較為完善的生物安全管理體系和制度，建立了國內高校第1 個高校生物廢棄物統一管理平臺，廢棄物離校前集中進行無害化處理[2]。南方醫科大學建立廢棄物申報系統，形成了較為完善的安全管理制度，取得較好使用效果[14]。

我國在微生物實驗室廢棄物安全管理制度建設方面取得了較大進展， 2004 年國務院發布的第424 號國務院令《病原微生物實驗室生物安全管理條例》、2006年國家環境保護總局發布《病原微生物實驗室生物安全環境管理辦法》、國家標準GB 19489—2008《實驗室生物安全通用要求》等都對實驗室感染性廢棄物處置提出了明確的要求[5]。

2.2 存在問題

目前，我國高校微生物實驗室大多屬于生物安全Ⅰ級或Ⅱ級實驗室，教學科研所接觸的微生物危害性較小，但是，這些生物廢棄物一旦泄露可造成重大環境污染事件，如2010 年，我國某農業大學因使用未經檢疫的山羊進行活體解剖教學，導致28 名師生感染布魯氏菌的重大教學事故。與國外相比，我國微生物實驗室廢棄物安全管理存在較大差距。

（1）微生物實驗室廢棄物安全管理體系不健全。調查發現，國內高校普遍存在實驗室重建設、輕管理，重儀器設備、輕教育培訓，重實驗內容、輕規章制度，重實驗過程和輕廢棄物處置的問題。這就導致了高校實驗室管理部門、實驗人員及參與實驗的師生安全管理意識淡薄，如對于微生物實驗安全，忽視了對本科生及研究生的生物安全意識培訓，有的參與實驗的師生根本不了解微生物實驗過程中產生的廢棄物危害。同時尚未完全建立實驗室準入制度，師生環保意識、生物安全意識比較淡薄，這些因素都可能導致微生物實驗室安全事故發生。

（2）實驗室安全管理規章制度及廢棄物處置辦法不統一。與國外較為完善的微生物實驗室EHS 管理體系相比，我國實驗室安全管理建設仍處于初級階段[15]。目前國內高校實驗室安全管理主要由教務處等部門負責，一般情況下，微生物實驗室廢棄物管理還需要后勤、消防、公安及各實驗中心密切配合，但是，在實際操作過程中，多方協調機制極不完善，處于一種多方管理、政出多門、管理無抓手的尷尬境地。目前高校制定的微生物實驗室廢棄物管理辦法不統一、可操作性較差、執行難度大，有的高校微生物實驗室對廢棄物未進行分類收集和高溫無害化處理直接丟棄，甚至將生物廢棄物作為普通垃圾進行處理，都可能成為高校實驗室的安全隱患。

（3）微生物實驗室廢棄物處置配套設備與專業人員欠缺。國內高校微生物實驗室對于高危廢棄物，缺乏處置設備或處置設備不完善，并且生物廢棄物處置運行體系不完善，如何處理這些感染性廢棄物，實驗人員及相關參與實驗的師生未受專業培訓。國家標準GB 19489—2004《實驗室生物安全通用要求》急需完善對生物實驗室廢棄物處置的管理要求[5]。另外由于缺乏完善的廢棄物分類處理標準及制度，目前大多數高校微生物實驗室還未完全實現廢棄物分類處置，有的實驗室往往多種生物廢棄物與生活垃圾混合集中堆放，有的未經處置直接丟棄到垃圾箱，還有的作為廢品直接賣掉，這些行為極有可能造成嚴重的環境污染。

（4）廢棄物處置的資金投入不足可能導致實驗室安全隱患。國內高校微生物實驗室建設過程中，缺乏頂層設計與規劃，廢棄物處置設施不完善，布局不合理，如實驗室廢氣處置的送排風系統設計，3 級過濾器的選用等，須由專業人員進行設計建造。另外，后期設備運行維護缺乏相關資金支持，有的處理設備老化失效而不能更換，都是導致安全事故發生的隱患。

3 安全管理策略

3.1 制定完善的管理制度，健全廢棄物安全管理體系

國內高校微生物實驗室管理普遍存在重建設、輕管理，重實驗內容、輕規章制度的突出問題，目前雖然各相關高校制定了實驗室生物安全管理制度，但是對于廢棄物的處置措施存在方法不統一、可操作性差等問題，因此，從國家或高校主管部門層面，則需根據新農科、新醫科建設及形勢發展要求，借鑒國外微生物實驗室生物安全管理理念，制定切實可行的國家或地方標準。從高校及二級教學單位層面，需根據相關標準要求，結合實際情況，制定操作性強、處置方法統一有效的廢棄物處置規章制度。同時，明晰不同管理主體的責權利，建立有效的與廢棄物處置相關的后勤、消防、公安等各部門多方協調機制，嚴格執行“誰主管、誰負責”的責任倒究機制，建立學校?學院?實驗中心（系）?實驗人員不同層次的微生物實驗室廢棄物安全管理體系。采用生物安全管理知識培訓與考核方法，建立實驗室準入制度，對于考核不合格的人員，禁止進入相關實驗場所，這對于減少廢棄物安全隱患是至關重要的措施。

3.2 加強宣傳教育與人員培訓，提高人員安全意識

加強對微生物實驗室相關廢棄物分類、處置標準及辦法的宣傳教育工作，通過課程或講座的形式，對相關人員（如新進實驗員、實驗管理部門領導、參與實驗的師生等）進行安全教育和考核，重點對實驗室廢棄物分類及合理處置方法進行宣講或培訓。在教學或科研過程中，營造廢棄物必須分類與回收處理的濃厚氛圍，使學生形成自覺進行廢棄物安全處置意識。通過競賽、主題活動、實驗室張貼安全操作規程等形式，提高實驗人員及參與實驗的師生對廢棄物危害的防護意識。高校主管部門定期對實驗室管理及實驗人員開展重點主題培訓，強化實驗室安全意識，真正掌握廢棄物科學合理的處置方法與規程，同時制定應急預案，必要時還要進行應急事件演練，確保在事故發生后規范處置。另外，高校實驗室主管部門提高廢棄物安全管理的防范意識，做好監督管理工作，同時做好與其他高校的調研觀摩與經驗交流工作。

3.3 加強微生物實驗室廢棄物處置設施建設

鑒于國內高校微生物實驗室廢棄物多樣性、復雜性及生物安全性，可以借鑒美國較為成熟的EHS 體系，做好生物相關安全和安保工作，配備不同類型實驗所需要的各類操作防護裝備，建立專門污染物處理系統。在微生物實驗室設計或改造過程中，嚴格執行相關標準，做好頂層設計與規劃，必要時，應征詢相關主管部門或專家的意見。實驗室應嚴格劃分有機和無機藥品存放區域，按照廢棄物分類進行合理處置，產生的感染性廢物必須嚴格區分感染性和非感染性廢物，一旦分開后，感染性廢物必須加以隔離等[15]。實驗室中無法處理的廢棄物則要置于密封防漏的容器中，并安全運輸出實驗室，交給專門單位進行處理。

購置完善的廢棄物處理配套儀器設備，加大資金投入，對諸如污水處理與排放系統、生物安全柜、滅菌消毒設施和應急防護設施等維護更新，確保這些設備安全有效運行。

3.4 建設微生物實驗虛擬仿真教學項目

開發微生物虛擬仿真實驗教學項目，可以解決師生及實驗人員對實驗操作和儀器設備不熟練導致的安全隱患，通過模擬結果的分析研究，為實際操作提供支持，進一步減少人為因素導致的實驗失敗，同時，虛擬仿真實驗教學項目不產生廢棄物，根本不用考慮廢棄物處置及安全管理問題。對于高致病性病原微生物實驗或產生高風險廢棄物的實驗，可以建設相關虛擬仿真實驗教學項目，如山東農業大學動物醫學院的虛擬仿真項目“家禽病毒性傳染病疫苗的生產應用”等。另外，通過理論學習結合虛擬仿真實驗，能夠讓學生學習一些由于價格、生物安全等條件限制不能在現實實驗室開展的實驗課程，能大大提高教學效果和學生的學習興趣。

4 結束語

國內高校微生物實驗室在實驗過程中產生復雜多樣的廢棄物，處置不當可引起實驗室工作人員及師生人身傷害，或產生環境污染，甚至造成社會公共安全事故。微生物實驗室廢棄物的處置是一項十分重要的工作，實驗室管理部門及實驗人員應高度重視，全面掌握和理解國家或地方相關技術標準要求，建立相應廢棄物安全管理體系，制定完善規章制度，選擇科學合理處置方法，配備處置儀器設備，建設虛擬仿真實驗教學項目，確保微生物實驗室的安全運行，為高?？茖W研究及人才培養提供堅實的支撐條件。