生物废弃物的管理
在实验室生物安全管理的各环节中，感染性废弃物的处理是控制实验室生物安全的关键环节。切实安全地处理感染性废弃物，必须充分掌握生物安全废弃物的分类，并严格执行相应的处理程序，从而保证对实验室感染和周围环境影响的有效控制。生物实验室除了有毒的废弃物对环境造成污染外，活的生物废弃物对环境也会造成污染，对人类可能构成极大的危害。所以，生物废弃物的管理是实验室安全与管理的重要任务。
生物安全实验室感染性废弃物必须严格按照《传染病防治法》、《固体废弃物污染环境防治法》和《医疗卫生机构医疗废弃物管理办法》的相关规定进行处置。
一、生物废弃物概述
（一）生物废弃物的含义
生物废弃物一般可以分为无害性生物废弃物和危害性生物废弃物。无害性生物废弃物主要指不具有生物危害性或者生物危害性极低的生物废弃物。其研究历史较长，各类处理方法的研究和应用也相对较为成熟。后来随着研究的深入和现代生物技术的飞速发展，危害性生物废弃物逐步将生理学和病理学实验室以及转基因产业产生的危害废弃物包括进来，成为今天广义的危害性生物废弃物。综合目前世界各国对于危害性生物废弃物的相关描述和概括，本书将广义的危害性生物废弃物定义为在工业生产、农业生产、医疗诊治、教学实验、技术研发等过程中产生的，具有较高传染性、较大生物危害性以及较强潜在风险性的生物性废弃物或生物性相关废弃物。而实验室生物废弃物主要为细菌、病毒、衣原体、寄生物、重组物、致敏物、培养的动物细胞以及实验动物感染诊断样本和组织、废弃血样等。
（二）生物废弃物的危害
生物废弃物主要产生于医学、生命科学院校或科研机构的实验室，在刑事科学技术实验室中产生生物废弃物的实验室主要是法医病理实验室、法医毒理实验室、DNA实验室、法医解剖室等。这些实验室所产生的废弃物其多数带有生物活性物质，因此成为引起疾病传播和生物安全隐患的潜在原因。生物废弃物对自然界的影响也是巨大的，通过污染地下水源、土壤或直接干扰植物本身，可能会造成植物大面积死亡，引起某些种群植物的消逝灭绝，改变特定区域内的植物群落，造成自然界生态系统的改变，进而影响气候变化。转基因植物植株的不合理废弃，也可能会引起外源基因漂移，造成超级杂草的出现，同样存在引起特定区域内植物群落改变的危害。
（三）生物废弃物的分类
实验室生物废弃物按照组成一般分为以下七类：①人体血液或血液制品、体液、细胞或组织；②培养基及其他相关实验器皿；③微生物类废弃物；④病理学废弃物；⑤重组DNA类废弃物；⑥动物尸体或组织等废弃物；⑦锋利物等。生物废弃物按不同性质也可分为两大类：第一类是源于人体或可感染人、植物、动物的组织和细胞，或被生物危害剂污染的废弃物，包括实验过程中被生物危害剂污染的培养皿、培养液、移液管、生物反应废液、废弃的实验动物、实验动物组织、细胞和血液等，以及感染性培养物、大肠杆菌工程菌株、转基因植物细胞和植株等；第二类生物废弃物也被称为类似废弃物，是指未被污染的动物组织细胞、细胞培养物、植物再生植株、培养皿等。生物安全实验室涉及的感染性废弃物主要为医学标本、血液和其他体液；实验室的菌毒株以及带有菌毒株污染的物品，主要为培养基等。
二、消毒灭菌
清洁、消毒、灭菌是实验室生物安全的一个重要内容。其效果直接关系到实验结果的准确性、实验工作人员的健康以及环境的安全。
（一）消毒灭菌的基本概念
1.消毒：杀灭或清除传播媒介上病原微生物，使其达到无害化的处理（不一定杀灭芽胞）。
2.灭菌：杀灭或清除传播媒介上所有微生物的处理（包括芽胞）。
3.消毒剂：用于杀灭微生物使其达消毒或灭菌要求的化学制剂，但不一定杀灭孢子。消毒剂常用于非生命物体或其表面。
4.灭菌剂：可杀灭一切微生物（包括细菌芽胞）使其达到灭菌要求的化学制剂。
5.有效氯：有效氯是衡量含氯消毒剂氧化能力的标志，是指与含氯消毒剂氧化能力相当的氯量（非指消毒剂所含氯量），其含量用mg/L或百分比浓度表示。
6.高效（水平）消毒剂：杀灭所有微生物，除了大量细菌芽胞。
7.中效（水平）消毒剂：杀灭除了细菌芽胞以外的所有微生物，包括分枝杆菌与亲水病毒。
8.低效（水平）消毒剂：杀灭多数细菌繁殖体和亲脂性病毒。
（二）实验室消毒和灭菌原则
1.明确消毒的主要对象
应具体分析引起感染的途径、涉及媒介物及病原微生物的种类，有针对性地使用消毒剂。
2.采取适当的消毒方法
根据消毒对象选择简便、有效、不损坏物品、来源丰富、价格适中的消毒方法。(https://www.daowen.com)
3.控制影响消毒效果的因素
许多因素会影响消毒剂的作用，而且各种消毒剂对这些因素敏感性差异很大，所以要依据具体的消毒对象选择合适的消毒剂。
4.消毒顺序
清洁区、半污染区和污染区应分别进行清洁、消毒处理，各区域按先上后下、先左后右的程序，依次进行消毒。
5.消毒剂量
受结核分枝杆菌、亲水性病毒与芽胞污染的环境与表面，选用消毒剂量范围中的高浓度与长时间。受细胞、培养液、体液或血液等有机物污染，有效氯含量加大至5000mg/L
（三）常用的消毒灭菌方法
1.干热灭菌法
（1）干烤。利用干烤箱，160～180℃加热2小时，可杀死一切微生物，包括芽胞菌。主要用于玻璃器皿、瓷器等的灭菌。
（2）烧灼和焚烧。烧灼是直接用火焰杀死微生物，适用于金属器材的灭菌。焚烧是彻底的消毒方法，但只限于处理废弃的污染物品，如废弃的衣物、纸张、垃圾等。焚烧应在专用的焚烧炉内进行。
（3）红外线。红外线辐射是一种0.77～1000μm波长的电磁波，有较好的热效应，尤以1～10μm波长的热效应最强，亦被认为一种干热灭菌法。红外线由红外线灯泡产生，不需要经空气传导，所以加热速度快，但热效应只能在照射到的表面产生，因此不能使一个物体前后左右各个面都充分均匀地加热。红外线的杀菌作用与干热相似，利用红外线烤箱灭菌的所需温度和时间同于干烤。人受红外线照射较长会感觉眼睛疲劳及头痛，长期照射会造成眼内损伤。因此，实验人员至少应戴能防红外线伤害的防护眼镜。
（4）微波。微波是一种波长为1mm到1m的电磁波，频率较高，可穿透玻璃、塑料薄膜与陶瓷等物质，但不能穿透金属表面。微波能使介质内杂乱无章的极性分子在微波场的作用下按波的频率往返运动，互相冲撞和摩擦而产生热，介质的温度可随之升高，因而在较低的温度下能起到消毒作用。一般认为其杀菌机制除热效应以外，还有电磁共振效应、场致力效应等的作用。消毒中常用的微波有2450MHz与915MHz两种。微波长期照射可引起眼睛的晶状体混浊、睾丸损伤和神经功能紊乱等全身性反应，因此必须关好门后才能开始操作。
2.湿热灭菌法
（1）煮沸法。100℃水煮沸5分钟，能杀死一般细菌的繁殖体。许多芽孢需经煮沸5～6小时才死亡。水中加入2%碳酸钠，可提高其沸点达105℃，既可促进芽孢的杀灭，又能防止金属器皿生锈。煮沸法可用于饮水和一般器械（刀剪、注射器等）的消毒。
（2）流通蒸汽灭菌法。利用100℃左右的水蒸气进行消毒，一般采用流通蒸汽灭菌器，加热15～39分钟，可杀死细菌繁殖体。消毒物品的包装不宜过大、过紧，以利于蒸汽穿透。
（3）间歇灭菌法。利用反复多次的流通蒸汽，以达到灭菌的目的。一般用流通蒸汽灭菌，100℃液体加热15～30分钟，可杀死其中的繁殖体，但芽孢尚有残存。取出后放37℃孵箱过夜，使芽孢发育成繁殖体，次日再蒸一次，如此连续三次以上。本法适用于不耐高温物质的灭菌。
（4）巴氏消毒法。利用热力杀死液体中的病原菌或一般的杂菌，同时不致严重损害其质量的消毒方法。61.1～62.8℃加热半小时，或71.7℃加热15～30秒。
（5）高压蒸汽灭菌法。压力蒸汽灭菌是在专门的压力蒸汽灭菌器中进行的，是热力灭菌中使用最普遍、效果最可靠的一种方法。其优点是穿透力强，灭菌效果可靠，能杀灭所有微生物。目前使用的压力灭菌器可分为两类：下排气式压力灭菌器和预真空压力灭菌器。适用于耐高温、耐水物品的灭菌。
3.化学消毒灭菌法
利用化学药物渗透入细菌的体内，使菌体蛋白凝固变性，干扰酶的活性，抑制细菌代谢和生长或损害细胞膜的结构，改变其渗透性，破坏其生理功能，从而起到消毒灭菌作用。所用的药物称化学消毒剂。有的药物杀灭微生物的能力较强，可以灭菌，又称为灭菌剂。常用化学消毒灭菌方法包括：
（1）浸泡法。选用杀菌谱广、腐蚀性弱和水溶性消毒剂，将物品浸没于消毒剂内，在标准的浓度和时间内，达到消毒灭菌目的。
（2）擦拭法。选用易溶于水和穿透性强的消毒剂擦拭物品表面，在标准的浓度和时间内达到消毒灭菌目的。
（3）熏蒸法。加热或加入氧化剂使消毒剂呈气体，在标准的浓度和时间里达到消毒灭菌目的的方法。室内物品、精密贵重仪器和不能蒸煮或浸泡的物品，均可用此法消毒。①纯乳酸常用于实验室空气消毒。每100m3空间用乳酸12ml加等量水，放入蒸发皿，关闭门窗，加热熏蒸，待蒸发完毕，移去热源，继续封闭2小时，随后开窗通风换气。②食醋（5～10）ml/m3，加热水1～2m3，关闭门窗，加热熏蒸到食醋蒸发完为止。因食醋含5%醋酸可改变细菌酸碱环境而有抑菌作用，对实验室的空气可进行消毒。还可应用甲醛或过氧乙酸等进行熏蒸灭菌。
（4）喷雾法。借助普通喷雾器或气溶胶喷雾器，使消毒剂产生微粒气雾弥散在空间，进行空气和物品表面的消毒。如用1%漂白粉澄清液或0.2%过氧乙酸溶液作空气喷雾。对细菌芽孢污染的表面，每立方米喷雾2%的过氧乙酸溶液8ml，经30分钟（18℃以上的室温），可达99.9%杀灭率。
（5）环氧乙烷气体密闭消毒法。将环氧乙烷气体置于密闭容器内，在标准的浓度、湿度和时间内达到消毒灭菌目的。环氧乙烷是广谱气体杀菌剂，能杀灭细菌繁殖体及芽胞，以及真菌和病毒等。穿透力强，对大多数物品无损害，消毒后可迅速挥发，特别适用于不耐高热和温热的物品，如精密器械、电子仪器、光学仪器、书籍文件等，均无损害和腐蚀等副作用。环氧乙烷沸点为10.8℃，只能灌装于耐压金属罐或特制安瓶中。
三、生物废弃物的处理方法
实验室生物废弃物按其性质又分为固体和液体，其处置方法也不尽相同。
（一）固体生物废弃物的处理
《实验室生物安全通用要求》（GB19489—2008）针对不同生物安全等级的实验室废弃物提出不同处理要求。对于实验室的固体废弃物，要求应在实验室防护区内设置生物安全型压力蒸汽灭菌器，对实验室防护区内不能用压力蒸汽灭菌的物品应有其他消毒及灭菌措施。实验室操作中产生的感染性废弃物应经过压力蒸汽灭菌后方可运离防护区，但经过消毒剂处理的感染性废弃物仍需进行压力蒸汽灭菌处理。
在实验室工作中，根据实验对象及消毒物品的不同选择不同的消毒剂，但有些消毒剂在使用过程中却对压力蒸汽灭菌器以及环境产生较大的影响。如含氯消毒剂、过氧化氢等高效消毒剂，可很快杀灭病原微生物。这类消毒剂的消毒效果是通过氧化作用实现的，在高温条件下，其氧化能力会进一步增强，造成压力蒸汽灭菌器甚至实验室围护结构的氧化，从而降低灭菌器的使用寿命，也可能破坏实验室的密封性。另外，有些消毒剂如醛类，在压力蒸汽灭菌过程中会产生大量刺激性气味，对环境和工作人员不利。实验室实验操作中产生的固体废弃物应尽量避免采用氧化性和刺激性强的消毒剂。根据实验室操作的病原微生物特性，经过实验测试，选择环境友好的消毒剂。
（二）液体生物废弃物的处理
液体感染性废弃物是实验室操作中产生的主要废弃物之一。《实验室生物安全通用要求》提出实验室应使用可靠的方式处置液体感染性废弃物。实验室所有的液体感染性废弃物需经过压力蒸汽灭菌后方可排出，且切实达到灭菌效果。
应使用硬质、防漏且耐高温高压的容器盛装液体感染性废弃物，以防止液体意外泼洒，便于表面消毒。实验结束后，容器口密封后方可移出生物安全柜，以免液体或气溶胶外溢；但在进行压力蒸汽灭菌前应适当松开容器口，以利蒸汽进入（注意个人防护）。实验过程如采用消毒剂对液体感染性废弃物进行消毒，除前面提及的对灭菌器的影响因素外，还应考虑液体对消毒剂的稀释作用，确保消毒剂浓度达到消毒效果。液体感染性废弃物经压力蒸汽灭菌时，切忌采用真空模式，以防止未经灭菌的液体被抽离灭菌器内室，对灭菌器管道造成损害；动物尸体或器官灭菌时，也不宜采用真空模式，以防油脂或体液堵塞灭菌器管道，应采用缓慢进、排气方式。
（三）微生物污染的废液处理
通常采用热力消毒灭菌法与化学试剂消毒灭菌法。热力消毒灭菌法，通过处理设备的加热使废水温度升高，达到或超过某些有害微生物存活温度的最高极限，从而杀灭它们。化学试剂消毒灭菌法则利用化学试剂对废水中的有害微生物进行杀菌消毒处理。热力消毒灭菌具有效果可靠、对自然环境无污染、操作使用方便且易于控制的优点，而化学试剂消毒灭菌具有种类多且选择面大、杀菌力强、杀菌范围广，但对环境有再次污染可能性的特点，因此，可以采用热力和化学试剂相结合的消毒灭菌方式，各取其利，安全有效地处理此类废液。
（四）消毒灭菌后生物废弃物的处置
实验室生物废弃物的成分和性状相对复杂，是实验室废弃物中最具综合性的一类，必须对生物危害性废弃物产生至处理全过程进行严格管理。为了保证实验室安全，对生物危害性废弃物的管理考虑如下：
1.应确保生物性废弃物经灭菌处理后方可移出防护区，任何消毒灭菌处理的手段都应经过验证，而不应由操作人员随意选定。压力蒸汽灭菌器需定期由具资质的第三方卫生管理机构检测和备案，并时常进行灭菌生物学自检，以保证灭菌的有效性。
2.实验室内应配备标志醒目的分类收集容器，并对所有操作人员进行分类收集指导。生物废弃物收集容器如果需要连同感染性内容物共同就地灭菌和进行室外运输，按照国家规定，容器应具有不易破裂、防渗漏、耐高温高压和可密封特性。尤其是锐器收集容器，本身需兼具保护实验人员的功能，制造材料更需有韧性，耐扎耐划。
3.实验室内不允许堆积贮存生物性废弃物，一般情况下，生物废弃物贮存不得超过2日。在废弃物转运过程中操作人员需做好相应的个人防护。
4.生物性废弃物视同医疗废弃物，以集中处理为原则，采用焚烧方式处理。应交由具有生物性废弃物焚化资质的公司执行，同时接受当地卫生主管部门和环境保护部门监督。