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一、高校常见实验危险废弃物的种类
危险废弃物,即列入《国家危险废物名录》或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的固体废物,国家危险废物名录收入49类危险废物,498种危险化学品。其中包含医疗废物和剧毒废物,危险废弃物中大部分是危险化学品类废弃物。高校教学科研中常见的实验危险废弃物种类有:
1.危险化学废弃物
危险化学品系指有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质,在运输、装卸和储存保管过程中,易造成人身伤亡和财产损毁而需要特别防护的物品。废弃的危险化学品即为危险化学品废弃物。
常用危险化学品按其主要危险特性分为爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、有和腐蚀品等7类。
高校教学科研中实验室产生大量危险化学废弃物,其潜在的危险性也最大,是高校实验废弃物处置管理中的重点。
2.剧毒化学品
剧毒化学品是由国务院经济贸易综合管理部门会同国务院公安、环境保护、卫生、质检、交通部门确定并公布,如:氰化合物、生化合物、硒化合物、汞、锇、铊、磷等。剧毒化学品废弃物在高校实验室中也是比较常见的实验危险废弃物。
3.放射性废物
这类废弃物是指具有放射性的废水、废气和固体废弃物。因其有自身衰变、放射等特性,单独列为一类,高校实验室中一些仪器设备以及专门从事放射性实验中常常会产生放射性废弃物。
4.高校附属医院产生的医疗危险废弃物
这类危险废弃物是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的废弃物。分感染性废弃物、病理性废弃物、损伤性废弃物、药物性废弃物、化学性废弃物五类。
二、高校实验危险废弃物的常见处置方法
1.废弃物处置的方法
处置废弃物就是通过一定的方法,减少废弃物的产生量,安全合理利用废弃物和无害化处置。处置方法按处置的的原理,分为物理、化学、生化三种。
物理方法:利用废弃物的物理特性,通过改变其外形如压实、破碎、分选分类、脱水与干燥、固化,或将有害物质分离、隔离如蒸馏与溶剂萃取、吸附、膜分离、离子交换、电渗析、包装,以方便下一步处置、减少处置量。
化学方法:利用废弃物的化学特性,通过化学反应如沉淀、中和、氧化、还原、焚烧、热解等,消除或降低其危害性。
生物方法:利用废弃物能被微生物降解特性,利用微生物如菌类将其分解,消除或降低其危害性。
三种处置方法各有优劣,对不同的废弃物,在不同的处置条件和要求下,可采用不同的处置方法,有时同时或交替综合采用。
放射性废物中的放射性物质,采用一般的物理、化学及生物学的方法都不能将其消灭或破坏,只有通过放射性核素的自身衰变才能使放射性衰减到一定的水平。而许多放射性元素的半衰期十分长,并且衰变的产物又是新的放射性元素,所以放射性废物处理和处置较为独特。
2.目前我国高校实验危险废弃物的常见处置途径
(1)危险化学废弃物的处置
危险化学废弃物的处置必须严格按照《危险化学品安全管理条例》、《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等有关法规、制度规定进行。
目前大部分高校处置危险化学废弃物,专门委托经公安、环保等批准的、具有危险化学品处置许可资质的部门进行,实行定期集中统一处置的办法。学校实验室和保卫部门作为职能部门负责处置的管理。
有条件和资质的实验室,也进行危险化学废弃物的处置,如酸碱中和、沉淀、蒸馏、焚烧等,有效减少了废弃物的危害数量、强度和处置成本。
(2)剧毒化学品和放射性废弃物的处置
剧毒化学品和放射性废弃物的处置必须严格按照《危险化学品安全管理条例》规定进行。目前高校基本是委托具有剧毒化学品处置许可资质的部门进行。学校实验室和保卫部门作为职能部门负责处置的管理。
(3)医疗废弃物的处置
医疗废弃物的处置必须严格按照《医疗废物管理条例》规定进行,目前基本委托环保部门认定的具有医疗废弃物处置许可资质的单位开展。处置的管理主要由医院的保卫等相关部门负责。
三、目前我国高校实验危险废弃物处置管理中存在的问题
1.制度不够健全
高校尚未完全制定健全废弃物处置及配套的管理办法,缺少或未能严格执行化学品采购、保管、使用及其废弃物的收集、贮存、处置的一整套管理制度,使得废弃物产生、处置的各环节互不相干,各行其是,废弃物处置源头、过程和结果同时抓无法落实,废弃物处置管理职责不明,责任无法得到完全落实,遇事推诿,怕担责任,废弃物危害隐患严重,废弃物处置管理的效果欠佳。
2.设施亏乏、投入不足
废弃物的处置需要复杂的工艺和必要的投入。从各实验室到废弃物贮存仓库,由于缺少相应的废弃物处置完善的设施和足额的经费,使得废弃物产生和收集过程中,无法完全进行有效的预处置,达到以减少废弃物量、危害强度和提高回收利用率目的。而实验室是废弃物产生的源头,实验员对废弃物的成分、含量、特性最为清楚,预处理的效益最高,废弃物贮存仓库废弃物质结集地,是批量化、高效处置的场所,一旦错过将永久失去这两个废弃物预处理最佳时机。
3.安全、环保意识淡薄
随着高校环境保护宣传和法制教育的不断加强,合理合法地处置废弃物已越来越多地成为人们的自觉行为,但仍不难发现危险化学废弃物倒入生活垃圾、下水道等随意处置现象,废弃物收集点常常会见到无来源、无品名、无成分、无含量现象,大大增加了废弃物的危害和处置成本。
4.集约化、专业化程度低
一些高校对化学废弃物未实行集中存放、统一处置办法,使这些化学废弃物散存于各实验室,由于贮存条件不一、管理人员责任性不同,容易产生危害,存在事故隐患;一些高校的危险废弃物收集、保管、处置管理职能部门,未配备足够的危险品处置管理专业管理,存在外行管理内行现象,安全可靠难以保证。北京大学委托化学学院统一负责联系处理实验室危险化学废物,从专业的角度,大大提高了危险化学废物的安全可靠性,值得其他高校借鉴。
四、高校实验废弃物处置管理途径探讨
1.制定并严格执行废弃物处置管理办法,使废弃物处置管理合法化制度化
高校教学、科研及生产、生活所产生的废弃物,其种类、危害性、产生单位各不相同,因此其主管部门、处置权限、处置方法各不相同,同时产生废弃物过程中的各环节又会对合理有效处置废弃物产生影响,因此各高校都必须按照《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《危险化学品安全管理条例》等法规,制定并严格符合本校实际的废弃物处置管理办法及相关配套制度,明确各方权利、职责和义务,形成多部门合作势态、齐抓共管、依法治废的良好氛围。
2.加强宣传,提高废弃物处置全民意识
学校不但要加强对本校废弃物处置管理办法及相关配套制度,还必须大力宣传国家环境保护、污染环境防治、危险化学品安全管理等法规、制度,使合理合法地处置废弃物成为人们的自觉意识,时时参与环境保护成为自然习惯,使废弃物产生环节中的每个人,都提前加入到处置的行列中来,有效减少废弃物和数量、危害,提高废弃物处置的效率和效益。
3.实行废弃物集约化、专业化处置管理,提高效率和效果
集中收集存放、专业化管理、专业化统一处置废弃物,可使废弃物处置管理资源得到最大化的利用,可减少废弃物危害机会,提高废弃物管理效果,还可提高废弃物处置效率。有条件的高校如再配套以收集过程中的预处置,更会提高废弃物处置管理的效率和效果。废弃物集约化、专业化处置管理,还可以扩展到整个废弃物产生过程,如对危险化学品进行集中采购,专业管理人员对使用跟踪监督,加之以废弃物实验室预处理,同样可以有效减少废弃物产生量和危害强度。
4.加强废弃物回收利用、处置的研究
高校应利用科研技术人员力量强、设备先进的优势,进行废弃物处置先进技术的研究,研究出废弃物减少多、危害程度小、废弃物回收利用率高、成本低的处置新技术,履行高校服务社会的职责,为本校本单位同时也为人类社会环境保护事业作贡献。
5.加强物质、经费支撑和管理
一是利用高校技术力量强的优势,加强处置废弃物设施、设备、化学品的投入,鼓励人们全程对废弃物的处置。
二是加强废弃物存放场所的建设和设施、容器配备,确保规范、安全。
三是实行废弃物处置费用分担制度,实行谁产生,谁处置的办法,提高废弃物的回收处置率;对无品名、成分、含量的化学废弃物收取检测费等。
四是实行奖惩措施。制订奖惩制度,对在废弃物处置管理中表现突出、贡献大的师生员工给予奖励;同时对环保意识差、随意处置废弃物甚至造成废弃物危害事故者进行处罚。
参考文献:
[1]中华人民共和国主席令第31号.中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法,2005.
[2]中华人民共和国环境保护部、国家发展和改革委员会第1号令.国家危险废物名录,2008.
[3]中华人民共和国国务院第344号令.危险化学品安全管理条例, 2002.
关键词 危险废物;焚烧;废气;重金属;环境监测
中图分类号 X831 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)20-0151-02
Study on Heavy Metals in Waste Gas from Hazardous Waste Incineration
MAO Hui 1,2 YAO Jun 3
(1 Taizhou Environmental Monitoring Central Station in Jiangsu Province,Taizhou Jiangsu 225300; 2 Key Laboratory of Soil Organic Matter in Jiangsu Province; 3 Hailing Precinct of Taizhou Environmental Protection Bureau)
Abstract Taking the waste gas from a hazardous waste for example,the quality control of heavy metal in the waste gas was clarified.The research results showed that the emission concentration of mercury and its compounds(Hg),cadmium and its compounds(Cd),arsenic,nickel and their compounds(As+Ni),lead and its compounds(Pb),chromium,tin,antimony,copper,manganese and their compounds(Cr+Sn+Sb+Cu+Mn) in incinerator exhaust particulate were lower than the maximum allowable emission concentration limits of national pollution control standard for hazardous wastes incineration.
Key words hazardous waste;incineration;waste gas;heavy metals;environment monitoring
随着工业的发展,工业生产过程排放的危险废物日益增多,危险废物具有腐蚀性、毒性、易燃性等危险特性,对环境和人类健康产生了严重危害[1-2]。本着无害化、减量化、资源化的原则,危险废物的处理越来越多地采用焚烧技术[3-4],焚烧是通过高温分解和深度氧化的综合过程,通过焚烧可以使可燃性的危险废物氧化分解,主要适用于不宜回收利用其有用组分、有一定热值的危险废物[5-6]。
危险废物的来源广泛、种类繁多、无明显周期性,焚烧产生的烟气中污染物主要有烟尘、一氧化碳、二氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化物、重金属、二f英等[7-8]。国家《危险废物焚烧污染物控制标准(GB18484―2001)》[9]中控制的重金属的类别是:汞及其化合物(以Hg计);镉及其化合物(以Cd计);砷、镍及其化合物(以As+Ni计);铅及其化合物(以Pb计);铬、锡、锑、铜、锰及其化合物(以Cr+ Sn+Sb+Cu+Mn计)。本文以某危险废物焚烧废气为例,论述了危险废物焚烧废气颗粒物中重金属监测的全程质量控制,对废气颗粒物中重金属污染物的排放浓度进行分析与评价。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
仪器与用具:美国安捷伦公司电感耦合等离子质谱联用仪(ICP-MS);北京吉天仪器有限公司双道原子荧光光度计;石英纤维滤筒,购自意大利MUNKTELL品牌。
试剂:国药集团化学有限公司硝酸,ρ(HNO3)=1.42 g/mL,优级纯;盐酸,ρ(HCl)=1.18 g/mL,优级纯;氢氟酸,ρ(HF)=1.16 g/mL,优级纯。
标准溶液:单元素标准贮备液汞;30种混合标准溶液,即铝、锑、砷、钡、铍、硼、镉、钙、铬、钴、铜、铁、铅、锂、镁、锰、钼、镍、磷、钾、硒、硅、银、钠、锶、铊、锡、钛、钒、锌等混合标准溶液,浓度为20.0 mg/L,购自百灵威科技有限公司。
ICP-MS质谱调谐液:锂(Li)、钇、铈、铊、钴、镁混合溶液,浓度为1 μg/L。ICP-MS内标溶液:Li6、Sc、Ge、Rh、In、Tb、Lu、Bi混合溶液,浓度为400 μg/L。纯水:纯水电阻率大于18.2 MΩ・cm。
1.2 仪器工作条件
ICP-MS条件:射频功率1 500 W;等离子体气流量为15 L/min;雾化器流量1.0 L/min;雾化室温度2 ℃;峰型3个点;重复3次;数据采集为质谱图;内标加入方式为自动加入。
原子荧光工作条件:光电倍增管负高压280 V;灯电流30 mA;载气流量300 mL/min;原子化器高度10 mm;读数延迟时间0.5 s。
1.3 样品采集及处理方法
汞及其化合物[10]:通过等速采样将颗粒物从废气中抽取到玻璃纤维滤筒中。将试样滤筒剪碎,置于150 mL锥形瓶中,加入45 mL新配制的王水,于电热板上加热至微沸,保持微沸2 h。冷却,用定量滤纸过滤,用水洗涤锥形瓶、滤渣数次,合并洗涤液和滤液至100 mL聚四氟乙烯烧杯中,加热浓缩至近干,冷却后转移到50 mL容量瓶中,用5%盐酸稀释至标线,即为样品溶液。取同批号的2个空白滤筒,按上述相同的处理步骤,制备成空白溶液。
其他金属及其化合物[11]:通过等速采样将颗粒物从废气中抽取到玻璃纤维滤筒中。将试样滤筒剪碎,置于100 mL聚四氟乙烯烧杯中,加入12 mL硝酸、4 mL氢氟酸,盖上聚四氟乙烯烧杯盖,于电热板上150 ℃加热回流2 h,然后冷却。以超纯水淋洗烧杯内壁,开盖后加热赶酸至近干,冷却后转移到50 mL容量瓶中,静置后取上清液进行测定。取同批号的2个空白滤筒,按上述相同的处理步骤,制备成空白溶液[12]。
2 结果与分析
2.1 汞及其化合物
汞及其化合物的测定采用原子荧光法,以荧光强度为纵坐标,以浓度为横坐标绘制校准曲线。根据待测样品的荧光强度,在标准曲线上查出或者由回归方程计算出样品和空白溶液中汞的浓度,最终根据标准状况下采样体积计算出废气中汞的排放浓度,具体监测结果见表1。
从表1可以看出,某企业排气筒排出的废气中汞及其化合物的平均浓度是9.06×10-3 mg/m3,远远低于《危险废物焚烧污染物控制标准》中规定的汞及其化合物的最高允许排放浓度限值0.1 mg/m3。
2.2 其他金属及其化合物
其他金属及其化合物的测定按照HJ657―2013标准规定的方法,采用电感耦合等离子体质谱仪进行测定。质谱仪在点燃等离子体后,仪器预热30 min,用质谱仪调谐溶液进行质量校正和分辨率校正。待测元素标准溶液浓度分别是0、1、5、10、30、60、80、100 μg/L,介质为5%硝酸。以标准溶液浓度为横坐标,以样品信号与内标信号的比值为纵坐标建立校准曲线,用线性回归分析方法求得其斜率用于样品含量计算。根据标准状况下采样体积计算出废气中重金属的排放浓度,具体监测结果见表2。
从表2可以看出,某企业排气筒排出的废气中镉及其化合物的平均浓度是1.47×10-4 mg/m3,低于标准中规定的镉及其化合物的最高允许排放浓度限值0.1 mg/m3;废气中砷、镍及其化合物的平均浓度是6.05×10-2 mg/m3,低于标准中规定的砷、镍及其化合物的最高允许排放浓度限值1.0 mg/m3;废气中铅及其化合物的平均浓度是0.178 mg/m3,低于标准中规定的铅及其化合物的最高允许排放浓度限值1.0 mg/m3;废气中铬、锡、锑、铜、锰及其化合物的平均浓度是0.159 mg/m3,低于标准中规定的铬、锡、锑、铜、锰及其化合物的最高允许排放浓度限值4.0 mg/m3。
3 结论
通过对某危险废物焚烧炉废气颗粒物中重金属的研究,阐明了在废气颗粒物重金属监测过程中的质量控制。研究结果表明,该焚烧炉废气颗粒物中汞及其化合物(以Hg计),镉及其化合物(以Cd计),砷、镍及其化合物(以As+Ni计),铅及其化合物(以Pb计),铬、锡、锑、铜、锰及其化合物(以Cr+ Sn+Sb+Cu+Mn计)的排放浓度均低于国家《危险废物焚烧污染物控制标准》中规定的最高允许排放浓度限值,说明该危险废物焚烧炉废气中重金属的处理设施满足环境保护的要求。
4 参考文献
[1] 郭玉文,王伟,乔玮,等.危险废物焚烧飞灰中重金属污染特性[J].北京科技大学学报,2006,28(1):17-21.
[2] 李传红,朱文转.试议我国地方危险废物的管理和处理[J].环境保护,2000(5):10-11.
[3] 蒋学先.浅论我国危险废物处理处置技术现状[J].金属材料与冶金工程,2009,37(4):57-60.
[4] 蔡同锋,张艳艳.危险废物处理技术进展及若干建议[J].污染防治技术,2010(2):48-50.
[5] 王亦农,李小勇.化工危险废物焚烧技术探讨[J].南昌师范学院学报,2011,32(3):20-23.
[6] 姜启英,徐效民.危险废物焚烧污染控制标准及技术探讨[J].环境与可持续发展,2015,40(1):93-95.
[7] 张绍坤,席细平.危险废物焚烧处置中二恶英的产生及控制[J].能源研究与管理,2010(4):59-62.
[8] 刘强,王军,王晓军,等.利用水泥窑处置漆渣废气中重金属污染物排放分析[J].长春理工大学学报(自然科学版),2010,33(2):107-109.
[9] 国家环境保护总局.危险废物焚烧污染物控制标准:GB18484-2001[S].北京:中国环境出版社,2001.
[10] 国家环境保护总局.空气和废气监测分析方法[M].4版.北京:中国环境出版社,2003.
[关键词]环境保护 危废转移 物联监控 精细化监管
中图分类号:s-01 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)46-0160-02
1. 前言
随着经济的快速发展,工业生产过程排放的危险废物日益增多,由危废带来的环境污染和潜在隐患问题日显突出,且危废的种类繁多、性质复杂,涉及的企业特别是中小危废产量企业分布分散、危废转移时间弹性大,环境监管部门的监管人员不足、管理技术之后等问题开始凸显。一旦监管部门管理疏忽,企业环保意识淡薄,就容易出现危废外泄污染环境,更甚者酿成重大环境事故。因此,建设中小危废产量企业危废转移物联系统,全过程实时监控危废转移,对提高环境监管水平、提升监管工作效力具有重要意义。
2. 流程设计
本系统参考物流运输系统设计思路,通过应用物联网和移动互联网技术,将每一件(统一包装)危险废物视作运输货物,对转移全过程进行跟踪监控,记录每个一环节,同时结合地理信息系统,关联空间环境数据,智能分析危废转移风险。
2.1.危废申报与转移申请
产生单位根据自身产废情况,及时进行系统登记,提出转移申请(见图1)。
2.2.转移计划生成
管理部门对产生单位的产废量进行实时监控,对转移申请进行审核。系统自动汇总一定区域内所有产生单位的转移申请,达到一定规模时,自动发起转移任务。产生单位、运输单位、接收单位三方对转移任务进行信息和时间确认后,转移任务生效,开始启动转移,系统自动发送转移任务生效信息告知管理部门、产生单位、运输单位、接收单位的相关责任人。
管理部门发现一定区域内的产生单位产废量达到一定总量时,也可主动发起转移任务。
2.3.危废转移
产生单位扫描运输单位运输车与承运人信息,确认与系统信息无误后,移交需转移危废。
运输单位按时到达产生单位,进行危废转移。根据系统信息,运输单位扫描危废电子标签,确认转移危废种类齐全、正确,并对转移危废进行称重,对照产生单位登记信息,如偏差较大,则及时更新系统信息和上报管理部门审核。
信息核实正确后,产生单位与运输单位共同对转移联单进行确认,运输单位开始转移。
管理部门可通过系统实时监控危废转移情况,并随机派人在转移路线上抽查运输车辆,检查危废转移是否符合规范。
2.4.危废接收
运输单位将危废运抵接收单位后,需核实接收单位接收人,确认与系统信息无误后,移交转移危废。
接收单位按时派人对转移危废进行接收。根据系统信息,接收单位扫描运输车、承运人、危废电子标签,确认运输过程无误以及转移危废种类齐全、正确。对转移危废再次称重,对照产生单位登记信息、运输单位确认信息,如与运维单位确认信息偏差较大,则立即上报管理部门核查。
信息核实正确后,运输单位和接收单位共同对转移联单进行确认,完成危废转移。
3.系统架构与功能
通过电子标签、传感器、智能移动终端等设备,即时采集危险废物的位置、重量等信息上传系统平台,系统按照危废管理业务规则,结合空间环境数据,智能分析即时获取的采集信息,预测预警危废状态,并实时将报警信息报送责任人和监管人员,做到防范事故于未然。一旦发生事故,也能在第一时间发现问题,提供应急处置信息和手段,从而将事故影响减到最低。
系统功能有综合管理、转移联单管理、转移实时监控、监控预警等,并配备相应的智能移动终端,用于转移过程信息采集、确认。(见图2)
3.1.综合管理
综合管理用户为产生单位、运输单位、接收单位和管理部门。
产生单位:进行注册备案、产废量申报、审批信息查询、转移协议确认、转移联单查询确认、危废状态查询、危废出库确认、统计分析等操作。
运输单位:进行注册备案、转移协议上报、审批信息查询、转移联单使用管理、运输车辆监控、运输路线上报、统计分析等操作。
接收单位:进行注册备案、审批信息查询、转移协议确认、转移状态查询、转移联单查询确认、危废入库登记、统计分析等操作。
监管部门:对产废单位、运输单位、处置单位的基本信息进行查询管理,审核产废单位产废信息,审核运输单位转移资质,审核接收单位处置资质,对转移联单信息进行全程跟踪管理和检查,对运输车辆进行实时定位监控轨迹跟踪管理等。
3.2.转移联单管理
转移联单按照国家危废废物转移联单管理办法进行设计和使用,按照设计的业务流程,运输单位对转移联单进行使用管理,系统采集的危废种类、重量等信息自动进行转移联单。在转移过程中,由运输单位对转移联单进行负责和更新数据,管理部门实时监控转移联单信息,并进行管理。
危废转移时,运输单位联网打印该批次危废的转移联单,交产生单位确认。危废接收时,运输单位将经产生单位确认的转移联单交接收单位确认。最终确认的转移联单有运输单位报送管理部门。
3.3.转移实时监控
转移实时监控根据管理部门、产生单位、运输单位和接收单位的不同应用需求,提供车辆定位监控、历史轨迹查询、转移路线制定等功能。
3.3.1. 车辆定位监控
通过在转移运输车辆上安装的车载GPS,实时定位车辆位置。
3.3.2. 历史轨迹查询
根据车辆的历史定位信息,在地理信息系统中标识出车辆的运行轨迹,便于核查车辆行驶路线情况。
3.3.3. 转移路线制定
系统通过采集的需进行危废转移的产生单位空间坐标,根据区域道路状况,并结合环境空间数据中的居民区、水源保护区等敏感信息,提供转移路线推荐,由运输单位进行选择确认。
3.4.监控预警
系统通过危废转移运输车辆上的车载GPS、货仓门禁、和视频监控等传感设备,实时获取运输车辆信息。当转移过程中出现路线偏移、异常装卸等情况时,系统通过设定的规则分析,及时发出报警信息,提醒管理人员和相关责任人进行异常情况检查。
4.结束语
本系统设计根据中小危废产量企业危废转移管理工作的实际需求,考虑到现行管理制度要求,致力于解决管理部门管理手段不足的问题,同时从企业管理角度出发,整合资源,降低企业危废转移成本。在系统实际建设过程中,还需要统一危险废物分类包装,便于电子标签等感知设备的安装。另外,由于产废、运输、接收、处置等环节工作主体在相关企业,这套系统的建设、应用和功能完善还需要靠管理部门和企业共同推动。
参考文献
[关键词] 纤维支气管镜肺灌洗;无创正压通气;重症肺部感染;细胞因子
[中图分类号] R563.8 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2013)09(a)-0056-04
重症肺部感染是临床神经外科较常见的急危重症,多为创伤、气管插管以及大剂量广谱抗菌素等多因素引起致病力强的细菌或多种耐药性菌及混合感染,病情进展快死亡率高,可造成呼吸衰竭和休克[1]。有研究显示,对重症肺部感染行常规治疗联用无创正压通气(NIP-PV)和纤维支气管肺灌洗(bronchoscopic lung lavage)治疗取得良好疗效[2],本课题通过细胞因子的角度,考察纤维支气管镜肺灌洗联合NIP-PV对重症肺部感染的可能治疗机制,为临床治疗提供依据,现报道如下:
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择2012年3月~2013年1月第二军医大学医院南京分院治疗的动脉血气分析确诊为呼吸衰竭的重症肺部感染行纤维支气管镜灌注联合VIP-PV治疗患者50例作为观察组,临床主要表现为发热,咳吐大量脓性痰。其中男31例,女19例,平均年龄(75.6±15.3)岁;重症肺炎19例,慢性阻塞性肺疾病9例,支气管扩张症7例,胸部肿瘤术后10例,腹部肿瘤术后5例;病程1~10 d,平均(8.3±2.1)d。另外选择2012年3月前采用常规治疗方案治疗的重症肺部感染合并呼吸衰竭的患者50例为对照组,其中男30例,女20例,平均年龄(73.3±17.2)岁;重症肺炎21例,慢性阻塞性肺疾病10例,支气管扩张症5例,胸部肿瘤术后7例,腹部肿瘤术后7例;病程2~11 d,平均(8.9±2.0)d。两组患者年龄。性别、病因等一般资料差异无统计学意义(P > 0.05),具有可比性。患者均签署知情同意书,本研究经医院伦理委员会批准。
1.2 排除标准
已行机械通气者;呼吸停止者;严重心律失常者;慢性呼吸衰竭者;恶性血液病或骨位移植;预计存活期少于6个月;口服激素治疗超过2个月;神经肌肉病变;影响使用鼻罩的面部创伤者;严重烦躁不能配合,未控制的消化道出血者;不签署知情同意书者;妊娠妇女。
1.3 治疗方法
所有患者常规给与抗生素、雾化吸入支气管舒张药、氨溴索祛痰、经鼻或口腔吸痰、氨茶碱解痉平喘、动脉血CO2分压(PaCO2)> 80 mmHg(1 mm Hg=0.133 kPa)者,行无创呼吸机辅助通气,效果不明显可行纤支镜肺灌洗,必要时局部抗生素灌注治疗。术前禁食禁水4 h。术前采用美国伟康公司 BiPAP 呼吸机行无创正压通气,S/T模式,参数:吸气相压力6~20 cm H2O(1 cm H2O = 0.098 kPa),呼气相压力3~6 cm H2O。术中暂停正压通气,鼻导管高浓度氧气,多功能监护仪持续监测心电图、呼吸、血压、经皮血氧饱和度(SpO2)。患者去枕平卧头后仰,2%利多卡因雾化行咽喉部及气管内麻醉,0.05 mg/kg咪达唑仑镇静,使用 Olympus LF-TP型纤维支气管镜经鼻插入,按顺序依次检查各级支气管,明确阻塞部位,对该处分泌物行防污采样并送细菌培养,同时对分泌物、脓栓反复抽吸(50~100 mm Hg),对病变部位采用37℃ 0.9%氯化钠注射液行支气管肺段冲洗,尽量完全吸除分泌物和灌洗液,总灌洗量不大于300 mL,如SpO2降至 80%,立即停止操作,待SpO2恢复至90%以上时再入镜继续进行操作,灌洗完毕后,用敏感抗生素溶液留驻炎症较重部位。术后继续予正压通气[3]。
1.4 观察指标
所有患者在入院时和感染控制后5、10、15 d空腹抽取肘静脉血5 mL,由本院检验科采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定样本的白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-8(IL-8)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及C反应蛋白(CRP)的水平。抽取患者股动脉血,检测血气指标:氧分压(PaO2)、PaCO2、SpO2;观察呼吸频率(RR)、心率(HR)等指标;统计治疗效果及并发症情况。
1.5 治疗效果标准
显效:①呼吸困难症状明显改善;②两肺哮鸣音、湿啰音明显减少,达1/2肺野以下或消失;③生命体征稳定;④各动脉血气指标恢复正常。有效:上述症状有所改善,但未达到显效标准。无效:上述症状、体征无改善迹象,甚至出现恶化、死亡[4]。总有效=显效+有效。
1.6 统计学方法
采用统计软件SPSS 13.0对数据进行分析,正态分布的计量资料以均数±标准差(x±s)表示,两独立样本的计量资料采用t检验;计数资料以率表示,采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组治疗效果比较
纤维支气管镜肺灌洗联合NIP-PV对重症肺部感染的疗效:50例患者均行一次纤支镜肺灌洗术,灌洗时患者有不同程度的SpO2下降、心率加快等,暂停操作并加大吸氧浓度后改善,灌洗术未发生大咯血、窒息和致命性心律失常等严重并发症。灌洗后大部分患者肺部体征均有改善,第2~3天日痰量减少且易排出,体温降至正常,胸部影像学复查肺部炎症均明显吸收,血清白细胞明显下降,3例发展为急性呼吸窘迫综合征,多脏器功能衰竭死亡。本研究中,观察组总有效率高于对照组,观察组平均住院时间较对照组短,差异均有统计学意义(P < 0.05)。见表1。
2.2 两组C反应蛋白和细胞因子治疗前及治疗后15 d变化比较
观察组治疗前IL-6、IL-8、TNF-α和CRP等细胞因子与对照组比较,差异无统计学意义(P > 0.05);观察组及对照组治疗后15 d IL-6、IL-8、TNF-α和CRP与同组治疗前比较明显下降,差异均有统计学意义(均P < 0.05);观察组治疗后15 d IL-6、IL-8、TNF-α和CRP水平均低于对照组,差异均有统计学意义(均P < 0.05)。见表2。
2.3 两组患者治疗前及治疗后15 d血气指标监测结果
观察组治疗后15 d血气指标如PaO2、PaCO2、SaO2、RR较治疗前明显好转,差异均有统计学意义(均P < 0.05);对照组治疗后15 d PaO2、SaO2较治疗前显著升高,差异有统计学意义(P < 0.05),其余指标与治疗前比较差异无统计学意义(P > 0.05)。观察组治疗后15 d PaO2、HR、SaO2和RR均优于对照组,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表3。
2.4 两组并发症情况比较
主要并发症包括再住院、心脏事件和药物不良反应等。观察组并发症总发生率低于对照组,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表4。
3 讨论
肺部重症感染是呼吸系统常见的急危重症,长期局部支气管黏膜充血水肿,致支气管引流不畅引起感染。解除呼吸道阻塞,保持气道畅通及清除气道分泌物,同时局部应用抗生素是治疗重症肺部感染的关键。近年采用纤维支气管镜吸痰和灌洗治疗呼吸衰竭,使气道得到畅通后,再进行无创通气,提高了无创通气效率[5-6],本课题也获得了较好的疗效。业内学者对因缺氧、CO2潴留和酸中毒等原因造成意识障碍的肺部重症感染患者是否能采用正气压通气的观点不一[7]。有报道称,对意识昏迷的患者采用正气压通气,治疗过程中未出现明显的并发症,可能与机体病理生理的急性变化不明显,机体适应缺氧和高碳酸血症状态有关[8]。
CRP为急性时相蛋白,在生理情况下它存在于血浆,含量极微。在急性炎症、肿瘤、创伤、免疫系统疾病等情况下其合成可在短期迅速增加。细胞因子是由多种细胞分泌的蛋白质,具有调节细胞生长分化、调节免疫功能、参与炎症反应的功能。IL-6、IL-8和TNF-α是炎症细胞因子网络中的关键成分[9]。
本研究中,观察组治疗前IL-6、IL-8、TNF-α和CRP等细胞因子与对照组比较,差异无统计学意义(P > 0.05);观察组及对照组治疗后15 d IL-6[(9.7±3.9)、(33.3±5.1)ng/L]、IL-8[(18.4±5.8)、(82.1±22.7)ng/L]、TNF-α[(12.0±2.3)、(25.2±7.6)ng/L]和CRP[(4.5±1.9)、(23.5±2.7)mg/L]与同组治疗前比较明显下降,差异均有统计学意义(均P < 0.05);观察组治疗后15 d IL-6、IL-8、TNF-α和CRP水平均低于对照组,差异均有统计学意义(均P < 0.05)。有研究显示,血清CRP水平与TNF-α、IL-6、IL-8水平呈明显的正相关,IL-6、TNF-α是CRP合成的最重要的调节因子,在急性炎症、肿瘤、创伤、免疫系统疾病等情况下其合成可在4~6 h内迅速增加,36~50 h达高峰,经治疗后3-5 d其水平可迅速下降。在炎症反应中,TNF-α是一种由内毒素激活的巨噬细胞和淋巴细胞等分泌的细胞因子,它是迄今为止发现的具有抗肿瘤和炎症作用最强的细胞因子,TNF-α水平虽在感染初期处于较高水平,随着治疗病患状况的好转,显著降低,高浓度的TNF-α可引起IL-6、IL-8的增高,这些细胞因子一定程度地升高对机体可能有保护作用,但高浓度时,可直接损伤血管内皮细胞,促免疫粘附、微血栓形成以及激活多形核白细胞产生多种活性物质致组织器官损伤[10-12]。
NIP-PV能够起到辅助患者呼吸的作用,直接作用于肺,提高肺泡内压压力,减少肺毛细血管渗出,减轻肺间质以及肺泡的水肿程度,明显改善肺的氧和功能,使气体交换量和氧分压增加[13-14]。另外,辅助呼吸能够大幅度减少患者呼吸肌做功,降低呼吸肌氧耗,缓解呼吸肌的疲劳。本研究中,观察组治疗后15 d血气指标如PaO2[(89.6±12.5)mm Hg)]、PaCO2[(36.8±4.1)mm Hg)]、SaO2[(98.7±5.0)%]、HR[(82.3±8.2)次/min]、RR[(21.6±3.2)次/min]较治疗前明显好转,差异均有统计学意义(均P < 0.05);观察组治疗后15 d PaO2、HR、SaO2和RR均优于对照组,差异有统计学意义(P < 0.05)。
综上所述,重症肺部感染时高水平的CRP、IL-6、IL-8和TNF-α是造成肺损伤的可能机制,采用纤维支气管镜肺灌洗联合NIP-PV可显著降低重症肺部感染患者IL-6、IL-8、TNF-α和CRP水平,改善患者血气指标及预后。
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社会源废弃物复合性剖析
1.关于社会源废弃物的复合性的探讨
社会源废弃物的复合性基本囊括以下几个方面:种类的复合性、危害方式的复合性、污染责任主体的复合性、损害客体的复合性以及损害结果的复合性等。
(1}社会源废弃物种类的复合性
根据社会源废弃物危害程度的不同可分为社会源一般废弃物和社会源危险废弃物。社会源危险废弃物在《国家危险废物名录》中有明确的提及。相对于社会源一般废弃物而言,社会源危险废弃物对于环境和环境周围的居民的危害更为严重。即社会源废弃物的种类不同,其对环境及人身生命健康的危害也不尽相同。
(2)社会源废弃物危害方式的复合性
社会源废弃物危害方式具备复合性,可以分为物理性危害、化学性危害、生物性危害以及综合性危害等。就社会源一般废弃物而言,废弃物的毒性不至于直接对周围环境(地下水、土壤)以及周围居民造成严重的损害,因此它的危害方式更多地体现在占用过多的场地,以及过度堆积造成的垃圾滑坡灾害等,属于物理性危害的范畴。对于社会源危险废弃物而言(如常见的废弃电池、杀虫剂、老鼠药等),其降解过程中往往会伴随化学反应或生物反应,会对周围环境直接造成严重的危害,因此其危害方式有别于前者。
(3) 社会源废弃物责任主体的复合性
(4) 社会源废弃物的不同责任主体在社会活动中所充当的角色不同、分工不同,有些责任主体甚至会同时兼具多方面的责任:生产者作为社会源废弃物的主要产生单位之一,在社会源废弃物的处理过程中承担主要的回收义务;消费者作为加剧社会源废弃物增长和流动的单位,则需要承担合理分类和合理倒放的责任;环境和资源公司作为主要的方,不仅需要完成生产者托付的回收义务,而且需要完成政府托付的回收责任;地方政府作为中央政策的推行单位,需要为当地居民提供公众意识方案,促进社会源废弃物的回收;中央政府作为政策的制定单位,则需要统筹整个战略布局,制定行之有效的法律规范。虽然各个责任主体分工较为明确,但是很多时候每个单位的责任也是重叠的,比如政府单位、环境公司在生产活动的过程中不可避免地会扮演起消费者的角色,那么也需要其在社会源废弃物的处理过程中承担起其应有的责任,即合理的分类和倒放相应的废弃物。
(4)社会源废弃物损害客体的复合性
法理学界将法律关系的客体定义为权利义务指向的对象,而研究并确定某一法律关系的客体是法学理论与实践过程中的重要一环,亦是部门法彼此区分的重要标准。环境相关法律关系与其他类型法律关系相比有其特殊性,其特殊之处不仅表现为主体与危害方式,更是通过其客体的复合性展示出来。“环境”作为环境法律关系的客体被环境法学界长期作为主流观点加以认同,然而环境客体的复杂性决定了仅用“环境”一词难以涵盖全部法律关系。明确环境法律关系及其客体对于针对性研究、解决社会源危险废弃物及其他连带环境问题至关重要。本文按照损害对象的不同将环境损害客体分为“环境生态功能”和“公民生命健康”两类。其一,环境生态功能。指通过土地、森林、水、大气等组成的有机统一体,即生态系统所表现出来的对环境污染、破坏与冲击的容量、环境的舒适度、景观优美性、可观赏性等生态价值。这种生态功能不是通过实体价值与形态为人类服务的,而是以脱离其实物载体的一种相对独立的功能形式存在并满足于人类需要的。关于环境生态功能的破坏则又可以根据现有的法律(如《中华人民共和国大气污染防治法》《中华人民共和国水污染防治法》等)分为大气环境生态功能的破坏、水环境生态功能的破坏、土壤环境生态功能的破坏等。关于大气环境生态功能和水环境生态功能的防治已经有了现行的法律进行指导和约束,但是其中关于土壤环境生态功能的立法还不成熟。其二,公民生命健康。社会源废弃物,尤其是社会源危险废弃物在对环境生态功能造成污染的同时,其残余的毒性物质会通过大气循环、水循环而被人体吸收,进而对公民的健康造成极大的危害。由于环境客体,尤其是社会源废弃物之损害客体的复合性,其可能造成的危害后果不能被单独地审视,而需要结合具体案例分别加以分析论证。
(5)社会源废弃物损害结果的复合性
社会源废弃物按照其损害结果的不同可以划分为不同的等级。以对水环境污染程度的划分为例,根据水体的浑浊度、异味、有机物含量等指标,可以将水体的损害结果量化为轻度污染、中度污染、重度污染。同理可得,在土壤污染、大气污染的研究过程中也可以做量化的评价。但是在实际的社会源废弃物污染过程中不仅会对水环境造成一定的损害,也会对其他损害客体—大气、土壤等—也造成不同程度的损害,这就使得在评价区域损害结果的同时需要综合考虑其结果的复合性。
2.关于社会源废弃物面源性的探讨
由于社会源废弃物主要是来自于人们的日常生活,因此其主要特征为分散性、复杂性,该类特征即为社会源废弃物的“面源性”。社会源废弃物的“面源性”是与“点源性”相对应的一个概念,主要体现在社会废弃物生产源的移动性、普遍性以及随机性。社会源废弃物面源性的特点决定了其治理方式的复杂性,也是传统的点源性的治理方式对其不再适用的原因之一—即在面源性的治理过程中无法精确定位废弃物产生的源头,因此在社会源废弃物治理过程中需要以“面源点源化”为标准。
《国家危险废物名录》中将危险废弃物划分为工业危险废弃物、医疗危险废弃物以及社会源危险废弃物。医疗危险废弃物和工业危险废弃物因其生产的集中性、危害的广泛性等特征而容易进行行业内的集中管理,近年来已经在社会上建立起了完善的处置体系。但是社会源危险废弃物因其独特的面源性,注定了不能像其他两类危险废弃物一样便于管理,加之公民对其危害的认识深度不够、国家投人的管理力度不够,现在仍然处于探索的阶段。
3.社会源废弃物损害模式复合性剖析
社会源废弃物的主体、客体、危害模式及损害结果等要件均具有复合性,其中以其损害模式的复合性最为复杂且影响深远,故而本文将以其损害模式复合性为切人点,并对相关问题进行逐一分析。
社会源废弃物复合性的损害模式主要包括物理性的损害、化学性的损害以及生物性的损害。就其中物理性损害而言,近年来最重要的一个案例就是2015年的深圳“光明滑坡”案件。位于深圳市光明新区光明街道红坳村南侧的渣土收纳场因堆放超过其容纳标准的废弃物(包括大量的社会源废弃物),进而产生滑坡事故。社会源化学性的损害和生物性的损害比较常见,比如垃圾填埋场中的垃圾在自身化学作用和微生物参与下的生化反应会产生不同的渗滤液,进而对地下水体以及周边水体造成污染,对当地居民的生命健康造成极大的威胁。但需要注意的是,有些时候危害本身是相互影响的,比如堆填的“垃圾山”不仅对周边环境有着潜在的滑坡威胁,并且其渗滤液、填埋气也对周边环境有着潜在的化学性危害。正是其复合性危害的存在,使得相关的立法研究变得艰巨而复杂。
三、社会源废弃物基本概念之明晰 目前学术界关于“社会源废弃物”的概念界定不够明晰,经常与“固体废弃物”“社会源危险废弃物”“危险废弃物”“社会源固体废弃物”等概念相混淆、冲突。因此,结合我国2016年最新颁布的《国家危险废物名录》等相关文件,对以上概念进行归纳总结十分必要。
第一,固体废弃物。随着社会公众对环境问题关注度的提高,“固体废弃物”一词不再局限于学术界而频频出现在新闻媒体的报道中。在国内,学界通常将其定义为“人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质”,包括普通的生活垃圾(残余食物、废纸、塑料、纺织品等),工业废弃物(农药、重金属等),建筑废弃物(木料、金属、玻璃、石块、烂泥等)等。
第二,危险废弃物。“危险废弃物”可以分为“医疗废弃物”“社会源危险废弃物”以及“工业危险废弃物”} 13-14 }c“危险废弃物”是指列人国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的固体废物;不排除具有危险特性,可能对环境或者人体健康造成有害影响,需要依照危险废物进行管理的固体废弃物。