高校實(shí)驗(yàn)室廢氣污染網(wǎng)格化監(jiān)管探究

湯營(yíng)茂，繆清清，錢(qián)慶榮，陳慶華

（1.福建師范大學(xué) 實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處，福建 福州 350007；2.福州市環(huán)境科學(xué)研究院，福建 福州 350011）

近年來(lái)，隨著國(guó)家不斷加大推動(dòng)“科教興國(guó)”戰(zhàn)略目標(biāo)，陸續(xù)批準(zhǔn)、建設(shè)了一系列高校實(shí)驗(yàn)室。隨著實(shí)驗(yàn)室數(shù)量的逐年增多，帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)室氣體污染引起了政府有關(guān)部門(mén)及社會(huì)的高度關(guān)注。目前，高校實(shí)驗(yàn)室所使用的氣體種類比較復(fù)雜，每天有大量的實(shí)驗(yàn)室廢氣被排出，此外還有許多創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)也容易產(chǎn)生不確定的未知?dú)怏w，如果這些廢氣不能及時(shí)得到有效處理，將導(dǎo)致比較嚴(yán)重的環(huán)境污染，影響校園內(nèi)師生的身體健康。而現(xiàn)在，多數(shù)高校在處理這類廢氣時(shí)，主要采用通風(fēng)櫥直接將實(shí)驗(yàn)室廢氣排放至空氣中，甚至在沒(méi)有使用通風(fēng)櫥的情況下，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)直接排放。這種簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室廢氣排放方式在很大程度上危害了在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科學(xué)研究工作的師生身體健康，并污染了生態(tài)環(huán)境。這種排放方式還引發(fā)過(guò)校園周圍居民對(duì)實(shí)驗(yàn)室氣體的任意排放進(jìn)行投訴的事情，要求高校盡快解決實(shí)驗(yàn)室廢氣排放問(wèn)題[1-4]。

大部分高校在廢氣排放管理方面投入的人力和財(cái)力嚴(yán)重不足，部分高校對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢氣排放管理做了一些工作，但是與氣體的達(dá)標(biāo)排放要求還有一定差距。為了積極響應(yīng)“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的號(hào)召，綜合國(guó)內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)室廢氣排放管理的經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)企業(yè)在實(shí)驗(yàn)室廢氣排放系統(tǒng)建立的工程案例，并結(jié)合管理工作實(shí)際，借助“網(wǎng)格化”管理視角[5-6]，探討了多方主體共同防治高校實(shí)驗(yàn)室廢氣污染的問(wèn)題，為國(guó)內(nèi)高校提供了實(shí)驗(yàn)室廢氣治理參考思路，最終實(shí)現(xiàn)高校實(shí)驗(yàn)室廢氣達(dá)標(biāo)排放。

1 建立監(jiān)管體制

2018 年6 月16 日，國(guó)家頒布了《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見(jiàn)》[7]，其中明確要求做好大氣污染防治工作。2019 年2 月28 日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《全國(guó)大氣污染防治工作要點(diǎn)》，要求全國(guó)上下積極防治大氣污染，不斷改善空氣質(zhì)量[8]。國(guó)家和生態(tài)環(huán)境部門(mén)頒布的法律法規(guī)和相關(guān)指導(dǎo)意見(jiàn)，對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展廢氣管理具有宏觀指導(dǎo)意義，而對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室廢氣排放管理實(shí)際工作的指導(dǎo)作用有限。目前尚沒(méi)有專門(mén)針對(duì)高校的實(shí)驗(yàn)室廢氣管理的法律法規(guī)、指導(dǎo)意見(jiàn)或管理辦法。針對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室廢氣管理專業(yè)指導(dǎo)文件缺失的現(xiàn)狀，生態(tài)環(huán)境部門(mén)和教育部門(mén)應(yīng)聯(lián)合全國(guó)具有代表性的“雙一流”大學(xué)、普通高等院校、?？茖W(xué)院等各個(gè)層次的學(xué)校以及廢氣處理系統(tǒng)的企業(yè)，召開(kāi)全國(guó)高校實(shí)驗(yàn)室廢氣管理標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，制定科學(xué)規(guī)范、針對(duì)性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)的高校實(shí)驗(yàn)室廢氣管理指導(dǎo)意見(jiàn)，并定期召開(kāi)會(huì)議，修改完善高校實(shí)驗(yàn)室廢氣管理制度體系。各高校應(yīng)完善監(jiān)管組織架構(gòu)體系，建立實(shí)驗(yàn)室廢氣管理領(lǐng)導(dǎo)小組，加大人力和財(cái)力的投入，在全國(guó)高校實(shí)驗(yàn)室廢氣管理標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)意見(jiàn)基礎(chǔ)上，制定符合學(xué)校實(shí)際的實(shí)驗(yàn)室廢氣管理辦法。

根據(jù)高校實(shí)驗(yàn)室廢氣排放現(xiàn)狀，依據(jù)國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)，須建立高校實(shí)驗(yàn)室廢氣“網(wǎng)絡(luò)化”全方位監(jiān)管體系（見(jiàn)圖1），形成國(guó)家要求、部門(mén)負(fù)責(zé)、高校聯(lián)合、企業(yè)參與、學(xué)校防治的多方聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室廢氣共同治理體制，實(shí)現(xiàn)橫向到邊、縱向到底的 “網(wǎng)格化”高校實(shí)驗(yàn)室廢氣管理，為高校實(shí)驗(yàn)室廢氣管理提供強(qiáng)有力的制度保障。

圖1 高校實(shí)驗(yàn)室廢氣“網(wǎng)格化”全方位監(jiān)管體系

2 規(guī)劃布局

大部分高校的理工學(xué)科都涉及實(shí)驗(yàn)室廢氣排放問(wèn)題，如化學(xué)、生物、環(huán)境、地理、物理等，這些不同專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室排放出的廢氣成分存在較大差異，排放量也有一定的區(qū)別，且排放地點(diǎn)分散，這些因素給廢氣處置系統(tǒng)造成了一定的困難[9]。此外，高校與高校之間的實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀不盡相同，生搬硬套其他高校實(shí)驗(yàn)室廢氣處理系統(tǒng)的做法有可能并不適用。目前，高校實(shí)驗(yàn)室廢氣處理系統(tǒng)的建設(shè)是基于舊實(shí)驗(yàn)室建筑物的基礎(chǔ)上，其建設(shè)成本和難度都較大，此外一次性大規(guī)模地建設(shè)實(shí)驗(yàn)室廢氣處理系統(tǒng)也不現(xiàn)實(shí)，因此需要在時(shí)間、空間和工藝設(shè)計(jì)三個(gè)方面進(jìn)行合理的“網(wǎng)格化”布局，認(rèn)真規(guī)劃、逐步實(shí)施。

2.1 學(xué)科試點(diǎn)建設(shè)

由點(diǎn)帶面逐步建設(shè)“網(wǎng)格化”實(shí)驗(yàn)室廢氣處置系統(tǒng)，可在學(xué)校某個(gè)具有代表性的學(xué)科試點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室廢氣處理系統(tǒng)，待成熟、穩(wěn)定后，推廣至學(xué)校的其他學(xué)科，未來(lái)新建實(shí)驗(yàn)室可以吸取舊實(shí)驗(yàn)室建筑樓廢氣處理系統(tǒng)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)。

2.2 歸整實(shí)驗(yàn)空間

歸整實(shí)驗(yàn)空間首先需要摸清全校實(shí)驗(yàn)室排放的廢氣種類、數(shù)量等具體情況，將具有排放廢氣的實(shí)驗(yàn)室整合，同時(shí)將同一類別廢氣排放的實(shí)驗(yàn)室盡可能調(diào)配至同一樓層，以便實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室空間“網(wǎng)格化”分類管理。由于教師、學(xué)生及其他人員有一定的流動(dòng)性，其各學(xué)科的研究?jī)?nèi)容也會(huì)有所變化，如果他們不再?gòu)氖聫U氣排放的實(shí)驗(yàn)研究工作的話，學(xué)校相關(guān)職能部門(mén)應(yīng)督促教師及科研人員盡快做好實(shí)驗(yàn)室騰退工作，形成進(jìn)入、騰退良好的循環(huán)機(jī)制，同時(shí)也可以有效控制實(shí)驗(yàn)室的廢氣排放。

2.3 優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)

企業(yè)對(duì)廢氣的處理方法主要有回收法和銷毀法，相比于企業(yè)而言，高校實(shí)驗(yàn)室廢氣產(chǎn)生量小、成分比較復(fù)雜，回收氣體的價(jià)值不大，因此回收法不適用于處理高校實(shí)驗(yàn)室廢氣。銷毀法主要有化學(xué)吸收、物理吸附、光催化氧化、微生物分解和高溫燃燒等方法，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室廢氣處理系統(tǒng)的工藝時(shí)，既要強(qiáng)調(diào)各個(gè)“網(wǎng)格方法”的有效性，又要保證各個(gè)“網(wǎng)格方法”的關(guān)聯(lián)性，即要將各種網(wǎng)格處理功能單元配合使用，發(fā)揮網(wǎng)格處理功能單元聯(lián)合的作用[10-11]。

3 智能監(jiān)測(cè)體系

傳統(tǒng)的人工大氣監(jiān)測(cè)方式費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，監(jiān)測(cè)效果不盡人意，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體全覆蓋、精細(xì)化的“網(wǎng)格化”監(jiān)管。目前，我國(guó)有些城市采用智能在線監(jiān)測(cè)體系實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)大氣污染數(shù)據(jù)，取得了良好的效果，為大氣污染防治提供了長(zhǎng)期、連續(xù)、高效的科學(xué)數(shù)據(jù)支撐[12]。高校實(shí)驗(yàn)室廢氣監(jiān)測(cè)可以借鑒城市智能在線監(jiān)測(cè)大氣的方法，并與當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境科研部門(mén)合作，建立大學(xué)城區(qū)域高校微型觀測(cè)站，進(jìn)行組網(wǎng)監(jiān)測(cè)，形成高校和生態(tài)環(huán)境科研部門(mén)之間的聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制。

3.1 移動(dòng)走航監(jiān)測(cè)

移動(dòng)走航監(jiān)測(cè)需要借助移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，目前主要有移動(dòng)監(jiān)測(cè)走航車和無(wú)人機(jī)。移動(dòng)監(jiān)測(cè)走航車負(fù)責(zé)校園近地面環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，可根據(jù)校園實(shí)驗(yàn)室實(shí)際情況個(gè)性化選擇監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備，如需監(jiān)測(cè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢氣中揮發(fā)性有機(jī)污染物含量，可在走航車上安裝飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的快速測(cè)量；無(wú)人機(jī)則負(fù)責(zé)校園高空空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，也可應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室突發(fā)廢氣污染事故和人工無(wú)法到達(dá)的校園區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，減少校園惡劣大氣環(huán)境條件下對(duì)監(jiān)測(cè)人員身體損害。這些監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠有效排查校園實(shí)驗(yàn)室廢氣異常排放，精準(zhǔn)追溯和研判污染源，可以輔助解決高校實(shí)驗(yàn)室氣體污染取證難、監(jiān)測(cè)連續(xù)性差和應(yīng)急能力弱等問(wèn)題[13-14]。移動(dòng)走航監(jiān)測(cè)車和無(wú)人機(jī)的“地—空”結(jié)合，形成“地面—高空”網(wǎng)格氣體全方位移動(dòng)智能監(jiān)測(cè)體系，有效防控高校實(shí)驗(yàn)室廢氣污染。

3.2 重點(diǎn)布防監(jiān)測(cè)

高校實(shí)驗(yàn)室廢氣污染種類復(fù)雜，廢氣排放量波動(dòng)范圍較大，且存在大量無(wú)組織排放，部分創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室還進(jìn)行有毒有害氣體實(shí)驗(yàn)，其毒害性難于預(yù)測(cè)，所有這些都是潛在的廢氣污染重點(diǎn)區(qū)域，因此可采取定點(diǎn)布防在線監(jiān)測(cè)方式，實(shí)時(shí)在線連續(xù)監(jiān)測(cè)氣體種類、濃度變化等，以便更好地掌握校園實(shí)驗(yàn)室大氣質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化，結(jié)合移動(dòng)走航監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)“動(dòng)—靜”組網(wǎng)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室大氣質(zhì)量的目的。

3.3 大數(shù)據(jù)云平臺(tái)

作為網(wǎng)格化監(jiān)管的首腦，大數(shù)據(jù)云平臺(tái)在高校實(shí)驗(yàn)室廢氣污染防治中具有重要地位，在監(jiān)管體制機(jī)制方面，可以實(shí)現(xiàn)氣體監(jiān)管政策和管理信息的共享、上報(bào)、反饋、下達(dá)等，保證信息傳遞的暢通。在建設(shè)規(guī)劃布局和智能監(jiān)測(cè)體系方面，大數(shù)據(jù)云平臺(tái)能夠快速收集、分析廢氣傳感器、移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備和重要布防監(jiān)控點(diǎn)等所采集的錯(cuò)綜復(fù)雜的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，評(píng)估實(shí)驗(yàn)室氣體污染狀況，采取應(yīng)急措施，協(xié)助決策指揮，處置應(yīng)急污染事故[15-16]。

4 結(jié)語(yǔ)

高校作為廢氣排放的直接主體，要精心策劃，做好頂層設(shè)計(jì)，借助政府和社會(huì)力量，穩(wěn)步推進(jìn)，強(qiáng)化理論創(chuàng)新和實(shí)踐探索的良性互動(dòng)。新時(shí)代下，要以信息技術(shù)高速發(fā)展為契機(jī)，采取智能設(shè)備和大數(shù)據(jù)云技術(shù)，充分利用網(wǎng)格單元功能優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮網(wǎng)格單元聯(lián)合成網(wǎng)的作用，不斷將“網(wǎng)”做強(qiáng)、做大、做牢，全方位、精準(zhǔn)、高效地管控高校實(shí)驗(yàn)室廢氣污染。