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行業(yè)要聞
核技術(shù)在醫(yī)療廢物處置中的新空間
◎ 王鵬飛 高樹超 李林蔚
醫(yī)療廢物，是指醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)在醫(yī)療、預(yù)防、保健以及其他相關(guān)活動(dòng)中產(chǎn)生的具有直接或者間接感染性、毒性以及其他危害性的廢物。在實(shí)際生活中，醫(yī)療廢物所攜帶的細(xì)菌、病毒等微生物的危害性是普通生活垃圾的成百上千倍，如處理不當(dāng)，其會(huì)成為新的感染源。醫(yī)療廢物是造成醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)交叉感染和空氣污染的主要原因，由醫(yī)療廢物引起的交叉感染占我國(guó)社會(huì)交叉感染率的20%。由于全空間傳染性、急性傳染和潛伏性污染等特征，醫(yī)療廢物被認(rèn)為是對(duì)公眾健康影響和危害最大的污染源之一。 新冠肺炎疫情暴發(fā)以來(lái)，我國(guó)各地的主要醫(yī)療機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的醫(yī)療廢物達(dá)到每天3000噸以上，累計(jì)產(chǎn)生醫(yī)療廢物超過10萬(wàn)噸。在積極應(yīng)對(duì)肺炎疫情的同時(shí)，醫(yī)療廢物的無(wú)害化處置技術(shù)也愈發(fā)受到我國(guó)各級(jí)政府乃至社會(huì)公眾的高度關(guān)注。
我國(guó)醫(yī)療廢物處理處置技術(shù)現(xiàn)狀
目前，我國(guó)醫(yī)療廢物處理處置的通用技術(shù)主要分為焚燒處置技術(shù)和非焚燒處理技術(shù)兩大類。焚燒處置技術(shù)主要由各種類型的高溫焚燒技術(shù)組成，非焚燒處理技術(shù)則主要包括高溫蒸汽處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)、微波處理技術(shù)和衛(wèi)生填埋處理技術(shù)等。
由于醫(yī)療廢物中的可燃性成分占到了總重量的92%，通過高溫焚燒可以有效實(shí)現(xiàn)廢物的處理。高溫焚燒技術(shù)是現(xiàn)階段醫(yī)療廢物處理的最主流技術(shù)，使用該技術(shù)處理的醫(yī)療廢物占到我國(guó)每年處理醫(yī)療廢物的將近一半。當(dāng)前新冠肺炎疫情中產(chǎn)生的醫(yī)療廢物，我國(guó)各地基本上都是通過高溫焚燒技術(shù)進(jìn)行處理的。
高溫焚燒技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中有著技術(shù)成熟、適用性廣、病原微生物和有害物質(zhì)破壞充分、廢物減容減重明顯等優(yōu)點(diǎn)。但是，該技術(shù)也有著不容忽視的問題。該技術(shù)進(jìn)行醫(yī)療廢物焚燒處理時(shí)對(duì)空氣污染較為嚴(yán)重，會(huì)向外排放二噁英等有害氣體；焚燒會(huì)產(chǎn)生高濃度重金屬和飛灰，飛灰必須進(jìn)行進(jìn)一步的專業(yè)安全填埋處理；醫(yī)療垃圾不可燃成分焚燒處理產(chǎn)生的殘?jiān)残枰硗膺M(jìn)行二次處理；難以實(shí)現(xiàn)對(duì)包括重要金屬在內(nèi)的相關(guān)材料的回收和再利用。
核技術(shù)在醫(yī)療廢物處理處置中
可以發(fā)揮的作用
01輻照滅菌技術(shù) 輻照滅菌技術(shù)是一種利用電子加速器或者鈷60源產(chǎn)生的高能電子束或者γ射線對(duì)目標(biāo)材料中的細(xì)菌、病毒等微生物進(jìn)行滅殺的核應(yīng)用技術(shù)。通過高能電子束或者γ射線直接或間接地作用于目標(biāo)材料中的生物分子，破壞生物大分子的結(jié)構(gòu)，從而抑制或殺死微生物，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)材料的消毒滅菌。
在醫(yī)療廢物的處理上，輻照滅菌技術(shù)有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
1.輻照滅菌技術(shù)是一項(xiàng)高效安全的技術(shù)，具備處理時(shí)間短、效率高、一次性處理量大、滅菌充分等特點(diǎn)，在廢物處理的全流程，無(wú)需對(duì)廢物包裝進(jìn)行拆解，避免了二次交叉感染。既可以實(shí)現(xiàn)高效消毒滅菌，又極大地降低了醫(yī)源性感染的風(fēng)險(xiǎn)。
2.輻照滅菌技術(shù)是一項(xiàng)清潔的技術(shù)，消毒滅菌過程既無(wú)輻射殘留也無(wú)化學(xué)殘留。
3.利用輻照滅菌技術(shù)，可以對(duì)醫(yī)療垃圾進(jìn)行無(wú)害化無(wú)毒化處理，降低醫(yī)療廢物儲(chǔ)存、運(yùn)輸、處理處置的安全風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)危害性不大的醫(yī)療廢物（如醫(yī)用口罩、手套等），通過輻照技術(shù)進(jìn)行消毒滅菌后可直接進(jìn)行衛(wèi)生填埋處置，極大降低了廢物處置的成本；針對(duì)危害性較高的醫(yī)療廢物，輻照技術(shù)可以用對(duì)其進(jìn)行首階段的無(wú)毒化預(yù)處理，延長(zhǎng)廢物儲(chǔ)存時(shí)間，降低企業(yè)和從業(yè)者的廢物處置壓力。
02危險(xiǎn)廢物等離子體高溫?zé)峤馊廴诩夹g(shù) 危險(xiǎn)廢物等離子體高溫?zé)峤馊廴诩夹g(shù)是利用等離子體炬產(chǎn)生的高溫?zé)岬入x子體將危險(xiǎn)廢物快速分解破壞的技術(shù)。該技術(shù)是一項(xiàng)核聚變領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)。通過該技術(shù)的處理，危險(xiǎn)廢物中的有機(jī)物（毒性藥物、化學(xué)藥劑等）熱解為可燃性的小分子混合氣體（如H2、CO、CnHm等），無(wú)機(jī)物（金屬、玻璃等）被高溫熔融后生成類玻璃體殘?jiān)?，病毒、?xì)菌等微生物更是被徹底滅殺摧毀。該技術(shù)具有反應(yīng)速度快、二次污染小、適用范圍寬等特點(diǎn)，它克服了傳統(tǒng)處理技術(shù)如焚燒、化學(xué)處理等二次污染大、工藝復(fù)雜、對(duì)廢物有選擇性等缺點(diǎn)。特別適合于醫(yī)療垃圾、石棉、焚燒飛灰、電池、輪胎、放射污染等固體危險(xiǎn)廢物的環(huán)保處理。
在醫(yī)療廢物的處理上，等離子體技術(shù)有著現(xiàn)在諸多技術(shù)所沒有的優(yōu)勢(shì)。
1.醫(yī)療廢物處理溫度高（1200℃乃至1500℃以上），分解速度快，在高溫下有機(jī)物高效分解，所有的傳染病毒及其他有毒有害物質(zhì)全部分解，達(dá)到徹底的無(wú)毒無(wú)害化。
2.高溫度處理?xiàng)l件下可充分分解二噁英等劇毒物質(zhì)并抑制其再合成，氣體產(chǎn)物中二氧化硫、氮氧化物等污染性氣體成分含量極低，可有效減輕對(duì)大氣環(huán)境的污染。
3.良好地將硫、重金屬等有害成分固定在最后形成的玻璃體殘?jiān)?，不易向環(huán)境釋放，不產(chǎn)生二次污染物，并且該玻璃體殘?jiān)勺鹘ㄖ牧鲜褂没蛏a(chǎn)巖棉、微晶玻璃等，同時(shí)實(shí)現(xiàn)零填埋和危險(xiǎn)廢物的資源化利用。
4.醫(yī)療廢物氣化處理過程中的合成氣和余熱回收的蒸汽有高效利用發(fā)電的潛在應(yīng)用。
5.通過催化劑使用、溫度控制和殘?jiān)蛛x，可良好地實(shí)現(xiàn)醫(yī)療廢物中金屬材料的回收和再利用，尤其是貴金屬的回收利用。
6.可對(duì)利用高溫焚燒等技術(shù)處理醫(yī)療廢物產(chǎn)生的高危險(xiǎn)廢物飛灰進(jìn)行再處理，實(shí)現(xiàn)飛灰的熔融固化，有效降低飛灰的毒性和污染性，實(shí)現(xiàn)飛灰的無(wú)毒化處理和傳統(tǒng)廢物處理方式產(chǎn)業(yè)鏈的延伸。
等離子體處理危險(xiǎn)廢物的獨(dú)特方法表現(xiàn)出安全、高效、無(wú)二次污染和廣泛適用性，它為醫(yī)療廢物等危險(xiǎn)廢物及城市固體廢物的無(wú)害化、減容和資源化回收提供了一個(gè)十分科學(xué)有效的方法。
利用核技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)醫(yī)療廢物處理處置產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的建議
01加強(qiáng)輻照滅菌技術(shù)和等離子體技術(shù)的推廣和應(yīng)用
建議國(guó)家加強(qiáng)輻照滅菌技術(shù)和等離子體技術(shù)的推廣和多領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐。輻照滅菌技術(shù)和等離子體技術(shù)是具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的高新核應(yīng)用技術(shù)，前者的應(yīng)用范圍覆蓋了包括食品及原材料、中藥材、農(nóng)副產(chǎn)品、醫(yī)療用品、建筑材料乃至醫(yī)療廢物和其它高危廢物等在內(nèi)的多種物質(zhì)的凈化滅菌領(lǐng)域，后者則在多種類型的固體危險(xiǎn)廢物的處理處置中應(yīng)用潛力和價(jià)值巨大。國(guó)家的推廣應(yīng)用不僅僅有助于促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)行的醫(yī)療廢物處理體系轉(zhuǎn)型升級(jí)，還能促進(jìn)國(guó)家多領(lǐng)域的其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
第一，建議國(guó)家出臺(tái)或持續(xù)完善醫(yī)療廢物輻照滅菌、等離子體處理領(lǐng)域的相關(guān)規(guī)范和技術(shù)指導(dǎo)原則，明確利用輻照滅菌技術(shù)、等離子體技術(shù)處理醫(yī)療廢物的完整技術(shù)路線，為該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供專業(yè)性的參考。第二，建議在 “十四五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、“十四五”危險(xiǎn)廢物污染防治規(guī)劃等國(guó)家層面規(guī)劃中明確將輻照滅菌技術(shù)、等離子體技術(shù)作為鼓勵(lì)和優(yōu)先推廣的醫(yī)療廢物處理處置技術(shù)，以國(guó)家推介的形式助推相關(guān)技術(shù)的普及應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化推廣。第三，建議將輻照滅菌技術(shù)和等離子體技術(shù)的推廣應(yīng)用納入國(guó)家技術(shù)推廣專項(xiàng)和各地方政府的應(yīng)急防治專項(xiàng)，協(xié)調(diào)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。第四，建議為該領(lǐng)域初創(chuàng)期的企業(yè)提供包括資金支持、政策扶持、技術(shù)協(xié)助等多方面的幫助，有選擇性和針對(duì)性地降低該領(lǐng)域的準(zhǔn)入門檻，持續(xù)加快產(chǎn)業(yè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
02持續(xù)推進(jìn)等離子體產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研發(fā)
我國(guó)在等離子體技術(shù)及其在醫(yī)療廢物等危險(xiǎn)廢物的處理處置等領(lǐng)域的應(yīng)用研究起步較晚，技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用水平仍處于初級(jí)階段，尚未形成規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)。一方面，我國(guó)該領(lǐng)域的研究分散在中科院、清華大學(xué)、核工業(yè)西南物理研究院等單位，各單位的技術(shù)路線各有差異，研究水平層次不齊；另一方面，我國(guó)雖然自主研制了一批等離子體專用處理設(shè)備，但在等離子體發(fā)生器電極壽命、等離子體反應(yīng)爐的工業(yè)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域存在較大短板，一定程度上影響了該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
第一，建議完善我國(guó)等離子體產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研發(fā)體系，明確該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要和優(yōu)先應(yīng)用技術(shù)，集中國(guó)內(nèi)主要科研力量，重點(diǎn)攻關(guān)，盡早突破該產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)瓶頸。第二，建議統(tǒng)籌設(shè)立一批危險(xiǎn)廢物等離子體技術(shù)處理處置研究相關(guān)的長(zhǎng)期性基礎(chǔ)科研項(xiàng)目，為等離子體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定長(zhǎng)期的技術(shù)更新?lián)Q代與儲(chǔ)備基礎(chǔ)。第三，建議建立一批以等離子體技術(shù)為基礎(chǔ)的醫(yī)療廢物處理處置示范工程系統(tǒng)或設(shè)施，集科學(xué)研究和示范應(yīng)用于一體，對(duì)內(nèi)作為相關(guān)新研發(fā)技術(shù)的試驗(yàn)應(yīng)用基地，對(duì)外作為等離子體技術(shù)推廣示范的園區(qū)，逐步推進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
03新建一批以輻照滅菌技術(shù)和等離子體技術(shù)為基礎(chǔ)的醫(yī)療廢物處理處置設(shè)施
2003年非典疫情結(jié)束之后，國(guó)家環(huán)保總局發(fā)布《全國(guó)危險(xiǎn)廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》，批準(zhǔn)在全國(guó)主要大中城市建設(shè)醫(yī)療廢物處置設(shè)施300多個(gè)，相關(guān)設(shè)施普遍采用高溫焚燒技術(shù)。時(shí)至今日，這些設(shè)施依舊在新冠疫情的醫(yī)療廢物處理中發(fā)揮了重要的作用。但是這些設(shè)施普遍存在設(shè)備老化、運(yùn)行處理不穩(wěn)定等問題。
建議借助新冠肺炎疫情的契機(jī)，選擇北京、上海、武漢、深圳等核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)集聚、醫(yī)療廢物處置壓力大、需求高的地區(qū)，推進(jìn)建設(shè)一批以輻照滅菌技術(shù)和等離子體技術(shù)為基礎(chǔ)的醫(yī)療廢物處理處置設(shè)施。一方面，通過新設(shè)施的建設(shè)和投運(yùn)，逐步提升我國(guó)的醫(yī)療廢物應(yīng)急處置能力和水平，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療廢物處置的升級(jí)換代；另一方面，以新設(shè)施的建設(shè)和投運(yùn)為契機(jī)，集聚和培養(yǎng)一批專業(yè)的高危廢物處置高新技術(shù)人才，在有效促進(jìn)輻照滅菌技術(shù)和等離子體技術(shù)普及應(yīng)用的同時(shí)，奠定產(chǎn)業(yè)面向未來(lái)、創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)
04將人工智能、5G、大數(shù)據(jù)等技術(shù)與核技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療廢物處置的數(shù)字化與智能化升級(jí)
建議將人工智能、5G技術(shù)與輻照滅菌、等離子體技術(shù)等醫(yī)療廢物處置技術(shù)相融合，以人工智能、5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)醫(yī)療廢物處置全流程的精準(zhǔn)控制和“云監(jiān)測(cè)”。一方面，充分挖掘人工智能等技術(shù)在核技術(shù)處理醫(yī)療廢物中的應(yīng)用空間和應(yīng)用價(jià)值；另一方面，重點(diǎn)針對(duì)人工智能等技術(shù)在醫(yī)療廢物處置過程的可視化實(shí)現(xiàn)、遠(yuǎn)程操控、精確啟停、智能評(píng)估等方面，強(qiáng)化技術(shù)融合和創(chuàng)新，通過人工智能等技術(shù)的引入為醫(yī)療廢物的處置提供新動(dòng)能。
建議建立涵蓋醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)療廢物運(yùn)輸方、醫(yī)療廢物處置方、醫(yī)療廢物處置監(jiān)管機(jī)構(gòu)等單位的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。一方面通過大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建立逐步實(shí)現(xiàn)醫(yī)療廢物從產(chǎn)生到消解的一體化在線監(jiān)管，獲取醫(yī)廢處置設(shè)施的最優(yōu)化能力水平；另一方面，借助大數(shù)據(jù)分析工具，充分評(píng)估輻照滅菌、等離子體技術(shù)的醫(yī)廢處置能力水平和技術(shù)缺陷，通過數(shù)據(jù)反饋獲得相關(guān)核技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中的工業(yè)化改進(jìn)方向，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化升級(jí)。
作者單位：中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院
策劃：楊金鳳 王晨香
編輯：李春平
