實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物無害化處置信息化監(jiān)管系統(tǒng)初探

李 勇, 周 亮, 何 勇, 閆志峰, 王海江

(四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院實驗動物研究所,成都 610212)

實驗動物是指經(jīng)人工培育，對其攜帶微生物和寄生蟲實行控制，遺傳背景明確或者來源清楚，用于科學(xué)研究、教學(xué)、生產(chǎn)、檢定以及其他科學(xué)實驗的動物［1］。實驗動物為醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展和人類健康做出了重大貢獻(xiàn)。實驗動物尸體是指教學(xué)、科研實驗中死亡或?qū)嶒灪筇幩赖膶嶒瀯游铮约吧a(chǎn)、飼養(yǎng)過程中死亡或淘汰的實驗動物。廢棄物指實驗動物生產(chǎn)、飼養(yǎng)和動物實驗過程中產(chǎn)生的相關(guān)廢棄物，主要包括解剖后的血液、組織液及擦拭物、實驗耗材和墊料等［2-3］。對實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物進(jìn)行無害化處置有利于生物安全和環(huán)境保護(hù)，也符合動物倫理相關(guān)要求。

我國目前對實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物缺乏規(guī)范化、制度化管理，例如：沒有針對實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物管理的法規(guī)；缺乏集中科學(xué)處理的設(shè)備、場所；實驗人員對處理方法鑒定不明，分類不清，生物安全意識淡薄；政府缺少有效的監(jiān)管與運行體系等［4］。因此，如何高效、規(guī)范、安全地處理實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物，已成為制約我國生命科學(xué)教學(xué)與科研發(fā)展的一個重要因素，也直接關(guān)系到人民生命健康、環(huán)境衛(wèi)生、食品安全等社會問題。

為了實現(xiàn)對實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物無害化處置的有效監(jiān)管，本研究團(tuán)隊綜合利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、無線通信、地理信息系統(tǒng)等多學(xué)科的前沿技術(shù)，初步建立了一種可全程動態(tài)跟蹤監(jiān)控實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物的信息管理系統(tǒng)，以期實現(xiàn)對醫(yī)藥實驗過程中所產(chǎn)生各類廢棄物進(jìn)行無害化處置的生物安全監(jiān)管目標(biāo)。

1 規(guī)范實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物的回收和分類流程

實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物除動物尸體外，還包括實驗動物生產(chǎn)、飼養(yǎng)及動物實驗過程中所產(chǎn)生的具有感染性、毒性以及其他危害或潛在危害的廢棄物，例如：棉球、棉簽、引流棉條、一次性手術(shù)衣、紗布及其他各種敷料，一次性衛(wèi)生用品、一次性實驗用品及一次性醫(yī)療器械，疾病動物或者受試動物的血液、體液、排泄物及被污染物品，病原體的培養(yǎng)基、標(biāo)本和菌種，以及實驗動物墊料等。廢棄物的品種存在多樣性，所攜帶的致病性微生物也存在多樣性，因此需要用專用塑料袋進(jìn)行包裝密封，并做好標(biāo)記，分類存放。其中，具有感染性的實驗動物尸體和廢棄物，如病原體培養(yǎng)基、標(biāo)本、菌種等，應(yīng)消毒滅菌后包裝密封于有生物危害標(biāo)識的專用塑料袋中。一般應(yīng)設(shè)置3種以上顏色的塑料包裝袋，便于分類包裝，如黃色代表感染性廢棄物，黑色代表疑似感染性廢棄物，白色代表一般廢棄物，如表1 所示。廢棄物除了用塑料包裝袋密封外，還應(yīng)以貯存桶如帶蓋的不銹鋼桶裝載，以便運輸［5］。采用條碼技術(shù)［6-7］，通過系統(tǒng)軟件自動生成條碼并打印，然后粘貼到對應(yīng)的各類實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物包裝袋上，如圖1所示。

表1 實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物的分類包裝和標(biāo)識方式Table 1 Classified packaging and labeling of laboratory animal carcasses and related wastes

圖1 廢棄物條碼示意圖Figure 1 Bar code of waste

2 實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物的信息管理系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 信息管理系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容

采用網(wǎng)際協(xié)議的視頻監(jiān)控系統(tǒng)（internet protocol video surveillance，IPVS）技術(shù)［8］，可通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和硬盤錄像機(jī)對現(xiàn)場各種視頻進(jìn)行實時取證錄像，在網(wǎng)絡(luò)暢通情況下實時上傳到云服務(wù)器平臺。在網(wǎng)絡(luò)中斷情況下，通過現(xiàn)場硬盤錄像機(jī)進(jìn)行視頻圖像存儲，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后自動補(bǔ)傳視頻圖像（圖2）。具有權(quán)限的工作人員可通過信息管理系統(tǒng)實時調(diào)閱查看相關(guān)視頻。

圖2 實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物無害化處置監(jiān)管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖Figure 2 Structure diagram of supervision system for harmless disposal of laboratory animal carcasses and related wastes

各類實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物無害化處置的監(jiān)管流程包含回收管理、運輸過程監(jiān)管、入庫監(jiān)管、出庫監(jiān)管、處置過程監(jiān)管、尾氣排放監(jiān)測、廢水監(jiān)測、殘留物監(jiān)測等（圖3）。

圖3 實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物無害化處置監(jiān)管流程圖Figure 3 Flow diagram of harmless disposal supervision of laboratory animal carcasses and related wastes

2.1.1 回收管理

指定權(quán)限的工作人員通過掃描設(shè)備對粘貼在廢棄物包裝上的條碼進(jìn)行掃描識別，錄入廢棄物名稱、種類、收集單位、時間、運輸車輛等相關(guān)信息。

2.1.2 運輸過程監(jiān)管

用配備隔熱保溫廂體、制冷機(jī)組、車廂內(nèi)溫度記錄儀等部件的專用感染性廢棄物冷藏車對實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物進(jìn)行全程密封冷藏運輸。通過對專用感染性廢棄物冷藏車加裝GPS 的方式，實現(xiàn)對車輛的定位、監(jiān)控。同時可以調(diào)取車輛的歷史運行軌跡，做到路線溯源，實現(xiàn)全程監(jiān)控，保障運輸過程中的生物安全。

指定權(quán)限的工作人員將運輸所需要的資料錄入到系統(tǒng)中，并形成相關(guān)記錄，同時將司機(jī)和車輛進(jìn)行綁定。工作人員還可將封裝好的動物尸體拍照，在系統(tǒng)中生成相關(guān)檔案并留存；同時在進(jìn)行裝袋等操作時全程通過視頻監(jiān)控手段錄像，以達(dá)到運輸過程的全程監(jiān)管。

2.1.3 出入庫監(jiān)管

指定權(quán)限的工作人員通過掃描設(shè)備進(jìn)行出入庫操作，并生成相關(guān)的出入庫記錄單據(jù)，單據(jù)中可體現(xiàn)出入庫人員、出入庫對象、數(shù)量、出入庫時間等信息。在出入庫過程中，采用視頻監(jiān)控手段進(jìn)行錄像或拍照，并保存視頻、圖片等證據(jù)。

2.1.4 處置過程監(jiān)管

按照《實驗動物環(huán)境及設(shè)施》（GB14925-2010）、《實驗室生物安全通用要求》（GB19489-2008）標(biāo)準(zhǔn)，對未使用過或僅用作常規(guī)科研、檢定、檢驗、教學(xué)的實驗動物尸體及廢棄物，可交由具備《動物防疫條件合格證》等相關(guān)資質(zhì)的單位，按規(guī)定進(jìn)行集中無害化處置；而接受病原體感染、染毒和放射性實驗的實驗動物尸體和廢棄物，須先行高壓滅菌后，再交由具備《危險廢物經(jīng)營許可證》資質(zhì)且核準(zhǔn)經(jīng)營危險廢物處理類別相符的單位集中處置。處置方式采用焚燒法［9-10］，即通過氧化燃燒的方法殺滅病原微生物，將動物尸體及相關(guān)廢棄物化為灰渣。

指定權(quán)限的工作人員通過掃描設(shè)備進(jìn)行銷毀操作，并生成相關(guān)的銷毀記錄單據(jù)。在整個處置過程中，將重點采用視頻監(jiān)控手段進(jìn)行全程錄像。處置完成后，保存視頻資料，并把處置信息傳入信息管理系統(tǒng)，以便查閱實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物處置情況。

2.1.5 尾氣、廢水、殘留物監(jiān)測

由于實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物處置過程中會產(chǎn)生大量的三廢，即廢氣、廢水和固廢（殘留物），其中含有多種有毒有害物質(zhì)，若處理不當(dāng)或未達(dá)標(biāo)而排放，會對環(huán)境造成危害，破壞生態(tài)環(huán)境平衡，影響人體健康。

本系統(tǒng)預(yù)留有與無害化處置機(jī)構(gòu)自身的監(jiān)測系統(tǒng)對接的端口，可共享監(jiān)測系統(tǒng)中采用高靈敏度的傳感器采集的尾氣、廢水等數(shù)據(jù)信息。殘留物經(jīng)檢驗合格后可作為土壤添加劑或肥料，也可作填埋處理；處置過程中需進(jìn)行詳細(xì)記錄，包括處置單位、時間、數(shù)量等信息，并采用視頻監(jiān)控手段全程錄像。

2.2 信息管理系統(tǒng)的特點

（1）創(chuàng)新性：利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、條碼、衛(wèi)星定位等技術(shù)，可實現(xiàn)實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物無害化處置全過程的動態(tài)監(jiān)控。（2）可查性：實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物的分類回收、貯存、運輸、處置等過程都可以實時錄像或拍照，資料可存檔，并可隨時查閱。（3）專人負(fù)責(zé)，杜絕管理漏洞，確保生物安全。

3 思考及討論

隨著醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)、學(xué)、研過程中產(chǎn)生的各種醫(yī)藥實驗廢棄物越來越多。然而在高校、研究機(jī)構(gòu)等實驗動物頻繁使用單位，“重教學(xué)科研、輕安全管理”的問題屢見不鮮。比如，生物安全意識欠缺、管理機(jī)制落后、實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物的有效處理長期被忽視，由此頻發(fā)實驗室生物安全事故，引起社會的廣泛關(guān)注［11-13］。實驗廢棄物的非科學(xué)處理主要包含以下幾點：（1）缺乏對實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物的分類回收處理流程的有效監(jiān)管；（2）廢棄物的生物安全危害等級無法得到有效評估；（3）無害化處置機(jī)構(gòu)的軟硬件建設(shè)相對滯后，無害化處置機(jī)構(gòu)忽視實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物的潛在生物安全風(fēng)險。針對以上問題，我國于2020年頒布了《中華人民共和國生物安全法》，并于2021 年4 月15 日起施行，明確生物安全是國家安全的重要組成部分，加強(qiáng)動物防疫，防止動物源性傳染病傳播是人民健康、社會安定、國家利益的重要保證。因此，無害化處置技術(shù)和監(jiān)管體系應(yīng)該同步跟上時代的步伐，落實在醫(yī)療廢物的收集、運送、貯存、處置以及監(jiān)督管理等活動中。

目前，無害化處置機(jī)構(gòu)多將著眼點放在處置環(huán)節(jié)，忽視了廢棄物的交接、運輸及貯存環(huán)節(jié)，而部分公共生物安全事故的發(fā)生恰恰就始于交接、運輸及貯存環(huán)節(jié)中的漏洞，對這三個環(huán)節(jié)的監(jiān)管往往沒有得到應(yīng)有的重視。有學(xué)者在對浙江省實驗動物行政許可單位的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，部分單位沒有詳實的廢棄物交接記錄，應(yīng)急預(yù)案僅側(cè)重于停水停電、設(shè)備故障、動物感染等情況［14］。由于缺乏對交接和轉(zhuǎn)運流程的有效監(jiān)管，當(dāng)發(fā)生廢棄物丟失的情況時，根本無從追索廢棄物下落，使得應(yīng)急預(yù)案成為一紙空文。規(guī)范做好實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物的分類回收、貯存、標(biāo)識、預(yù)處理，完善交接手續(xù)，加強(qiáng)監(jiān)管等已成為各實驗動物相關(guān)單位的共識［15］。

在近年來重大疫病暴發(fā)的情況下，從國民生命健康、國家生態(tài)安全、經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展的角度出發(fā)，組織協(xié)調(diào)有關(guān)力量，開展實驗動物相關(guān)生物安全防控工作，建立生物安全監(jiān)測和預(yù)警體系，已迫在眉睫［16］。無害化處置機(jī)構(gòu)必須承擔(dān)起自身的社會責(zé)任，帶動行業(yè)形成全流程監(jiān)管體系，為保障生物安全貢獻(xiàn)一份力量。

本文闡述了實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物信息管理系統(tǒng)的設(shè)計思路及預(yù)期效果，但目前仍處于研究開發(fā)階段。例如，該系統(tǒng)尚未實現(xiàn)與無害化處置機(jī)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的對接，不能做到信息共享，無法實時了解處置過程中尾氣、廢水等指標(biāo)的排放情況；整個系統(tǒng)的運行效果有待觀察；還存在單位間溝通銜接不力、信息資源涉及保密等問題，都需要逐步解決。我們相信隨著信息管理系統(tǒng)應(yīng)用于實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物無害化處置過程，將進(jìn)一步完善整條無害化處置產(chǎn)業(yè)鏈的監(jiān)督管理體系，從而明顯提高實驗動物尸體及相關(guān)廢棄物的無害化處置效率，有力保障全過程生物安全。