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核技術在醫(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)生機構在醫(yī)療、預防、保健以及其他相關活動中產(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。在實際生活中，醫(yī)療廢物所攜帶的細菌、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，其會成為新的感染源。醫(yī)療廢物是造成醫(yī)療機構內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社會交叉感染率的20%。由于全空間傳染性、急性傳染和潛伏性污染等特征，醫(yī)療廢物被認為是對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，我國各地的主要醫(yī)療機構產(chǎn)生的醫(yī)療廢物達到每天3000噸以上，累計產(chǎn)生醫(yī)療廢物超過10萬噸。在積極應對肺炎疫情的同時，醫(yī)療廢物的無害化處置技術也愈發(fā)受到我國各級政府乃至社會公眾的高度關注。
我國醫(yī)療廢物處理處置技術現(xiàn)狀
目前，我國醫(yī)療廢物處理處置的通用技術主要分為焚燒處置技術和非焚燒處理技術兩大類。焚燒處置技術主要由各種類型的高溫焚燒技術組成，非焚燒處理技術則主要包括高溫蒸汽處理技術、化學處理技術、微波處理技術和衛(wèi)生填埋處理技術等。
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現(xiàn)廢物的處理。高溫焚燒技術是現(xiàn)階段醫(yī)療廢物處理的最主流技術，使用該技術處理的醫(yī)療廢物占到我國每年處理醫(yī)療廢物的將近一半。當前新冠肺炎疫情中產(chǎn)生的醫(yī)療廢物，我國各地基本上都是通過高溫焚燒技術進行處理的。
高溫焚燒技術在實際應用中有著技術成熟、適用性廣、病原微生物和有害物質破壞充分、廢物減容減重明顯等優(yōu)點。但是，該技術也有著不容忽視的問題。該技術進行醫(yī)療廢物焚燒處理時對空氣污染較為嚴重，會向外排放二噁英等有害氣體；焚燒會產(chǎn)生高濃度重金屬和飛灰，飛灰必須進行進一步的專業(yè)安全填埋處理；醫(yī)療垃圾不可燃成分焚燒處理產(chǎn)生的殘渣也需要另外進行二次處理；難以實現(xiàn)對包括重要金屬在內的相關材料的回收和再利用。
核技術在醫(yī)療廢物處理處置中
可以發(fā)揮的作用
01輻照滅菌技術 輻照滅菌技術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射線對目標材料中的細菌、病毒等微生物進行滅殺的核應用技術。通過高能電子束或者γ射線直接或間接地作用于目標材料中的生物分子，破壞生物大分子的結構，從而抑制或殺死微生物，實現(xiàn)目標材料的消毒滅菌。
在醫(yī)療廢物的處理上，輻照滅菌技術有著獨特的優(yōu)勢。
1.輻照滅菌技術是一項高效安全的技術，具備處理時間短、效率高、一次性處理量大、滅菌充分等特點，在廢物處理的全流程，無需對廢物包裝進行拆解，避免了二次交叉感染。既可以實現(xiàn)高效消毒滅菌，又極大地降低了醫(yī)源性感染的風險。
2.輻照滅菌技術是一項清潔的技術，消毒滅菌過程既無輻射殘留也無化學殘留。
3.利用輻照滅菌技術，可以對醫(yī)療垃圾進行無害化無毒化處理，降低醫(yī)療廢物儲存、運輸、處理處置的安全風險。針對危害性不大的醫(yī)療廢物（如醫(yī)用口罩、手套等），通過輻照技術進行消毒滅菌后可直接進行衛(wèi)生填埋處置，極大降低了廢物處置的成本；針對危害性較高的醫(yī)療廢物，輻照技術可以用對其進行首階段的無毒化預處理，延長廢物儲存時間，降低企業(yè)和從業(yè)者的廢物處置壓力。
02危險廢物等離子體高溫熱解熔融技術 危險廢物等離子體高溫熱解熔融技術是利用等離子體炬產(chǎn)生的高溫熱等離子體將危險廢物快速分解破壞的技術。該技術是一項核聚變領域應用技術。通過該技術的處理，危險廢物中的有機物（毒性藥物、化學藥劑等）熱解為可燃性的小分子混合氣體（如H2、CO、CnHm等），無機物（金屬、玻璃等）被高溫熔融后生成類玻璃體殘渣，病毒、細菌等微生物更是被徹底滅殺摧毀。該技術具有反應速度快、二次污染小、適用范圍寬等特點，它克服了傳統(tǒng)處理技術如焚燒、化學處理等二次污染大、工藝復雜、對廢物有選擇性等缺點。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廢物的環(huán)保處理。
在醫(yī)療廢物的處理上，等離子體技術有著現(xiàn)在諸多技術所沒有的優(yōu)勢。
1.醫(yī)療廢物處理溫度高（1200℃乃至1500℃以上），分解速度快，在高溫下有機物高效分解，所有的傳染病毒及其他有毒有害物質全部分解，達到徹底的無毒無害化。
2.高溫度處理條件下可充分分解二噁英等劇毒物質并抑制其再合成，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渣中，不易向環(huán)境釋放，不產(chǎn)生二次污染物，并且該玻璃體殘渣可作建筑材料使用或生產(chǎn)巖棉、微晶玻璃等，同時實現(xiàn)零填埋和危險廢物的資源化利用。
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)電的潛在應用。
5.通過催化劑使用、溫度控制和殘渣分離，可良好地實現(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.可對利用高溫焚燒等技術處理醫(yī)療廢物產(chǎn)生的高危險廢物飛灰進行再處理，實現(xiàn)飛灰的熔融固化，有效降低飛灰的毒性和污染性，實現(xiàn)飛灰的無毒化處理和傳統(tǒng)廢物處理方式產(chǎn)業(yè)鏈的延伸。
等離子體處理危險廢物的獨特方法表現(xiàn)出安全、高效、無二次污染和廣泛適用性，它為醫(yī)療廢物等危險廢物及城市固體廢物的無害化、減容和資源化回收提供了一個十分科學有效的方法。
利用核技術，推動我國醫(yī)療廢物處理處置產(chǎn)業(yè)轉型升級的建議
01加強輻照滅菌技術和等離子體技術的推廣和應用
建議國家加強輻照滅菌技術和等離子體技術的推廣和多領域的應用實踐。輻照滅菌技術和等離子體技術是具有廣泛應用價值的高新核應用技術，前者的應用范圍覆蓋了包括食品及原材料、中藥材、農副產(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的多種物質的凈化滅菌領域，后者則在多種類型的固體危險廢物的處理處置中應用潛力和價值巨大。國家的推廣應用不僅僅有助于促進我國現(xiàn)行的醫(yī)療廢物處理體系轉型升級，還能促進國家多領域的其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
第一，建議國家出臺或持續(xù)完善醫(yī)療廢物輻照滅菌、等離子體處理領域的相關規(guī)范和技術指導原則，明確利用輻照滅菌技術、等離子體技術處理醫(yī)療廢物的完整技術路線，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”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、“十四五”危險廢物污染防治規(guī)劃等國家層面規(guī)劃中明確將輻照滅菌技術、等離子體技術作為鼓勵和優(yōu)先推廣的醫(yī)療廢物處理處置技術，以國家推介的形式助推相關技術的普及應用和產(chǎn)業(yè)化推廣。第三，建議將輻照滅菌技術和等離子體技術的推廣應用納入國家技術推廣專項和各地方政府的應急防治專項，協(xié)調推進產(chǎn)業(yè)技術的應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。第四，建議為該領域初創(chuàng)期的企業(yè)提供包括資金支持、政策扶持、技術協(xié)助等多方面的幫助，有選擇性和針對性地降低該領域的準入門檻，持續(xù)加快產(chǎn)業(yè)技術的實際應用。
02持續(xù)推進等離子體產(chǎn)業(yè)化技術的研發(fā)
我國在等離子體技術及其在醫(yī)療廢物等危險廢物的處理處置等領域的應用研究起步較晚，技術的工業(yè)化應用水平仍處于初級階段，尚未形成規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)。一方面，我國該領域的研究分散在中科院、清華大學、核工業(yè)西南物理研究院等單位，各單位的技術路線各有差異，研究水平層次不齊；另一方面，我國雖然自主研制了一批等離子體專用處理設備，但在等離子體發(fā)生器電極壽命、等離子體反應爐的工業(yè)化系統(tǒng)設計等領域存在較大短板，一定程度上影響了該技術的產(chǎn)業(yè)化。
第一，建議完善我國等離子體產(chǎn)業(yè)化技術的研發(fā)體系，明確該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要和優(yōu)先應用技術，集中國內主要科研力量，重點攻關，盡早突破該產(chǎn)業(yè)的相關技術瓶頸。第二，建議統(tǒng)籌設立一批危險廢物等離子體技術處理處置研究相關的長期性基礎科研項目，為等離子體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定長期的技術更新?lián)Q代與儲備基礎。第三，建議建立一批以等離子體技術為基礎的醫(yī)療廢物處理處置示范工程系統(tǒng)或設施，集科學研究和示范應用于一體，對內作為相關新研發(fā)技術的試驗應用基地，對外作為等離子體技術推廣示范的園區(qū)，逐步推進該產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化進程。
03新建一批以輻照滅菌技術和等離子體技術為基礎的醫(yī)療廢物處理處置設施
2003年非典疫情結束之后，國家環(huán)?？偩职l(fā)布《全國危險廢物和醫(yī)療廢物處置設施建設規(guī)劃》，批準在全國主要大中城市建設醫(yī)療廢物處置設施300多個，相關設施普遍采用高溫焚燒技術。時至今日，這些設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。但是這些設施普遍存在設備老化、運行處理不穩(wěn)定等問題。
建議借助新冠肺炎疫情的契機，選擇北京、上海、武漢、深圳等核技術應用產(chǎn)業(yè)集聚、醫(yī)療廢物處置壓力大、需求高的地區(qū)，推進建設一批以輻照滅菌技術和等離子體技術為基礎的醫(yī)療廢物處理處置設施。一方面，通過新設施的建設和投運，逐步提升我國的醫(yī)療廢物應急處置能力和水平，實現(xiàn)醫(yī)療廢物處置的升級換代；另一方面，以新設施的建設和投運為契機，集聚和培養(yǎng)一批專業(yè)的高危廢物處置高新技術人才，在有效促進輻照滅菌技術和等離子體技術普及應用的同時，奠定產(chǎn)業(yè)面向未來、創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展的基礎
04將人工智能、5G、大數(shù)據(jù)等技術與核技術融合，實現(xiàn)醫(yī)療廢物處置的數(shù)字化與智能化升級
建議將人工智能、5G技術與輻照滅菌、等離子體技術等醫(yī)療廢物處置技術相融合，以人工智能、5G技術實現(xiàn)醫(yī)療廢物處置全流程的精準控制和“云監(jiān)測”。一方面，充分挖掘人工智能等技術在核技術處理醫(yī)療廢物中的應用空間和應用價值；另一方面，重點針對人工智能等技術在醫(yī)療廢物處置過程的可視化實現(xiàn)、遠程操控、精確啟停、智能評估等方面，強化技術融合和創(chuàng)新，通過人工智能等技術的引入為醫(yī)療廢物的處置提供新動能。
建議建立涵蓋醫(yī)療機構、醫(yī)療廢物運輸方、醫(yī)療廢物處置方、醫(yī)療廢物處置監(jiān)管機構等單位的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。一方面通過大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的建立逐步實現(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，充分評估輻照滅菌、等離子體技術的醫(yī)廢處置能力水平和技術缺陷，通過數(shù)據(jù)反饋獲得相關核技術在實際應用過程中的工業(yè)化改進方向，實現(xiàn)數(shù)字化升級。
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
