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摘要 本文介绍了我校生化实验室及其污染现状；用清洁生产理论指导生化实验室污染控制是行之有效的；重点论述了生化实验室污染物的源头控制、过程控制、技术控制和末端治理；提出了污染物分类贮存和分类处理措施。
关键词 生化实验室；污染物；分类处理；清洁生产
清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。清洁生产的定义包含了两个全过程控制：生产全过程和产品整个生命周期全过程。对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料和能源，淘汰有毒有害的原材料，并在全部排放物和废物离开生产过程以前，尽最大可能减少它们的排放量和毒性。对产品而言，清洁生产旨在减少产品整个生命周期过程中从原料的提取到产品的最终处置对人类和环境的影响[1]。
我校是2001年将生物系和化学系合为生物工程系的，目前共有实验室12个，建筑面积约1000m2。可开设课程11项：动物实验，植物实验，生化试验，微生物实验，人体生理，有机，无机，分析，化工机械，化工原理，发酵工程。实验室污染物的种类复杂，传染性强，毒性大。富集性的污染物进入环境中经过日复一日的积累后，会对环境和人体健康造成严重影响。本文按科学发展观的要求和循环经济的理念，对我校生化实验室的管理提出了一些设想和具体措施。
一、从源头上控制污染物
生化实验室污染物较多，按不同性质和形态进行分类与防治是科学有效的。可将操作、收集、运输、处理及处置废弃物的危险减至最小，同时对环境的有害作用也减至最少。特别是要按《国家危险废物名录》(国环发[1998]89号)[2]进行鉴别，区分危险废物与一般废物，以便采取不同的处理措施。
从源头上控制污染物，还应完善管理制度，采取有效措施，努力避免实验室的三废污染，力争减小每一个过程中污染的产生。实验室工作人员必须特别重视绿色化学的理念[3]，了解实验室有害毒物的产生、扩散渠道，提出治理方案和管理措施，如严格执行安全操作规程；相对集中污染点，控制污染范围，以创造洁净、安全的工作环境，保障工作人员的人身安全、健康工作。实验室的空气调节与空气净化、给水排水、气体供应、配电、自动控制和消防设施的配置应合乎实验要求，实验室的设备如生物安全柜、高压灭菌器等应时刻保持良好的运行状态。
二、从过程上控制污染物
从过程上控制实验废物的产生，对产生的废物进行分类与贮存也是很关键的。我们实验室的实验废物分类与处置设计见图1。
根据废液的性质和类型，将废液收集在规定的容器中，定期进行处理。由于实验室废液之间有可能相互发生化学反应产生新的有害物质及其它事故，所以收集废液要注意规避二次风险。容器要选择没有破损及不会被废液腐蚀的封闭性的储存容器进行收集，防止挥发性成分逸出(可统一使用半透明的20L聚乙烯容器)；严禁发生剧烈化学反应的废液混合收集，以免造成事故(例如不能互相混合储存物质:过氧化物与有机物；氰化物、硫化物、次氯酸盐与酸；盐酸、氢氟酸等挥发性酸与不挥发性酸)；要挂上醒目的标签，标明废液种类与贮存时间，特别是毒性大的废液；保存废液应放在避光、远离热源的场所，以免加速其化学反应，保存时间不宜太长，定期处理。
三、从技术上控制污染物
(一)改进实验过程和方法
改进实验方法，开设微型化学实验。尽量选择低毒、污染小的试剂，减少有毒有害废液量；开展小量化、半微量化及微型化学实验，减少废液量的产生，减少有害有毒废液的产生。微型化学实验的最大优点是试剂用量少，仅为常规实验的1/10-1/100，特别适合毒性大、药品贵、耗量大、污染严重的化学实验。
改进实验方法，开发和研究虚拟实验技术[4]。虚拟实验是利用软件和硬件的结合，取代传统的常规实验仪器设备，在计算机或计算机网络上进行模拟、仿真各种实验的技术。在虚拟实验环境中，可以放心地、反复去操作各种实验，既形象生动，又不会有任何危险和实验废液的产生。
(二)根据废物性质分类防治
按照清洁生产的理念，对于不同性质的污染物要采取不同的技术措施有针对性地进行控制和防治。
1.生物性污染物的防治
我校动物实验产生的动物尸体种类有河蚌、乌贼、螯虾、蝗虫(液浸标本)、海盘车、青蛙、蟾蜍、家鸽、兔以及鱼残体残渣。病理学废弃物，血液废弃物，具有感染性尖锐器具废弃物，废弃的感染性培养物、菌株及相关制品及其它具有感染性实验废弃物。开展生物性实验的实验室会产生大量高浓度含有害微生物的培养液、培养基。对生物类的污染物及其包装容器应采取不同方式的处理方法：①所有不再需要的样本、培养物和其他生物性材料弃置于专门设计的、专用的和有标记的用于处置生物类污染物的容器内。生物类污染物容器的充满量不能超过设计容量；所有弃置的实验室生物样本、培养物和被污染的废弃物在从实验室取走之前，应通过高压消毒处理；②实验室废弃物应置于适当的密封且防漏的容器中安全运出实验室；③有害气体、污水、废液应经适当的无害化处理，符合国家的相关要求后排放；④所有带菌动物的尸体和组织必须按医疗垃圾处理，经焚烧后掩埋；⑤任何高压灭菌后重复使用的污染(由潜在感染性)材料应事先清洗，任何必要的清洗、修复必须在高压灭菌或消毒后进行。
2.化学污染物的防治
生化实验室所用的化学药品及试剂量虽然不大，但毒性强危险性大(如六价格、砒霜、汞等)，化学污染物包括有机污染物和无机污染物。一般有毒气体可通过通风橱或通风管道，经空气稀释排出。大量的有毒气体必须通过与氧充分燃烧或吸收处理后才能排放。废液应根据其化学特性选择合适的容器和存放地点，通过密闭容器存放，不可混合贮存，容器标签必须标明废物种类、贮存时间，定期处理。一般废液可通过酸碱中和、混凝沉淀、次氯酸钠氧化处理后排放，有机溶剂废液应根据性质进行回收。详细的处理方案末端处理。
3.物理污染物的防治
生化实验室的物理污染主要是电磁波污染。实验室的电磁污染源有高频感应加热设备，高频介质加热设备，短波与超波仪器、微波加热等。防治的方法主要有：①在辐射源与实验室的操作人员或其他人员之间放置用于吸收或减弱辐射能量防辐射屏蔽，有助于控制人员的辐射暴露；②应根据仪器的指示规范，保持安全操作距离，保持室内空气流通，尽量避免长时间操作；③当仪器不使用时，最好把电源关掉，而不是让它处于备用状态，这样不仅可以省电，还可以减少微量电磁辐射的积累；④多食富含维生素Ｃ的食物，以利于调节人体电磁场紊乱。
4.放射性污染物的防治
分子生物学、生物技术等实验室有时用到放射性同位素。放射性同位素的辐射会给人体造成损伤，如果使用不当或操作不规范，不仅会给个人产生外照射，污染周围环境。实验室人员应采取各种必要措施，尽量减少放射性废物的产生量或减少体积，产生的放射性污染物应根据所含核素的半衰期及污染物的类型分类存放在专用的容器内，并在容器外部标明醒目的标志。放射性废物和废放射源在本单位暂存期间，应严格管理，有效控制，保证人员安全和环境不受污染，产生的放射性废物不得自行在环境中处置，必须送交城市放射性废物管理单位集中处理。
四、末端分类处理生化实验污染物
(一)无机废液的末端治理[5]
1.酸碱废液的处理。酸碱废液分类收集后，可用于其他废液处理时pH的调整，剩余的可混合进行中和，pH达到6-9后排放。
2.含氰废液的处理。含氰废液控制废液的pH值大于10，再加入过量的漂白粉或次氯酸钠溶液，搅拌、放置，使CN氧化为CNO-，并分解为的N2。
3.金属废液的处理。含铬(VI)废液先用亚硫酸氢钠或硫酸亚铁将Cr(VI)还原为Cr(Ⅲ)，还原后加入废碱液或石灰，控制pH值8-9左右，使Cr(Ⅲ)以氢氧化物的形式沉淀；含汞废液先将含汞盐废液的pH值调至8-10以防止H2S产生，然后加入过量的Na2S，使其生成HgS沉淀。再加入FeSO4，与过量的Na2S反应生成FeS沉淀，并将悬浮在水中难以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀，固液分离后排放。含镉、铅废液在含镉、铅废液中投加石灰，充分搅拌，调节pH值至11以上，使Cd、Pb离子变为难溶的沉淀物。为提高沉淀物的沉降速度，可加入混凝剂硫酸铝Al2(SO4)3或碱式氯化铝，清液经检测达标后排放。
4.含砷废液废液的处理。在含砷废液中加入FeCl3，投加量控制Fe/As为50，然后用消石灰将废液的pH值控制在8-10，利用新生氢氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用除去废液中的砷。
(二)有机废液的处理
1.焚烧法：将可燃性物质的废液，置于燃烧炉中燃烧。如果数量很少，可把它装入铁制或瓷制容器，选择室外安全的地方把它燃烧。对难于燃烧的物质，可把它与可燃性物质混合燃烧。对多氯联苯之类难于燃烧的物质，含水的高浓度有机类废液，此法亦能进行焚烧。燃烧而产生NO2、SO2或HCl之类有害气体的废液，必须用配备有洗涤器的焚烧炉燃烧。此时，必须用碱液洗涤燃烧废气，除去其中的有害气体。
2.溶剂萃取法：对含水的低浓度废液，用与水不相混合的正己烷之类挥发性溶剂进行萃取，分离出溶剂层后，把它进行焚烧；对形成乳浊液之类的废液，要用焚烧法处理。
3.吸附法：用活性炭、硅藻土、矾土、层片状织物、聚丙烯、聚酯片、氨基甲酸乙酯泡沫塑料、稻草屑及锯末之类能良好吸附溶剂的物质，使其充分吸附后，与吸附剂一起焚烧。
4.氧化分解法：在含水的低浓度有机类废液中，对其易氧化分解的废液，用H2O2、KMnO4、NaOCl、H2SO4+HNO3及废铬酸混合液等物质，将其氧化分解。
5.水解法：对有机酸或无机酸的酯类，以及一部份有机磷化合物等容易发生水解的物质，可加入NaOH或Ca(OH)2，在室温或加热下进行水解。水解后，若废液无毒害时，把它中和、稀释后，即可排放。如果含有有害物质时，用吸附等适当的方法加以处理。
6.生物化学处理法：用活性污泥之类东西并吹入空气进行处理。例如，对含有乙醇、乙酸、动植物性油脂、蛋白质及淀粉等的稀溶液，可用此法进行处理。
五、结束语
2005年7月26日教育部、国家环境保护总局又下发了关于加强高等学校实验室排污管理的通知(教技［2005］3号)，要求“废气、废液、固体废物、噪声、放射性等污染物排放频繁、超出排放标准的实验室，应安装符合环境保护要求的污染治理设施，保证污染治理设施处于正常工作状态并达标排放。不能自行处理的废弃物，必须交由环境保护行政主管部门认可、持有危险废物经营许可证的单位处置。”我校是2001年将生物系和化学系合为生物工程系的，目前共有实验室12个，建筑面积约1000m2，可开设课程11项。由实验室产生的污染物已成为一类典型的小型污染源，必须采取有力措施，将实验室的污染控制在最低限度。本文提出的用循环经济理论指导生化实验室建设和污染防治，采取分类贮存与处理的方式与方法是可行的，也是落实科学发展观，建设现代化实验室的有利措施。
参考文献
[1]梅桂友，李东平.循环经济是缓解中国环境资源压力的根本模式[J].中国环保产业，2004，8:10-12.
[2]国家环境保护总局环境工程评估中心编.环境影响评价相关法律法规.北京：中国环境科学出版社，2005.219-228.
[3]席晓光，李东平.绿色化学、环境保护与素质教育[J].科技咨询导报，2007，19:228.
[4]刘凤莲.高校生物实验室的环境污染及防治措施[J].长春师范学院学报(自然科学版)，2006，25(4):128-130.
[5]张显球，杜明霞，吴薇.实验室废液污染控制[J].实验技术与管理，2007，24(2):154-156.
作者简介：李东平(1959— )，女，1991年毕业于辽宁师范大学生物系，本科学历，高级实验师。目前在朝阳师范高等专科学校生化工程系从事实验室管理和实验教学工作。研究方向：实验室管理、循环经济。
关键词 生化实验室；污染物；分类处理；清洁生产
清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。清洁生产的定义包含了两个全过程控制：生产全过程和产品整个生命周期全过程。对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料和能源，淘汰有毒有害的原材料，并在全部排放物和废物离开生产过程以前，尽最大可能减少它们的排放量和毒性。对产品而言，清洁生产旨在减少产品整个生命周期过程中从原料的提取到产品的最终处置对人类和环境的影响[1]。
我校是2001年将生物系和化学系合为生物工程系的，目前共有实验室12个，建筑面积约1000m2。可开设课程11项：动物实验，植物实验，生化试验，微生物实验，人体生理，有机，无机，分析，化工机械，化工原理，发酵工程。实验室污染物的种类复杂，传染性强，毒性大。富集性的污染物进入环境中经过日复一日的积累后，会对环境和人体健康造成严重影响。本文按科学发展观的要求和循环经济的理念，对我校生化实验室的管理提出了一些设想和具体措施。
一、从源头上控制污染物
生化实验室污染物较多，按不同性质和形态进行分类与防治是科学有效的。可将操作、收集、运输、处理及处置废弃物的危险减至最小，同时对环境的有害作用也减至最少。特别是要按《国家危险废物名录》(国环发[1998]89号)[2]进行鉴别，区分危险废物与一般废物，以便采取不同的处理措施。
从源头上控制污染物，还应完善管理制度，采取有效措施，努力避免实验室的三废污染，力争减小每一个过程中污染的产生。实验室工作人员必须特别重视绿色化学的理念[3]，了解实验室有害毒物的产生、扩散渠道，提出治理方案和管理措施，如严格执行安全操作规程；相对集中污染点，控制污染范围，以创造洁净、安全的工作环境，保障工作人员的人身安全、健康工作。实验室的空气调节与空气净化、给水排水、气体供应、配电、自动控制和消防设施的配置应合乎实验要求，实验室的设备如生物安全柜、高压灭菌器等应时刻保持良好的运行状态。
二、从过程上控制污染物
从过程上控制实验废物的产生，对产生的废物进行分类与贮存也是很关键的。我们实验室的实验废物分类与处置设计见图1。
根据废液的性质和类型，将废液收集在规定的容器中，定期进行处理。由于实验室废液之间有可能相互发生化学反应产生新的有害物质及其它事故，所以收集废液要注意规避二次风险。容器要选择没有破损及不会被废液腐蚀的封闭性的储存容器进行收集，防止挥发性成分逸出(可统一使用半透明的20L聚乙烯容器)；严禁发生剧烈化学反应的废液混合收集，以免造成事故(例如不能互相混合储存物质:过氧化物与有机物；氰化物、硫化物、次氯酸盐与酸；盐酸、氢氟酸等挥发性酸与不挥发性酸)；要挂上醒目的标签，标明废液种类与贮存时间，特别是毒性大的废液；保存废液应放在避光、远离热源的场所，以免加速其化学反应，保存时间不宜太长，定期处理。
三、从技术上控制污染物
(一)改进实验过程和方法
改进实验方法，开设微型化学实验。尽量选择低毒、污染小的试剂，减少有毒有害废液量；开展小量化、半微量化及微型化学实验，减少废液量的产生，减少有害有毒废液的产生。微型化学实验的最大优点是试剂用量少，仅为常规实验的1/10-1/100，特别适合毒性大、药品贵、耗量大、污染严重的化学实验。
改进实验方法，开发和研究虚拟实验技术[4]。虚拟实验是利用软件和硬件的结合，取代传统的常规实验仪器设备，在计算机或计算机网络上进行模拟、仿真各种实验的技术。在虚拟实验环境中，可以放心地、反复去操作各种实验，既形象生动，又不会有任何危险和实验废液的产生。
(二)根据废物性质分类防治
按照清洁生产的理念，对于不同性质的污染物要采取不同的技术措施有针对性地进行控制和防治。
1.生物性污染物的防治
我校动物实验产生的动物尸体种类有河蚌、乌贼、螯虾、蝗虫(液浸标本)、海盘车、青蛙、蟾蜍、家鸽、兔以及鱼残体残渣。病理学废弃物，血液废弃物，具有感染性尖锐器具废弃物，废弃的感染性培养物、菌株及相关制品及其它具有感染性实验废弃物。开展生物性实验的实验室会产生大量高浓度含有害微生物的培养液、培养基。对生物类的污染物及其包装容器应采取不同方式的处理方法：①所有不再需要的样本、培养物和其他生物性材料弃置于专门设计的、专用的和有标记的用于处置生物类污染物的容器内。生物类污染物容器的充满量不能超过设计容量；所有弃置的实验室生物样本、培养物和被污染的废弃物在从实验室取走之前，应通过高压消毒处理；②实验室废弃物应置于适当的密封且防漏的容器中安全运出实验室；③有害气体、污水、废液应经适当的无害化处理，符合国家的相关要求后排放；④所有带菌动物的尸体和组织必须按医疗垃圾处理，经焚烧后掩埋；⑤任何高压灭菌后重复使用的污染(由潜在感染性)材料应事先清洗，任何必要的清洗、修复必须在高压灭菌或消毒后进行。
2.化学污染物的防治
生化实验室所用的化学药品及试剂量虽然不大，但毒性强危险性大(如六价格、砒霜、汞等)，化学污染物包括有机污染物和无机污染物。一般有毒气体可通过通风橱或通风管道，经空气稀释排出。大量的有毒气体必须通过与氧充分燃烧或吸收处理后才能排放。废液应根据其化学特性选择合适的容器和存放地点，通过密闭容器存放，不可混合贮存，容器标签必须标明废物种类、贮存时间，定期处理。一般废液可通过酸碱中和、混凝沉淀、次氯酸钠氧化处理后排放，有机溶剂废液应根据性质进行回收。详细的处理方案末端处理。
3.物理污染物的防治
生化实验室的物理污染主要是电磁波污染。实验室的电磁污染源有高频感应加热设备，高频介质加热设备，短波与超波仪器、微波加热等。防治的方法主要有：①在辐射源与实验室的操作人员或其他人员之间放置用于吸收或减弱辐射能量防辐射屏蔽，有助于控制人员的辐射暴露；②应根据仪器的指示规范，保持安全操作距离，保持室内空气流通，尽量避免长时间操作；③当仪器不使用时，最好把电源关掉，而不是让它处于备用状态，这样不仅可以省电，还可以减少微量电磁辐射的积累；④多食富含维生素Ｃ的食物，以利于调节人体电磁场紊乱。
4.放射性污染物的防治
分子生物学、生物技术等实验室有时用到放射性同位素。放射性同位素的辐射会给人体造成损伤，如果使用不当或操作不规范，不仅会给个人产生外照射，污染周围环境。实验室人员应采取各种必要措施，尽量减少放射性废物的产生量或减少体积，产生的放射性污染物应根据所含核素的半衰期及污染物的类型分类存放在专用的容器内，并在容器外部标明醒目的标志。放射性废物和废放射源在本单位暂存期间，应严格管理，有效控制，保证人员安全和环境不受污染，产生的放射性废物不得自行在环境中处置，必须送交城市放射性废物管理单位集中处理。
四、末端分类处理生化实验污染物
(一)无机废液的末端治理[5]
1.酸碱废液的处理。酸碱废液分类收集后，可用于其他废液处理时pH的调整，剩余的可混合进行中和，pH达到6-9后排放。
2.含氰废液的处理。含氰废液控制废液的pH值大于10，再加入过量的漂白粉或次氯酸钠溶液，搅拌、放置，使CN氧化为CNO-，并分解为的N2。
3.金属废液的处理。含铬(VI)废液先用亚硫酸氢钠或硫酸亚铁将Cr(VI)还原为Cr(Ⅲ)，还原后加入废碱液或石灰，控制pH值8-9左右，使Cr(Ⅲ)以氢氧化物的形式沉淀；含汞废液先将含汞盐废液的pH值调至8-10以防止H2S产生，然后加入过量的Na2S，使其生成HgS沉淀。再加入FeSO4，与过量的Na2S反应生成FeS沉淀，并将悬浮在水中难以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀，固液分离后排放。含镉、铅废液在含镉、铅废液中投加石灰，充分搅拌，调节pH值至11以上，使Cd、Pb离子变为难溶的沉淀物。为提高沉淀物的沉降速度，可加入混凝剂硫酸铝Al2(SO4)3或碱式氯化铝，清液经检测达标后排放。
4.含砷废液废液的处理。在含砷废液中加入FeCl3，投加量控制Fe/As为50，然后用消石灰将废液的pH值控制在8-10，利用新生氢氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用除去废液中的砷。
(二)有机废液的处理
1.焚烧法：将可燃性物质的废液，置于燃烧炉中燃烧。如果数量很少，可把它装入铁制或瓷制容器，选择室外安全的地方把它燃烧。对难于燃烧的物质，可把它与可燃性物质混合燃烧。对多氯联苯之类难于燃烧的物质，含水的高浓度有机类废液，此法亦能进行焚烧。燃烧而产生NO2、SO2或HCl之类有害气体的废液，必须用配备有洗涤器的焚烧炉燃烧。此时，必须用碱液洗涤燃烧废气，除去其中的有害气体。
2.溶剂萃取法：对含水的低浓度废液，用与水不相混合的正己烷之类挥发性溶剂进行萃取，分离出溶剂层后，把它进行焚烧；对形成乳浊液之类的废液，要用焚烧法处理。
3.吸附法：用活性炭、硅藻土、矾土、层片状织物、聚丙烯、聚酯片、氨基甲酸乙酯泡沫塑料、稻草屑及锯末之类能良好吸附溶剂的物质，使其充分吸附后，与吸附剂一起焚烧。
4.氧化分解法：在含水的低浓度有机类废液中，对其易氧化分解的废液，用H2O2、KMnO4、NaOCl、H2SO4+HNO3及废铬酸混合液等物质，将其氧化分解。
5.水解法：对有机酸或无机酸的酯类，以及一部份有机磷化合物等容易发生水解的物质，可加入NaOH或Ca(OH)2，在室温或加热下进行水解。水解后，若废液无毒害时，把它中和、稀释后，即可排放。如果含有有害物质时，用吸附等适当的方法加以处理。
6.生物化学处理法：用活性污泥之类东西并吹入空气进行处理。例如，对含有乙醇、乙酸、动植物性油脂、蛋白质及淀粉等的稀溶液，可用此法进行处理。
五、结束语
2005年7月26日教育部、国家环境保护总局又下发了关于加强高等学校实验室排污管理的通知(教技［2005］3号)，要求“废气、废液、固体废物、噪声、放射性等污染物排放频繁、超出排放标准的实验室，应安装符合环境保护要求的污染治理设施，保证污染治理设施处于正常工作状态并达标排放。不能自行处理的废弃物，必须交由环境保护行政主管部门认可、持有危险废物经营许可证的单位处置。”我校是2001年将生物系和化学系合为生物工程系的，目前共有实验室12个，建筑面积约1000m2，可开设课程11项。由实验室产生的污染物已成为一类典型的小型污染源，必须采取有力措施，将实验室的污染控制在最低限度。本文提出的用循环经济理论指导生化实验室建设和污染防治，采取分类贮存与处理的方式与方法是可行的，也是落实科学发展观，建设现代化实验室的有利措施。
参考文献
[1]梅桂友，李东平.循环经济是缓解中国环境资源压力的根本模式[J].中国环保产业，2004，8:10-12.
[2]国家环境保护总局环境工程评估中心编.环境影响评价相关法律法规.北京：中国环境科学出版社，2005.219-228.
[3]席晓光，李东平.绿色化学、环境保护与素质教育[J].科技咨询导报，2007，19:228.
[4]刘凤莲.高校生物实验室的环境污染及防治措施[J].长春师范学院学报(自然科学版)，2006，25(4):128-130.
[5]张显球，杜明霞，吴薇.实验室废液污染控制[J].实验技术与管理，2007，24(2):154-156.
作者简介：李东平(1959— )，女，1991年毕业于辽宁师范大学生物系，本科学历，高级实验师。目前在朝阳师范高等专科学校生化工程系从事实验室管理和实验教学工作。研究方向：实验室管理、循环经济。