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核技术在医疗废物处置中的新空间
◎ 王鹏飞 高树超 李林蔚
医疗废物，是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的废物。在实际生活中，医疗废物所携带的细菌、病毒等微生物的危害性是普通生活垃圾的成百上千倍，如处理不当，其会成为新的感染源。医疗废物是造成医疗机构内交叉感染和空气污染的主要原因，由医疗废物引起的交叉感染占我国社会交叉感染率的20%。由于全空间传染性、急性传染和潜伏性污染等特征，医疗废物被认为是对公众健康影响和危害最大的污染源之一。 新冠肺炎疫情暴发以来，我国各地的主要医疗机构产生的医疗废物达到每天3000吨以上，累计产生医疗废物超过10万吨。在积极应对肺炎疫情的同时，医疗废物的无害化处置技术也愈发受到我国各级政府乃至社会公众的高度关注。
我国医疗废物处理处置技术现状
目前，我国医疗废物处理处置的通用技术主要分为焚烧处置技术和非焚烧处理技术两大类。焚烧处置技术主要由各种类型的高温焚烧技术组成，非焚烧处理技术则主要包括高温蒸汽处理技术、化学处理技术、微波处理技术和卫生填埋处理技术等。
由于医疗废物中的可燃性成分占到了总重量的92%，通过高温焚烧可以有效实现废物的处理。高温焚烧技术是现阶段医疗废物处理的最主流技术，使用该技术处理的医疗废物占到我国每年处理医疗废物的将近一半。当前新冠肺炎疫情中产生的医疗废物，我国各地基本上都是通过高温焚烧技术进行处理的。
高温焚烧技术在实际应用中有着技术成熟、适用性广、病原微生物和有害物质破坏充分、废物减容减重明显等优点。但是，该技术也有着不容忽视的问题。该技术进行医疗废物焚烧处理时对空气污染较为严重，会向外排放二噁英等有害气体；焚烧会产生高浓度重金属和飞灰，飞灰必须进行进一步的专业安全填埋处理；医疗垃圾不可燃成分焚烧处理产生的残渣也需要另外进行二次处理；难以实现对包括重要金属在内的相关材料的回收和再利用。
核技术在医疗废物处理处置中
可以发挥的作用
01辐照灭菌技术 辐照灭菌技术是一种利用电子加速器或者钴60源产生的高能电子束或者γ射线对目标材料中的细菌、病毒等微生物进行灭杀的核应用技术。通过高能电子束或者γ射线直接或间接地作用于目标材料中的生物分子，破坏生物大分子的结构，从而抑制或杀死微生物，实现目标材料的消毒灭菌。
在医疗废物的处理上，辐照灭菌技术有着独特的优势。
1.辐照灭菌技术是一项高效安全的技术，具备处理时间短、效率高、一次性处理量大、灭菌充分等特点，在废物处理的全流程，无需对废物包装进行拆解，避免了二次交叉感染。既可以实现高效消毒灭菌，又极大地降低了医源性感染的风险。
2.辐照灭菌技术是一项清洁的技术，消毒灭菌过程既无辐射残留也无化学残留。
3.利用辐照灭菌技术，可以对医疗垃圾进行无害化无毒化处理，降低医疗废物储存、运输、处理处置的安全风险。针对危害性不大的医疗废物（如医用口罩、手套等），通过辐照技术进行消毒灭菌后可直接进行卫生填埋处置，极大降低了废物处置的成本；针对危害性较高的医疗废物，辐照技术可以用对其进行首阶段的无毒化预处理，延长废物储存时间，降低企业和从业者的废物处置压力。
02危险废物等离子体高温热解熔融技术 危险废物等离子体高温热解熔融技术是利用等离子体炬产生的高温热等离子体将危险废物快速分解破坏的技术。该技术是一项核聚变领域应用技术。通过该技术的处理，危险废物中的有机物（毒性药物、化学药剂等）热解为可燃性的小分子混合气体（如H2、CO、CnHm等），无机物（金属、玻璃等）被高温熔融后生成类玻璃体残渣，病毒、细菌等微生物更是被彻底灭杀摧毁。该技术具有反应速度快、二次污染小、适用范围宽等特点，它克服了传统处理技术如焚烧、化学处理等二次污染大、工艺复杂、对废物有选择性等缺点。特别适合于医疗垃圾、石棉、焚烧飞灰、电池、轮胎、放射污染等固体危险废物的环保处理。
在医疗废物的处理上，等离子体技术有着现在诸多技术所没有的优势。
1.医疗废物处理温度高（1200℃乃至1500℃以上），分解速度快，在高温下有机物高效分解，所有的传染病毒及其他有毒有害物质全部分解，达到彻底的无毒无害化。
2.高温度处理条件下可充分分解二噁英等剧毒物质并抑制其再合成，气体产物中二氧化硫、氮氧化物等污染性气体成分含量极低，可有效减轻对大气环境的污染。
3.良好地将硫、重金属等有害成分固定在最后形成的玻璃体残渣中，不易向环境释放，不产生二次污染物，并且该玻璃体残渣可作建筑材料使用或生产岩棉、微晶玻璃等，同时实现零填埋和危险废物的资源化利用。
4.医疗废物气化处理过程中的合成气和余热回收的蒸汽有高效利用发电的潜在应用。
5.通过催化剂使用、温度控制和残渣分离，可良好地实现医疗废物中金属材料的回收和再利用，尤其是贵金属的回收利用。
6.可对利用高温焚烧等技术处理医疗废物产生的高危险废物飞灰进行再处理，实现飞灰的熔融固化，有效降低飞灰的毒性和污染性，实现飞灰的无毒化处理和传统废物处理方式产业链的延伸。
等离子体处理危险废物的独特方法表现出安全、高效、无二次污染和广泛适用性，它为医疗废物等危险废物及城市固体废物的无害化、减容和资源化回收提供了一个十分科学有效的方法。
利用核技术，推动我国医疗废物处理处置产业转型升级的建议
01加强辐照灭菌技术和等离子体技术的推广和应用
建议国家加强辐照灭菌技术和等离子体技术的推广和多领域的应用实践。辐照灭菌技术和等离子体技术是具有广泛应用价值的高新核应用技术，前者的应用范围覆盖了包括食品及原材料、中药材、农副产品、医疗用品、建筑材料乃至医疗废物和其它高危废物等在内的多种物质的净化灭菌领域，后者则在多种类型的固体危险废物的处理处置中应用潜力和价值巨大。国家的推广应用不仅仅有助于促进我国现行的医疗废物处理体系转型升级，还能促进国家多领域的其他产业的发展。
第一，建议国家出台或持续完善医疗废物辐照灭菌、等离子体处理领域的相关规范和技术指导原则，明确利用辐照灭菌技术、等离子体技术处理医疗废物的完整技术路线，为该产业的发展提供专业性的参考。第二，建议在 “十四五”国家战略性新兴产业发展规划、“十四五”危险废物污染防治规划等国家层面规划中明确将辐照灭菌技术、等离子体技术作为鼓励和优先推广的医疗废物处理处置技术，以国家推介的形式助推相关技术的普及应用和产业化推广。第三，建议将辐照灭菌技术和等离子体技术的推广应用纳入国家技术推广专项和各地方政府的应急防治专项，协调推进产业技术的应用和产业发展。第四，建议为该领域初创期的企业提供包括资金支持、政策扶持、技术协助等多方面的帮助，有选择性和针对性地降低该领域的准入门槛，持续加快产业技术的实际应用。
02持续推进等离子体产业化技术的研发
我国在等离子体技术及其在医疗废物等危险废物的处理处置等领域的应用研究起步较晚，技术的工业化应用水平仍处于初级阶段，尚未形成规模化的产业。一方面，我国该领域的研究分散在中科院、清华大学、核工业西南物理研究院等单位，各单位的技术路线各有差异，研究水平层次不齐；另一方面，我国虽然自主研制了一批等离子体专用处理设备，但在等离子体发生器电极寿命、等离子体反应炉的工业化系统设计等领域存在较大短板，一定程度上影响了该技术的产业化。
第一，建议完善我国等离子体产业化技术的研发体系，明确该产业发展的重要和优先应用技术，集中国内主要科研力量，重点攻关，尽早突破该产业的相关技术瓶颈。第二，建议统筹设立一批危险废物等离子体技术处理处置研究相关的长期性基础科研项目，为等离子体产业的发展奠定长期的技术更新换代与储备基础。第三，建议建立一批以等离子体技术为基础的医疗废物处理处置示范工程系统或设施，集科学研究和示范应用于一体，对内作为相关新研发技术的试验应用基地，对外作为等离子体技术推广示范的园区，逐步推进该产业的产业化进程。
03新建一批以辐照灭菌技术和等离子体技术为基础的医疗废物处理处置设施
2003年非典疫情结束之后，国家环保总局发布《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》，批准在全国主要大中城市建设医疗废物处置设施300多个，相关设施普遍采用高温焚烧技术。时至今日，这些设施依旧在新冠疫情的医疗废物处理中发挥了重要的作用。但是这些设施普遍存在设备老化、运行处理不稳定等问题。
建议借助新冠肺炎疫情的契机，选择北京、上海、武汉、深圳等核技术应用产业集聚、医疗废物处置压力大、需求高的地区，推进建设一批以辐照灭菌技术和等离子体技术为基础的医疗废物处理处置设施。一方面，通过新设施的建设和投运，逐步提升我国的医疗废物应急处置能力和水平，实现医疗废物处置的升级换代；另一方面，以新设施的建设和投运为契机，集聚和培养一批专业的高危废物处置高新技术人才，在有效促进辐照灭菌技术和等离子体技术普及应用的同时，奠定产业面向未来、创新可持续发展的基础
04将人工智能、5G、大数据等技术与核技术融合，实现医疗废物处置的数字化与智能化升级
建议将人工智能、5G技术与辐照灭菌、等离子体技术等医疗废物处置技术相融合，以人工智能、5G技术实现医疗废物处置全流程的精准控制和“云监测”。一方面，充分挖掘人工智能等技术在核技术处理医疗废物中的应用空间和应用价值；另一方面，重点针对人工智能等技术在医疗废物处置过程的可视化实现、远程操控、精确启停、智能评估等方面，强化技术融合和创新，通过人工智能等技术的引入为医疗废物的处置提供新动能。
建议建立涵盖医疗机构、医疗废物运输方、医疗废物处置方、医疗废物处置监管机构等单位的大数据网络。一方面通过大数据网络的建立逐步实现医疗废物从产生到消解的一体化在线监管，获取医废处置设施的最优化能力水平；另一方面，借助大数据分析工具，充分评估辐照灭菌、等离子体技术的医废处置能力水平和技术缺陷，通过数据反馈获得相关核技术在实际应用过程中的工业化改进方向，实现数字化升级。
作者单位：中核战略规划研究总院
策划：杨金凤 王晨香
编辑：李春平
