医疗废物管理与污染控制技术(第二版)
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1.4 医疗废物的特性与危害

1.4.1 医疗废物对环境的危害特性

医疗废物的毒性以及腐蚀性、可燃性、反应性等其他危害特性都会对自然环境造成直接负面影响。医疗废物隶属危险废物,危险废物危害特性定义也同样适用于医疗废物,危害特性具体含义如下。

(1)毒性

毒性主要表现为以下3类。

a.浸出毒性是指用规定方法对废物进行浸取,在浸取液中若有一种或一种以上有害成分的浓度超过规定标准,就可认定具有毒性。

b.急性毒性是指一次投给实验动物加大剂量的毒性物质,在短时间内所出现的毒性。通常用使一群实验动物出现半数死亡的剂量即半致死剂量表示。按照摄毒的方式急性毒性又可分为口服毒性、吸入毒性和皮肤吸收毒性。

c.其他毒性主要包括生物富集性、刺激性、遗传变异性、水生生物毒性等。

(2)腐蚀性

腐蚀性是指含水废物的浸出液或不含水废物加入水后的浸出液,能使接触物质发生质变,就可以说该废物具有腐蚀性。按照规定,浸出液pH≤2或pH≥12.5的废物;或温度≥55℃时,浸出液对规定的牌号钢材腐蚀速率大于0.64cm/a的废物为具有腐蚀性的物质。

(3)可燃性

燃点较低的废物,或者经摩擦或自发反应而易于发热从而进行剧烈、持续燃烧的废物,便是具有可燃性。国家规定燃点低于60℃的废物即具有可燃性。

(4)反应性

在无引发条件的情况下,由于本身不稳定而易发生剧烈变化,例如:与水能反应形成爆炸性混合物,或产生有毒的气体、蒸汽、烟雾或臭气;在受热的条件下能爆炸;常温常压下即可发生爆炸等,此类废物则可认为具有反应性。

上述这些危险特性在某些文献中会以代码的形式来表示,相应的代码如表1-28所列。

表1-28 危险特性代码含义

医疗废物的危害特性也有的表现为短期的急性危害和有的表现为长期的潜在性危害,短期的急性危害主要指急性中毒等,长期的潜在性危害主要指慢性中毒、致癌、致畸形、致突变、污染地面水或地下水等。这些危害中与安全相关的性质有腐蚀性、可燃性、反应性;与健康相关的性质有致癌性、传染性、刺激性、突变性、毒性、放射性、致畸变性。

1.4.2 医疗废物对环境的污染

近年来,医疗废物对环境和健康的影响日益受到公众和法律的关注。医疗废物中的有害物质不仅能造成直接的危害,还会在土壤、水体、大气等自然环境中迁移、滞留、转化,污染土壤、水体、大气等人类赖以生存的生态环境,从而最终影响到生态。

(1)对土壤的污染

医疗废物是伴随医疗服务过程中发生的,如处置不当,任意露天堆放,不仅占用了一定的土地,导致可利用土地资源减少,而且大量的有毒废渣或废液在自然界到处流失,很容易就接触到土壤,有的医疗卫生机构甚至将医疗废物简单掩埋,这对土壤的污染是不言而喻的。而医疗废物的有毒物质一旦进入土壤,会被土壤所吸附,对土壤造成污染,杀死土壤中微生物和原生动物,破坏土壤中的微生态,反过来又会降低土壤对污染物的降解能力;其中的酸、碱和盐类等物质会改变土壤的性质和结构,导致土质酸化、碱化、硬化,影响植物根系的发育和生长,破坏生态环境;同时许多有毒的有机物和重金属会在植物体内积蓄,当土壤中种有牧草和食用作物时,由于生物积累作用,会最终在人体内积聚,对肝脏和神经系统造成严重损害,诱发癌症和使胎儿畸形,如含汞的重金属医疗废物等。

(2)对水域的污染

医疗废物可以通过多种途径污染水体,如可随地表径流进入河流湖泊,或随风迁徙落入水体,特别是当医疗废物露天放置或者混入生活垃圾露天堆放时,有害物质在雨水的作用下,很容易流入江河湖海,造成水体的严重污染与破坏。最为严重的是有些医疗卫生机构甚至将医疗废物直接倒入河流、湖泊或沿海海域中,造成更大污染。其中的有毒有害物质进入水体后,首先会导致水质恶化,对人类的饮用水安全造成威胁,危害人体健康;其次会影响水生生物正常生长,甚至杀死水中生物,破坏水体生态平衡;医疗废物中往往含有重金属和人工合成的有机物,这些物质大都稳定性极高,难以降解,水体一旦遭受污染就很难恢复;对于含有传染性病原菌的医疗废物,一旦进入水体,将会迅速引起传染性疾病的快速蔓延,后果不堪设想。许多有机型的医疗废物长期堆放后也会和城市垃圾一样产生渗滤液。渗滤液危害众所周知,它可进入土壤使地下水受污染,或直接流入河流、湖泊和海洋,造成水资源的水质型短缺。

(3)对大气的污染

医疗废物在堆放过程中,在温度、水分的作用下,某些有机物质发生分解,产生有害气体;有些医疗废物本身含有大量的易挥发的有机物,在堆放过程中会逐渐散发出来;还有一些医疗废物具有一定的反应性和可燃性,在和其他物质反应过程中或自燃时会放出CO2、SO2等气体,污染环境,而火势一旦蔓延,则难以救护;以微粒状态存在医疗废物,在大风吹动下将随风飘扬,扩散至远处,既污染环境、影响人体健康,又会玷污建筑物、花果树木,影响市容与卫生,扩大危害面积与范围;此外,医疗废物在运输与处理的过程中,如不采用严格的封闭措施,产生的有害气体和粉尘也常是十分严重的。由医疗废物而扩散到大气中的有害气体和粉尘不但会造成大气质量的恶化,一旦进入人体和其他生物群落,还会危害到人类健康和生态平衡,如上节所述。

(4)危险废物中有害物质的物理、化学和生物转化

医疗废物对健康和环境的危害除了和有害物质的成分、稳定性有关外,还和这些物质在自然条件下的物理、化学和生物转化规律有关。

①物理转化 自然条件下医疗废物的物理转化主要是指其成分相的变化,而相变化中最主要的形式就是污染物由其他形态转化为气态,进入大气环境。气态物质产生的主要机理是挥发、生物降解和化学反应,其中挥发是最为主要的机理,属于物理过程。挥发的数量和速率和污染物的分子量、性质、温度、气压、比表面积、吸附强度等因素有关。通常低分子有机物在温度较高、通风良好的情况下较易挥发。因而挥发是医疗废物污染大气的主要途径之一。

②化学转化 医疗废物的各种组分在环境中会发生各种化学反应而转化成新的物质,这种化学转化有两种结果:一是理想情况下,反应后的生成物稳定、无害;二是反应后的生成物仍然有毒有害,例如不完全燃烧后的产物,不仅种类繁多,而且大都是有害的,甚至某些中间产物的毒性还大大超过了原始污染物(如无机汞在环境中会转化成毒性更大的有机汞等),这也是医疗废物受到越来越多关注的原因之一。在自然的环境中,除反应性物质外,大多数医疗废物的稳定性很强,化学转化过程非常缓慢,因此,要通过化学转化在短时间内实现医疗废物的稳定化、无害化必须采用人为干扰的强制手段,比如焚烧。

③生物转化 除化学反应外,医疗废物裸露在自然环境中,在迁移的同时还会和土壤、大气和水环境中的各种微生物及动植物接触,这就给医疗废物的生物转化创造了条件。医疗废物中的铬、铅、汞等重金属单质和无机化合物能被生物转化成一些剧毒的化合物,例如在厌氧条件下,会产生甲基汞、二甲砷、二甲硒等剧毒化合物;温度计的汞被释放出来,在厌氧条件下,经过几年就会发生汞的生物转化。医疗有机物同样如此,但是降解速率一般很慢。可生物降解的化合物在降解过程中往往会经历以下一个或多个过程:氨化和酯的水解;脱羧基作用;脱氨基作用;脱卤作用;酸碱中和;羟基化作用;氧化作用;还原作用;断链作用。这些作用多数使原化合物失去毒性,但也不排除产生新的有毒化合物的可能,有些产物可能会比原化合物毒性更强。

④化学和生物转化的协同作用 除了上面提到的化学和生物转化,某些医疗废物的转化是化学与生物转化共同作用的结果。图1-1表示了TCA(1,1,1-三氯乙烷)在转变成水和二氧化碳的过程中既有化学作用又有生物作用,两者相互协同,共同作用,缺一不可。

⑤有害物质的稳定性 医疗废物中的有害物质在环境中虽然会自发地发生物理、化学和生物的转变,但这些物质中的大部分不仅处理困难,而且在环境中十分稳定,很难转化。图1-1为TCA的化学生物协同转化过程示意。因此,在医疗废物的管理中,了解这些医疗化合物的环境稳定性是十分关键的问题,见表1-29。

图1-1 TCA的化学生物协同转化过程示意

表1-29 含有稳定和非稳定化合物的医疗废物

由于无机化合物中非金属单质及化合物的性质较为活泼,容易反应;而重金属属于非降解性物质,一般只进行迁移转化,因此通常意义上的化合物的稳定性主要指有机化合物的稳定性,并用半衰期来表示。一般来说,半衰期越大,则说明这种化合物越稳定,在环境中越不易降解,则引起危害的可能性就越大,时间就越长。表1-30列出了卤化烷烃的半衰期。

表1-30 卤化链烃的半衰期

综上所述,医疗废物对环境的污染,丝毫不弱于废水、废气,甚至其危险性还超过了后两者,因此,必须采取严格措施,进行及时、合理的处理处置。