Í nútíma vísindarannsóknum og greiningarstofum hefur sjálfbærni orðið mikilvægt efni sem ekki er hægt að hunsa. Með sífellt strangari umhverfisreglum og alþjóðlegri áherslu á grænar aðstæður eru atvinnugreinar að leita leiða til að draga úr sóun auðlinda og umhverfismengun.

Sindurglas, sem er mikið notaður rekstrarvörur í rannsóknarstofum, eru aðallega notaðir til geymslu geislavirkra sýna og greiningar á vökvasindurtalningu.Þessir sindurflöskur eru yfirleitt úr gleri eða plasti og í flestum tilfellum einnota. Hins vegar veldur þessi aðferð miklu magni af rannsóknarstofuúrgangi og eykur einnig rekstrarkostnað.

Þess vegna hefur orðið sérstaklega mikilvægt að kanna möguleika á endurnýtanlegum sindurglasum.

Vandamál með hefðbundnum sindurflöskum

Þrátt fyrir mikilvægi sindurflöskur í rannsóknarstofum, þá hefur einnota líkan þeirra í för með sér fjölmörg umhverfis- og auðlindamál. Eftirfarandi eru helstu áskoranirnar sem tengjast notkun hefðbundinna sindurflöskur:

1. Umhverfisáhrif einnota

• Uppsöfnun úrgangsRannsóknarstofur nota daglega fjölda sindurflöskur á svæðum þar sem geislavirk sýni eru tekin, efnagreiningar eða líffræðilegar rannsóknir fara fram, og þessum flöskum er oft fargað strax eftir notkun, sem leiðir til hraðrar uppsöfnunar rannsóknarstofuúrgangs.
• MengunarvandamálÞar sem geislavirk glös geta innihaldið geislavirk efni, efnafræðileg hvarfefni eða líffræðileg sýni, krefjast mörg lönd þess að þessum farguðum glösum sé fargað samkvæmt sérstökum verklagsreglum um hættulegt úrgang.

2. Auðlindanotkun gler- og plastefna

• Framleiðslukostnaður á glerskynjunarhettuglösumGler er orkufrekt framleiðsluefni, framleiðsluferlið felur í sér bræðslu við háan hita og mikla orkunotkun. Þar að auki eykur meiri þyngd glersins losun kolefnis við flutning.
• Umhverfiskostnaður við plastskynjunarglasMargar rannsóknarstofur nota sindurflöskur úr plasti, sem eru háðar olíuauðlindum til framleiðslu sinnar, sem og plast sem hefur afar langan niðurbrotsferil, sem er enn meira álag á umhverfið.

3. Áskoranir við förgun og endurvinnslu

• Erfiðleikar við flokkun og endurvinnsluNotuð sindurglas innihalda oft leifar af geislavirkni eða efnum sem gera það erfitt að endurnýta þau í gegnum blandað endurvinnslukerfi.
• Háir förgunarkostnaðurVegna öryggis- og reglufylgnikrafna verða margar rannsóknarstofur að leita til sérhæfðs fyrirtækis sem sérhæfir sig í förgun spilliefna til að farga þessum úrgangi, sem ekki aðeins eykur rekstrarkostnað heldur einnig leggur aukna byrði á umhverfið.

Einnota líkanið af hefðbundnum sindurglasi setur álag á umhverfið og auðlindir á marga vegu. Þess vegna er mikilvægt að kanna endurnýtanlega valkosti til að draga úr úrgangi í rannsóknarstofum, lækka auðlindanotkun og auka sjálfbærni.

Leitin að endurnýtanlegum sinturglasflöskum

Í viðleitni til að draga úr úrgangi í rannsóknarstofum, hámarka nýtingu auðlinda og lækka rekstrarkostnað er vísindasamfélagið að kanna virkan möguleika á endurnýtanlegum sindurflöskum. Þessi rannsókn beinist að nýsköpun í efni, hreinsunar- og sótthreinsunaraðferðum og hagræðingu ferla í rannsóknarstofum.

1. Efnisnýjungar

Notkun þessa endingargóða efnis er lykillinn að endurnýtanleika sindurglasa.

• Sterkara gler eða sterkara plastHefðbundin glerscintillatíuflöskur eru brothættar og plastscintillatíuflöskur geta brotnað niður vegna efnaárása. Þess vegna getur þróun á höggþolnari og efnaþolnari efnum, svo sem bórsílíkatgleri eða verkfræðilegu plasti, aukið endingartíma glersflaskanna.
• Efni sem þola endurtekna þvotta og sótthreinsunEfni þurfa að vera ónæm fyrir háum hita, sterkum sýrum og basum og öldrun til að tryggja að þau haldist stöðug bæði líkamlega og efnafræðilega eftir margar notkunarlotur. Notkun efna sem þola sótthreinsun við háan hita og þrýsting eða sterka oxunarhreinsun getur aukið endurnýtingarhæfni þeirra.

2. Þrif og sótthreinsunartækni

Til að tryggja öryggi endurnýtanlegra sindurglasa og áreiðanleika tilraunagagna verður að nota skilvirkar hreinsunar- og sótthreinsunaraðferðir.

• Notkun sjálfvirkra hreinsunarkerfaRannsóknarstofur geta innleitt sérhæfð sjálfvirk hreinsunarkerfi fyrir hettuglös í samsetningu við ómskoðunarhreinsun, vatnshreinsun við háan hita eða hreinsun efnafræðilegra hvarfefna til að fjarlægja leifar sýna.
• EfnahreinsunTil dæmis er notkun sýru-basa lausna, oxunarefna eða ensímlausna hentug til að leysa upp lífræn efni eða fjarlægja þrjósk mengunarefni, en það getur verið hætta á efnaleifum.
• Líkamleg þrifTil dæmis með ómskoðun eða sjálfsofnæmissótthreinsun, sem dregur úr notkun efnafræðilegra hvarfefna og er umhverfisvænni, hentar vel fyrir rannsóknarstofuumhverfi með miklar mengunarkröfur.
• Rannsóknir á leifalausri þrifatækniFyrir geislavirk sýni eða nákvæmar tilraunir geta rannsóknir á skilvirkari afmengunartækni (t.d. plasmahreinsun, ljósvirk niðurbrot) aukið enn frekar öryggi endurnotkunar hettuglösa.

3. Hagnýting á rannsóknarstofuferlum

Endurnýtanleg hettuglös ein og sér nægja ekki til að ná sjálfbærnimarkmiðum og rannsóknarstofur þurfa að hámarka notkunarferla sína til að tryggja að endurnotkun sé möguleg.

• Taka upp stöðlað endurvinnslu- og endurnotkunarferliÞróa ferli á rannsóknarstofustigi til að stjórna endurvinnslu, flokkun, hreinsun og endurnotkun hettuglösa til að tryggja að notkun við mikla notkun uppfylli tilraunakröfur.
• Tryggja gagnaheilindi og koma í veg fyrir og stjórna krossmengunRannsóknarstofur þurfa að koma á fót gæðaeftirlitskerfi til að forðast áhrif krossmengun hettuglösa á tilraunagögn, svo sem notkun strikamerkja eða RFID til rakningarstjórnunar.
• HagkvæmnisgreiningMetið upphafsfjárfestingu (t.d. kaup á búnaði, hreinsunarkostnað) og langtímaávinning (t.d. lægri innkaupakostnað, lægri kostnaður við förgun úrgangs) af endurnýtanlegum hettuglösum til að tryggja að það sé hagkvæmt.

Með nýjungum í efnisvali, bestun á þrifum og sótthreinsunaraðferðum og stöðluðum rannsóknarstofustjórnunum eru endurnýtanlegar sindurglaslausnir árangursríkar við að draga úr úrgangi í rannsóknarstofum, minnka umhverfisáhrif og bæta sjálfbærni rannsóknarstofnana. Þessar kannanir munu veita mikilvægan stuðning við byggingu grænna rannsóknarstofa í framtíðinni.

Árangursríkar starfsvenjur

1. Greining á umhverfislegum og efnahagslegum ávinningi

• Umhverfislegur ávinningurMinni notkun á einnota plasti og gleri, sem lækkar kolefnisspor rannsóknarstofunnar. Lægri kostnaður við förgun úrgangs og minni þörf fyrir urðunarstaði og brennslustöðvar. Minni myndun hættulegs úrgangs (t.d. geislavirkra eða efnafræðilegra mengunarefna) og aukin umhverfisvernd fyrir rannsóknarstofur.
• Efnahagslegur ávinningurÞrátt fyrir upphafsfjárfestingu í hreinsibúnaði og hagræða stjórnunarferlum er hægt að lækka innkaupskostnað á rekstrarvörum til rannsóknarstofa um 40-60% til lengri tíma litið. Lækkun kostnaðar við förgun úrgangs, sérstaklega við sérstaka meðhöndlun hættulegs úrgangs. Bæta rekstrarhagkvæmni og draga úr niðurtíma tilrauna með því að hámarka stjórnun rannsóknarstofa.
• ISO14001 (umhverfisstjórnunarkerfi)Margar rannsóknarstofur eru að stefna að því að uppfylla ISO14001 staðalinn, sem hvetur til minnkunar á úrgangi rannsóknarstofnana og hámarksnýtingar auðlinda. Endurnýtanlegt hettuglös uppfyllir kröfur þessa þáttar stjórnunarkerfisins.
• GMP (góðar framleiðsluvenjur) og GLP (góðar rannsóknarstofuvenjur)Í lyfjaiðnaði og rannsóknarstofum verður endurnotkun allra neysluvara að uppfylla strangar kröfur um þrif og staðfestingu. Endurnýtanleg hettuglös uppfylla þessar kröfur um gæðastjórnun með vísindalegum þrifum og sótthreinsunarferlum, sem og gagnaeftirlitskerfum.
• Reglur um meðhöndlun hættulegs úrgangs á landsvísuMörg lönd hafa innleitt strangari reglur um úrgang frá rannsóknarstofum, svo sem RCRA (Resource Conservation and Recovery Act) í Bandaríkjunum og tilskipunina um úrgang (2008/98/EB) í ESB, sem hvetur til að draga úr notkun hættulegs úrgangs, og áætlunin um endurnýtanlega hettuglös er í samræmi við þessa þróun.

Áætlunin um endurnýtanlegar geislunarglas hefur haft jákvæð áhrif á umhverfisvernd, kostnaðarstýringu og skilvirkni rannsóknarstofa. Að auki veitir stuðningur viðeigandi iðnaðarstaðla og reglugerða stefnu og vernd fyrir þróun sjálfbærra tilrauna. Í framtíðinni, með stöðugri hagræðingu tækni og fleiri rannsóknarstofum sem taka þátt, er búist við að þessi þróun verði nýr norm í rannsóknarstofuiðnaðinum.

Framtíðarhorfur og áskoranir

Gert er ráð fyrir að endurnýtanleg geislunarglasa verði notuð í auknum mæli eftir því sem hugmyndin um sjálfbærni rannsóknarstofnana þróast. Hins vegar eru enn tæknilegar, menningarlegar og reglugerðarlegar áskoranir í framkvæmd. Framtíðaráherslan mun beinast að nýsköpun í efnum, framförum í hreinsunar- og sjálfvirknitækni og umbótum í stjórnun rannsóknarstofa og iðnaðarstöðlum.

1. Leiðbeiningar um tæknilegar umbætur

Til að auka möguleikann á endurnýtanlegum hettuglösum mun framtíðarrannsóknir og tækniþróun einbeita sér að eftirfarandi sviðum:

• EfnisuppfærslaÞróa endingarbetra gler eða verkfræðiplast, svo sem hástyrkt snertisílikatgler, háhita- og efnaþolið PFA (flúorplast) o.s.frv., til að auka endurtekningartíma hettuglösanna.
• Skilvirk hreinsunar- og sótthreinsunartækniÍ framtíðinni er hægt að nota nanóhúðunarefni til að gera innveggi hettuglösa vatnsfælnari eða olíufælnari til að draga úr mengunarleifum. Að auki má nota nýjar tækni eins og plasmahreinsun, ljósvirka niðurbrot og ofurkritíska vökvahreinsun í hreinsunarferlum rannsóknarstofnana.
• Sjálfvirk hreinsunar- og eftirlitskerfiFramtíðarrannsóknarstofur gætu notað snjall stjórnunarkerfi, svo sem sjálfvirk þrifakerfi, sjálfvirkar sótthreinsunarlínur og innleitt RFID- eða QR-kóðamælingar til að tryggja að hægt sé að fylgjast með notkun, hreinsun og gæðaeftirliti hvers hettuglass í rauntíma.

2. Rannsóknarstofuræktun og viðurkenningarvandamál

Þótt tækniframfarir hafi gert endurnýtanlegar lausnir í sindurglasi mögulegar, eru breytingar á rannsóknarstofumenningu og notkunarvenjum enn áskorun:

• Aðlögun starfsfólks rannsóknarstofuStarfsfólk rannsóknarstofunnar gæti kosið að nota einnota rekstrarvörur og hefur áhyggjur af því að endurnotkun glerhettuglösa geti haft áhrif á tilraunaniðurstöður eða aukið vinnuálag. Frekari þjálfun og stöðlun starfshátta þarf til að bæta viðurkenningu.
• Áreiðanleiki gagna og áhyggjur af krossmengunStarfsfólk rannsóknarstofunnar gæti haft áhyggjur af því að endurnýttar sindurglas geti leitt til mengunar sýna eða haft áhrif á nákvæmni gagna. Því verður að innleiða strangar þrif-, sótthreinsunar- og staðfestingarferla til að tryggja að gæðin séu sambærileg við einnota sindurglasa.
• Kostnaður og arðsemi fjárfestingarMargar rannsóknarstofur kunna að hafa áhyggjur af miklum kostnaði við upphafsfjárfestingu og þurfa því að leggja fram skýrslu um hagkvæmni sem sýnir fram á kosti langtímasparnaðar til að auka viðtöku stjórnenda rannsóknarstofunnar.

3. Frekari úrbætur á reglugerðum og öryggisstöðlum

Eins og er er stöðluð stjórnun endurnýtanlegra rannsóknarstofuvara enn á frumstigi og framtíðarreglugerðir og iðnaðarstaðlar verða þróaðir í átt að strangari og bættum:
Setning gæðastaðla fyrir endurnýtanlegar sindurflöskur: Þróa þarf alþjóðlega staðla eða staðla iðnaðarins til að tryggja öryggi endurnotkunar.

• Samræmi við rannsóknarstofur og reglugerðirÍ atvinnugreinum með strangar öryggiskröfur, svo sem lyfjaframleiðslu, matvælaprófunum og geislafræðilegum tilraunum, gætu eftirlitsstofnanir þurft að skýra gildissvið, hreinlætiskröfur og samræmiskröfur fyrir endurnýtanleg hettuglös.
• Hvetja til vottunar á grænum rannsóknarstofumÍ framtíðinni gætu stjórnvöld eða iðnaðarsamtök innleitt græn vottunarkerfi fyrir rannsóknarstofur til að hvetja til notkunar á umhverfisvænum lausnum, þar á meðal að draga úr notkun einnota plasts, hámarka meðhöndlun úrgangs og auka hlutfall endurnýtanlegra rekstrarvara.

Niðurstaða

Í þróun þar sem sjálfbærni rannsóknarstofa er vaxandi áhyggjuefni hafa endurnýtanlegar sindurglaslausnir reynst tæknilega framkvæmanlegar og bjóða upp á verulega umhverfislega, efnahagslega og rekstrarlega kosti í rannsóknarstofum.

Sjálfbærni rannsóknarstofa snýst ekki bara um að lágmarka úrgang, heldur einnig um ábyrgð og langtímaávinning.

Í framtíðinni er gert ráð fyrir að endurnýtanleg geislaglas verði vinsælasti kosturinn í rannsóknarstofum eftir því sem tækni heldur áfram að þróast og iðnaðarstaðlar eru betrumbættir. Með því að innleiða umhverfisvænni og skilvirkari aðferðir við stjórnun birgða fyrir rannsóknarstofur munu rannsóknarstofur ekki aðeins geta dregið úr umhverfisáhrifum sínum, heldur einnig bætt rekstrarhagkvæmni og ýtt rannsóknum og iðnaði í sjálfbærari átt.