全球生物医学和农业实验室每年可能产生多达550万吨实验室塑料废物
利兹大学承诺到2023年实现无一次性塑料使用
实验室塑料废物通常在灭菌后送往填埋场，但有些废物污染程度不高，仍可回收
Lucy Gilliam对环境行动怀有感染人心的热情。如今，她在布鲁塞尔从事环境交通政策工作。但在本世纪初，她是赫特福德郡的一名分子微生物学家。与该领域的许多人一样，Gilliam用掉了大量一次性塑料制品。它已成为21世纪科学的常态，就像咖啡和加班一样司空见惯。
用她的话说，她是一名“超高频用户”，使用的是只能使用一次的超无菌滤芯移液器吸头这类塑料制品。正如我们许多人在日常生活中所做的那样，她发现自己的工作遵循的是反污染活动人士所称的“生产、使用、丢弃”模式。移液器吸头堆积如山，这些塑料废物在她看来就是不对的。
科学对环境的影响开始让她担忧。这不仅仅是塑料的问题。例如，她还想知道为什么新实验楼的屋顶上没有太阳能板，以及为什么乘飞机去参加会议被视为一种福利而非问题。“我过去总是喝咖啡时抱怨这事，”Gilliam对我说。“我们在研究气候科学，人们却到处乘飞机，这怎么可能？我们本应成为灯塔。”
她曾尝试启动回收计划，并取得了一些成效。她邀请供应商前来讨论这一问题，并想出办法，让研究团队至少能够将移液器吸头的包装盒退回以供重复使用，尽管吸头本身仍会被使用后丢弃。不过，这感觉像是一场战斗。她意识到进展可能缓慢，于是开始思考究竟在哪里能够推动改变，最终转而从事环境政策工作。
科学研究是一大类较为隐蔽的一次性塑料使用者，其中生物医学领域尤其是高用量的“罪魁祸首”。塑料培养皿、各种形状和尺寸的瓶子、多种类型的手套、种类繁多的移液器和移液器吸头、大量样本管和小瓶。它们都已成为科学研究的日常组成部分。我们大多数人从未见过这类设备，但我们仍然依赖它。没有它，我们就不会拥有我们所使用的知识、技术、产品和药物。它对21世纪的生活至关重要，但同时也极具污染性。
2015年，埃克塞特大学的研究人员估算了其生物科学系每年的塑料废物量，并推断全球生物医学和农业实验室每年可能产生550万吨实验室塑料废物。为便于理解，他们指出这相当于2012年全球回收塑料量的83%。
塑料的问题在于它极其耐用，不会分解。我们把它扔进垃圾桶，它就留在那里。据推测，地球上现在可能有比真人更多的乐高小人，而这些小人偶将比我们所有人都活得更久。当这些小人偶之类的塑料制品——或者移液器吸头、瓶子、吸管——最终破碎时，它们会以微塑料的形式残留下来，这些微小碎片几乎肉眼不可见，还来自化妆品和衣物纤维。一项2017年的研究发现，全球81%的自来水样本中含有微塑料。在过去几年里，研究人员甚至在美国和法国的山脉中以及雨水中发现了微塑料。近来，北极地区也发现了它们。
现代科学是伴随一次性塑料成长起来的，但时代正在改变。今年秋天，第一批追随瑞典气候活动人士格蕾塔·通贝里、参加“为气候罢课”的年轻人开始攻读本科学位。大学可以预期，这些年轻人将带来有关科学研究如何开展的新鲜、有时甚具挑战性的问题。与此同时，许多Z世代（1990年代中期及以后出生的人）如今正开始攻读博士学位，而千禧一代（1980年代初及以后出生的人）则日益领导着越来越多的实验室。随着越来越多的大学致力于消除一次性塑料，并努力实现零碳排放，在未来几年或几十年内，科学废物正日益受到关注。
从Gilliam离开研究工作以来，事情已发生了多大变化，由此可见一斑：去年11月，利兹大学承诺到2023年实现无一次性塑料。最近，伦敦大学学院宣布将效仿，目标稍不那么雄心勃勃，定为2024年。这些新政策不仅会将一次性咖啡杯清出校园，还会清除大量日常科学设备。
利兹大学可持续发展项目官员Lucy Stuart表示，研究人员的反应不一，但他们正逐步取得进展。“对我们大学而言，我们的使命是激励下一代，”她说。“此外，我们是一所以研究为基础的机构，每天都在创造突破性的创新，因此我们不想说这些解决方案不可能实现，因为我们正是帮助创造这些解决方案的人。”
这一雄心勃勃的目标帮助集中了大家的注意力，而从大学管理层最高层到各个层级都明确表示支持，也起到了同样的作用。不过，“我们不想实施自上而下的政策，”Stuart强调。“我们希望各位研究人员和员工主动担当，审视本领域内的问题，然后做出改变。”
在其他地方，许多科学家已经主动推进工作。约克大学生物医学研究员David Kuntin在与实验室同事讨论塑料废物时，很快发现自己并非唯一注意到他们用量之大的人。
“如今在科研中日常使用塑料，几乎不可能避免。有人刚说，‘哦，我们一周就能把一个房间填满！’这才让我们开始讨论可以做些什么。”
实验室塑料之所以棘手，原因之一在于它们可能被正在研究的生物或化学物质污染；你不能简单地把它们和咖啡杯一起放进校园回收箱。通常，实验室塑料废物会先被装袋并高压灭菌——这是一种耗能耗水的灭菌过程——然后才被送往填埋场。但Kuntin表示，并非所有塑料废物都污染到无法回收的程度。他和同事并未一开始就简单地将所有物品归为有害废物，而是对所用塑料进行了审查，以确定哪些可以去污。
“我们处理的污染物可能比你回收箱里几周后长霉的一罐豆子还要危险性低，”Kuntin说。因此，正如团队此前了解到，在将豆罐投入市政回收箱之前必须先清洗，他们也学会了对实验室废物进行去污处理。
他们建立了一个“去污站”，先用高效消毒剂浸泡24小时，然后冲洗以进行化学去污。他们还审视了所购买的塑料，选择更易回收的品类。得益于这些措施，他们将以前送往填埋场的塑料减少了每年约一吨。
“那就是20名员工，我们20个人，”他说，语气中仍带着难以置信，似乎不敢相信这么少的研究人员竟能堆积如此多的废物。“我们用掉了一吨可回收的塑料。”他们算出，这些塑料足以装满110个浴缸。而且，由于他们还减少了需要高压灭菌的设备数量，他们也节省了能源和水。
“我认为作为科学家，我们需要对自己的所作所为负责，”Kuntin对我说。尤其因为，他说，他们所花费的是公共资金。“你不能心安理得地就这样使用一吨塑料。”
了解那些致力于让科学更具可持续性的研究人员。
在布里斯托大学，技术人员Georgina Mortimer和Saranna Chipper-Keating也建立了实验室废物分类与回收计划。“实验室里的废物很容易被人看到。大家会说，‘我在家也这样做’，”Mortimer说。
他们正在与一家专门处理难以回收废物的公司合作，试行手套和冰袋回收，这类废物包括隐形眼镜、薯片袋和烟蒂，以及实验室产生的各类塑料。他们也热衷于思考如何更多地重复使用和减少废物，因为他们清楚回收只能解决部分问题。例如，他们已经想出办法，尽可能批量采购，以减少包装废物。
对他们而言，塑料只是可持续实验室难题的一部分。“我们有很多超低温冰箱，ULT冰箱，”Mortimer说。这些冰箱“存放着数以千计的样本，有些已存放超过20年”。这些样本均存放在零下80ºC。或者说，它们过去是这样存放的。布里斯托大学的可持续科学经理Anna Lewis向他们展示了科罗拉多大学博尔德分校的一些研究，证明大多数样本可以安全地保存在零下70ºC，从而节省高达三分之一的能源。他们现已提高了超低温冰箱的温度。
布里斯托的技术人员还思考了他们在这些冰箱中存放的是什么、如何存放，以及是否真的需要存放在那里。“有些样本多年来一直被放在那里，”Mortimer说。“我们一直在查明它们究竟是什么，是否仍可使用，并整合存储空间。”这不仅节省了能源和资金，也让冰箱的使用更加便捷。找东西也变得简单多了。
Martin Farley于2013年在爱丁堡大学担任英国首个实验室可持续发展职务。如今，他专门研究科研实验室如何变得更加可持续，并在伦敦的几所大学担任与Lewis类似的职务。他最初因塑料问题而关注此事，但很快发现还有一系列问题需要解决。
Farley指出，这些超低温冰箱的耗能可能相当于一栋房屋。因此，如果你担心自家街区房屋的能耗，那么你也应当关注大学里冰箱的能耗。归根结底，随着气候紧急状况加剧，Farley认为，“社会的方方面面都需要改变”。
Farley说，实验室或许不像石油和天然气行业那样是“庞然大物”，但它们对环境的影响十分显著，且常常被忽视。Farley估计，在以研究为重点的大学中，实验室约占能源账单的三分之二。如果一所大学希望减少能源使用，理科研究是一个很好的切入点。
“我们的人在家里进行回收，却在实验室里什么也不做。我做过一个粗略的估算，”他对我说，并表示，根据研究领域的不同，“你对环境的影响是在家的100至125倍。”
回溯科学史，很难确切说出一次性塑料究竟何时进入实验室。“要弄清塑料何时开始用于科学仪器、科学物质文化，以及它如何被使用、又如何变化，这是一项有待完成的工作，”伦敦大学学院专门研究科学材料的历史学家Simon Werrett说。他指出，许多历史科学物品中都含有塑料，但由于博物馆并非以这些术语对藏品进行编目，很难精确断代。尽管如此，他推测，科学领域的塑料问题与其他领域的情况相似。
我们所称的塑料最早于19世纪末开始生产。如今，我们越来越习惯于将塑料视为对野生动物的威胁，但在当时，合成产品在某种程度上是使自然免遭人类消费蚕食的救星。随着台球运动流行起来，制造商寻求一种比象牙贸易更可靠的材料来制作球。一家公司曾发起一项1万美元的竞赛，以寻找替代材料，这最终促成了美国发明家John Wesley Hyatt于1870年获得赛璐珞（樟脑与硝化棉的混合物）的专利。
Hyatt与其兄弟Isaiah共同成立了赛璐珞制造公司，并开发了一种“吹塑”工艺，使他们能够生产中空的赛璐珞管，为廉价玩具和装饰品的大规模生产铺平了道路。赛璐珞的优点之一是可以与染料混合，包括斑驳的色调，使Hyatt兄弟不仅能够生产人造象牙，还能生产珊瑚和玳瑁。
进入世纪之交时，不断扩张的电气工业正面临虫胶短缺的问题。虫胶是一种由雌性紫胶虫分泌的树脂，可用作绝缘材料。Leo Baekeland敏锐地察觉到了这一市场，于1909年为一种人造替代品申请了专利，并将其命名为电木（Bakelite）。该产品在1920年代以“千般用途的材料”进行营销，随后在1930年代和1940年代，大量新型塑料也相继问世。1935年发明的尼龙提供了一种合成丝绸，可用于降落伞，也可用于长袜。有机玻璃对蓬勃发展的航空业大有助益。战时研发将火箭助推器应用于塑料创新，正如战后的家庭迅速充斥着塑料制品一样，大量塑料用品也进入了战后的实验室。
Werrett强调，今天的问题不仅源于塑料，也源于一次性文化的兴起。过去我们并不随便扔东西。一次性用品的出现略早于塑料。19世纪中叶左右，工业革命后期的机器使布料和纸张的生产变得容易得多。与此同时，人们越来越意识到并担忧细菌的存在——例如，1854年约翰·斯诺在伦敦苏活区确定布罗德街水泵是一起霍乱爆发的源头之后。正如约瑟夫·李斯特自1860年代起在医学中率先使用消毒剂一样，一次性敷料也逐渐成为常态。“所以，你会看到棉签、避孕套、卫生棉条和创可贴之类的东西，”Werrett解释道，还有纸巾和纸杯。随着批量生产的推进，丢弃物品很快就变得比清洁和重复使用它们——或者雇人去做——更便宜、更容易。
布料和纸质一次性用品在相对较短的时间内相继出现，但它们引发的这种抛弃式文化，为我们今天所面临的塑料问题奠定了基础。纸杯和纸吸管很快变成了塑料的，“生产、使用、丢弃”的理念也变得司空见惯。
不过，一次性塑料在战后科学和医学中的引入并非一帆风顺。通过研读1950年代和1960年代的医学期刊，Werrett发现了一些抱怨。
“外科医生有一种传统：他们拥有一副手套，并在整个职业生涯中一直使用，”他解释道。这些手套原本是橡胶制成的——橡胶手套由马里兰州约翰霍普金斯医院的William Stewart Halsted于1890年代首次引入——但它们被设计得经久耐用，需要煮沸消毒，破损后则修补而非丢弃并换上新的一副。“到职业生涯末期，它们上面已有修补的痕迹和污渍，”Werrett说，“而这正是你作为外科医生经验的标志。”后来，一次性手套问世，并非每个人都乐于放弃这些经验的印记。
他指出，护士必须接受培训，学会丢弃而非保留物品。“丢弃的价值并非显而易见。相反，默认的做法是重复使用。你必须训练人们，让他们认识到一次性使用是一种有价值的做法。”
对于那些寻求无塑料科学未来的人来说，技术解决方案或许可以从历史中找到。回到布里斯托，Georgina Mortimer一直在留意那些旧玻璃柜。“我们正努力重新使用玻璃器皿，努力让它在我们部门重新变得时髦起来，”她微笑着说。
在布鲁塞尔，Lucy Gilliam向我讲述了她的祖母，她曾在一家医院实验室工作，并获得大量洗碗人员协助以支持玻璃器皿的使用。“而现在，我们全都自己动手。我们就像一座座小小的研究孤岛。而且，你知道，塑料——以及一次性用品——正在填补人力的空缺。”
“曾经有一段时间，我们在不使用塑料的情况下进行非常先进的科学研究。这并不是说我们现在所做的所有科学都可以在没有塑料的情况下完成。但确实有一些科学，我们当时在做，现在仍在做，它们本可以在没有塑料的情况下完成。”
塑料已成为现代科学中显然不可或缺的材料。即使在运输材料时，它也能保护材料。它能将我们与材料隔开（针对我们不希望被污染的材料），也能将材料与我们隔开（针对可能伤害我们的有害物质）。它可以塑造成各种形状。一些科学领域——尤其是DNA研究——便是在一次性塑料的时代中成长起来的。
不过，在某些情况下，回归玻璃或许是答案。“使用玻璃器皿——它就在那里，随时可用，而且已经灭过菌了，”Mortimer热情地说。“所有大学都会有一个玻璃器皿室，里面堆满了我们可以使用而非塑料的物品。”她与Saranna Chipper-Keating一道，承担了一项关于玻璃与塑料全生命周期成本的工作。理论上，重复使用玻璃应比一次次购买塑料更便宜，尤其是因为丢弃这些塑料往往还会产生相关成本。
但重复使用玻璃意味着必须清洗和灭菌，这同样需要消耗资源。这是利兹的Lucy Stuart所关注的问题；他们不希望无塑料承诺只是用一个环境问题取代另一个。
在约克，David Kuntin也担心转回使用玻璃可能带来的连锁影响。“每天，我们都会使用细胞培养基等试剂，这是一种细胞得以繁殖的营养肉汤，”他对我说。这些肉汤已发展了数十年，而由于大多数细胞都是在塑料上培养的，试剂也正是针对塑料进行优化的。
此外，像Kuntin这样的研究人员对细胞行为的细微之处十分关注——而细胞生长所依附的材料可能会产生影响。“我们知道，细胞对环境非常敏感，它们能够感知所生长表面的粗糙度或硬度，”他解释道。行为上的意外变化可能会被误解为实验的结果，而实际上，只是细胞在玻璃上的表现有所不同。
另一个问题是重复使用玻璃可能需要多少时间。一次性移液器吸头就快得多。时间连同水和热量，可能会让实验室付出成本。不过，归根结底，在进行全面分析之前，他们并不知道结果如何。“我们可以进行全生命周期成本核算，而结果很可能是塑料便宜得多，”Anna Lewis说。“如果是这样，我们就需要补贴。”
Lewis认为，任何真正的改变都需要改变科学的资助方式，理想情况下，大学在申请某些资助计划之前，需要先证明其具备一定程度的可持续性。仅靠少数热心人士的善意和兴趣，能走的路毕竟有限。她认为，即便不能在2021年的下一届英国研究卓越框架（用于评估英国研究质量）中实现这一点，也有机会在其之后的那一届中加以解决。生态危机能否等待我们慢慢协商又一个十年的科学政策，则是另一回事。
与Martin Farley于2013年刚开始推动实验室绿色化时相比，他明显感受到科学界对改变的兴趣更加强烈。“五六年前，当我告诉实验室同事我在做这件事时，大家都笑了。当时有一点兴趣，比如‘好吧，我会多回收一些’，也有一些玩笑。现在，我几乎每周都会收到邮件。那些素不相识的人会说，‘我怎样才能做点什么？我想做更多。’”
利兹大学也热衷于与其他机构建立联系。他们在利兹周边建立了一个网络，包括其他大学、约克郡救护车服务机构、市议会以及约克郡水务公司。他们还正与一家国家研究理事会进行磋商。Stuart表示，如果他们想解决校园中的一次性塑料问题，这类合作至关重要，因为所有进入校园的物品都是更广泛当地经济的一部分。但这也是整个项目的核心所在：他们将自己定位为“城市型大学”，确保其研究和创新以有益于当地的方式加以运用。
然而，对于想要自行深入研究塑料废弃物问题的研究人员，吉利亚姆提出了一个简单的建议：“首先，看看能否找到一些志同道合的伙伴。发出一封通知，召集一个小型会议。说一句：‘我见过这些情况，我很担心，有没有人有什么想法？’”如果没有人愿意与你交流，她建议你不妨先从分类处理自己的部分塑料开始，将其放入一个箱子寄回，同时在社交媒体上分享照片。即便在自己的实验室里找不到同路人，你也很可能在其他实验室找到志同道合的人。
“从做一些不同的事情开始，哪怕它看起来非常微小、毫无意义。即便是这样的小行动，也可能产生连锁反应。”
