在湿实验室中重复使用塑料消耗品的环境影响与实验可靠性

实验室塑料为何与每个人息息相关

每一项医学突破或诊断检测的背后，常常伴随着一股无声的塑料废物流。现代生命科学实验室依赖一次性移液吸头、离心管和培养皿来保持实验的无菌性和可靠性。但这种便利付出了环境代价：全球研究实验室每年产生数十万吨塑料，其中大部分被焚烧或掩埋。本研究提出了一个既简单又深远的问题：我们能否安全地清洗并重复使用这些“单次使用”物品，在不损害其支撑的科学工作的前提下减少污染？

从一次性文化走向循环使用

研究者关注一家加拿大公司，该公司从低风险的生物安全1级实验室收集使用过的塑料实验器具，然后对其进行去污、清洗、干燥和灭菌，并在合格后返回重复使用。每个管子或培养皿不再是用一次就丢，而是可以经历多次再处理循环。团队从三方面评估了该体系：它能减少多少环境危害；清洗后的物品在常见实验中是否仍然能像新的一样工作；以及一个主要研究城市的实验室实际上产生多少塑料废弃物。

衡量对地球的足迹

为评估环境影响，作者使用了简化的生命周期评估，将传统的一次性离心管与经历不同次数重复使用循环的离心管进行了比较。他们不仅追踪了导致气候变暖的排放，还包括化石与核能使用、对生态系统和人类健康的影响以及对水资源的压力。以蒙特利尔为例，针对一套标准的1000次使用50毫升离心管的情景，即使仅重复使用一次，气候变化影响约减少40%。重复使用五次则大约降低70%，在乐观情景下若重复使用50次，则削减超过80%。塑料生产量本身也显著下降：一次重复使用就使所需新塑料减半，五次重复则将其减少约80%。

物品被重复使用后会发生什么变化

起初，大部分环境损害来自塑料的制造与处置。随着物品被重复使用，这一负担被分摊到更多的实验上，而再处理步骤——尤其是包装、用水、运输和灭菌——变成了主要的影响来源。由于研究在魁北克进行，当地电力主要依赖水电且水资源充足，清洗和灭菌的总体足迹相对较低。作者提醒，在以煤电为主或水资源紧缺的地区，平衡可能不同，需要在当地进行评估。

将重复使用的塑料放到实验考验中

仅有环境收益还不够，如果重复使用的物品在细微上扭曲了实验结果，就无法接受。为此，团队比较了新制与再处理的移液吸头、离心管、96孔板、比色皿和细胞培养皿，覆盖五个重复使用循环。他们测量了移液的准确性与精密度；蛋白质测定的性能；化学标准品的光吸收；以及哺乳动物细胞在板面上的附着、扩展和存活情况。在这些测试中，再处理塑料与新品相当：差异小、方向性不一致且统计上不显著，所有移液读数均落在制造商严格的接受范围内。显微图像显示新板与再处理板上的细胞覆盖与形态相似，细胞活力也没有下降。

问题究竟有多大

为了解现实世界的利害关系，研究者跟踪了蒙特利尔30个实验室近五个月的塑料废弃物。这些实验室合计产生约500公斤的废弃塑料，约为每个实验室每月2到3公斤。谨慎外推到该市更广泛的研究生态系统——约25,000名在医院、大学和生物技术公司从事生命科学研究的人员——他们估计仅来自低风险实验室的塑料废弃物每年在数百吨量级，约为200吨。由于每重复使用1公斤塑料可避免约4.5公斤二氧化碳当量的排放，适用于重复使用的物品全面转向再利用的话，蒙特利尔每年大约可避免900吨的气候污染。

这对未来实验室意味着什么

研究得出的结论是，对于低风险的生命科学工作，经过精心管理的塑料耗材再处理能够在不削弱实验可靠性的前提下，大幅减少环境危害。与此同时，作者强调了若干注意事项：他们并未直接测量无菌性或内毒素污染，再处理仅在一家设施进行了测试，样本量也较有限。要将重复使用规模化，需要健全的质量控制规范、周到的物流设计以及基于地区的环境评估。尽管如此，研究结果表明，今天实验室中许多所谓的“单次使用”塑料并不必须只用一次——为实现更洁净的科学提供了一条可行路径，同时保持对产生数据的信任。

引用: Mansouri, N.S., Milano, F., Dimidschstein, M. et al. Environmental impact and experimental reliability of reusing plastic consumables in wet labs. npj Mater. Sustain. 4, 21 (2026). https://doi.org/10.1038/s44296-026-00108-9

关键词: 实验室塑料废弃物, 可重复使用的实验室耗材, 生命周期评估, 可持续研究, 环境影响