Autor: dr inż. Anna Rolewicz-Kalińska
Wśród wszystkich odpadów medycznych powstających w placówkach ochrony zdrowia blisko 15-25% jest identyfikowane jako odpady zakaźne [1]. Ponadto odpady medyczne zawierają około 36% tworzyw sztucznych, co stwarza wyzwania i możliwości recyklingu i odzyskiwania zasobów, co jednak jest bardzo trudne do bezpiecznego wdrożenia w przypadku odpadów medycznych [2].
Termiczne przekształcanie i składowanie na składowiskach to najczęstsze metody unieszkodliwiania odpadów medycznych (zakaźnych i innych niż zakaźne) [2]. Spalanie jest powszechną metodą unieszkodliwiania odpadów medycznych (w tym zakaźnych), działającą w wysokich temperaturach (800-1200°C), w celu zabicia patogenów. Alternatywne technikami są inne metody termiczne, takie jak autoklawowanie i dezynfekcja mikrofalowa, które często uznawane jako opcje bardziej energooszczędne i przyjazne dla środowiska. Ponadto technologie te mogą być stosowane bezpośrednio w miejscu wytwarzania odpadów- w szpitalach i innych placówkach medycznych [3].
Zarówno technologie mikrofalowe, jak i autoklawowe osiągają podobną skuteczność dezynfekcji, z 10-logarytmiczną redukcją (prawie 100%) obciążenia mikrobiologicznego. Jednak mikrofale działają w niższych temperaturach i w krótszym czasie (37,15 minuty dla mikrofal w porównaniu do 120 minut dla autoklawów), co czyni je bardziej wydajnymi pod względem czasu i zużycia energii. Mikrofale są bardziej opłacalne, a koszty operacyjne są znacznie niższe niż w przypadku autoklawów. W ciągu pięciu lat całkowity koszt eksploatacji autoklawu jest prawie dwukrotnie wyższy niż w przypadku kuchenki mikrofalowej. Ponadto mikrofale wymagają mniej wody (800 ml na cykl w porównaniu do 130 l dla autoklawów). Ponadto mikrofale zużywają mniej energii (3 kW/h) w porównaniu do autoklawów (6 kW/h). Mają również mniejsze zużycie wody i nie wymagają materiałów eksploatacyjnych, takich jak taśmy samoprzylepne lub torby, co dodatkowo obniża koszty operacyjne. Systemy mikrofalowe są kompaktowe i mobilne, wymagają mniej miejsca i nie wymagają wykwalifikowanej siły roboczej, podczas gdy autoklawy wymagają więcej miejsca, wykwalifikowanej siły roboczej i dodatkowej konserwacji ze względu na uzdatnianie wody i części mechaniczne. Mikrofale stanowią bardziej przyjazną dla środowiska opcję ze względu na mniejsze zużycie wody i energii, a także mniejsze marnotrawstwo zasobów. Są również łatwiejsze w instalacji i konserwacji, dzięki czemu nadają się do małych placówek opieki zdrowotnej i miejscowego przetwarzania odpadów [4]. Czas sterylizacji mikrofalowej ma największy wpływ na efekt sterylizacji, im większa moc mikrofal, im dłuższy czas sterylizacji, im wyższa zawartość wody, tym wyższa szybkość sterylizacji. Wyniki testów ortogonalnych pokazują, że optymalne parametry procesu systemu sterylizacji mikrofalowej to moc mikrofal 22 kW, czas sterylizacji 480 s i zawartość wilgoci 90%, szybkość sterylizacji wynosi 99,9996%, efekt sterylizacji jest dobry. Gdy moc mikrofal wynosi 25 kW lub 28 kW, czas sterylizacji wynosi 480 s lub 600 s, a zawartość wody wynosi 90%, szybkość sterylizacji wynosi 100%.
Biorąc pod uwagę efekt bakteriobójczy, koszt sprzętu, oszczędność zużycia energii, skrócenie czasu procesu bakteriobójczego i inne kompleksowe czynniki, ten parametr procesu może uzyskać najlepsze korzyści. Można zauważyć, że wykorzystanie technologii sterylizacji mikrofalowej do przetwarzania odpadów medycznych jest szybkie i skuteczne, a także nie powoduje wytwarzania dioksyn i innych szkodliwych substancji, jest bezpieczne i przyjazne dla środowiska, proste w obsłudze, daje doskonały efekt sterylizacji [5].
W czasie pandemii COVID-19 do unieszkodliwiania stosowano też powszechnie dezynfekujące środki chemiczne, w tym związki na bazie chloru i bez chloru. Te substancje chemiczne wykazywały wysoką skuteczność w neutralizacji patogenów, ale wymagały ostrożnego obchodzenia się z nimi ze względu na potencjalne zagrożenia dla środowiska, takie jak tworzenie się aerozolu i ryzyko wchłaniania przez skórę [3]. Stosowanymi często wskaźnikami skuteczności dezynfekcji odpadów szpitalnych są: wartość pH = 12 (po 24-h dezynfekcji alkalicznej), Chlor resztkowy po chlorowaniu – wartość większa niż 200mg/l oraz bark wykrywalności patogenów [4].
W ostatnich latach poczyniono wiele nowych postępów w technologiach unieszkodliwiania odpadów szpitalnych i ścieków, takich jak technologia dezynfekcji radiacyjnej, technologia dezynfekcji przez odwróconą polimeryzację, technologia dezynfekcji plazmowej i technologia dezynfekcji przez gazyfikację termiczną. Mają one coraz większą skuteczność, ale ze względu na wysokie koszty inwestycyjne, technologie te nie są stosowane na dużą skalę. Wraz z udoskonaleniem technologii dezynfekcji ścieków i odpadów szpitalnych, koszty dezynfekcji będą nadal spadać, a wtórne zanieczyszczenie środowiska będzie stopniowo kontrolowane w bardziej efektywny niż dotychczas sposób [4].
Należy jednak pamiętać, że najbardziej efektywną metodą minimalizacji wpływu odpadów medycznych na środowisko jest wytwarzanie ich mniejszych ilości, a jedną z najskuteczniejszych metod osiągnięcia tego jest zapewnienie, że do radykalnego przetwarzania wysyłane są tylko odpady zakaźne, podczas gdy inne odpady medyczne (w tym tworzywa sztuczne) powinny być zarządzane w zgodnie z hierarchią metod postępowania z odpadami i miarę możliwości i zachowania bezpieczeństwa poddawane procesom odzysku i unieszkodliwiania. Aby umożliwić ochronę i zrównoważony rozwój, skutki środowiskowe obecnych i możliwych opcji przetwarzania odpadów medycznych powinny być badane przy użyciu metodologii LCA [6].
[1] Sabour, M. R., & Amron, R. (2024). A systematic analysis of research trends on healthcare waste management during 1995–2022. International Journal of Environmental Science and Technology, 1-12.
[2] Narendra Singh, Oladele A. Ogunseitan & Yuanyuan Tang (2022) Medical waste: Current challenges and future opportunities for sustainable management, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 52:11, 2000-2022, DOI: 10.1080/10643389.2021.1885325
[3] Ilyas, S., Srivastava, R. R., & Kim, H. (2020). Disinfection technology and strategies for COVID-19 hospital and bio-medical waste management. Science of the Total Environment, 749, 141652.
[4] Kollu, V. K. R., Kumar, P., & Gautam, K. (2022). Comparison of microwave and autoclave treatment for biomedical waste disinfection. Systems Microbiology and Biomanufacturing, 2(4), 732-742.
[5] Liu, J., Li, H., Liu, Z., Meng, X., He, Y., & Zhang, Z. (2022). Study on the process of medical waste disinfection by microwave technology. Waste Management, 150, 13-19.
[6] Kumar, V., Gaurav, G., Khan, V., Choudhary, S., & Dangayach, G. S. (2023). Life cycle assessment and its application in medical waste disposal. Materials Today: Proceedings.