作为一名博士后研究员,克里斯蒂娜·阿泽维多经历了数百次一次性塑料管。伦敦大学学院的生物化学家在猎鹰试管中培养酵母,想到所有的塑料垃圾就像是她抓不到的痒——尤其是当她回忆起自己的博士研究时,她在可重复使用的玻璃烧瓶中培养细菌。“我自己的工作困扰着我,在我周围,我可以看到大量的塑料因为无菌的需要而被扔掉,”她说。

她并不是唯一一个这样想的人。科学家们越来越意识到他们的研究对环境的过度影响。学术研究机构消耗的能源是商业建筑的三至六倍,其中大部分是由于制冷和通风系统。这些设施也是塑料垃圾的超大生产者——这一问题自2017年以来变得尤为尖锐,当时中国停止接收来自美国和欧洲的几种塑料进行回收,导致更多可回收的垃圾被堆积到当地的垃圾填埋场。

在机构层面,许多设施正在逐步升级,实施更好的废物管理做法,并寻找更绿色的能源。例如,伦敦大学学院正在努力争取到2024年摆脱一次性塑料,到2030年实现碳中和。并非所有这些努力都可以轻松转化为单个实验室,在这些实验室中,超低温冷冻器和一次性塑料移液器吸头对于某些敏感的实验仍然是必要的。但是,当涉及到大多数标准的基准科学时,微小的变化可以大有作为。
孟加拉国印度科学研究所的初级研究员莉巴·安·查科是另一位酵母研究者,她通过改用玻璃培养皿培养微生物来减少塑料的消耗量。她现在只生产几百克,而不是每周一大包垃圾。“一开始,我担心污染和费用,”查科说。“但这是一个快速的转变,让我想知道为什么我们没有早点这么做。”

除了减少研究人员对环境的影响之外,这些努力还有助于让他们的资助走得更远。还有更多无形的好处,包括更好的再现性和职业津贴。例如,当阿泽维多申请她目前的职位时,她的可持续发展工作帮助她的简历脱颖而出,她是葡萄牙埃尔瓦斯的私人非营利协会InnovPlantProtect的董事。
另外,这些研究人员说,可持续性只是一门负责任的科学。“我们由公共资金资助,”阿泽维多说。“在使用这笔钱时,我们有社会责任考虑环境和地球的未来。”

从细微之处着手
得克萨斯州休斯敦莱斯大学的机械工程师丹·普雷斯顿在本科期间就被吸引到实验室节能工作中来,这要归功于他在塔斯卡卢萨的阿拉巴马工业评估中心的兼职工作,在那里他与为当地工厂提供节能建议的研究人员一起工作。
作为剑桥麻省理工学院的博士后研究员,他有机会将这些知识付诸实践。普雷斯顿的研究主要依靠在通风橱里处理化学物质。他注意到橱柜上的窗扇经常是开着的,这浪费了通风的能量,他想知道是否能设计出一个简单的解决方案。他和他的同事参加了由麻省理工学院绿色实验室赞助的竞赛,这是环境健康与安全办公室的一个项目,旨在帮助校园内的各个部门和实验室以可持续的方式运作。他们赢得了约5000美元来开发一种简单、不引人注目的传感器,他们称之为运动和窗框高度(MASH)报警器,当窗框打开时,它会提醒用户。他和他的团队还建立了实验室能源评估中心(LEAC)来评估实验室并提供节能建议。

例如,LEAC团队估计,麻省理工学院的一个实验室每年在电力上花费约3万美元,排放163吨二氧化碳。通过将冷冻箱的温度从80℃提高到70℃,用发光二极管灯泡替换顶灯,并关闭一个通风橱,实验室可以减少8%的能源消耗,并节省大约13吨二氧化碳2每年2500美元。“许多人对这些小变化的影响感到惊讶,”普雷斯顿说。
大学资助可以提供支持可持续性的另一个途径。2017年,当中国宣布不再接收来自美国和欧洲的塑料垃圾时,大卫·沃特曼和布伦达·莱默斯是马萨诸塞州沃尔瑟姆市布兰代斯大学的分子和细胞生物学研究生。两人为一家回收公司起草了一份商业计划书,并在一个风险资本家小组面前为其辩护,这是一个名为“萌芽”(SPROUT)的项目的一部分,这是一个支持学生企业家的大学奖项。由此产生的财务支持和指导使该团队得以启动绿色实验室回收,一家回收用于储存一次性移液器吸头的塑料盒的公司。

沃特曼回忆道,为一项创办企业的提议辩护感觉就像是论文辩护的反面,“你是研究材料方面的世界专家”。“我发现压力要大得多,但你确实利用了博士的软技能,比如如何令人信服地讲述一个故事。”
GreenLabs Recycling现在在波士顿地区有16个客户,每周收到大约1400公斤塑料移液管吸头盒。研究人员经常问他们如何使用公司的服务,但莱默斯解释说,研究人员和公司首先需要与他们的设施经理互动来解决这个问题。“尽管我们作为科学家意识到科学中缺乏循环利用,但设施管理者对这个问题不太熟悉,”莱默斯说。“所以,当你试图让人们为回收付费时,就有了最初的脱节。”
普雷斯顿和他的同事在麻省理工学院环境健康和安全办公室的支持下,扩大了LEAC,增加了它评估的实验室数量。该团队还是MASH组装说明开放存取,所以任何人都可以用大约50美元建造自己的报警系统。普雷斯顿说,与本科生一起工作是LEAC努力的一大部分。“我们认为这是节约能源,也是激励和教育下一代有能源意识的研究者。”
科罗拉多大学博尔德分校绿色实验室计划项目经理凯瑟琳·拉米雷斯-阿吉拉尔(Kathryn Ramirez-Aguilar)表示,即使没有大规模研究所需的支持或资金,研究人员也能改变自己实验室的能源足迹。一个简单的方法是共享设备。
她所在的大学,各部门和研究小组开始非正式地进行这一过程,每个实验室共用一个未充分利用的仪器。一些公司通过聘用管理人员维护共享工具,并为用户创建谅解备忘录,将这些安排正式化。这些安排节省了研究经费,并帮助用户分享关于如何充分利用各种仪器的专业知识,这些仪器位于单独的实验室或公共区域。他们也节省实验室空间,这往往是最昂贵的,能源密集型的校园空间。“你能想象如果我们不需要建造一整栋实验室大楼,仅仅因为我们更有效地利用了我们的空间,会有什么样的影响吗?”拉米雷斯-阿吉拉尔说。

伦敦大学学院可持续实验室顾问马丁·法利认为,通过减少重复失败实验的需要,这种影响可以延伸到科学的可重复性和效率。“研究需要巨大的能源和材料投资,产生的数据代表着对这些材料的投资,”他说。“我们能够促进更好地利用数据的任何方式,或者减少错误和重复的技术,都将更具可持续性。”
此外,法利补充道,共享仪器可能比单独实验室的设备维护得更好。他说,拥有这些设备的研究人员“在实验设计方面获得了更好的支持,他们也更好地理解了设备实际能做什么”。
底线是:在可持续性方面,个体研究者可以有所作为。每一点点都有帮助。普莱斯顿说:“无论你选择在自己的实验室倡导可持续发展,还是想通过LEAC这样的项目与许多不同的实验室合作,都需要两者来实现真正的改变。”。“无论哪种方式,你都可以产生巨大的影响。”


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