Nature职业播客：如何降低我们实验室的碳足迹

文摘 2024-09-14 19:30 广东

Jane Kilcoyne和同事在计算后发现，他们的生物毒素化学实验室每年产生4000公斤的废物，而这些废物没有任何被回收利用。

分析化学家Jane Kilcoyne在2018年某天工作时，注意到垃圾桶里堆满了塑料废物。这一观察促使她与志同道合的同事联手，制定了一系列措施来减少实验室的碳足迹。这些努力包括减少能源消耗、堆肥处理贝类废物、回收聚苯乙烯以及将文件数字化。

她提到，实验室的能源消耗估计是办公场所的10倍，水资源的消耗是办公场所的5倍。而平均每位科研人员使用的一次性塑料是普通人的10倍。

Kilcoyne在爱尔兰戈尔韦的海洋研究所（Marine Institute）工作，该机构是负责海洋研究的政府机构。她描述了他们的努力如何与2015年联合国设立的17个可持续发展目标中的第13个目标——“采取紧急行动应对气候变化及其影响”相契合。

《如何用17个目标拯救人类》（How to Save Humanity in 17 Goals）是一档播客系列，介绍那些致力于实现可持续发展目标的科学家们。第13到第18集与《自然可持续性》（Nature Sustainability）合作，由该期刊的主编Monica Contestabile主持。

每集《工作科学家》（Working Scientist）播客系列的结尾会有由澳大利亚墨尔本拉筹伯大学可持续农业与食品研究所（La Trobe Institute for Sustainable Agriculture & Food）的赞助时段，介绍该机构研究人员如何专注于可持续发展目标。

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-02899-0

文字稿

Jane Kilcoyne描述了她和同事如何减少其海洋生物毒素监测实验室的碳足迹。

Monica Contestabile 00:09
大家好，这是《如何用17个目标拯救人类》播客，由《自然职业》（Nature Careers）与《自然可持续性》合作制作。

我是《自然可持续性》主编Monica Contestabile。这是一个系列节目，我们会见那些致力于实现2015年联合国和世界领导人商定的可持续发展目标的研究人员。

自那时以来，成千上万的学者通过这些目标应对当今地球面临的最大问题。

每集节目的结尾都会有澳大利亚墨尔本拉筹伯大学可持续农业与食品研究所的赞助时段，介绍该机构研究人员如何专注于可持续发展目标。

在这一集中，我们讨论的是可持续发展目标13：采取紧急行动应对气候变化及其影响。我们将听到一位来自爱尔兰的海洋研究人员如何开展大规模行动，以找到更环保的工作方式。

Jane Kilcoyne: 01:22
大家好，我叫Jane Kilcoyne，是一名分析化学家，在爱尔兰戈尔韦的海洋研究所工作。

海洋研究所是一个负责爱尔兰海洋资源可持续发展的政府机构。

我专门从事海洋生物毒素监测，并在过去几年中努力减少我们实验室对环境的影响。

可持续发展目标13是气候行动。根据联合国的说法，我们都需要紧急采取行动应对气候变化及其影响。

一场气候灾难即将来临，它将影响我们所有人，而我们对此准备不足。

我非常意识到实验室工作对环境的影响。实验室的能源消耗估计是办公场所的10倍，水资源消耗是办公场所的5倍。而平均每位科研人员使用的一次性塑料是普通人的10倍。

此外，还要考虑到大量的设备、危险化学品、个人防护设备等。

虽然科学对社会非常重要，但我们也需要认识到，我们所做的工作存在一些负面影响，实验室的碳足迹非常显著。

鉴于当前气候紧急情况的严重性，我们都需要对我们的生活和工作方式做出根本性的改变。

Jane Kilcoyne: 04:32
我们的可持续发展之路始于2018年，这与爱尔兰政府的气候和资源效率行动计划同步进行，所有公共部门机构都需要实施该计划。

我某天在实验室工作时，注意到一个垃圾桶里堆满了塑料废物。我想，我们使用的东西是否有更环保的替代品？

与此同时，我们的设施经理专注于减少整个研究所的能源消耗。其他人则建立了一个系统来堆肥处理我们的贝类废物，另外一些同事则建立了一个聚苯乙烯回收系统。

当我们聚在一起时，意识到这些独立的行动在减少资源消耗和废物方面产生了显著的影响。

Jane Kilcoyne: 05:29

在生物毒素化学实验室中，我们有7人团队，每年进行大约5000项分析测试。我们计算出每年大约产生4000公斤的废物，所有废物都被送往填埋场或焚烧。

我们的样品是通过聚苯乙烯箱送到实验室的。现在，一家专门从事聚苯乙烯回收的公司会来到现场，将箱子压缩成原木状，然后将这些原木送往欧洲大陆进行回收。

例如，它们可以用于建筑行业中的保温材料，或者回收成鱼箱。

此外，如前所述，我们的贝类废物现在被送去堆肥处理。贝类废物营养丰富，是农业和园艺的优良肥料。

我们还通过将塑料容器换成可堆肥容器来存放样品，并将塑料离心管和注射器替换为玻璃替代品，减少了一次性塑料的使用，减少了69%。

通过转向更循环的经济模式，我们将填埋或焚烧的废物量减少了95%以上，从约4000公斤减少到130公斤。

此外，通过实现文件的数字化控制，我们减少了95%以上的纸张消耗。

我们还通过延长溶液的有效期和仅制备所需的溶液，将危险化学废物减少了23%。有时，给溶液设定的有效期可能过短，值得测试是否可以延长，因为我们发现许多溶液的稳定性比预期的要长。

我们还在可能的情况下转向更节省的溶剂，带来的好处包括成本减少、准备溶液的时间减少以及更安全的工作环境。

实验室中最大的能耗设备是我们的通风柜和冷藏设备，如冰箱和冷冻机。

每个通风柜消耗的能量相当于3.5个家庭的能耗，而我们实验室里有8个通风柜。在2018年之前，我们的通风柜一直是24小时运行的。后来，在设施经理的帮助下，我们成功减少了通风柜的运行时间，从而将能耗减少了70%以上。我们通过安装Chemtrac过滤器来捕捉存放在溶剂柜中的烟雾。

此外，我们还有多台冷藏设备存放了超过15年的样品，这些样品已经不再需要。冷藏设备不仅消耗大量能源，还会释放强效温室气体。因此，我们开始清理所有这些样品，最终能够停用多台设备。

总的来说，我们将冷藏设备的能耗减少了约20%。我们现在的组织更加高效，制定了详细的库存记录，并安排每年至少一次的解冻和清理样品工作。

我们在《PLOS可持续性与转型》（PLOS Sustainability and Transformation）期刊上发表了一篇文章，详细介绍了我们如何实现这些减排措施。

我们按照ISO 17025标准操作，必须验证所做的所有更改不会影响结果的完整性。

最初，有人担心重复使用玻璃器皿会导致交叉污染和残留问题，但我们在转换之前进行了实验，证明这不会成为问题。自转换以来，我们没有遇到任何问题。

也有人担心延长有效期会带来问题，但事实证明并无任何问题。

实际上，我认为我们实施的策略提高了效率，并进一步增强了我们的质量和健康安全系统。

是的，确实有一些前期成本，但我们算出大约两年半后，这些成本将得到回收，之后我们将节省大量资金。

Jane Kilcoyne：09:34

对于那些从事类似工作的实验室和组织，我建议成立一个“绿色团队”，希望能吸引那些致力于环境保护并且高度积极的人。

许多此类行动都是自下而上的，且是自愿的，因此，获得上层支持并对这些努力予以认可非常重要。

此外，实验室应加入一个网络。比如在爱尔兰，我们有“爱尔兰绿色实验室”（Irish Green Labs）。这是获取信息、保持积极性并结识志同道合的科学工作者的好方式。

许多国家都有类似的网络。最近，越来越多的科学期刊开始专注并发表有关可持续性主题的文章，其中一些专门讨论实验室绿色化的文章。

因此，也值得阅读文献，以获取其他实验室在这方面的详细信息。我还建议实验室考虑获得某种形式的绿色认证。

有许多认证机构可以提供此类认证，主要包括“我的绿色实验室”（My Green Lab）和“Leaf”。

当我们撰写已发表的论文时，Una Fitzgerald，这位在戈尔韦大学库拉姆实验室（Cúram lab, University of Galway）工作的神经科学家，来到海洋研究所并作了关于他们成为欧洲首个“我的绿色实验室”认证实验室的演讲。

这激励我们走上了相同的道路。认证过程涵盖了多个类别，包括社区回收与废物减少、采购、水资源、能源设备和旅行等。

我们的实验室最近获得了“我的绿色实验室”认证的最高等级。我们的目标是到2025年，让研究所的所有实验室都获得认证。

作为认证过程的一部分，我们参加了国际冰箱挑战赛（International Freezer Challenge）。这是一个旨在促进实验室冷藏设备更高效使用的项目。

大约有来自27个国家的2000名参与者参加了此次挑战，我们获得了政府部门中小型实验室的最佳奖项，这是一个非常好的结果。

总体而言，此次挑战赛节省的能量相当于为6000个爱尔兰家庭提供一年的电力。因此，这确实是一个值得参与的挑战。

成为绿色认证实验室有许多好处。认证使组织的可持续文化形式化，带来了更高的效率、财务节省以及员工参与度的提升。

研究表明，能够在绿色和可持续的组织中工作有助于激发创新并提高员工士气。

获得绿色认证将有助于申请资金，资助机构更有可能将纳税人的钱花在那些在效率和可持续性方面有良好记录的实验室和组织上。而全球获得绿色实验室认证的实验室数量也在增加。

实际上，联合国的目标是到2030年，将全球超过95%的制药和医疗技术实验室认证为最高级别的“我的绿色实验室”认证，以实现净零排放的承诺。

希望这一目标能够实现。

除了我们在生物毒素化学实验室的努力外，研究所内还开展了其他绿色倡议。

设施和绿色团队在通过关灯活动和提高员工意识方面推动了能源消耗的进一步减少。

此外，通过建筑供暖和照明的升级，迄今为止能源消耗减少了41%。今年早些时候，我们的建筑物安装了光伏（PV）太阳能电池板，这将抵消30%的电力消耗。

但我们的最大能耗来自研究船，占比85%。但随着从海洋燃油转为加氢植物油，海洋研究所将在2030年前实现总体排放量减少51%的目标。

我们还在2018年签署了《全爱尔兰授粉者计划》（All-Ireland Pollinator Plan），这是一个国家项目，旨在保护授粉者。因此，我们在建筑周围创建了美丽的、对野生动植物友好的绿色空间，这不仅对野生动植物有益，也对员工有益。

在这些绿色空间中度过时光可以提升情绪、免疫系统和生产力。此外，近年来，我们的餐饮服务商仅提供素食，这在员工中反响非常好。食物非常美味。

我认为，如果资金机构规定实验室在获得资金前必须获得绿色认证，这将带来更多的变化，我认为这将产生巨大影响。

目前有一个名为“百万倡导者的可持续科学”（A Million Advocates for Sustainable Science）的运动，旨在实现这一目标。

一些资助机构确实规定了绿色潜力作为资助条件，但并非所有机构都如此。

科学家，尤其是研究科学家，往往需要频繁参加会议，因此需要为虚拟参会和演讲提供便利。

我最近在巴塞罗那的一个会议上做了虚拟演讲，因为我不想再飞行，这很好，但这通常不是常态。

更多的案例研究也将是很好的。事实上，世界上许多实验室，尤其是低收入国家的实验室，在有限的资金和资源下运营。许多实验室仍然能够产生高完整性的研究结果，通常重复使用塑料耗材，使用较旧的设备等。

因此，了解更多那些一直以来可持续运营的实验室会很有帮助，因为他们不得不这样做。

实验室绿色化工作还有很长的路要走，但势头正在形成，希望到2030年，联合国目标不仅适用于制药和医疗技术实验室，还适用于所有实验室。

Monica Contestabile 15:46

感谢您收听本系列节目《如何通过17个目标拯救人类》。

请再次加入我们，届时我们将探讨可持续发展目标14：如何保护和可持续利用海洋。

但在此之前，我们将听到澳大利亚墨尔本拉筹伯大学（La Trobe University）可持续农业与食品研究所（La Trobe Institute for Sustainable Agriculture and Food，LISAF）的研究人员如何为实现联合国设定的目标而努力的情况。

Caris Bizzaca：16:20

我是卡里斯·比扎卡，欢迎收听本播客系列，该系列来自澳大利亚拉筹伯大学可持续农业与食品研究所（LISAF），位于拉筹伯大学。

我首先要感谢拉筹伯大学校区所在土地的传统守护者，并向澳大利亚原住民和托雷斯海峡岛民文化以及他们的长者——过去的、现在的和未来的——表示敬意。

在这一六集系列节目中，您将听到来自各自领域顶尖学者的讨论，他们将探讨在LISAF进行的开创性研究。通过LISAF，拉筹伯大学开发了一种整体性的粮食安全方法，其“从田地到肠道”的理念正在整个价值链上提供创新研究，并与学术界和行业建立了重要的合作伙伴关系。

其迄今为止的成功已经在《泰晤士高等教育影响力排名》（Times Higher Education Impact Rankings）中显现出来，该排名衡量了大学在联合国17项可持续发展目标（SDGs）上的表现。2024年，拉筹伯大学在可持续发展目标2“零饥饿”（SDG 2: Zero Hunger）方面排名澳大利亚第一，全球第五。

现在，敬请期待，听一手关于LISAF如何在资源和气候约束的世界中为可持续和营养食品生产提供创新解决方案的研究。

Theo Farrell: 17:46

我们非常关注如何将研究转化为实践和政策，并融入我们所嵌入的社区。

Caris Bizzaca: 17:52

这是维多利亚州拉筹伯大学副校长兼校长西奥·法雷尔教授的讲话。

Theo Farrell: 17:59

谈到我们的研究资质，拉筹伯的故事是一个令人惊叹的轨迹。2020年，我们的全球排名是第400位。今天，在QS世界大学排名中，我们位列第217位。因此，我们今年还获得了QS大洋洲前300名大学中进步最大的大学奖。因此，在提高我们的研究排名方面，我们的进步速度如同火箭般。

Caris Bizzaca: 18:26

法雷尔教授认为，这一成就也体现在我之前提到的《泰晤士高等教育影响力排名》和他们在“零饥饿”（SDG 2: Zero Hunger）以及“良好健康与福祉”（SDG 3: Good Health and Well-being）方面的表现中。

Theo Farrell: 18:42

这与确保所有人的健康生活和促进福祉有关。因此，我认为拉筹伯团队最棒的地方在于他们将健康与福祉与“零饥饿”联系了起来。因此，当你看看拉筹伯大学可持续农业与食品研究所（La Trobe Institute for Sustainable Agriculture and Food）时，它的使命是通过整个价值链从田间到肠道提供创新。那么，这如何帮助我们设计和生产气候抗性可持续农业，同时改善营养以应对可预防的疾病？

Caris Bizzaca: 19:17

这个重点对于拉筹伯大学（La Trobe）来说并不新鲜。

Theo Farrell: 19:21

事实上，拉筹伯大学（La Trobe）在食品和农业研究领域有着悠久的创新历史。2022年，我们庆祝了耗资2.88亿澳元的AgriBio设施落成十周年，该设施位于我们在本杜拉（Bundoora）的校园内。这是拉筹伯大学（La Trobe）和维多利亚州政府之间的一个重要合作项目，也是该州最大的农业研发机构。

去年，我们还在校园内开放了耗资2000万澳元的温室设施，以支持拉筹伯大学（La Trobe）的研究人员生产更加可持续、成本更低的作物。该温室还将帮助我们优化作物的育种管理，支持早期疾病检测，并且利用大数据来提高作物产量、质量和植物健康。

Caris Bizzaca: 20:07

这些工作属于LISAF的职责范围。法瑞尔教授（Professor Farrell）表示，这项研究对于该大学也很重要，因为该校在维多利亚州（Victoria）拥有四个区域校区。

Theo Farrell: 20:18

由于我们在米尔杜拉（Mildura）和谢珀顿（Shepparton）等主要农业生产区设有区域校区，这些校区的影响力将得到放大。因此，我们将在未来五年内投资2500万澳元于该研究所，以完成其使命。我们的研究人员将参与一些非常有趣的项目。

Caris Bizzaca: 20:40

这些项目将在未来的播客集中探讨，内容包括对土地长期生产潜力的研究、如何应对粮食安全威胁以及人工智能（AI）和数字农业在可持续发展中的作用。这些都是LISAF的工作之一，该研究所涵盖五个主要研究领域。

Theo Farrell: 20:59

一个是农业系统，第二个是保护性作物栽培，第三个是适用的种子，第四个是食品、营养与健康，最后一个是食品业务、粮食安全和数字农业。

所以我对LISAF与行业合作伙伴合作开发、测试、规模化和商业化新的食品和饮料产品，并进入新市场的机会感到非常兴奋。

Caris Bizzaca: 21:25

这些行业合作伙伴关系对法瑞尔教授（Professor Farrell）来说至关重要。

Theo Farrell: 21:29

所有大学都在寻求发展行业合作伙伴关系，以使其研究产生影响。对于拉筹伯大学（La Trobe），这实际上是我们所采取方法的核心。

因此，如果我谈到我们有非常重要行业合作活动的其他领域之一，那就是数字创新。我们有一个数字创新中心（Digital Innovation Hub），例如。

Caris Bizzaca: 21:45

这个数字创新中心与科技领导者思科（Cisco）以及澳大利亚最大的电信公司之一——Optus合作。

Theo Farrell: 21:53

此外，我们还在生物创新领域进行了大量投资。最近，我们启动了生物创新中心（Bio Innovation Hub）。该中心为早期生物技术和农业技术企业提供一系列设施。

而我们更大的愿景是建立一个新的生物创新生态系统，位于墨尔本北部。墨尔本是一座令人惊叹的城市，得到了维多利亚州（Victorian state）的支持，在生物创新领域的投资与美国剑桥（Cambridge）、伦敦（London）和班加罗尔（Bangalore）并驾齐驱。它是全球主要的生物创新中心之一。很多投资集中在帕克维尔（Parkville）的医学区。

但现在，依托拉筹伯大学（La Trobe），我们看到的是墨尔本北部生物创新生态系统的发展。例如，德国生物技术巨头BioNTech将会成为其中的一部分。他们在mRNA药物设计方面进行革命性的创新，并且正在我们的本杜拉（Bundoora）校园内建设一个临床规模的制造设施。

此外，还有维多利亚州政府资助的新人工智能与医学创新中心（AI and Medical Innovation Centre），同样位于我们的校园内。这将使我们能够与行业合作伙伴一起，在个性化癌症治疗和其他疾病的治疗方面进行一些非常激动人心的创新。

所以，你可以看到，在生物创新、数字创新以及可持续农业和食品领域，正在形成一个非常重要的研究和创新区域。

因此，拉筹伯大学（La Trobe）是一所与许多大学类似，深具使命感并致力于为我们服务的社区做出积极贡献的大学。我认为，过去一些人可能对大学的看法是象牙塔，这种观点早已不复存在。如今，大多数大学都在寻求与合作伙伴合作，以产生影响，这在拉筹伯大学（La Trobe）尤其如此。

Caris Bizzaca: 23:45

以上是拉筹伯大学（La Trobe）副校长兼校长法瑞尔教授（Professor Theo Farrell）的讲话。请继续收听我们下一期的播客节目，届时我们将与植物生物学教授兼LISAF主任托尼·巴西奇（Tony Bacic）讨论该研究所的研究目标和亮点。

AI学术导师评论

在这篇文章中，Jane Kilcoyne及其团队通过一系列有效的措施成功减少了他们海洋生物毒素监测实验室的碳足迹：

实际行动的重要性：Kilcoyne团队的案例展示了科学研究中如何通过意识到环境问题并采取实际措施来减少碳排放。这种从“察觉问题”到“主动解决”的转变，是推动可持续发展的关键。
多方面的解决方案：他们的策略涵盖了多个方面，包括减少能源消耗、堆肥化贝类废物、回收聚苯乙烯和数字化文档。这种综合方法显示了在实验室环境中实现可持续性的复杂性和必要性。
数据支持的决策：通过计算每年产生的4000公斤废物，Kilcoyne团队为其行动提供了数据支持。这种数据驱动的方法为其他实验室提供了有力的示范，强调了评估和监测的必要性。
可持续发展目标的对接：文章将实验室的努力与联合国的可持续发展目标（SDGs）结合起来，尤其是气候行动目标（目标13）。这种联系不仅提升了研究的社会责任感，也促进了科学界与全球可持续发展议程的对话。
激励行业变革：Kilcoyne的努力可能会激励其他实验室和研究机构采取类似的行动，从而在更大范围内推动科学研究领域的可持续发展。

总之，这项工作不仅是对环境责任的体现，也是科学界在应对气候变化挑战方面可以采取的范例。希望更多的研究团队能够关注并实施类似的可持续措施。

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkxMTY3NDkyOA==&mid=2247484707&idx=1&sn=1ff9eae3e12d8c1713f9af72329146b1

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