《世界杯賽程預測 導刊》刊號:CN11-5478/R 國際:ISSN1674-0270

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生物安全潔淨室設計和施工中應注意的問題彙總~

2017-12-10 14:59:31來源:實驗室設計與建設

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  實驗室工作人員在處理病原微生物、含有病原微生物的實驗材料或寄生蟲時,為確保實驗對象不對人和動植物造成生物危害,確保周圍環境不受其汙染,對實驗室和動物實驗室的設計與建造都有特別的要求。依據實驗對象的危害程度,一般把生物安全實驗室分為四級,其中一級對生物安全隔離的要求最低,四級最高,生物安全實驗室的分級見表1。其中三級和四級屬於高級別生物安全實驗室,有時也稱為生物安全潔淨室,即,常說的P3、P4實驗室。

  表1:生物安全實驗室的分級

  在“非典”疫情發生之後,不少科研單位、高等學校、醫院、商檢和衛生防疫部門都已經建設了生物安全實驗室。由於生物安全實驗室的專業性強,加上我國相應的規範標準不完善,建設方也缺乏相關經驗,在建設中難免存在一些問題。現根據筆者的經驗提出一些注意事項,供生物安全實驗室的業主、設計單位和施工單位參考。

  1.經濟性方麵

  (1)對於高級別的生物安全實驗室,由於其造價昂貴,不宜盲目攀比建設,避免造成浪費。在立項建造生物安全實驗室前,首先應對實驗室的主要用途,基本的性能指標,以及建造實驗室的目的等有透徹的了解。要根據試驗對象的危害性確定生物安全實驗室的等級,不能盲目的追求高等級,因為級別越高,建造和運行費用也越高。

  (2)要平衡初次投資和運行費用之間的關係,不能隻追求很低的初投資,選擇廉價的設備或簡易的係統形式,而忽略了運行費用,避免出現建得起而用不起的尷尬情況。設計時要進行壽命周期費用(life cycle costing)分析方法,經技術經濟分析後選擇合理、經濟的設計方案。

  2.慎重選擇設計和施工單位

  (1)由於想要建造生物安全實驗室的單位逐漸增多,一些對生物安全實驗室一知半解的公司也想擠入生物安全實驗室的建設市場。但由於生物安全實驗室的特殊性,特別是在技術上和生物安全上的一係列特殊的要求,如果沒有建設過高級別的生物安全實驗室或者對生物安全實驗室不甚了解,很難建造出合格的生物安全實驗室,造成人力物力上的浪費。

  一些非正規的單位雖然利用低價競爭,強占市場,已經取得一些工程業績,然而業績不等於專業,低價更不等於優質,其所謂的工程業績,充其量隻能是負壓實驗室,與安全性極高的生物安全實驗室相去甚遠。

  (2)目前國內有能力承接高級別生物安全實驗室設計和施工任務的企業並不多,因此,用戶在選擇承建單位時要特別謹慎。應當選擇那些曾經設計或建造過高級別生物安全實驗室並且具有相關資質的企業,這是對自己負責,也是對社會負責。特別應該強調的是,生物安全實驗室的空氣淨化和負壓控製係統比一般的采暖通風空調係統要重要得多,必須進行詳細的設計計算。

  (3)近年來,一些國外企業也在國內建造了一些三級生物安全實驗室,其中某些是成功的,但也確有一些存在某些缺陷,主要是他們對生物安全實驗室的技術要點不十分清楚。因此,盡管他們使用了許多高級昂貴的建築材料,但仍然不符合要求。還有一些小公司,打著國外公司的牌子,而他們提供的設計圖紙實質上是普通的負壓試驗室,根本無法達到生物安全實驗室的要求。

  3.平麵布局問題

  過於繁瑣的平麵布局,隻能增加使用中的不便,並不能真正起多少實際作用;照搬國外簡單的實驗室布局,也不符合中國的環境特點和管理水平。一些實際工程由於平麵布局不合理,增加了初投資和管理難度,有的影響了實驗室內的空氣潔淨度。因此,一個完善合理的布局非常重要,這就要求業主和設計方要有對生物安全的充分理解以及相互之間的充分溝通。

  4.空調通風係統

  (1)某些設計人員對生物安全的概念不清楚,造成生物安全實驗室內氣流組織不合理,死角過大。生物安全實驗室要求氣流必須從清潔區流向汙染區,室內送風口和排風口的位置應使氣流停滯的空間降到最小,並且室內排風口應設置在最危險區域,單側布置,不得有障礙。有的工程送風口對著生物安全櫃吹,送風氣流和生物安全櫃工作窗口的保護氣流互相幹擾,加重了致病因子的泄露。

  (2)密閉性能差,包括:實驗室圍護結構的密封性和空調通風管道的密封性。圍護結構的密封性差主要是在門窗部位,也有些隔牆的連接處密封性差;空調通風管道的製作過程不符合要求,密封材料不合格。這些都違背了高度生物安全實驗室要求密封性好的基本原則。

  (3)排風係統的過濾器安裝位置不合理,把高效過濾器安裝在排風機的正壓端,不能滿足汙染的排風段必須負壓的要求。

  (4)排風係統不加高效過濾器,而是采用高空排放,這也是不允許的。有些設計或施工單位對高速排放的理解也有問題,他們認為高速排放就是排風管中的風速要超過13米/秒,結果排風阻力大,達不到要求的排風量,室內很難保持要求的負壓。或者排風機壓頭加大,噪音和電耗也同時加大。有些工程已經由於排風噪聲超標與周圍居民引起矛盾。

  (5)高效過濾器的更換和檢漏問題,特別是排風高效過濾器。排風高效過濾器更換前必須首先消毒滅菌,設計和安裝時必須考慮消毒問題,同時便於更換。為了確保環境安全,排風高效過濾器也應考慮檢漏的可能性,或采取其他確保不泄露的措施。我國很多P3實驗室沒有做到這一點。

  (6)室內安裝分體空調或立櫃式空調器,這在生物類潔淨室中是不允許的,因為,空調器中的換熱器事實上是一個微生物滋生裝置,嚴重汙染實驗室環境。有些施工單位雖然不把分體空調或立櫃式空調器安裝在實驗室內,而是安裝在鄰近房間,用風管進行送風,但由於高級別生物安全實驗室必須采用直流風,而普通空調的換熱器是按室內循環風設計,達不到直流風要求的大焓差,再加上為了降低造價,設備容量沒有富裕,根本達不到要求的室內溫度。在高級別生物安全實驗室做實驗需要穿特製的防護服,有時需要穿多層,如果溫度達不到要求,實驗人員的感受會可想而知。

  除此以外,還有更令人啼笑皆非的例子,如,把三級生物安全實驗室建成正壓實驗室,不按規定安裝防火閥,選用淨化工作台來代替生物安全櫃,用安全櫃的排風代替房間排風等,這些都是嚴重的錯誤。普通淨化工作台與生物安全櫃工作原理和用途完全不同,根本無法保護人體免受微生物感染,是十分危險的。

  以上僅是一些例子,由此可以看出國內生物安全實驗室建設市場的混亂。為了杜絕這些現象的發生,除了製定相關的規範標準,讓設計和施工單位有“法”可依外,還應建立相應的管理、檢測、認證機構,以確保生物安全實驗室的建設質量。

  5.設備備用問題

  (1)沒有設置備用電源。如三級生物安全實驗室要求雙路獨立供電,或采用備用發電機組,而四級生物安全試驗室要求有第三備用電源。條件不具備時需要另設不間斷電源,不間斷電源的供電能力要求不少於45分鍾。有的三級生物安全試驗室僅采用普通市政供電,沒有任何備用措施,顯然不滿足要求。

  (2)排風機的備用問題。為了保證實驗室內在任何情況下都保持負壓,三級、四級生物安全實驗室的排風係統要求應設置備用排風機,但很多工程沒有設置。更有甚者排風係統沒有備用風機,但送風設置了備用風機。

  6.係統的調節和控製功能

  係統的調節和控製功能。為了嚴格保證實驗室內各個區域內的壓差和壓力梯度,送風和排風係統上應安裝必要的風量調節裝置,而不能用普通調節閥代替。有些工程生物安全櫃和房間的排風沒有經過嚴格的設計計算,在係統調試時不能滿足設計要求的壓力梯度,或壓力梯度不穩定。

  沒有完善自控係統,缺少應對突發事件的能力,也是目前已竣工實驗室的一個主要問題。雖然竣工驗收時各區域的壓力梯度可以調整到滿足要求,但在實際運行過程中,由於高效過濾器阻力變化,缺乏專業運行管理人員等原因,沒有自控係統的實驗室不能確保壓力梯度。因此必須重視生物安全實驗室的自控係統。

  7.要重視工程檢測

  生物安全實驗室竣工後,首先應經過國家授權的檢測機構的檢測,這是很重要的一個環節。檢測的內容應包括實驗室的嚴密程度、各個房間之間的負壓值、空氣氣流流向、高效過濾器檢漏、潔淨度級別、自控係統等多個方麵。

  8.其他注意事項

  嚴禁把生物安全實驗室建成正壓實驗室,應按規定安裝防火閥,嚴禁用淨化工作台來代替生物安全櫃,嚴禁用安全櫃的排風代替房間排風等。普通淨化工作台與生物安全櫃工作原理和用途完全不同,根本無法保護人體免受微生物感染,這是十分危險的。

  9.結語

  在研究和探討各種致病因子的致病機理以及疫苗、早期診斷試劑、抗病毒藥物和新型防護設施及材料的過程中,生物安全問題顯得尤為重要。在生物安全實驗室的建設中,我們也應該抱著對人類負責、對環境負責的態度,並遵守對科學負責的“SARS規則”:即具有安全意識(Safety)、進行嚴格管理(Administration)、肩負社會責任(Responsibility)和按照科學規律(Science)去進行生物安全實驗室的建設和管理,努力使我國生物安全實驗室的建設向著標準化、安全性和實用性的方向發展,為我國醫藥和生物技術的發展創造良好的實驗環境。

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