生物安全潔凈室設計和施工應注意的問(wèn)題

摘要： 生物安全實(shí)驗室是研究病毒、細菌等各種致病因子的特殊建筑物，美國生物恐怖事件，特別是“非典”之后在我國得到快速發(fā)展。但由于我國有關(guān)規范、標準和管理制度、管理機構的不健全，生物安全實(shí)驗室的設計、建造、驗收和管理存在不少問(wèn)題，有的甚至存在較大的安全隱患。本文就生物安全實(shí)驗室工程設計和施工中存在的某些問(wèn)題進(jìn)行探討，供生物安全實(shí)驗室的業(yè)主、設計單位和施工單位參考。 
關(guān)鍵詞： 生物安全 潔凈室 設計 施工

1、前言
　　實(shí)驗室工作人員在處理病原微生物、含有病原微生物的實(shí)驗材料或寄生蟲(chóng)時(shí)，為確保實(shí)驗對象不對人和動(dòng)植物造成生物危害，確保周?chē)h(huán)境不受其污染，對實(shí)驗室和動(dòng)物實(shí)驗室的設計與建造都有特別的要求。依據實(shí)驗對象的危害程度，一般把生物安全實(shí)驗室分為四級，其中一級對生物安全隔離的要求低，四級高，生物安全實(shí)驗室的分級見(jiàn)表1。其中三級和四級屬于高級別生物安全實(shí)驗室，有時(shí)也稱(chēng)為生物安全潔凈室，即常說(shuō)的P3、P4實(shí)驗室。
表1 生物安全實(shí)驗室的分級
實(shí)驗室分級
 處理對象的危害程度，
 
一級
 對人體、動(dòng)植物或環(huán)境危害較低，不具有對健康成人、動(dòng)植物致病的致病因子。
 
二級
 對人體、動(dòng)植物或環(huán)境具有中等危害或具有潛在危險的致病因子，對健康成人、動(dòng)物和環(huán)境不會(huì )造成嚴重危害。有有效的預防和治療措施。
 
三級
 對人體、動(dòng)植物或環(huán)境具有高度危險性，主要通過(guò)氣溶膠使人傳染上嚴重的甚至是致命疾病，或對動(dòng)植物和環(huán)境具有高度危害的致病因子。通常有預防治療措施。
 
四級
 對人體、動(dòng)植物或環(huán)境具有高度危險性，通過(guò)氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明，或未知的、危險的致病因子。沒(méi)有預防治療措施。
 

　　近幾年以來(lái)，特別是“非典”疫情發(fā)生之后，不少科研單位、高等學(xué)校、醫院、商檢和衛生防疫部門(mén)都已經(jīng)建設了或正要建設生物安全實(shí)驗室。由于生物安全實(shí)驗室的專(zhuān)業(yè)性強，加上我國相應的規范標準不完善，建設方也缺乏相關(guān)經(jīng)驗，在建設中難免存在一些問(wèn)題?，F根據筆者的經(jīng)驗提出一些注意事項，供生物安全實(shí)驗室的業(yè)主、設計單位和施工單位參考。
2、經(jīng)濟性方面
　?。?）對于高級別的生物安全實(shí)驗室，由于其造價(jià)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(shí)驗室前，首先應對實(shí)驗室的主要用途，基本的性能指標，以及建造實(shí)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(shí)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。
　?。?）要平衡初次投資和運行費用之間的關(guān)系，不能只追求很低的初投資，選擇廉價(jià)的設備或簡(jiǎn)易的系統形式，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(shí)要進(jìn)行壽命周期費用（life cycle costing）分析方法，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析后選擇合理、經(jīng)濟的設計方案。
3、慎重選擇設計和施工單位
　?。?）由于想要建造生物安全實(shí)驗室的單位逐漸增多，一些對生物安全實(shí)驗室一知半解的公司也想擠入生物安全實(shí)驗室的建設市場(chǎng)。但由于生物安全實(shí)驗室的特殊性，特別是在技術(shù)上和生物安全上的一系列特殊的要求，如果沒(méi)有建設過(guò)高級別的生物安全實(shí)驗室或者對生物安全實(shí)驗室不甚了解，很難建造出合格的生物安全實(shí)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(jià)競爭，強占市場(chǎng)，已經(jīng)取得一些工程業(yè)績(jì)，然而業(yè)績(jì)不等于專(zhuān)業(yè)，低價(jià)更不等于優(yōu)質(zhì)，其所謂的工程業(yè)績(jì)，充其量只能是負壓實(shí)驗室，與安全性極高的生物安全實(shí)驗室相去甚遠。
　?。?）目前國內有能力承接高級別生物安全實(shí)驗室設計和施工任務(wù)的企業(yè)并不多，因此用戶(hù)在選擇承建單位時(shí)要特別謹慎。應當選擇那些曾經(jīng)設計或建造過(guò)高級別生物安全實(shí)驗室并且具有相關(guān)資質(zhì)的企業(yè)，這是對自己負責，也是對社會(huì )負責。特別應該強調的是，生物安全實(shí)驗室的空氣凈化和負壓控制系統比一般的采暖通風(fēng)空調系統要重要得多，必須進(jìn)行詳細的設計計算。
　?。?）近年來(lái)，一些國外企業(yè)也在國內建造了一些三級生物安全實(shí)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(shí)驗室的技術(shù)要點(diǎn)不十分清楚。因此，盡管他們使用了許多高級昂貴的建筑材料，但仍然不符合要求。還有一些小公司，打著(zhù)國外公司的牌子，而他們提供的設計圖紙實(shí)質(zhì)上是普通的負壓試驗室，根本無(wú)法達到生物安全實(shí)驗室的要求。
4、平面布局的問(wèn)題
　　過(guò)于繁瑣的平面布局，只能增加使用中的不便，并不能真正起多少實(shí)際作用；照搬國外簡(jiǎn)單的實(shí)驗室布局，也不符合中國的環(huán)境特點(diǎn)和管理水平。一些實(shí)際工程由于平面布局不合理，增加了初投資和管理難度，有的影響了實(shí)驗室內的空氣潔凈度。因此，一個(gè)完善合理的布局非常重要，這就要求業(yè)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。
5、空調通風(fēng)系統
　　(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(shí)驗室內氣流組織不合理，死角過(guò)大。生物安全實(shí)驗室要求氣流必須從清潔區流向污染區，室內送風(fēng)口和排風(fēng)口的位置應使氣流停滯的空間降到小，并且室內排風(fēng)口應設置在危險區域，單側布置，不得有障礙。有的工程送風(fēng)口對著(zhù)生物安全柜吹，送風(fēng)氣流和生物安全柜工作窗口的保護氣流互相干擾，加重了致病因子的泄露。
　　(2)密閉性能差，包括實(shí)驗室圍護結構的密封性和空調通風(fēng)管道的密封性。圍護結構的密封性差主要是在門(mén)窗部位，也有些隔墻的連接處密封性差；空調通風(fēng)管道的制作過(guò)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(shí)驗室要求密封性好的基本原則。
　　(3)排風(fēng)系統的過(guò)濾器安裝位置不合理，把高效過(guò)濾器安裝在排風(fēng)機的正壓端，不能滿(mǎn)足污染的排風(fēng)段必須負壓的要求。
　　(4)排風(fēng)系統不加高效過(guò)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(wèn)題，他們認為高速排放就是排風(fēng)管中的風(fēng)速要超過(guò)13米/秒，結果排風(fēng)阻力大，達不到要求的排風(fēng)量，室內很難保持要求的負壓?；蛘吲棚L(fēng)機壓頭加大，噪音和電耗也同時(shí)加大。有些工程已經(jīng)由于排風(fēng)噪聲超標與周?chē)用褚鹈堋?
　　(5)高效過(guò)濾器的更換和檢漏問(wèn)題，特別是排風(fēng)高效過(guò)濾器。排風(fēng)高效過(guò)濾器更換前必須首先消毒滅菌，設計和安裝時(shí)必須考慮消毒問(wèn)題，同時(shí)便于更換。為了確保環(huán)境安全，排風(fēng)高效過(guò)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(shí)驗室沒(méi)有做到這一點(diǎn)。
　　(6)室內安裝分體空調或立柜式空調器，這在生物類(lèi)潔凈室中是不允許的，因為空調器中的換熱器事實(shí)上是一個(gè)微生物孳生裝置，嚴重污染實(shí)驗室環(huán)境。有些施工單位雖然不把分體空調或立柜式空調器安裝在實(shí)驗室內，而是安裝在鄰近房間，用風(fēng)管進(jìn)行送風(fēng)。但由于高級別生物安全實(shí)驗室必須采用直流風(fēng)，而普通空調的換熱器是按室內循環(huán)風(fēng)設計，達不到直流風(fēng)要求的大焓差，再加上為了降低造價(jià)，設備容量沒(méi)有富裕，根本達不到要求的室內溫度。在高級別生物安全實(shí)驗室做實(shí)驗需要穿特制的防護服，有時(shí)需要穿多層，如果溫度達不到要求，實(shí)驗人員的感受會(huì )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(shí)驗室建成正壓實(shí)驗室，不按規定安裝防火閥，選用凈化工作臺來(lái)代替生物安全柜，用安全柜的排風(fēng)代替房間排風(fēng)等，這些都是嚴重的錯誤。普通凈化工作臺與生物安全柜工作原理和用途完全不同，根本無(wú)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(shí)驗室建設市場(chǎng)的混亂。為了杜絕這些現象的發(fā)生，除了制定相關(guān)的規范標準，讓設計和施工單位有“法”可依外，還應建立相應的管理、檢測、機構，以確保生物安全實(shí)驗室的建設質(zhì)量。
6、設備備用問(wèn)題
　　(1)沒(méi)有設置備用電源。如三級生物安全實(shí)驗室要求雙路獨立供電，或采用備用發(fā)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(shí)需要另設不間斷電源，不間斷電源的供電能力要求不少于45分鐘。有的三級生物安全試驗室僅采用普通市政供電，沒(méi)有任何備用措施，顯然不滿(mǎn)足要求。
　　(2)排風(fēng)機的備用問(wèn)題。為了保證實(shí)驗室內在任何情況下都保持負壓，三級、四級生物安全實(shí)驗室的排風(fēng)系統要求應設置備用排風(fēng)機，但很多工程沒(méi)有設置。更有甚者排風(fēng)系統沒(méi)有備用風(fēng)機，但送風(fēng)設置了備用風(fēng)機。
7、系統的調節和控制功能
　　系統的調節和控制功能。為了嚴格保證實(shí)驗室內各個(gè)區域內的壓差和壓力梯度，送風(fēng)和排風(fēng)系統上應安裝必要的風(fēng)量調節裝置，而不能用普通調節閥代替。有些工程生物安全柜和房間的排風(fēng)沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴格的設計計算，在系統調試時(shí)不能滿(mǎn)足設計要求的壓力梯度，或壓力梯度不穩定。
　　沒(méi)有完善的自控系統，缺少應對突發(fā)事件的能力，也是目前已竣工實(shí)驗室的一個(gè)主要問(wèn)題。雖然竣工驗收時(shí)各區域的壓力梯度可以調整到滿(mǎn)足要求，但在實(shí)際運行過(guò)程中，由于高效過(guò)濾器阻力變化，缺乏專(zhuān)業(yè)運行管理人員等原因，沒(méi)有自控系統的實(shí)驗室不能確保壓力梯度。因此必須重視生物安全實(shí)驗室的自控系統。
8、要重視工程檢測
　　生物安全實(shí)驗室竣工后，首先應經(jīng)過(guò)授權的檢測機構的檢測，這是很重要的一個(gè)環(huán)節。檢測的內容應包括實(shí)驗室的嚴密程度、各個(gè)房間之間的負壓值、空氣氣流流向、高效過(guò)濾器檢漏、潔凈度級別、自控系統等多個(gè)方面