负压二级生物安全实验室防护措施设计研究

负压二级生物安全实验室防护措施设计研究

徐炳均

中国医药集团联合工程有限公司广州分公司  广东 广州 510000

摘要：基于先进的生物安全理念来开展负压二级生物安全实验室防护措施设计，能够提高生物实验室科学建设水平，这种设计的积极影响在许多实践工程中都已被验证，因此，本文主要就设计要点进行了研究。

关键词：生物安全实验室；负压状态；防护措施

引言：在病原微生物的实验室当中，存在着空气被微生物污染的安全隐患，其不仅给环境带来不良影响，还可能威胁人员身体健康，故而实验室需采用科学的防护措施开展优化设计。在相关的《实验室生物安全通用要求》文件中，有关实验室防护水平的要求都是假定其在常压状态中，但实验室并非不存在负压状态，调查了解得知，实验室处于负压状态时的生物安全防护性能明显更高，因此可以对此开展设计。

1.对象及方法

1.1工程现状

二级生物安全实验室一般是指BSL-2实验室与ABSL-2实验室，其进行负压设计时通常是调整气压、洁净度、温度以及湿度等指标。大多数实验室若活动操作中导致致病生物因子在空气中传播，就会出于考虑降低污染风险而使内部空气处于负压洁净的状态，因此许多单位也开始重视二级生物安全实验室负压状态的防护设计及建造，但由于相关标准规定的缺乏，使得实际设计方向不明晰，理念较落后，工程也自然出现不足[1]。

1.2方法路线

通过了解发现，对负压二级生物安全实验室防护合理性设计产生影响的重要环节主要包括平面布局、功能分区、气流组织、通风空调方式选择以及环节参数指标的控制等，故而本次研究基于设计重点来进一步识别问题、分析要点，针对性提出科学的设计建议。此次设计的方法路线，也是以当下疾病防控系统负压二级生物安全实验室建设中常见的一些问题为基础，结合设计建设的实际工程案例与理论资料，融合先进设计理念，通过深入研讨领域中的各项规范要求以及标准，了解实验工艺的基本要求和生物安全要求，最终确定了相对完善的设计方案。

2.负压二级生物安全实验室防护措施设计结果

2.1平面布局和功能分区设计

一方面是基本分区和布局设计，首先是核心工作间和缓冲间的功能区，这部分应当保证室内的气流较为均匀，且为实验开展的各种设备设施布置提供便利条件，严格杜绝交叉污染，整个工作间的平面结构不可混乱，与相邻通连区域之间空气交换量进行降低，这样内部的负压参数才能相对平稳，在工作间出口位置则是连接着缓冲间，一般设置在外侧部分，其作为工作间与外界的过渡区域，此外，若是实验室为ABSL-2型，那么还需另设动物间。其次是更衣室功能区，即专门供人员更衣的区域，也可辅助实验室管理，以免开展实验时出现交叉污染，促进洁污的科学分离，人员在更换衣物后会先进入到缓冲间中，再进入核心工作间。最后是洗涤间，也被叫做准备间，其与核心间之间采用双扉传递窗来实现连接，可以有效避免实验室负压指标出现丢失问题，促进空气中指标的稳定性。

另一方面是淋浴间与样品库的设计，一些较为特殊的单位负压状态ABSL-2（或BSL-2）实验室会配置这两种功能区域，其中淋浴间通常是布置在缓冲间和更衣室之间，作为一个中间途径，可以让人员在更衣淋雨洁净后再进入缓冲区，而设计样品库时则要保证该区域布置两条独立通道，分别为物流通道和人流通道，避免样品被污染，还需考虑到内部空间夏季的降温与通风要求。

2.2通风空调方式与气流组织设计

负压二级生物安全实验室的通风空调系统应当独立于其他实验室和楼宇，这样也能避免空气流通过程中造成交叉污染。实验室若是已经选择了负压状态，那么必然是认定其内部空气中可能存在病原微生物污染的隐患，故而要保证核心工作间的空气无污染，就不能采用循环通风空调系统，可以采用直流的系统。在排风时，也要保证使用高效过滤器严格过滤再进行排放，以免给环境造成污染，依据具体的洁净要求来设定过滤的三重等级，一般为初级、中级以及高级。

为了更好地排除实验室空气污染隐患，也要科学设计气流组织，合适的气流组织可避免空气污染物扩散给环境和人员带来危害。气流组织设计围绕着两点进行，其一是整体区域的气流组织控制，要保证气流方向从清洁区到核心工作间，也就是形成定向的气流，这样是为了防止空气中有害因子呈无序状扩散出去；其二是核心工作间的气流组织控制，由于核心工作间是主要进行实验操作的区域，故而污染隐患也通常最大，其污染源主要是负压柜和生物安全柜，房间两侧与入口相邻的是清洁侧，要将污染源同侧布置在清洁侧对面，控制气流从清洁侧向内送进，以此经过实验操作人员和污染源，再从污染源另一侧排放即可，就是让人员始终都在上风向。另外，气流组织还需保证流通均匀，和污染源位置的局部排风气流相互协调，避免产生横向干扰，且不可在生物安全柜附近的排风装置上方或顶棚位置设计送风口，否则可能会出现涡流问题[2]。

2.3室内环境指标的控制

一是BSL-2实验室的气压指标控制，为了确保其空气流向从洁净区到达污染区，不同功能区之间的气压值需呈现出一定梯度，这种梯度理应大于或等于10Pa左右，这是从外部环境（即清洁区），经过缓冲间，最终到达核心工作间实施推算得到的。一般清洁区的气压指标为0,而缓冲间主要采用机械通风方式，故而负压≥-10Pa，到达核心工作间时其负压也会再增加一级梯度，因此要≥-20Pa。

二是ABSL-2实验室的气压指标控制，其具体分析方式和推算与BSL-2实验室相同，但若是独立设置了动物饲养间，则饲养间的负压要再比核心间再增加一级梯度，即负压≥-30Pa，那么缓冲间位置负压要≥-10Pa。

三是其他环境指标的控制，比如负压二级生物安全实验室若设置了动物饲养间，则该区域环境指标控制有着一定要求，像是温度适宜控制在18-26℃范围内，相对湿度则要保持在30%到70%间，而BSL-3实验室的静态洁净度要求不应小于8级，这也是出于对实验活动顺利推进的保障要求。此外，也可适当对局部排风装置的寿命进行延长。

结论：综上所述，负压二级生物实验室的合理防护设计，可以解决实验室负压状态中存在的许多问题，从而保证实验室活动的稳定进行，取得相对可靠、科学以及适用的效果。由本文分析可知，负压二级生物安全实验室防护措施设计主要围绕着平面布局和功能分区、通风空调方式与气流组织、室内环境指标的控制等几个部分。

参考文献：

[1]范立,谈音,辜玉刚.新冠肺炎疫情下负压生物安全二级实验室快速改建项目分析[J].暖通空调,2022,52(02):81-84.

[2]龙洋波,房电伟,邢哲理.某负压二级生物安全实验室空调通风设计探讨[J].制冷与空调(四川),2021,35(01):111-114.