生物安全實驗室負壓環(huán)境控制研究及應(yīng)用

張綺麗，陳述文，吳祉其，周雁英

（中山市第二人民醫(yī)院，廣東中山 528400）

1 生物安全實驗室負壓環(huán)境控制難點分析

實踐證明，生物安全實驗室負壓環(huán)境控制難，主要是處于運行狀態(tài)下，負壓梯度的保證及負壓運行環(huán)境的長時間維持。尤其是發(fā)生比較強擾動的情況下，通常需對系統(tǒng)的氣流組織實行重新分配，也就是系統(tǒng)從一種工作模式轉(zhuǎn)換至另一種工作模式，系統(tǒng)需保證可以在技術(shù)要求的條件下進行調(diào)整，確保系統(tǒng)維持穩(wěn)定的狀態(tài)當(dāng)中。總結(jié)起來，生物安全實驗室負壓環(huán)境控制難點包括：（1）系統(tǒng)整體要求負壓環(huán)境運行，區(qū)域多，并且各區(qū)域之間的靜壓存在差異，壓差梯度偏低，且存在差異，即：區(qū)域靜壓與區(qū)域之間的壓差梯度均存在差異；在運行過程中，需確保其靜壓及壓差符合相關(guān)技術(shù)要求標準。（2）區(qū)域間耦合作用強，如果某一區(qū)域有波動發(fā)生，會導(dǎo)致別的相關(guān)聯(lián)的區(qū)域參數(shù)產(chǎn)生改變。所以，基于波動發(fā)生的情況下，系統(tǒng)需具備自動調(diào)整氣流組織的功能，使其恢復(fù)至穩(wěn)定狀態(tài)。（3）受到外部因素的干擾，會導(dǎo)致實驗室區(qū)域的靜壓與區(qū)域間壓差梯度產(chǎn)生影響，比如大氣壓力及氣候環(huán)境在發(fā)生改變的情況下，即系統(tǒng)在無恢復(fù)能力的情況下，大氣壓力發(fā)生改變；又比如，系統(tǒng)在長時間運行的情況下，如果系統(tǒng)無恢復(fù)能力，則會導(dǎo)致管道阻力提升，并使系統(tǒng)設(shè)備的勞損程度加劇[2]。（4）由于系統(tǒng)處于負壓運行狀態(tài)，在受到污染源擴散影響下，需對系統(tǒng)倒灌加以防止，而工藝設(shè)計較為困難，缺乏有效的控制手段，進一步導(dǎo)致生物安全實驗室負壓環(huán)境出現(xiàn)控制難的問題。

2 生物安全實驗室負壓環(huán)境控制方案措施探究

在上述分析研究過程中，認識到生物安全實驗室負壓環(huán)境控制難點較多，為了使生物安全實驗室負壓環(huán)境得到有效控制，便需根據(jù)實際應(yīng)用情況，采取有效的控制方案。下面以P3實驗室，即生物安全防護三級實驗室為例，對其負壓環(huán)境控制方案措施進行分析，具體內(nèi)容如下：（1）思路分析：考慮到P3實驗室的每一個房間的負壓及壓力梯度得到有效保證，特別是具備全排風(fēng)的II級生物安全柜的實驗室房間，更需確保其負壓及壓力梯度得到有效控制。需采取有效的控制方案，實踐證實，“房間送、排風(fēng)均為變風(fēng)量”方案在自動控制實現(xiàn)上偏難，且投資成本很高，因此不宜采納。（2）方案改進：針對上述問題，選對方案進行改進，即改進為“房間的送風(fēng)、排風(fēng)均為定風(fēng)量”。在這個方案當(dāng)中，一般生物安全柜的排風(fēng)管直接在此房間的排風(fēng)支管接上，安全柜的排風(fēng)與房間排風(fēng)共同接受一個排風(fēng)定風(fēng)量風(fēng)閥的控制，讓生物安全柜基于啟用或暫停的情況下，經(jīng)排風(fēng)定風(fēng)量風(fēng)閥使房間總排風(fēng)量控制，確保不發(fā)生改變。所以，基于生物安全柜啟用或者暫停的情況下，實驗室房間的負壓及壓力梯度均不會受到影響，系統(tǒng)表現(xiàn)穩(wěn)定，且控制簡單，投資成本節(jié)約。從目前應(yīng)用來看，這種方案應(yīng)用廣泛。（3）反思：上述方案改進后雖然獲得了較為理想的效果，但是在設(shè)計過程中也需注意到，基于全排風(fēng)的II級生物安全柜的實驗室房間的風(fēng)量需確保有充分的余量，以此使生物安全柜在啟用的情況出現(xiàn)“倒灌”得到有效避免[3]。總結(jié)起來，這種方案簡單且可靠，但在節(jié)能性能上不足。如果使用二維定風(fēng)量閥與雙風(fēng)機的變風(fēng)量系統(tǒng)，難免自動控制則顯得簡單，且容易實現(xiàn)，能夠體現(xiàn)出安全可靠的優(yōu)勢，在節(jié)能效果上也能夠得到有效改善。

3 結(jié)語

綜上所述，生物安全實驗室負壓環(huán)境控制存在多方面的難點，需結(jié)合生物安全實驗室的實際情況，選擇合理科學(xué)的負壓控制方案。比如上述提到的P3實驗室，便可以采取改進后的“房間的送風(fēng)、排風(fēng)均為定風(fēng)量”方案，并在風(fēng)機設(shè)置方面采取二送二排雙風(fēng)機并聯(lián)運行工作的變風(fēng)量系統(tǒng)，確保P3實驗室體現(xiàn)出簡單節(jié)能、安全可靠的優(yōu)勢，進一步使生物安全實驗室負壓環(huán)境控制效果得到全面增強。