对实验室污染应该如何预防和应对?

实验室既是科技的诞生地,又是污染源集中地。实验室的各种药剂,通过物理、化学、生物的相互作用,形成多种有害物质,倘若不采取安全环保措施加以净化,这些有害物质极易以水、气为载体进入环境中,造成实验室研发检测出来的物质无不变身毒源,危害社会。因此在实验室建设的设计中,就必须根据实验的用途予以分类,即功能分区,进行有预见性的设计,合理规划排污系统、环保处理系统,防患于未然,切实做到实验室的安全环保。

实验室污染分为生物、辐射和化学污染等多种类型。对病毒等生物性污染,在实验室设计时已采取严格措施,一般不会发生有害的扩散事件。做细菌等常规微生物项目,煮沸后才清洗,也不会带来环境危害。由此可见,实验室的生物污染总体上控制得较好,关键要按规范操作。同样,对防止实验室的辐射污染也是有严格要求的,辐射性废物的转运更是严格受控。

 一、实验室环境污染的预防

(一)、实验室的设计分区和布局

1样品准备区该区域无压力设置要求。该区域是用于对样品进行分样,将样品进行研磨、粉碎、匀浆的区域。由于在这些粉碎、研磨和匀浆处理过程中会产生气溶胶,因此,存在阳性样品污染后续操作的可能性。该区域与后面的区域应严格隔离,应放在与后面的三个区域隔开的独立的房间中。在样品准备区内还可设立一个专用的封闭区或房间用于样品的接收和储存。这个房间可以放置冰箱用于样品储存,应该和样品准备区其它区域隔离开。样品准备区域的人员不得进入试剂准备区。

2核酸提取区核酸提取区是进行样品核酸提取的区域。该区域为负压,目的是防止核酸溢出造成污染。样品准备区又包括从样品中进行核酸提取和纯化的区域以及将核酸加到包含PCR主反应混合液管中的操作区域。添加完样品后,PCR管的盖子要尽可能快地盖好。使用PCR板和胶盖时,阳性对照和含目标序列的样品要与待测样本分开操作,以避免模板添加时造成交叉污染。重要提示:这个房间里的一切物品不得带入试剂准备区。

3扩增和产品检测区该区域是用来进行PCR扩增和PCR分析的。PCR仪放置在这个区域。房间保持负压,目的是防止核酸溢出。在该区域人员一定要一直穿戴工作服和手套,在离开房间前脱去,防止扩增子污染其它地点。所有用于扩增和产品检测的设备要指定用于这个房间。PCR分析工作也设置在该区域,例如:酶切、测序、克隆等,但实验室应尽可能把这些活动隔在不同区域或不同房间,以降低扩增产物的污染风险。如果没有条件在该区域设立负压,此区域必须建立排风装置。重要提示:这个房间的物品不能带入样品准备区或试剂准备区。

(二)、设备与耗材配置

设备、耗材和实验工作服都应分区存放。各区域应该分别配备可调节移液器和带滤芯的吸头。如条件允许可用颜色标识不同区域的物品架、吸量管、实验工作服以方便监控不同区域间的物品变动。此外,由于尘埃会在试验中产生抑制作用,不论在哪个工作区域,都应全程使用防尘手套。各区域配置如下:

1试剂准备区一台用于存放试剂的冰柜(-80℃和-20℃)和冷藏柜(-4℃),专用的涡流混匀器、小型离心机、专用的可调移液管、带滤芯的吸头、实验服和一次性手套。需要总是穿戴干净的手套和实验服以控制污染。操作人员在核酸提取或扩增\检测区工作之前需要先在试剂准备区工作,不能在这些区域操作之后再回到试剂准备区。

2样品准备区最好在该区域内安装强力吸尘系统,至少应放置一台手提式吸尘器,目的是将研磨、匀浆过程中的气溶胶马上吸走。一台用于存放样品的冰柜(-80℃和-20℃)和冷藏柜(由实验室接受的样品所确定),各种粉碎机、匀浆器皿等。

3核酸提取区一台用于存放样品的冰柜(-80℃和-20℃)和冷藏柜(由实验室接收的样品所确定),一个提取样品所使用的生物安全柜(如果没有条件在独立房间中设立该区域并且无法实现负压设置或在实验室提取处理传染性样品时),一台离心机(如用来进行样品提取),自动提取仪,专用的可调移液管和阻止气溶胶的或正向位移的吸头,一个恒温加热器,专用的涡流混匀器,一个专用于悬挂实验室工作服及存放相应的安全物品(洗眼器、急救盒、淋浴器)的区域。如果该区域也存放化学药品,那么在这个区域应配备适当的设备和设施用于存放这些药品。该区域应配有一台带或不带计时器的紫外灯。

4扩增和产品检测区-20℃的冷冻箱用于储存扩增产物和用于贮存试剂的冰箱,一台离心机(进行分子检测时的要求),一台PCR工作站(配有或未配计时器的紫外灯),扩增和凝胶电泳,测序仪或其他扩增产物检测所需的任何设备,专用的可调移液管和带滤芯的吸头,专用的涡流混匀器,一个专用于悬挂实验室工作服及存放相应的安全物品(洗眼器、急救盒、淋浴器)的区域。如果该区域也存放化学药品,那么在这个区域应配备适当的设备和设施用于存放这些药品。该区域应配有一台带或不带计时器的紫外灯。

二、面对实验室污染应该如何应对

相比之下,对实验室化学污染的规范性约束较少。一般而言,实验室的化学污染主要来自以下5个方面,一是过期的化学药剂和标准物质等;二是配置各种重金属和有机物溶液等,出现剩余量;三是在前处理环节,蒸发各种有机物和酸等;四是采集的有毒有害样品;五是清洗容器排放酸性或腐蚀性废水等。对这5类实验室化学污染物,可分为水、气和固废三个处理方向。

实验室产生的水型污染物种类很多,可分为两类处理。一类是淋洗等产生的弱酸或弱碱性废水,可直接排入下水系统,环境影响不大。另一类是含重金属或有机物的废水,毒性强,且量大,必须安全处理。由于实验室来水性质复杂且瞬时冲击大,难以保证处理效果,不建议在实验室内部设立专门的污水处理系统,应选用牢固的容器盛装,集中外运处置。

面对实验室污染应该如何应对

实验室的重要性毋庸置疑。在全球生态环境下,实验室犹如一颗小小的细胞,经过不断的分化、分裂,进而演变复制成多个生物体,源头不安全环保,整个生态环境将岌岌可危。所以,营造全球生态共同体,需从源头抓起——科学应对实验室的污染。

实验室整体建设者需重视科学设计,将绿色环保理念植入设计方案中,合理布局,优化分区,与实验室使用者深入沟通,熟稔实验室污染源属性,并合理分类收集,集中外运处置。对处理效果不佳的防治措施,要及时调整方案,保证实验室内外部环境安全。