医学媒介生物实验室的建筑设计
医学媒介生物实验室是研究媒介生物及其传播传染病、寄生虫病的专设场所,在实验室内经常会接触到各种各样的病原微生物。这些病原微生物不仅对携带者具有致病性,而且其中一些还可感染人类,如果控制不严引起扩散,不仅污染实验室,导致检验结果失败或混淆,还可能污染周围环境,对操作人员造成威胁,甚至引起疫病传播。历史上已有很多先例。引起实验室感染的病原类型的百分比是,细菌49.1%;病毒31.6%;立克次氏体11.3%;真菌5.7%;寄生虫2.3%。因此,既要做到检验结果准确,又不造成自身感染和从实验室扩散病原微生物,实验室的设计建造必须符合规范。
1 实验室设计可参考的法规和规范
(1)《实验室生物安全通用要求》 GB19489-2004,2004年10月1日正式实施;
(2)《生物安全实验室建筑技术规范》 GB50346-2004,2004年9月1日正式实施;
(3)《省、地、县级疾病预防控制中心实验室建设指导意见》 2004年7月23日下发;
(4)美国CDC/NIH出版的《BiosafetyinMicrobio2
logicalandBiomedicalLaboratories》(BMBL);
(5)美国OccupationalSafety&HealthAdministra2tion(OSHA)规定;
(6)世界卫生组织出版的《实验室生物安全手册》2003年第2版。
2 建筑规划
安全、效率、舒适是理想实验环境的3大要素,也是实验室设计的宗旨,要建设现代化的实验室,首先要制定出实验室的总体规划,研究解决以下问题:
(1)布局要求。实验室选址宜符合下列要求:
①充分利用城市基础设施,地形规整,交通方便;
②避让饮用水源保护区;
③避开化学、生物、噪声、振动、强电磁场等污染源及易燃易爆场所。
④实验用房宜与办公等其他功能用房分开设置,实验室建筑宜独立设置,合理分区。实验室建筑宜处于最小风频上风向。
⑤业务、实验、行政及保障等各类功能用房集中在一个楼宇的,实验用房宜置于楼宇上部。
⑥楼层平面宜为中廊式。实验区位于楼层一端,垂直通道、实验人员办公及生活等其它区域位于楼层另一端,与实验有关的辅助用房可置于上述2个区域之间。
(2)确定所需房间数、面积。
(3)实验流程设计。
(4)确定主要实验仪器设备的布置方式,如生物安全柜、通风柜、高压灭菌锅的位置;
(5)工程管网的布置;
(6)灵活性的要求;
(7)环保要求。
3 建筑要求
(1)实验楼宜采用框架结构,便于实验室合理布局。
(2)建筑防火、抗震、防雷系统。
(3)生物安全。从事高危险性病原微生物工作的实验室,应严格按《生物安全实验室建筑技术规范》 GB50346-2004设计施工,生物安全建筑周围宜建立防护设施(如宽60cm、深60cm的防鼠沟、防鼠网等),实验室建筑内不能有野生啮齿动物窜入。实验动物房必须严防生物逃逸,要求门窗严密,安装弹簧门,动物笼和实验室房门均需扣死或加锁,对于会飞行的实验生物尤其应有完善的防护措施,实验室如有可开启的窗户,应设置纱窗。
(4)通风。因为制作、分析媒介生物标本时,常常用到有毒有害的化学物质,且室内工作时间长。为使工作人员不吸入有毒的、可致病的化学物质,实验室应安装通风柜或生物安全柜;同时,由于环境相对密封,实验室应有良好的换气和空调设备,但不得采用可造成不同实验室之间空气交换的中央空调系统。在设计排气管路系统时,可以选择独立管路系统或分支管路(Manifold)系统。独立的排气系统有单一的风管、风机、排放烟囱和单一的空气处理设备。
这样的设计简单且容易达到压力平衡,但所花费的成本较高,每一个污染控制设备就要1套独立的排气系统。为了避免风机在使用时出现故障影响实验的进度,通常都会有2台风机,1台备用,如此一来,有2个污染控制设备就必须要有4台风机。风机的数量增加会占用建筑物较大的空间;相反地,分支管路排气系统就含有很多分支的次要管路,每一个分支管路都会汇入单一的主风管,主风管后面可以串连多个风机来控制需求风量。
与前述比较,2个污染控制设备只需要3台风机串联即可,其中1台为备用风机。每台平时运转2/3的风量来维持设备排气正常,当有1台故障时可将其它2台风量提升至满载,实验中断的可能性大幅降低。如实验室具有洁净度、温湿度、压力梯度要求,应采用独立新风、回风与排风管路系统。实验室通风柜的排风系统也应独立设置,即1柜1管1风机系统,不宜共用风道。实验用房在外墙上应预留潜藏的侧送侧排风口。
(5)温湿度。由于分析鉴定媒介生物多用到精密光学仪器,因此,保持实验室内恒温恒湿比较重要。
(6)易清洗。实验室内的实验可能会污染环境,因此要求实验室地面、墙体、天花可冲洗,易清洁,能耐受普通消毒剂的处理。
①实验室的地面施工应满足以下要求:
a)防滑;b)无缝隙加工;c)耐消毒剂侵蚀;d)耐磨;e)易清洁。
②实验室的墙面施工应满足以下要求:
a)表面平滑;b)表面耐侵蚀、耐磨;c)不吸湿,不透湿;d)不易附着灰尘;e)容易清洁;f)所有缝隙都应用胶密封。
(7)照明。合理利用自然光,辅以人工照明,但精密度高的工作室宜用人工照明。照明设备以日光灯为主,它使用寿命长,光源面积大,光效高且发热量低。日光灯安装方式以顶装对称式布局为佳,使照度均匀,减少眩目。精密光学仪器要用专用光源,拍摄数码显微照片宜用环型闪光灯。
(8)“三废”排放。实验室需要排放的废水、废气、废渣称为实验室“三废”。为了保证化验人员的健康及防止环境污染,实验室三废的排放应遵守《中华人民共和国环境保护法》的有关规定。
废气:实验室的少量废气一般可由通风装置直接排至室外,排气管必须高于附近屋顶3m,毒性大的气体可参考工业废气处理办法用吸附、吸收、氧化、分解等方法处理后排放。
废液:实验废水应设污水处理装置或采取有效处理措施,具备有效去除酸、碱、重金属、有机溶剂及杀灭致病微生物的功能,水质达到《污水综合排放标
准》(GB8978-88)。装置结构应设调节池、物化处理单元、生化处理单元及消毒单元。
我国国家标准中对能在环境或动植物体内蓄积,对人体产生长远影响的污染物称第1类污染物,对它们允许排放的浓度作了严格的规定,总砷的最高允许排放浓度为0.5mg/L。
废渣:废弃的有害固体药品严禁倒在生活垃圾处,必须经处理解毒后丢弃。
(9)实验室建筑层高宜为3.7～4.0m;净高宜为2.7～2.8m;有洁净度、压力梯度、恒温、恒湿等特殊要求的实验室净高宜为2.5～2.7m。紫外灯高度不宜超过2.5m(按0.5～0.8W/m3),以确保消毒效果。
(10)实验室走廊净宽宜为1.6～2.0m。普通实验室门宽以1.1～1.5m(不对称双开)为宜;有缓冲间的实验室(包括无菌室、洁净实验室、生物安全实验室等结构复杂的实验用房),应留有隐蔽的设备门,供实验设备,尤其是大型设备的进出。
(11)实验室采取透明化分隔时,应采用不低于1m的实墙。实验室外窗不宜采用有色玻璃,以免在实验时造成色觉判断误差。
(12)实验室中的装备应牢固。应有专门放置生物废弃物容器的台(架)。实验用台柜的基材应符合环保要求,面材应具备耐腐蚀、易清洗、防火的特点。
(13)实验室应设洗手池(靠近出口处),洗手水嘴宜使用非触摸式;实验室水槽、下水管道应耐酸、碱及有机溶剂,并采取防堵塞、防渗漏措施。存在生物危险因素的微生物实验室污染区不得设置地漏。
(14)实验区内易受化学物质灼伤处应设置洗眼器及紧急冲淋装置,或设置共用紧急冲淋装置。
(15)实验室建筑的供电应留有足够的负荷余量,设施应安全可靠,一般采用双路供电,不具备双路供电条件的,应设置自备电源。有特殊要求的,应配备不间断电源。
(16)实验室建筑的综合布线、计算机网络、楼宇自控、安全防范等智能化系统应按同期社会较先进的水平设计,并留有一定的发展空间;在实验区,每个实验室至少设置1个数据与语音点。
4 媒介生物展室设计注意事项:
(1)防潮防虫,宜密封,有温度和湿度监测和控制设备。
(2)采用人工照明为主,由于自然光中的紫外线会破坏展品,因此不宜采用自然光。白炽灯能使展品生动鲜明,而且它的紫外线含量极少;而荧光灯的亮度低,发光效率高,而且紫外线含量也远比天然光低得多,并且这2种灯的品种、规格都很多,便于选择。高强度气体放电灯的紫外线含量高,易产生眩光,不宜采用。
(3)因为光对展品的损害作用的大小与展品上
的曝光量(照度与时间的乘积)成正比。所以,对于敏感和特别敏感的材料,应设法减少曝光时间。例如,只在有人参观时才开灯、展品上加盖子、利用复制品、放录像、定期更换展品、在非展出时间让展品处于黑暗的环境之中等措施。
(4)展柜照明的光源要做适当遮挡,防止严重的一、二次反射。
(5)对于立体的展品,应表现其立体感,立体感应通过定向照明和漫射照明的结合来实现。
