探讨生物安全实验室里排风高效过滤器检漏方法

随着生物技术的深入研究和其应用领域的不断扩大，生物安全越来越受到高度重视。由于生物技术的操作处理对象都是微生物、活细胞之类的有机体，或者是它们的重组体、变异体，在对其试验研究的各环节中，既有可以治疗疾病、改善生活、治理环境的积极作用，也存在着可能引发传染疾病、危害操作人员健康以至影响环境的消极因素。特别是在基因工程的实验研究中，存在着难以预知的潜在危害。因此，评价危害程度， 研究控制方案、设计防范措施，制定管理法规就显得非常重要。生物安全的关键是既要控制具有潜在危害的操作对象“由内向外”地对周围环境释放，又要控制外界环境的有害因子“ 由外向内”地对操作对象的入侵，因此，生物安全防护系统直接关系到周围环境及操作人员的安全。

    １ 生物安全防护措施

    １.１ 屏障控制

    为了达到生物安全的目的，除了通过生物控制及严格操作技术、高度重视安全教育外，更为常用的方法是精心设计防护设备和实验设施，对生物危害采用封闭设备和隔离设施组成的屏障来控制，使操作人员和周围环境得到更加完善的保护。在生物安全实验室里设有一级屏障和二级屏障两道防线（确保实验人员的 安全、实验室周围环境的安全及实验对象对环镜的要求），一级屏障（生物安全柜，带有罩壳的离心机，超声振荡器等）发挥着主要的屏障作用，保护操作人员。二级屏障（整个实验室的壁、地坪、天花板等建筑构件和净化系统设施）是一级屏障的外围设施，能够在一级屏障失效或其外部发生意外时，使其他的实验室及周围人群不致暴露于释放的实验材料之中而受到保护［１］。

    １.２ 排风系统的作用

    实验室二级屏障是通过送、排风的有效控制，发挥其安全保护作用，其安全的核心措施是通过排风保持负压，保证周围环境不受染污。当室内有致病因子泄漏时，排风高效过滤器就起着至关重要的作用，若高效过滤器泄漏，致病因子将随排风逸到室外，对室外环境造成巨大的污染，后果非常严重［２］。

    ２ 排风高效过滤器检漏

    ２.１ 检漏方法的可行性

    在2004年8月3日发布的《 生物安全实验室建筑技术规范》ＧＢ5034６－2004（以下简称《 规范》）中要求：“ ５.３.２ 三级和四级生物安全实验室的排风必须经过高效过滤器过滤后排放，高效过滤器的效率不应低于现行国家标准《 高效空气过滤器》ＧＢ13554中的 Ｂ 类［２］”。《 规范》条文说明：“ ５.３.８由于排风是安全措施的核心，如果排风过滤器有漏泄，就不能把住这道关，不仅排风形同虚设，而且更加危险，以致于此安全实验室也形同虚设了。所以，如果不能确认排风过滤器不漏，则此实验室不能启用［２］。……”可见对排风高效过滤器的检漏的重要性，这是关系到实验室能否启用的关键。所以在《 规范》中，第１０.１.６ 条规定“ 高效过滤器应按表：１０.１.６ 的要求进行检漏和评价［２］。”

      表１中， 主实验室排风高效过滤检漏，其检漏方法“： 粒子计数扫描法， 执行《 洁净室施工及验收规范》ＪＧＪ７１”（ 以下简称《 规范》ＪＧＪ７１） 。在该规范附录六“： ３．粒子计数器法检漏…（４）检漏时将采样口放在距离被检过滤器表面 ２～３ ｃｍ 处，以 ５～２０ ｍｍ／ｓ 的速度移动，对被检过滤器整个断面，封头胶和安装框架处进行扫描［３］。”而《 规范》中 ５.３.４ 条中要求“：第一道排风高效过滤器的位置不得深入管道或夹墙内部， 应紧邻排风口。过滤器位置与排风口结构应易于对过滤器进行安全更换［２］”。

    笔者认为，用《 规范》ＪＧＪ７１ 规定的粒子计数器扫描法很难对排风高效过滤器进行检漏。因为排风高效过滤器是通过静压箱与排风管道、阀门及排风机等设备及部件连成一体的，要求用上述方法对排风高效过滤器检漏，粒子计数器采样头就必须伸进与排风高效过滤器相连接的排风静压箱（或管道）内（这不同于对送风高效过滤器的扫描检漏，因为送风高效过滤器的检漏侧暴露于室内，而排风高效过滤器的检漏侧则深藏于静压箱或管道内）方可在排风高效过滤器的检漏侧按上述规定的方法进行扫描检漏。

    按《规范》５.３.４条的要求，检漏人员只能进入安装静压箱、排风管的技术夹道内进行操作，与排风高效过滤器相连接的静压箱（或管道）须用透明材料制作、采样头连接管要与静压箱密封严密且在静压箱合适部位须设置密封橡胶手套（类似于生物安全柜上装设的橡胶手套）这样才勉强可以对排风高效过滤器进行扫描检漏，若有泄漏点，需拆开连接螺栓补漏，排风管技术夹道就需加宽，与高效过滤器相连的静压箱结构要复杂的多。这在实际工程中是不适用的。 

    ２．２ 检漏工况欠妥

    表１中的“ 检漏工况”也值得探讨，主实验室排风高效过滤器检漏工况“：在开门状态下，关闭送风，只开排风， 室内含尘浓度（ ≥０．５μｍ） 不小于 ５０００ ｐｃ／Ｌ［２］”。为了在被检高效过滤器的上风侧创造高浓度的检测环境，不惜污染整个实验室，笔者认为此法不可取，因为如果按此法操作，很显然所有排风都来自室外，室外空气要经过外门、清洁区、半污染区、缓冲门最后被主实验室的排风高效过滤器吸入，这样，不管是新建成的生物安全实验室对排风高效过滤器检漏，还是新更换的排风高效过滤器对其进行检漏，室外空气都要对沿途经过的房间造成污染，排风高效过滤器更换周期越短，污染次数就越多，故且不考虑空气中有害粒子的污染， 就是尘埃污染也会给实验室的擦洗、清洁工作带来很大麻烦。粒子计数器以 ５～２０ ｍｍ／ｓ 的速度进行扫描，并非能在很短的时间内完成，时间越长污染越大，不同地区，室外空气含尘浓度也不一样，含尘量越大，检漏效果越好，但污染也越大，且会缩短被检高效过滤器的使用寿命。

    ２．３ 对第二道排风高效过滤器的检漏方法未提及

    按《 规范》５.３.３ 要求“ 生物安全实验室的排风高 ：效过滤器应设在室内排风口处。三级生物安全实验室有特殊要求时可设两道高效过滤器。四级生物安全实验室除在室内排风口处设第一道高效过滤器外，还必须在其后串联第二道高效过滤器， 两道高效过滤器的距离不宜小于 ５００ ｍｍ［２］”。对第二道高效过滤器的检漏，上风侧粒子浓度及上风侧气流如何引《规范》中没有明确规定，第一种情况：如果把第一道高效过滤器下风侧的气流作为第二道高效过滤器的检漏气流，这显然不合适。因为根据《 规范》要求，被检过滤器上风侧气流含尘浓度（ ≥０．５μｍ） 不小于 ５０００ ｐｃ／Ｌ。表１０．１．６ 中，评价标准“：第一道过滤器，超过 ３ ｐｃ／Ｌ，即判断为泄漏； 第二道过滤器，超过２ｐｃ／Ｌ，即判断为泄漏［２］。”可见，即使第一道过滤器不合格（超过 ３ｐｃ／Ｌ），此气流通过第二道过滤器后，粒子数不可能超过 ２ｐｃ／Ｌ（根据计算第二道过滤器的穿透率及以往测试经验均可得出此结论）。如果这样，第二道过滤器不检漏也合格，这显然不合适。第二种情况：如果采用夹道内的空气作为第二道过滤器的上风侧气流， 也会带来类似第一道高效过滤器检漏遇到的困难。

     ２．４“ 预先检测”在何处检

    《 规范》５．３．８ 条“ 三级和四级生物安全实验室排：风高效过滤器的安装应具备现场检漏的条件。如果现场不具备检漏的条件，则应采用经预先检漏的专用排风高效过滤装置［２］。”这里所说的“ 预先检漏”在何处检？若在生产厂家检漏，使用专用检漏装置，检漏效果肯定不错。但经厂家检漏合格的“ 专用排风高效过滤器装置”经长途运输运到安装现场后是否还合格，值得考虑。如果由于装卸、运输等原因，造成厂检合格的产品漏泄，这样更加危险。若预先检漏是在安装现场检，这样，现场虽然要增加一套检漏装置， 但这可使排风高效过滤装置的可靠性大大提高。

    ３ 结论与建议

    综上所述《 规范》中关于排风高效过滤器的检漏，条款中，有些规定欠妥，过分具体且难以实施，有的条款不太明确，给生物安全实验室的检测验收工作带来难度。为此，提出如下建议：

    ①对排风高效过滤器（装置）的检漏，应给出切实可行的措施，或者只给出指导性强制条款。这样，工程技术人员就能有据可依或者在设计、安装过程中就会想方设法采用新技术， 开发新产品， 以满足强制性条款的要求。

    ②工程技术人员多开发一些新型的排风高效过滤装置， 结构应简单、合理， 适合工程应用。把这些产品经专家评审， 选其最佳型式的产品指定为生物安全实验室排风高效专用装置。

    ③对于生物安全实验室如此重要的场所， 可在实验室的辅助间内设计一套排风高效过滤装置专用检漏接口，平时封闭，该辅助间供作它用，需检漏时打开。检漏风机及尘源接口等装置可布置于技术夹道 （层）内，也可借用送风机作检漏风机。检漏尘源可用多分散ＤＯＰ气溶胶，也可用大气尘（可设置大气尘引入专用管道）。对所有专用排风高效过滤装置在安装前均应通过此接口检漏，合格后立即装入规定位置与排风管连接（检漏扫描侧装入排风管道内），这样可检验出经厂检合格的产品是否由于装卸、运输造成泄漏，确保生物安全实验室排风系统长久安全。