P3实验室防气溶胶扩散性能的检测
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作者简介：胡庆轩，男，大学，高级实验师
作者单位：胡庆轩 车凤翔 军事医学科学院微生物流行病研究所，北京 100071
作者单位：胡庆轩 车凤翔 军事医学科学院微生物流行病研究所，北京 100071
摘要：采用荧光素钠、弧菌噬菌体和枯草芽胞杆菌气溶胶对P3级微生物安全实验室防气溶胶扩散性能及其排风系统中高效过滤器滤除气溶胶的效果进行了检测。结果表明，P3级微安全实验室中的生物安全柜和负压室防实验气溶胶扩散性能和排风系统中臭氧和紫外线的杀菌效能及高效过滤器的除菌效果均有效。但风机的安装位置和通风管道漏气需要改进。
关键词：艾滋病 微生物安全实验室 气溶胶扩散
中图分类号：R512.91 R613
Test for the performance of BL3 safety
laboratory in prevention the diffusion of aerosol
Hu Qingxuan Che Fengxiang
Institute of Microbiology and Epidemicology, Academy of Military medical Science, Beijing,100071,China
The performance of BL3 safety laboratory in preventing experimental aerosol diffusion and sterilizing microbe aerosols through high efficiency filter in a ventilation system was tasted.Aerosols of uranin, vibrio phage and Bacillus subtilis var. niger spores were used for the test. The results showed that the safety cabinets and the negative pressure room in the BL3 safety laboratory were effective. The sterilization efficiency by the combination of ozone, ultraviolet and high efficiency filter in a ventilation system of the laboratory was satisfactory. However, the position of fan and the leakage of ventilation ducts must be improved.
Key words:AIDS, BL3 safety laboratory, aerosol diffusion
为开展对艾滋病病毒的检测和研究，江苏省卫生防疫站建造了P3级微生物安全实验室。受其委托，我们用荧光素钠、弧菌噬菌体和枯草芽胞杆菌气溶胶对其Ⅱ-B型生物安全柜和负压室防气溶胶扩散的性能及生物安全柜、负压室排风系统中高效过滤器滤除气溶胶的效果进行了检测。
1 材料与方法
1.1 生物安全实验室、生物安全柜和空气采样点
该P3级生物安全实验室主要有2个负压室，其内分别安装1个苏州净化设备厂生产的洁净度100级的生物安全柜。实验室布局及人工气溶胶发生点、采样点如图所示。生物安全柜、负压室内用全玻璃直角喷雾器TK2发生器(T)发生气溶胶，造成高浓度气溶胶污染。在1、2、10、11号采样点用液体冲击式采样器测定气溶胶的污染浓度，在8、9号采样点用Ande rsen(简称A.S)生物粒子采样器，其余各点用JWL-1型空气微生物采样器采集空气样品。
图1 安全柜和负压室气溶胶发生点和采样点示意图
1.2 气溶胶发生器
(1)全玻璃直角喷雾器，喷雾压力0.8kg/cm2，喷雾空气流量15L/min，喷出量0.5～1.0ml/min。(2)TK2同心园发生器，喷雾压力1.0kg/cm 2 ，喷雾空气流量10L/min，喷出量15ml/min。
1.3 气溶胶采样器
(1)全玻璃液体冲击采样器(AGI-10-1.1)，采样空气流量7L/min，采样10ml。(2)JWL-1型空气微生物采样器，采样空气流量25L/min，采样10min。(3)A.S生物粒子采样器，采样空气流量28.3L/min，采样时间30min。
1.4 实验材料
(1)荧光素钠，2%水溶液，采集的样品用日立F4000型荧光分光光度计分析。(2)弧菌噬菌体，N53株，由江苏省卫生防疫站提供，用常规方法测定其噬斑数。(3)枯草芽胞杆菌，黑色变种ATCC 9372株，由中国预防医学科学院微生物流行病学研究所提供。
2 结果与讨论
2.1 生物安全柜防气溶胶扩散的性能
在Ⅱ-B生物安全柜通风系统正常运转情况下，在柜内用全玻璃直角喷雾器或TK2同心园发生器发生人工气溶胶，分别造成柜内荧光素钠浓度173.69mg/L、弧菌噬菌体浓度50pfu/L和枯草芽胞杆菌浓度1.44×106cfu/L的严重污染，而在生物安全柜门的外侧(3～6号采样点)和生物安全柜排风口(7号采样点)均未采到弧菌噬菌体和枯草芽胞杆菌，采到的荧光素钠浓度0.36mg/L和0.05mg/L分别与空白对照0.37mg/L和0.07mg/L基本一致。有关艾滋病病毒等高危险度的生物实验工作均在生物安全柜内进行，生物安全柜是进行高危险度生物实验工作的第1道安全防护屏障，也是最关键的一道安全防护屏障。实验结果表明，Ⅱ-B型生物安全柜防气溶胶扩散的性能和生物安全柜排风系统中的高效过滤器滤菌和紫外线、臭氧灭菌的效果是比较好的，能保障实验工作人员的安全和防止对外环境大气的污染。
2.2 负压室防气溶胶扩散的性能
在生物安全实验室通风系统正常运转情况下，关闭负压室的门和传递窗，用上述方法在负压室内发生枯草芽胞杆菌和弧菌噬菌体气溶胶，分别造成负压室内枯草芽胞杆菌浓度1.51×103cfu/L和弧菌噬菌体浓度9.04×105pfu/L的严重污染，在3次空气采样中，除在缓冲间(12号采样点)和消毒室(14号采样点)各采到1个枯草芽胞杆菌，负压室周围其余房间和负压室排风口均未采到枯草芽胞杆菌和弧菌噬菌体。负压室是P3级生物安全实验室的重要组成部分，内有2个Ⅱ-B型生物安全柜和进行高危险度生物实验的一些 仪器 设备，依负压室自身的密闭和负压系统，是P3级 生物 安全实验室的第2道安全防护屏障。实验结果表明，负压室防气溶胶扩散的性能和负压室排风口前的高效过滤器滤菌的效果是比较好的，能保障工作人员的安全和防止对环境大气污染。
另外，对安全柜防气溶胶扩散的实验中，负压室进风口下面(8号采样点)3次样品的荧光素钠平均浓度为0.27mg/L，高于此点的空白对照。5次用A.S采样器以28.3L/min的空气流量采样10min，分别采到1个弧菌噬菌体和2个枯草芽胞杆菌；在负压室防气溶胶扩散的实验中，在缓冲间(12号采样点)和消毒室(14号采样点)各采到1个枯草芽胞杆菌。消毒室相对于负压室为正压，负压室内的实验 生物 气溶胶不可能直接扩散到消毒室。为此，详细检查了该安全实验室的送风和排风系统。发现顶棚上的排毒室密封性差，漏气较为严重；排风机处于高效滤器的上方，这样，一方面使风机易被有害生物气溶胶污染，给维修人员带来危害，另一方面使未通过高效过滤器的有害生物气溶胶处于高效过滤器上方的正压状态下而易扩散出来，对环境造成污染；进风滤器安装有漏气问题。因此，在 生物安全柜 和负压室的气溶胶安全实验中，实验气溶胶从顶棚中的管道漏出，造成顶棚上的空气污染，顶棚中被污染的空气经顶棚中的回风口进入送风管道而部分泄漏进入相应的送风房间。
3 结论
3.1 该P3级微生物安全实验室中的Ⅱ-B型 生物安全柜 ，在通风系统运转正常情况下，能防止其内污染物浓度为1.44×10 6 cfu/L的实验微生物气溶胶扩散出来，安全性能良好，可保证实验工作人员的安全。
3.2 该P3级微生物安全实验室中的负压室，在通风系统运转正常情况下，能防止其内污染浓度为9.04×105pfu/L的实验微生物气溶胶扩散出来，安全性能良好，可保证实验工作人员的安全。
3.3 该P3级微生物安全实验室排风系统中的高效过滤器滤除微生物气溶胶的效果和排风管道中的臭氧、紫外线杀灭微生物的效果是有效的，能防止实验中的有害微生物污染环境。
3.4 P3级微生物安全实验室的安全性涉及多方面因素，除了实验室的安全防护外，还涉及到工作人员的素质、次级防护、安全操作规程的合理性和严格遵守的程度等因素。因此，进行全面科学管理很有必要。
关键词：艾滋病 微生物安全实验室 气溶胶扩散
中图分类号：R512.91 R613
Test for the performance of BL3 safety
laboratory in prevention the diffusion of aerosol
Hu Qingxuan Che Fengxiang
Institute of Microbiology and Epidemicology, Academy of Military medical Science, Beijing,100071,China
The performance of BL3 safety laboratory in preventing experimental aerosol diffusion and sterilizing microbe aerosols through high efficiency filter in a ventilation system was tasted.Aerosols of uranin, vibrio phage and Bacillus subtilis var. niger spores were used for the test. The results showed that the safety cabinets and the negative pressure room in the BL3 safety laboratory were effective. The sterilization efficiency by the combination of ozone, ultraviolet and high efficiency filter in a ventilation system of the laboratory was satisfactory. However, the position of fan and the leakage of ventilation ducts must be improved.
Key words:AIDS, BL3 safety laboratory, aerosol diffusion
为开展对艾滋病病毒的检测和研究，江苏省卫生防疫站建造了P3级微生物安全实验室。受其委托，我们用荧光素钠、弧菌噬菌体和枯草芽胞杆菌气溶胶对其Ⅱ-B型生物安全柜和负压室防气溶胶扩散的性能及生物安全柜、负压室排风系统中高效过滤器滤除气溶胶的效果进行了检测。
1 材料与方法
1.1 生物安全实验室、生物安全柜和空气采样点
该P3级生物安全实验室主要有2个负压室，其内分别安装1个苏州净化设备厂生产的洁净度100级的生物安全柜。实验室布局及人工气溶胶发生点、采样点如图所示。生物安全柜、负压室内用全玻璃直角喷雾器TK2发生器(T)发生气溶胶，造成高浓度气溶胶污染。在1、2、10、11号采样点用液体冲击式采样器测定气溶胶的污染浓度，在8、9号采样点用Ande rsen(简称A.S)生物粒子采样器，其余各点用JWL-1型空气微生物采样器采集空气样品。
图1 安全柜和负压室气溶胶发生点和采样点示意图
1.2 气溶胶发生器
(1)全玻璃直角喷雾器，喷雾压力0.8kg/cm2，喷雾空气流量15L/min，喷出量0.5～1.0ml/min。(2)TK2同心园发生器，喷雾压力1.0kg/cm 2 ，喷雾空气流量10L/min，喷出量15ml/min。
1.3 气溶胶采样器
(1)全玻璃液体冲击采样器(AGI-10-1.1)，采样空气流量7L/min，采样10ml。(2)JWL-1型空气微生物采样器，采样空气流量25L/min，采样10min。(3)A.S生物粒子采样器，采样空气流量28.3L/min，采样时间30min。
1.4 实验材料
(1)荧光素钠，2%水溶液，采集的样品用日立F4000型荧光分光光度计分析。(2)弧菌噬菌体，N53株，由江苏省卫生防疫站提供，用常规方法测定其噬斑数。(3)枯草芽胞杆菌，黑色变种ATCC 9372株，由中国预防医学科学院微生物流行病学研究所提供。
2 结果与讨论
2.1 生物安全柜防气溶胶扩散的性能
在Ⅱ-B生物安全柜通风系统正常运转情况下，在柜内用全玻璃直角喷雾器或TK2同心园发生器发生人工气溶胶，分别造成柜内荧光素钠浓度173.69mg/L、弧菌噬菌体浓度50pfu/L和枯草芽胞杆菌浓度1.44×106cfu/L的严重污染，而在生物安全柜门的外侧(3～6号采样点)和生物安全柜排风口(7号采样点)均未采到弧菌噬菌体和枯草芽胞杆菌，采到的荧光素钠浓度0.36mg/L和0.05mg/L分别与空白对照0.37mg/L和0.07mg/L基本一致。有关艾滋病病毒等高危险度的生物实验工作均在生物安全柜内进行，生物安全柜是进行高危险度生物实验工作的第1道安全防护屏障，也是最关键的一道安全防护屏障。实验结果表明，Ⅱ-B型生物安全柜防气溶胶扩散的性能和生物安全柜排风系统中的高效过滤器滤菌和紫外线、臭氧灭菌的效果是比较好的，能保障实验工作人员的安全和防止对外环境大气的污染。
2.2 负压室防气溶胶扩散的性能
在生物安全实验室通风系统正常运转情况下，关闭负压室的门和传递窗，用上述方法在负压室内发生枯草芽胞杆菌和弧菌噬菌体气溶胶，分别造成负压室内枯草芽胞杆菌浓度1.51×103cfu/L和弧菌噬菌体浓度9.04×105pfu/L的严重污染，在3次空气采样中，除在缓冲间(12号采样点)和消毒室(14号采样点)各采到1个枯草芽胞杆菌，负压室周围其余房间和负压室排风口均未采到枯草芽胞杆菌和弧菌噬菌体。负压室是P3级生物安全实验室的重要组成部分，内有2个Ⅱ-B型生物安全柜和进行高危险度生物实验的一些 仪器 设备，依负压室自身的密闭和负压系统，是P3级 生物 安全实验室的第2道安全防护屏障。实验结果表明，负压室防气溶胶扩散的性能和负压室排风口前的高效过滤器滤菌的效果是比较好的，能保障工作人员的安全和防止对环境大气污染。
另外，对安全柜防气溶胶扩散的实验中，负压室进风口下面(8号采样点)3次样品的荧光素钠平均浓度为0.27mg/L，高于此点的空白对照。5次用A.S采样器以28.3L/min的空气流量采样10min，分别采到1个弧菌噬菌体和2个枯草芽胞杆菌；在负压室防气溶胶扩散的实验中，在缓冲间(12号采样点)和消毒室(14号采样点)各采到1个枯草芽胞杆菌。消毒室相对于负压室为正压，负压室内的实验 生物 气溶胶不可能直接扩散到消毒室。为此，详细检查了该安全实验室的送风和排风系统。发现顶棚上的排毒室密封性差，漏气较为严重；排风机处于高效滤器的上方，这样，一方面使风机易被有害生物气溶胶污染，给维修人员带来危害，另一方面使未通过高效过滤器的有害生物气溶胶处于高效过滤器上方的正压状态下而易扩散出来，对环境造成污染；进风滤器安装有漏气问题。因此，在 生物安全柜 和负压室的气溶胶安全实验中，实验气溶胶从顶棚中的管道漏出，造成顶棚上的空气污染，顶棚中被污染的空气经顶棚中的回风口进入送风管道而部分泄漏进入相应的送风房间。
3 结论
3.1 该P3级微生物安全实验室中的Ⅱ-B型 生物安全柜 ，在通风系统运转正常情况下，能防止其内污染物浓度为1.44×10 6 cfu/L的实验微生物气溶胶扩散出来，安全性能良好，可保证实验工作人员的安全。
3.2 该P3级微生物安全实验室中的负压室，在通风系统运转正常情况下，能防止其内污染浓度为9.04×105pfu/L的实验微生物气溶胶扩散出来，安全性能良好，可保证实验工作人员的安全。
3.3 该P3级微生物安全实验室排风系统中的高效过滤器滤除微生物气溶胶的效果和排风管道中的臭氧、紫外线杀灭微生物的效果是有效的，能防止实验中的有害微生物污染环境。
3.4 P3级微生物安全实验室的安全性涉及多方面因素，除了实验室的安全防护外，还涉及到工作人员的素质、次级防护、安全操作规程的合理性和严格遵守的程度等因素。因此，进行全面科学管理很有必要。
