隨著(zhù)新冠肺炎防控進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)期,各種疫情防控的消息源源不斷的傳來(lái),也給我們全體民眾普及了諸多生物安全防控的知識,很多生物安全相關(guān)的事物頻繁出現在我們視線(xiàn)中,P3實(shí)驗室就是其中之一。在新冠肺炎疫情防控中,P3實(shí)驗室發(fā)揮了重要作用,分離病毒毒株、研究病毒的侵入機制、變異追蹤,以及疫苗研發(fā)、藥物篩選都需要在P3實(shí)驗室中進(jìn)行。根據傳染病原的傳染性和危害性,國際上將生物安全實(shí)驗室分為P1、P2、P3和P4四個(gè)生物安全等級,等級越高,防護水平越高?!皬腟ARS、H1N1、MERS、埃博拉、H5N7等病毒到新型冠狀病毒,所有相關(guān)研究都需要在P3或P4實(shí)驗室中進(jìn)行。在全國兩會(huì )上,P3實(shí)驗室的建設成為代表委員們熱議的話(huà)題。針對目前國內缺少高等級生物安全實(shí)驗室的現狀,不少代表都呼吁應加大P3及P4實(shí)驗室的布局建設。
一、P3實(shí)驗室在病毒研究中的意義
① 有效地保護環(huán)境不受污染,保證人們生活安全;
② 有效地保護操作者不受感染;
③ 有效地保護病原體樣本不受污染。
二、建立P3實(shí)驗室必須達到三個(gè)條件
① 實(shí)驗室建筑設計要符合二級屏障的標準,主要用于防止感染性微生物逸出進(jìn)入環(huán)境,避免相鄰區域的工作人員和環(huán)境暴露于可能的感染性氣溶膠之中。
② 要安裝一級屏障。所謂一級屏障主要指安全設備,包括系列生物安全柜、各種密閉容器和其他為了消除或減少暴露于有害生物材料設計的工程控制設施。
③ 要有嚴格的實(shí)驗室操作和技術(shù)規程,要求實(shí)驗人員應在處理致病性的和可能使人致死的病原方面受過(guò)專(zhuān)業(yè)訓練,并由對病原工作有經(jīng)驗的、有資格的科學(xué)工作者監督。實(shí)驗室人員工作時(shí)必須穿隔離服,所有與生物病原等操作有關(guān)的步驟,都應在生物安全柜或其他物理遏制裝置內進(jìn)行。
三、P3實(shí)驗室的選址要求
P3級生物安全防護實(shí)驗室可與其他用途房屋設在一棟建筑物中,但必須自成一區。該區通過(guò)隔離門(mén)與公共走廊或公共部位相隔。
四、P3實(shí)驗室的平面布局
①?、蚣壔颌蠹壣锇踩竦陌惭b位置應遠離實(shí)驗間入口,避開(kāi)工作人員頻繁走動(dòng)的區域,且有利于形成氣流由“清潔”區域流向“污染”區域的氣流流型。
② 當實(shí)驗室的通風(fēng)系統不設自動(dòng)控制裝置時(shí),緩沖間面積不宜過(guò)大,不宜超過(guò)實(shí)驗間面積的八分之一。
③ 三級生物安全防護實(shí)驗室的核心區包括實(shí)驗間及與之相連的緩沖間。
④ 緩沖間形成進(jìn)入實(shí)驗間的通道。必須設兩道連鎖門(mén),當其中一道門(mén)打開(kāi)時(shí),另一道門(mén)自動(dòng)處于關(guān)閉狀態(tài)。如使用電動(dòng)連鎖裝置,斷電時(shí)兩道門(mén)均必須處于可打開(kāi)狀態(tài)。在緩沖間可進(jìn)行二次更衣。
五、P3實(shí)驗室污染源控制的要點(diǎn)
① 生物安全柜:諸如所有的實(shí)驗操作都必須在生物安全柜中進(jìn)行,也就是說(shuō)SARS病毒或樣本不會(huì )離開(kāi)生物安全柜。動(dòng)物實(shí)驗也都是在負壓動(dòng)物實(shí)驗柜中進(jìn)行。
② 高效空氣過(guò)濾:進(jìn)入實(shí)驗室的空氣都是經(jīng)過(guò)完全過(guò)濾的;排出的空氣也必須經(jīng)過(guò)消毒、過(guò)濾處理以保證潔凈。
③ 負壓密閉:實(shí)驗室處于一個(gè)完全密閉環(huán)境中,環(huán)境氣壓要保持在40Pa~60Pa的負壓狀態(tài),進(jìn)入的空氣不可能倒流。
④ 嚴格消毒:進(jìn)入P3實(shí)驗室的人員必須遵守嚴格消毒程序規定:工作人員在進(jìn)入實(shí)驗室前必須消毒,必須穿著(zhù)隔離防護服和戴眼罩、口罩、手套等防護用具。人員必須進(jìn)行消毒處理、換裝后才能離開(kāi)。實(shí)驗室產(chǎn)生的廢物及工作防護服等一律不能帶出,需要經(jīng)過(guò)物流通道先消毒,再通過(guò)傳遞窗進(jìn)入高壓滅菌鍋,在消毒合格后才能進(jìn)行下一步的垃圾處理。
我們在建設P3生物安全實(shí)驗室時(shí),從安全使用、科學(xué)管理二方面著(zhù)手,對世界上一些發(fā)達國家P3生物安全實(shí)驗室布局,分區進(jìn)行了分析和整理,結論是P3生物安全實(shí)驗室大致可分為“三區二通道”、“三區一通道”,“單區單通道 ”等形式。經(jīng)研究我們認為P3生物安全實(shí)驗室建設是一套系統工程,平面布置是系統工程的一部分。應根據我國目前實(shí)際現狀,結合我國《生物安全實(shí)驗室建筑技術(shù)規范》要求,布置P3實(shí)驗室平面,最后我們采用“三區一通道”形式布置。
1人流
一更〔換鞋〕→二更〔清潔〕→緩沖〔清潔〕→內準備(半污染)→緩沖〔污染〕→主實(shí)驗室〔污染〕
2物流
外準備〔清潔〕→滅菌→內準備〔半污染〕→主實(shí)驗室〔污染〕 按“三區一通道”形式布置,優(yōu)點(diǎn)是可以減少污染源擴散空間,缺點(diǎn)是人,物雙向進(jìn)出,會(huì )造成交叉污染。因此應根據實(shí)驗對象的要求,科學(xué)布置平面。根據工藝流程我們將P3實(shí)驗室劃分為污染區、半污染區、清潔區。各區之間設置緩沖間給予隔離,確保各區安全,可靠。
3壓力梯度
壓力梯度是關(guān)系到P3實(shí)驗室的正常運轉和工況穩定以及實(shí)驗人員的舒適性,負壓越大,對圍護結構氣密性要求越高,初投資和運行費用增加,反之負壓越小,對實(shí)驗室安全帶來(lái)隱患。因此整個(gè)P3實(shí)驗室壓力梯度需要綜合平衡,每級級差負壓值?。?0~―15Pa為宜。
空調設計-設計參數確定
1溫濕度
P3實(shí)驗室內工作人員身穿防護服,透氣性較差。要求室內溫度低一些,而相對濕度不能過(guò)高,過(guò)高容易產(chǎn)生“菌塵”。因此溫濕度設計參數我們定為溫度22~24℃,濕度50~60%。
2冷熱源
根據P3實(shí)驗室工作的特殊性,有時(shí)需要24小時(shí)工作,如冷熱源接大樓中央空調顯然不合理.因此我們采用單獨風(fēng)冷熱泵機組。夏天進(jìn)出水溫為7/12℃,冬天進(jìn)出水溫為45/55℃。冷熱水通過(guò)水管接至潔凈空調箱進(jìn)行制冷或制熱。由于P3實(shí)驗室為全新風(fēng)潔凈空調系統,冷熱負荷比較大,設計要求雙壓縮機,雙風(fēng)機,智能化化霜以及遠程控制和報警功能。
3新風(fēng)量
P3實(shí)驗室必須是全新風(fēng)空調系統,不允許回風(fēng)。全新風(fēng)空調系統投資大、能耗高。與我國現行節能標準有矛盾,但P3實(shí)驗室建筑面積較小,空調工作時(shí)間為間斷性,為確保使用的安全性,采用直流式空調系統是必要的。我們通過(guò)圍護結構的嚴密性來(lái)降低送風(fēng)量,而對圍護結構進(jìn)行保溫減少冷熱負荷損失,最大限度減少P3實(shí)驗室運行費用,使它能安全、經(jīng)濟、合理地運行。
4潔凈度和換氣次數
P3實(shí)驗室屬生物潔凈室范疇,它即要考慮塵埃數又要計算細菌數。生物實(shí)驗室對負壓要求嚴格,但對室內潔凈度要求不是很高,我們取定主實(shí)驗室和內準備為一萬(wàn)級,其它區域為十萬(wàn)級。
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