中國建筑科學研究院有限公司  趙輝

       【摘    要】本文通過對醫院、科研單位、監管部門和一些藥廠的化驗室的生物安全柜測試數據的統計及分析，以及整理出了在測試中遇到的一些問題。在大量的統計數據支持下，評價了我國現階段的生物安全柜使用中存在的問題。

       【關鍵詞】生物安全柜；生物安全；物理參數；選型錯誤

        生物安全柜目前廣泛應用于醫院、科研單位、監管部門和一些藥廠的化驗室等地方。我單位有幸承接了全國大部分醫院、科研單位及監管部門的生物安全柜年檢的檢測任務。在大量的現場檢測中，發現了很多問題，在本文中淺談一下自己的看法。

1 首先我們了解一下生物安全柜的分級及各級安全柜的區別：

       生物安全柜分為三級:I級生物安全柜、 Ⅱ級生物安全柜和Ⅲ級生物安全柜。

       1.1 I級安全柜有前窗操作口 ,操作者可通過前窗操作口在安全柜內進行操作。前窗操作口向內吸入的負壓氣流保護操作人員的安全;排出氣流經高效過濾器過濾后排出安全柜保護環境。

       1.2 Ⅱ級安全柜有前窗操作口 ,操作者可以通過前窗操作口在安全柜內進行操作 ,前窗操作口向內吸入的負壓氣流用以保護操作人員的安全;經高效過濾器過濾的下降氣流用以保護安全柜內實驗物品 ;氣流經高效過濾器過濾后排出安全柜以保護環境。 

       1.3 Ⅲ級安全柜是全封閉、不泄漏結構的通風柜。 人員通過與柜體密閉連接的手套在安全柜內實施操作。下降氣流經高效過濾器過濾后進入安全柜用以保護安全柜內實驗物品;排出氣流經兩道高效過濾器過濾或通過一道高效過濾器過濾再經焚燒處理用于保護環境。

2 我們日常檢測的安全柜均為Ⅱ級生物安全柜，所以本文著重介紹Ⅱ級安全柜的分類及測試中的一些問題。

       2.1 Ⅱ級安全柜的類型

       Ⅱ級安全柜有前窗操作口 ,向安全柜內流入的氣流用于人員保護,經高效過濾器過濾的下降氣流用于產品保護,安全柜內氣流經高效過濾器過濾后排出用于環境保護。安全柜按排放氣流占系統總流量的比例及內部設計結構分為A1、 A2、 B1、 B2共四種類型。

       2.1.1 Ⅱ級A1型安全柜的特點： 

       前窗操作口流入氣流的最低平均流速為0.4m/s；

       下降氣流為安全柜的部分流入氣流和部分下降氣流的混合氣體,經過高效過濾器過濾后送至工作區 ;

       污染氣流經過高效過濾器過濾后可以排到實驗室或經安全柜的外排接口通過排風管道排到大氣中；

       安全柜內所有生物污染部位均處于負壓狀態或者被負壓通道和負壓通風系統包圍。 

       Ⅱ級A1型安全柜不能用于有揮發性有毒化學品和揮發性放射性核素的實驗。

       2.1.2 Ⅱ級A2型安全柜的特點：

       前窗操作口流入氣流的最低平均流速為0.50m/s;

       下降氣流為部分流入氣流和部分下降氣流的混合氣體,經過高效過濾器過濾后送至工作區 ;

       污染氣流經過高效過濾器過濾后可以排到實驗室或經安全柜的外排接口通過排風管道排到大氣中； 

       安全柜內所有生物污染部位均處于負壓狀態或者被負壓通道和負壓通風系統環繞。

       Ⅱ級A2型安全柜用于進行以微量揮發性有毒化學品和痕量放射性核素為輔助劑的微生物實驗時,必須連接功能合適的排氣罩。

       2.1.3 Ⅱ級B1型安全柜的特點：

       前窗操作口流入氣流的最低平均流速為0.50m/s; 

       下降氣流大部分由未污染的流入氣流循環提供,經過高效過濾器過濾后送至工作區 ;

       大部分被污染的下降氣流經過高效過濾器過濾后通過專用的排氣管道排人大氣中；

       安全柜內所有生物污染部位均處于負壓狀態或者被負壓通道和負壓通風系統包圍。 

       如果揮發性有毒化學品或放射性核素隨空氣循環不影響實驗操作或實驗在安全柜的直接排氣區域進行 ,Ⅱ級B1型安全柜可以用于以微量揮發性有毒化學品和痕量放射性核素為輔助劑的微生物實驗。 

       2.1.4 Ⅱ級B2型安全柜的特點：

       前窗操作口流入氣流的最低平均流速為0.50m/s； 

       下降氣流來自經過高效過濾器過濾的實驗室或室外空氣 (即安全柜排出的氣體不再循環使用 )；

       流入氣流和下降氣流經過高效過濾器過濾后通過排氣管道排到大氣中,不允許回到安全柜和實驗室中 ;

       所有污染部位均處于負壓狀態或者被直接排氣(不在工作區循環)的負壓通道和負壓通風系統包圍。 

       Ⅱ級B2型安全柜可以用于以揮發性有毒化學品和放射性核素為輔助劑的微生物實驗。

       2.2 了解了生物安全柜的級別及其區別，我們就來了解一下，安全柜測試中我們一般都測試哪些項目，測試中又有哪些問題：

       我們常規的測試參數包括：安全柜垂直氣流平均風速、氣流流向、工作窗口進風平均風速、潔凈度、噪聲、照度、送風高效過濾器檢漏、排風高效過濾器檢漏。

       2.2.1 安全柜垂直氣流平均風速：YY0569-2011《Ⅱ級 生物安全柜》中要求安全柜垂直氣流平均風速為0.25 m/s ~0.5m/s，JG 170-2005《生物安全柜》中要求安全柜垂直氣流平均風速為0.25 m/s ~0.4m/s。在測試中，有部分的安全柜達不到規范的要求。達不到此要求，一般都是因為安全柜送風機故障或者送風高效過濾器多年未更換而堵塞，阻力變大導致的。找到原因維修后，復測一般都可以達到規范的要求。也有個別是參數設置的偏小導致的，這種情況直接調整參數設置值即可。

圖1 安全柜垂直氣流平均風速測試情況

       2.2.2 氣流流向：所有安全柜都是負壓柜，因此要求氣流明顯向內無外溢，無穿越工作區氣流。在測試中，有部分安全柜達不到規范的要求，以B2的柜子居多，主要原因是B2柜子的外置排風機不能正常工作。排風機正常運轉，且管路無漏風無堵塞，安全柜都不會有外溢。送風不暢時會導致有穿越工作區的氣流。

圖2 安全柜氣流流向測試情況

       2.2.3 工作窗口進風平均風速：YY0569-2011《Ⅱ級 生物安全柜》和JG 170-2005《生物安全柜》中要求Ⅱ級A1安全柜工作窗口流入氣流的最低平均流速為0.40m/s，Ⅱ級A2、Ⅱ級B1、Ⅱ級B2安全柜工作窗口流入氣流的最低平均流速為0.50m/s。在測試中，有部分安全柜達不到規范的要求，主要原因是排風不暢，排放量偏小。有排風高效過濾器堵塞導致的，也有排風閥開度太小導致的，還有的是外置排風機故障或者外置排風機與機子本身不匹配導致的。甚至還有的是排風管道采用軟管，阻力太大導致的。在測試中還遇到過排風軟管因放置不當出現死折導致的排風不暢。各種各樣五花八門的原因。

圖3 安全柜工作窗口進風平均風速測試情況

       2.2.4 潔凈度：規范要求安全柜的級別為ISO 5級，也就是我們通常所說的百級。在測試中有一部分是達不到規范要求的。有的是因為送風不足，有的是因為過濾器本身損毀，有的是過濾器安裝的問題，有的是燈管等地方泄漏。

圖4 安全柜潔凈度測試情況

       2.2.5 噪聲：YY0569-2011《Ⅱ級 生物安全柜》中要求安全柜噪聲不大于67dB(A)，JG 170-2005《生物安全柜》中要求安全柜噪聲不大于65dB(A)。在測試中，大部分安全柜噪聲均超過規范要求。有的是因為風速過大，有的是風機本身的噪聲很大，有的則是兩者兼而有之。

圖5 安全柜噪聲測試情況

       2.2.6 照度：YY0569-2011《Ⅱ級 生物安全柜》中要求安全柜平均照度不小于650 lx，最低照度不小于430 lx，JG 170-2005《生物安全柜》中要求安全柜安全柜平均照度不小于650 lx。在測試中，有一小部分安全柜達不到規范的要求，大部分照度都高于規范要求。尤其是黃燈光的，大部分都是1000 lx以上。

圖6 安全柜最低照度測試情況

圖7 安全柜平均照度測試情況

       2.2.7 送風高效過濾器檢漏：使用掃描法檢漏。有個別的安全柜有泄漏。在測試中有的是濾芯被水泡過或者人為損毀的而導致泄漏。有的是邊框泄漏。有的是燈管安裝位置泄漏。曾經感觸最深的是有一臺安全柜燈管處從柜頂可以直接看到操作臺。潔凈度檢測合格，但是送風高效過濾器檢漏不合格。由此可見，潔凈度檢測和送風高效檢漏測試的結果還是有區別的。

       2.2.8 排風高效過濾器檢漏：沒有排風管道的使用掃描法檢漏，有排風管道的使用效率法檢漏。在測試中，極少數的不合格。一般都是因為使用不當造成的。比如排風管道安裝有問題導致雨水倒灌，將過濾器泡水了。沒有管道的有可能因為外力導致高效過濾器破損。這些都可以導致排風高效過濾器泄漏。排風高效過濾器泄漏，潛在的生物風險很大。這也就說明了排風高效過濾器檢漏的重要性。

       2.2.9 以上都是檢測中遇到的一些問題，其實在現場測試中，除了物理參數的問題之外，還有許多是因為選型錯誤而導致的風險。其實規范中已經很明確的寫明了每種型號的安全柜都適用哪些實驗，但是在實際使用中，還是有一些因為不懂得安全柜的原理，導致選型的錯誤，進而給使用者帶來很多的風險。

       曾經在測試中就見到過，化療藥的配置室選用了Ⅱ級A2型的生物安全柜且沒有安裝排風管道，這顯然是不合適的。配置化療藥，本身對環境的要求并不高，但是對于排放的要求就很高了。揮發出的化學氣體對人體的損害很大，必須要排走，因此應該選用Ⅱ級B2型的生物安全柜。而這些選用了Ⅱ級A2型的生物安全柜的配置室，操作人員本身不清楚安全柜的性能，在里面配置各種高揮發性的化療藥，然后都排放在了室內，工作人員被動呼吸這些含有化療藥的空氣，長期接受這種高污染源的氣體，對身體的損害是非常大的。由此可見，生物安全柜的正確選型也是非常重要的，和生物安全柜的年檢一樣的重要。

3 結論

       綜上所述，生物安全柜的選型和生物安全柜的年檢對于生物安全界的生物安全意義重大，不容忽視。我們作為第三方檢測單位，除了監督檢測生物安全柜的安全性外，對安全柜的使用人員或者購置人員，普及安全柜的選型知識等也是刻不容緩的。讓那些潛在的風險不再危害一線的工作人員，讓我們的生物安全柜真真正正的做到安全。

       備注：本文收錄于第21屆暖通空調制冷學術年會（2018年10月23～27日，中國·三門峽）論文集。版權歸論文作者所有，任何形式轉載請聯系作者。