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無(wú)塵車間常見(jiàn)問(wèn)題
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動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室如何布局及控制污染?

2026-05-07

摘要??污染控制對(duì)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施的環(huán)境起著至關(guān)重要的作用,尤其是SARS病毒的科學(xué)研究和感染動(dòng)物的環(huán)境控制對(duì)它提出了更高的要求。本文試從污染控制的思路出發(fā),對(duì)常用的兩種平面布局——單走廊型和雙走廊型進(jìn)行比較和評(píng)價(jià),并針對(duì)不足提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞??實(shí)驗(yàn)動(dòng)物??感染動(dòng)物??污染控制??單走廊??雙走廊

隨著我國(guó)第一個(gè)SARS?冠狀病毒感染動(dòng)物模型的建立,感染動(dòng)物,尤其是烈性空氣途徑傳染的感染動(dòng)物的環(huán)境的控制,以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施中污染的控制,又開(kāi)始倍受關(guān)注。尤其是研制SARS的診斷試劑,免疫手段以及治療藥物不僅涉及小鼠類而且還涉及到靈長(zhǎng)類感染動(dòng)物,污染控制要求更高。其實(shí)污染控制并不是個(gè)新名詞,早在對(duì)SPF動(dòng)物、無(wú)菌動(dòng)物環(huán)境的研究中,為保證此類動(dòng)物不受外界環(huán)境的干擾,研究人員嘗試使用了各種污染控制的技術(shù),并采用了相應(yīng)的平面布局,然而,這些措施和布局是否對(duì)感染動(dòng)物依然適用&設(shè)計(jì)人員是否可以完全照搬&本文試從污染控制思路出發(fā),較系統(tǒng)的介紹實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施的布局形式。

1?前言

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施內(nèi)有效的環(huán)境控制是保證實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果科學(xué)性的首要條件,而先進(jìn)的污染控制思路與合理的建筑布局正是實(shí)現(xiàn)這種環(huán)境控制的可靠途徑之一。只將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施作為一個(gè)“綜合保障體系”,對(duì)它進(jìn)行整體控制,并將建筑工程技術(shù)與生物潔凈技術(shù)有效的結(jié)合起來(lái),才能實(shí)現(xiàn)以較少的投入、較簡(jiǎn)便的操作,獲得更佳的控制效果。

要實(shí)現(xiàn)對(duì)污染的有效控制,需采用合理的建筑平面布局和人物流程,并配合其他有力的措施,如空氣凈化、溫濕度控制、壓力控制,以及選擇獨(dú)立通風(fēng)籠具系統(tǒng)。污染控制貫穿整個(gè)動(dòng)物設(shè)施,包括各房間、籠架、籠具等等。簡(jiǎn)單的說(shuō),控制的目的是防止污染物的擴(kuò)散———即污染物進(jìn)入設(shè)施內(nèi)或某一特定的區(qū)域(如無(wú)菌動(dòng)物、SPF?動(dòng)物的飼養(yǎng)室和實(shí)驗(yàn)室),或污染物由內(nèi)部流出(如感染動(dòng)物的飼養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)室)??刂频膶?duì)象包括從房間到房間、從人到動(dòng)物、從動(dòng)物到人,從動(dòng)物到動(dòng)物。這些都可能成為污染擴(kuò)散的途徑,因此應(yīng)根據(jù)功能和微生物級(jí)別進(jìn)行明確的潔凈與污染分區(qū),合理規(guī)劃人、動(dòng)物、籠具、物品的流線,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施的平面設(shè)計(jì)和通道形式符合功能流程短捷和污潔分明的原則,在運(yùn)行中避免潔污流線的交叉。

2?實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施的布局特點(diǎn)

2.1?實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施的基本功能區(qū)域

各實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施根據(jù)不同的用途、特點(diǎn),以及不同的污染控制思路,對(duì)布局會(huì)提出不同的要求,但無(wú)論是以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)繁殖為目的的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)設(shè)施,還是以動(dòng)物實(shí)驗(yàn)為目的的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)施,在使用功能上,可分為以下幾個(gè)區(qū)域。

(1)動(dòng)物接受區(qū):接受引進(jìn)動(dòng)物進(jìn)行檢疫并做適當(dāng)觀察的區(qū)域。大體由驗(yàn)收室、檢疫室、檢查室、隔離觀察室等構(gòu)成。

(2)管理區(qū):人員、物品、動(dòng)物進(jìn)入潔凈區(qū)前管理人員和飼育人員作業(yè)的區(qū)域。主要由更衣室、淋浴室、風(fēng)淋室、傳遞窗、渡槽、高壓滅菌器等構(gòu)成。

(3)潔凈區(qū):專供不同標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物繁育或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的區(qū)域。由飼育室(觀察室)、麻醉室、外科手術(shù)室、解剖室、飼料配合室、潔凈物品貯藏室、試劑配制室、%&射線室、暗室等構(gòu)成。

(4)清洗滅菌區(qū):洗滌、消毒潔凈區(qū)內(nèi)使用過(guò)的物品和外部準(zhǔn)備進(jìn)入潔凈區(qū)的物品的區(qū)域。由洗滌室、消毒室、自動(dòng)洗滌器、干燥架、烘干儀器、消毒槽等組成。

(5)廢棄物處理區(qū):實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施中不可缺少的區(qū)域,是專門處理潔凈區(qū)內(nèi)產(chǎn)生并傳遞出來(lái)的污濁物品及動(dòng)物尸體等的區(qū)域。

(6)公共設(shè)施區(qū):為潔凈區(qū)提供全年空氣調(diào)節(jié),送電、變電、配電,及供水等的區(qū)域。如果是一綜合性實(shí)驗(yàn)動(dòng)物機(jī)構(gòu),除了上述主要功能區(qū)域外,還應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量監(jiān)測(cè)區(qū)域、

情報(bào)資料室、飼料加工區(qū)域、專用運(yùn)輸工具區(qū)域、機(jī)械維修區(qū)域。

2.2?實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施布局的基本原則

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí),首先要確定的就是平面布局和通道形式,這也是評(píng)價(jià)一個(gè)設(shè)計(jì)方案成功與否的一個(gè)重要因素。設(shè)計(jì)前應(yīng)從以下5個(gè)方面考慮:

(1)動(dòng)物飼育區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)之間的連貫;

(2)潔凈區(qū)與污染區(qū)之間的連貫;

(3)人員、動(dòng)物、清潔籠具和物品的流線;

(4)廢棄物、動(dòng)物尸體和需清洗的籠具的流線;

(5)有關(guān)將來(lái)可能增加的功能區(qū)和建筑物部分的預(yù)留問(wèn)題。

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下幾個(gè)基本原則:

(1)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物繁育飼養(yǎng)區(qū)與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)區(qū)分開(kāi),各成獨(dú)立系統(tǒng),專區(qū)*室+?專用。并依據(jù)動(dòng)物數(shù)量和特點(diǎn)確定輔助功能區(qū)的規(guī)模;

(2)在規(guī)模較大的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物樓,從微生物控制以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用管理方便考慮,應(yīng)將低級(jí)別實(shí)驗(yàn)動(dòng)物放在低樓層,高級(jí)別動(dòng)物安排在高樓層;不同等級(jí)的設(shè)施應(yīng)嚴(yán)格隔離,避免將不同等級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物置于同一樓層,以保護(hù)高等級(jí)設(shè)施不受污染;

(3)同等級(jí)且性情較溫順的動(dòng)物可安排在同一樓層、同一套設(shè)施內(nèi),但各占空間;不同品種品系的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物要獨(dú)立飼養(yǎng),不可放在一個(gè)房間內(nèi)混養(yǎng),以免交叉干擾;對(duì)環(huán)境造成較大影響的動(dòng)物,如犬會(huì)制造巨大噪聲,應(yīng)作特別處理;

(4)潔凈設(shè)施布局設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)保證人員、物品和空氣的單向移動(dòng),以避免交叉污染,這是最為重要的基本要求;

(5)?設(shè)施布局要方便日常工作和實(shí)驗(yàn)操作,并有足夠的空間放置所需物品。

2.3?感染動(dòng)物設(shè)施布局的特殊要求

感染動(dòng)物的布局應(yīng)首先遵循上述的基本原則,然后可根據(jù)該類動(dòng)物的特殊性和危險(xiǎn)性,做以下幾個(gè)方面的考慮。

(1)選址:感染動(dòng)物的飼養(yǎng)區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)應(yīng)遠(yuǎn)離那些可能會(huì)受到影響的動(dòng)物,以確保萬(wàn)一發(fā)生緊急情況,其他動(dòng)物也不會(huì)受到污染。

(2)分區(qū):應(yīng)將感染動(dòng)物的飼養(yǎng)區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)設(shè)在相鄰區(qū)域,可以合用一套處理特定危害的系統(tǒng),如生物危害、放射性同位素以及化學(xué)致癌物質(zhì)等。感染動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室應(yīng)劃分清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū),各區(qū)之間的過(guò)渡應(yīng)設(shè)有緩沖區(qū),并有明顯的區(qū)域標(biāo)志和負(fù)壓梯度顯示。

(3)人員的流線:人員在進(jìn)入的更衣室穿好特制的工作服后進(jìn)入飼養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)區(qū),工作結(jié)束后應(yīng)嚴(yán)格按照更衣程序脫去工作服,并淋浴后,出更衣室。

(4)動(dòng)物的流線:實(shí)驗(yàn)用的動(dòng)物,除了鼠類等小動(dòng)物外,靈長(zhǎng)類動(dòng)物等大動(dòng)物在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)前更應(yīng)注意在清潔區(qū)進(jìn)行清洗,必須在負(fù)壓隔離器內(nèi)飼養(yǎng)動(dòng)物,并保證隔離器內(nèi)足量的過(guò)濾通風(fēng)和負(fù)壓狀態(tài),動(dòng)物尸體化學(xué)消毒后,裝入高壓滅菌器滅菌,或送入焚化爐焚化。

(5)排風(fēng)的處理:感染動(dòng)物實(shí)驗(yàn)區(qū)的排風(fēng)不可再利用,一定要采用全新風(fēng)系統(tǒng)。排風(fēng)須經(jīng)高效過(guò)濾器(HEPA)才可排入大氣,如果動(dòng)物身上帶有特殊的可能會(huì)對(duì)人體健康造成很大危害的病原體,則此處的排風(fēng)應(yīng)經(jīng)過(guò)兩個(gè)串連的空氣過(guò)濾器(第二次必須為高效過(guò)濾)才可排出,有時(shí)也對(duì)排風(fēng)進(jìn)行焚燒處理。

(6)廢棄物的處理:固體廢棄物應(yīng)進(jìn)行化學(xué)消毒并裝入密封袋,放入帶氣鎖的傳遞窗,經(jīng)消毒后再用密封袋包裝,放入高壓滅菌器滅菌:液體廢棄物也應(yīng)化學(xué)消毒或熱處理,才可排出。

(7)其他:某些特殊情況下,考慮使用雙墻、雙門等特殊結(jié)構(gòu):實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的生物安全柜應(yīng)為排放型二級(jí)或三級(jí)安全柜。

3?走廊形式及其評(píng)價(jià)

3.1?設(shè)計(jì)理念

走廊作為人、物的通道,是最易發(fā)生交叉污染的區(qū)域,應(yīng)是我們控制和管理的主要對(duì)象。對(duì)于大型的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施,除了通常所考慮的人流物流外,其通道的設(shè)計(jì)和控制重點(diǎn)應(yīng)該考慮的是籠具的傳送,因?yàn)樽铑l繁使用通道的就是籠具傳送,日常的籠具傳送指的是將它們從各動(dòng)物房間到清洗區(qū)(從污物側(cè)到清潔籠具存放處,再到籠具準(zhǔn)備處),清洗后送回房間,很明顯,這一路線幾乎穿越所有的通道,所以籠具的傳送是否方便可靠會(huì)大大影響動(dòng)物設(shè)施的功能區(qū)是否得到有效發(fā)揮。

如何對(duì)通道傳染性和非傳染性污染物進(jìn)行有效的管理控制,是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)就必須優(yōu)先考慮的問(wèn)題,如果完全依靠自動(dòng)控制系統(tǒng)和裝置,必會(huì)造成初投資金額大和建成后的控制繁瑣與復(fù)雜,而且在人物流程安排根本不合理的前提下,即使再?gòu)?qiáng)大的自控系統(tǒng)也是無(wú)法阻止污染物的擴(kuò)散和交叉污染的發(fā)生。污染控制是最終目的,但控制方法應(yīng)根據(jù)具體的控制對(duì)象而定,在進(jìn)行平面布局設(shè)計(jì)和走廊形式選擇時(shí),都更是應(yīng)該圍繞這個(gè)目的進(jìn)行。目前國(guó)內(nèi)對(duì)系統(tǒng)分類還沒(méi)有統(tǒng)一的叫法,通常稱為“正壓系統(tǒng)”、“負(fù)壓系統(tǒng)”,筆者從污染控制的角度認(rèn)為可分為以下三類:

(1)屏障系統(tǒng)(正壓系統(tǒng)):如果是為了保護(hù)動(dòng)物,就應(yīng)該防止動(dòng)物受到外來(lái)病毒和原始病原體的侵害,那么就應(yīng)該采用屏障系統(tǒng),使污染物不能進(jìn)入,以保護(hù)內(nèi)部的環(huán)境。SPF?動(dòng)物和無(wú)菌動(dòng)物均應(yīng)采用此類系統(tǒng)。

(2)隔離系統(tǒng),負(fù)壓系統(tǒng)-:如果是為了控制自然發(fā)生或?qū)嶒?yàn)產(chǎn)生的污染物,則應(yīng)該設(shè)計(jì)成隔離系統(tǒng),以保證污染物被阻隔起來(lái),從而保護(hù)外部的環(huán)境。此類系統(tǒng)主要應(yīng)用于感染動(dòng)物。

(3)混合系統(tǒng):事實(shí)上,一個(gè)綜合性的動(dòng)物設(shè)施不可能只進(jìn)行一類實(shí)驗(yàn),所以所采用的系統(tǒng)也不可能是單純的一種,最常用的是介于上述兩種系統(tǒng)之間的,稱為混合系統(tǒng),它能同時(shí)滿足兩個(gè)系統(tǒng)的要求,只是功能和效果上會(huì)有所不同。采用這類系統(tǒng)時(shí)要注意,即使在同一層面有些房間要求正壓,有些又要求負(fù)壓,也需做到分區(qū)明確,做到物理隔離;如果必須在同一設(shè)施,同一系統(tǒng),則必須使用全新風(fēng)直流空調(diào)系統(tǒng),并對(duì)排風(fēng)分別處理。

另外對(duì)于對(duì)非空氣途徑傳播的污染物的控制常常存在一個(gè)誤區(qū),就是只把它看成是設(shè)計(jì)的目標(biāo),事實(shí)上它首先是管理的問(wèn)題,與之相比,對(duì)空氣傳播的污染物進(jìn)行有效控制既依賴設(shè)計(jì),也離不開(kāi)管理,它在很大程度上依賴于設(shè)施的建筑結(jié)構(gòu)和工程特點(diǎn),所以它更具難度和挑戰(zhàn)性,這也是本文討論的重點(diǎn)。

3.2?常用的走廊形式與評(píng)價(jià)

平面布局是污染控制思路的體現(xiàn),不同的控制思路,強(qiáng)調(diào)的控制重點(diǎn)不同,使得人物流線和潔污流線布置也不同,這里我們重點(diǎn)考慮的是籠具流線。各國(guó)常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施的布局各式各樣,叫法也多種多樣,但就走廊形式而言,可分為單走廊型和雙走廊型,下面分別做介紹,并從污染控制的角度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.2.1?單走廊型

常見(jiàn)的單走廊型布局有下列兩種方式:雙向流單走廊型!見(jiàn)圖1和單向流單走廊型(圖2)。

前面已經(jīng)提到過(guò)籠具的傳送將會(huì)頻繁使用到通道,所以我們將控制的重點(diǎn)放在清潔籠具和污濁籠具的流線上。圖中箭頭表示的是籠具的傳送?路線,并未標(biāo)出人員、動(dòng)物和物品的進(jìn)出區(qū)域和流線。所謂的“單向流”、“雙向流”均就籠具由各房間到清洗區(qū)的走向而言。由圖中可以看出,單走廊型中所有動(dòng)物房間的門均設(shè)在唯一的走廊上,人員、物品、動(dòng)物、籠具均有此門進(jìn)出。其中雙向型的清洗前后的籠具均由同一走廊傳送,也由同一走廊進(jìn)出房間;單向型有所不同,籠具的傳送方向?yàn)閱蜗虻?,但仍存在污潔不分的現(xiàn)象。

單走廊型布局的最突出的優(yōu)點(diǎn)就是能有效利用空間,房間只設(shè)一個(gè)門,大大減小了所需通道的面積,這使得房間面積可用面積變大。而且布局簡(jiǎn)潔、流線明確,符合工作人員的行走習(xí)慣。最大的問(wèn)題就是在走廊上存在發(fā)生交叉污染的隱患。原因就是潔凈與污染流線沒(méi)有明確的區(qū)分,污潔的籠具、以及人員、動(dòng)物和物品都使用同一通道,在空間上難以劃分污潔流線,只能依靠時(shí)間差來(lái)區(qū)分。這就要求有嚴(yán)格的管理措施,工作人員有良好的素質(zhì)和技能,這樣將能夠減小交叉污染發(fā)生的可能。另一個(gè)存在的問(wèn)題是如果房間多,來(lái)往的籠具、人員很可能造成走廊上流通的不方便,這點(diǎn)也可以通過(guò)加大走廊寬度而進(jìn)行改善。有關(guān)動(dòng)物飼養(yǎng)設(shè)施有效利用空間的研究表明,走廊加寬0.3m,與兩側(cè)的房間各加長(zhǎng)0.15m相比,?空間的有效利用率會(huì)大大提高。

有序的壓力梯度是控制空氣中污染物的一個(gè)關(guān)鍵因素,其目的就是造成氣流由潔凈度較高的區(qū)域向潔凈度較低的區(qū)域,從潔凈區(qū)向非潔凈區(qū)的定向流動(dòng),它是依靠空調(diào)系統(tǒng)的送排風(fēng)風(fēng)量使相鄰區(qū)域產(chǎn)生壓差,從而使得空氣沿著理想的方向流動(dòng)。單走廊的布局中的壓力分布根據(jù)系統(tǒng)的不同而有所不同。見(jiàn)表1。

屏障系統(tǒng)的走廊壓力小于房間壓力,在隔離系統(tǒng)中走廊壓力大于房間壓力,是因?yàn)樵谄琳舷到y(tǒng)中,一般不會(huì)產(chǎn)生傳染性的污染物,所以不需要擔(dān)心房間內(nèi)的空氣會(huì)流向走廊。但是如果房間內(nèi)可能產(chǎn)生動(dòng)物散發(fā)的污染物,則要在污染物消除之前,進(jìn)行有效的隔離,并保持房間相對(duì)負(fù)壓。這樣可以大大減少空氣中動(dòng)物過(guò)敏原的數(shù)量。

3.2.2?雙走廊型

常見(jiàn)的雙走廊型布局有如下三種形式:?jiǎn)蝹?cè)雙走廊型布局(見(jiàn)圖3)、用于屏障系統(tǒng)的雙側(cè)雙走廊型布局(見(jiàn)圖4)和用于隔離系統(tǒng)的雙側(cè)雙走廊型布局(見(jiàn)圖5)。

雙走廊型布局中動(dòng)物房在兩獨(dú)立的走廊上各設(shè)一扇門,一條用來(lái)運(yùn)走需清洗的籠具,另一條用來(lái)運(yùn)來(lái)清洗過(guò)的籠具,即“污物走廊”和“潔凈走廊”。籠具的路線均是單向的:籠具由清洗區(qū)的清潔側(cè)出來(lái),經(jīng)過(guò)潔凈走廊,?送到各個(gè)房間,污濁的籠具由房間出來(lái),經(jīng)污物走廊,進(jìn)入清洗區(qū)的污物側(cè)。

圖4?和圖5的房間和走廊布局完全相同,不同的是籠具傳送的方向,以及污物走廊與潔凈走廊的相對(duì)位置。屏障系統(tǒng)的潔凈走廊放在中央,連接籠具清洗區(qū)的清潔側(cè)和各個(gè)房間,氣流的方向是潔凈走廊?? ?各房間?? ?污物走廊,氣流有中心向兩側(cè)流動(dòng),保證了房間的內(nèi)環(huán)境不受外環(huán)境的影響,有效控制了污染物的進(jìn)入。隔離系統(tǒng)的污物走廊放在中央,連接籠具清洗區(qū)的污物側(cè)和各個(gè)房間,氣流方向也是潔凈走廊?? ?各房間?? ?污物走廊,不同的是

由兩側(cè)向中心流動(dòng),使得房間的內(nèi)環(huán)境不會(huì)影響外環(huán)境,有效控制了污染物的流出。壓力

分布見(jiàn)表1。

雙走廊型的布局之所以得到廣泛的應(yīng)用是因?yàn)榕c單走廊型相比,最主要的優(yōu)勢(shì)就是污染控制更有效和方便,因?yàn)樗苊饬饲鍧嵨锲泛突\具與廢棄物、污濁的籠具混在同一走廊上,大大降低了交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),雙走廊型還方便了人流、物流。

但是,雙走廊型占地面積大,造價(jià)高。通道面積占總使用面積的百分比大大高于單走廊型。采用雙走廊型常常面臨這樣的問(wèn)題;要容納額定數(shù)量的動(dòng)物,就必須要加大動(dòng)物設(shè)施的規(guī)模;否則就只能減少動(dòng)物數(shù)量。這個(gè)從圖1~圖5也可看出,相同的占地面積下,單走廊型動(dòng)物房間的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雙走廊型,而且房間多開(kāi)一扇門也會(huì)減少房間的可利用面積。

另一個(gè)不足就是會(huì)造成工作人員的增多,從經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)說(shuō),就是運(yùn)行的人工費(fèi)用也會(huì)高于單走廊型。因?yàn)槿绻p走廊型要確保污潔流線的分明,要將清潔區(qū)和污染區(qū)嚴(yán)格分隔,工作人員只有在淋浴更衣后才能由污染區(qū)返回清潔區(qū),如果管理不善,這樣繁瑣的過(guò)程使得大多數(shù)動(dòng)物設(shè)施雖然設(shè)計(jì)成雙走廊型,除了形式上存在潔凈走廊和污物走廊,實(shí)際運(yùn)行和使用起來(lái),只是將一條走廊作為儲(chǔ)藏之用,?而另一條才作為通道,這實(shí)際上已經(jīng)轉(zhuǎn)變成單走廊型。設(shè)計(jì)思路沒(méi)有貫徹到運(yùn)行管理思路上去,這也許是最大的不幸。

將動(dòng)物設(shè)施設(shè)計(jì)成雙走廊型,設(shè)計(jì)人員總傾向于大房間、小走廊的形式。房間面積大,?對(duì)于某些特定的研究活動(dòng)(如大型動(dòng)物的生產(chǎn)、對(duì)大量動(dòng)物進(jìn)行毒性研究)?是十分理想的。但如果設(shè)施是用來(lái)做基礎(chǔ)的生化研究,?這樣大面積的房間將會(huì)起到相反的作用。因?yàn)橐话愕难芯啃枰褎?dòng)物按種類、微生物級(jí)別、來(lái)源和一些特定的要求分開(kāi)進(jìn)行飼養(yǎng)和研究,?這樣就會(huì)造成房間數(shù)量不夠,?但每個(gè)房間面積的利用率不高的現(xiàn)象。這個(gè)問(wèn)題的解決可以通過(guò)改變建筑結(jié)構(gòu)和采用特殊的籠養(yǎng)系統(tǒng),?把大房間進(jìn)行合理分隔,?以滿足研究要求,?但這樣并不能完全代替使用單個(gè)的小房間。

總之,雙走廊型的布局在很多方面都優(yōu)于單走廊型,是比較理想的走廊形式。但它的造價(jià)高,在污染控制方面也存在一定的局限性,因此我們需要對(duì)雙走廊型的經(jīng)濟(jì)性和空間有效利用率之間的關(guān)系做進(jìn)一步的研究,并不斷尋求其他有效的污染控制方法。

4?壓力控制與建筑和設(shè)備上的改進(jìn)措施

4.1?壓力控制

前面已經(jīng)指出,有序的壓力梯度是保證污染控制的有效手段之一,壓差的存在可保證氣流的定向流動(dòng),從而防止了污染物的擴(kuò)散。但應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的:使壓力控制真正有效發(fā)揮作用的前提是平面布局合理,并設(shè)置了多重屏障,而且圍護(hù)結(jié)構(gòu)嚴(yán)密,否則完全依賴使用壓力控制是不能完全達(dá)到污染控制的要求的,也就是說(shuō)要真正實(shí)現(xiàn)物理隔離,是不能僅僅依靠壓力控制的,因?yàn)樗鼤?huì)存在如下的問(wèn)題。

(1)壓力控制不可能完全可靠:一個(gè)設(shè)計(jì)得十分精確完美的壓力控制系統(tǒng)在實(shí)際中不可能完全按照設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確無(wú)誤的運(yùn)行和操作,如果沒(méi)有做到有效的屏障和隔離,那么小小的差錯(cuò)將導(dǎo)致整個(gè)設(shè)施環(huán)境的破壞。因?yàn)榧词瓜到y(tǒng)經(jīng)專業(yè)人員調(diào)試,各風(fēng)量和壓差都達(dá)到設(shè)計(jì)值,它也需要不斷的監(jiān)控調(diào)節(jié)才能持久的保證它的各項(xiàng)功能。機(jī)械設(shè)備方面的問(wèn)題(如風(fēng)機(jī)傳動(dòng)皮帶松弛、葉輪變形,過(guò)濾器堵塞),?這些都可能改變壓力梯度,影響壓差大小,甚至?xí)?fù)壓顛倒。但如果設(shè)置了多重必要的屏障,即使一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題,也不至于會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)。同時(shí)也應(yīng)對(duì)各點(diǎn)的相對(duì)壓力進(jìn)行日常監(jiān)控,并在比較重要的區(qū)域?qū)翰钸M(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控和報(bào)警,這樣更可保證系統(tǒng)的有效性。

(2)開(kāi)門對(duì)壓力分布的影響:一般的壓力系統(tǒng)都是在所有門都關(guān)閉的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)的,門平時(shí)是關(guān)閉的,當(dāng)門打開(kāi)時(shí),在開(kāi)門瞬間保持有一股定向流,但開(kāi)門時(shí)間一長(zhǎng),兩個(gè)空間的壓差自然會(huì)變小,沒(méi)有了一定的壓差,空氣和空氣中可能存在的污染物將通過(guò)打開(kāi)的門在兩個(gè)空間之間相互亂竄,這就大大影響了壓差對(duì)空氣污染物的控制效果。

從以上的分析中可以看出,完全依靠壓力控制是不能保證污染的有效控制。要做好物理隔離,除了依靠選擇合適的走廊形式,還應(yīng)該配合相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備。

4.2?建筑和設(shè)備上的改進(jìn)措施

無(wú)論是單走廊型還是雙走廊型,如果單純依靠壓力控制,是不可能很好實(shí)現(xiàn)污染控制的,還應(yīng)對(duì)設(shè)施內(nèi)氣流進(jìn)行多點(diǎn)控制,并使用多重屏障。最理想的方式是為設(shè)施從外到內(nèi),從大環(huán)境到小環(huán)境都應(yīng)設(shè)置必要的屏障,具體措施如下由。

(1)為整個(gè)設(shè)施設(shè)緩沖室

緩沖室是控制空氣污染物進(jìn)入或流出動(dòng)物設(shè)施或設(shè)施內(nèi)某一區(qū)域(如屏障區(qū)或存在有害污染的區(qū)域)的有效措施之一。緩沖室的門設(shè)有連鎖裝置,以確保緩沖室的門不會(huì)同時(shí)打開(kāi)。緩沖室的壓力視具體情況而定。

(2)為各房間設(shè)前室和傳遞窗

前室的作用與緩沖室基本相同,但同時(shí)可用作動(dòng)物處置室。前室最不利處就是籠具要通過(guò)兩扇門才能進(jìn)入房間,而且還必須為前室設(shè)置通道,這樣就大大減少了動(dòng)物飼養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)和研究的空間,所以有些設(shè)施采用了傳遞窗。當(dāng)然它的傳遞空間較小,是無(wú)法完全取代前室的。前室壓力的大小取決于動(dòng)物室是在屏障系統(tǒng),隔離系統(tǒng),還是混合系統(tǒng)。在屏障系統(tǒng)和隔離系統(tǒng)中,前室的壓力應(yīng)大于房間,小于走廊。然而在混合系統(tǒng)中,同一走廊上的房間部分需要屏障,部分需要隔離,那么前室的壓力就各不相同,需要視具體情況而定。在某些情況下,也可使得前室的壓力低于房間和走廊。

(3)為房間內(nèi)的籠架設(shè)動(dòng)物隔間或選用自帶通風(fēng)的籠架

動(dòng)物隔間是用來(lái)將動(dòng)物房間分隔成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的動(dòng)物飼養(yǎng)單元。通常一個(gè)隔間能容納一個(gè)籠架。每個(gè)隔間都是封閉的,?有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。也可直接選用自帶通風(fēng)系統(tǒng)的籠架。

(4)采用獨(dú)立通風(fēng)的小型隔離籠

在采用單走廊形式的設(shè)施里,可以通過(guò)特殊籠養(yǎng)系統(tǒng)以減小空氣污染物的擴(kuò)散的隱患??刹捎玫幕\養(yǎng)系統(tǒng)形式多樣:多籠隔離器、單籠隔離單元(小型隔離籠具)和通風(fēng)籠架。這些籠養(yǎng)系統(tǒng)需要一定的建筑結(jié)構(gòu)來(lái)配合。如:獨(dú)立通風(fēng)籠架需要軟管接至房間的送風(fēng)和排風(fēng)管道,其他形式的通風(fēng)籠架若是將房間的空氣引入籠架內(nèi),則需要配備風(fēng)機(jī)和高效過(guò)濾器,在計(jì)算房間熱負(fù)荷時(shí)也應(yīng)考慮這些裝置的散熱。

5?結(jié)論

(1)不同的污染控制理念,提出不同的平面布局,對(duì)于大面積實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施,本文從以動(dòng)物籠具為中心流線的角度,對(duì)污染控制與布局提出更新的思路。而對(duì)目前涉及較多的感染動(dòng)物,也提出了更高的要求,更嚴(yán)格的控制。

(2)雙走廊型與單走廊型相比,在交叉污染的控制上更有效。但在各房間內(nèi)動(dòng)物中污染物擴(kuò)散上,兩種形式都不是很有效,應(yīng)該要考慮選用合適的籠養(yǎng)系統(tǒng)。

(3)如果空間有效利用率不是首要考慮因素,那么雙走廊型是較好的選擇;如果空間有限,那么可以采用單走廊型布局,但應(yīng)利用動(dòng)物設(shè)施的各種建筑結(jié)構(gòu)和籠養(yǎng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污染的有效控制。

(4)有序壓力梯度是控制空氣傳播污染物的有效措施之一。走廊的壓力大小應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)形式而定。用于飼養(yǎng)%&’動(dòng)物、無(wú)菌動(dòng)物的屏障系統(tǒng)和用于飼養(yǎng)感染動(dòng)物的隔離系統(tǒng),平面布局基本相同,但壓力分布和人員、物品、動(dòng)物、籠具的流線有所不同。

(5)要實(shí)現(xiàn)真正的物理隔離,離不開(kāi)嚴(yán)格的壓力控制,但要壓力控制真正有效的發(fā)揮作用,還必須依靠合理的建筑平面(如選用合適的走廊形式,設(shè)置緩沖室、前室和動(dòng)物隔間)的前提下,并配合合適的建筑結(jié)構(gòu)(如加強(qiáng)密閉性),以及設(shè)備(多籠隔離器、單籠隔離單元、通風(fēng)籠架)等綜合支撐。