中国建筑科学研究院有限公司 赵辉
【摘 要】本文通过对医院、科研单位、监管部门和一些药厂的化验室的生物安全柜测试数据的统计及分析，以及整理出了在测试中遇到的一些问题。在大量的统计数据支持下，评价了我国现阶段的生物安全柜使用中存在的问题。
【关键词】生物安全柜；生物安全；物理参数；选型错误
生物安全柜目前广泛应用于医院、科研单位、监管部门和一些药厂的化验室等地方。我单位有幸承接了全国大部分医院、科研单位及监管部门的生物安全柜年检的检测任务。在大量的现场检测中，发现了很多问题，在本文中浅谈一下自己的看法。
1 首先我们了解一下生物安全柜的分级及各级安全柜的区别：
生物安全柜分为三级:I级生物安全柜、 Ⅱ级生物安全柜和Ⅲ级生物安全柜。
1.1 I级安全柜有前窗操作口 ,操作者可通过前窗操作口在安全柜内进行操作。前窗操作口向内吸入的负压气流保护操作人员的安全;排出气流经高效过滤器过滤后排出安全柜保护环境。
1.2 Ⅱ级安全柜有前窗操作口 ,操作者可以通过前窗操作口在安全柜内进行操作 ,前窗操作口向内吸入的负压气流用以保护操作人员的安全;经高效过滤器过滤的下降气流用以保护安全柜内实验物品 ;气流经高效过滤器过滤后排出安全柜以保护环境。
1.3 Ⅲ级安全柜是全封闭、不泄漏结构的通风柜。 人员通过与柜体密闭连接的手套在安全柜内实施操作。下降气流经高效过滤器过滤后进入安全柜用以保护安全柜内实验物品;排出气流经两道高效过滤器过滤或通过一道高效过滤器过滤再经焚烧处理用于保护环境。
2 我们日常检测的安全柜均为Ⅱ级生物安全柜，所以本文着重介绍Ⅱ级安全柜的分类及测试中的一些问题。
2.1 Ⅱ级安全柜的类型
Ⅱ级安全柜有前窗操作口 ,向安全柜内流入的气流用于人员保护,经高效过滤器过滤的下降气流用于产品保护,安全柜内气流经高效过滤器过滤后排出用于环境保护。安全柜按排放气流占系统总流量的比例及内部设计结构分为A1、 A2、 B1、 B2共四种类型。
2.1.1 Ⅱ级A1型安全柜的特点：
前窗操作口流入气流的最低平均流速为0.4m/s；
下降气流为安全柜的部分流入气流和部分下降气流的混合气体,经过高效过滤器过滤后送至工作区 ;
污染气流经过高效过滤器过滤后可以排到实验室或经安全柜的外排接口通过排风管道排到大气中；
安全柜内所有生物污染部位均处于负压状态或者被负压通道和负压通风系统包围。
Ⅱ级A1型安全柜不能用于有挥发性有毒化学品和挥发性放射性核素的实验。
2.1.2 Ⅱ级A2型安全柜的特点：
前窗操作口流入气流的最低平均流速为0.50m/s;
下降气流为部分流入气流和部分下降气流的混合气体,经过高效过滤器过滤后送至工作区 ;
污染气流经过高效过滤器过滤后可以排到实验室或经安全柜的外排接口通过排风管道排到大气中；
安全柜内所有生物污染部位均处于负压状态或者被负压通道和负压通风系统环绕。
Ⅱ级A2型安全柜用于进行以微量挥发性有毒化学品和痕量放射性核素为辅助剂的微生物实验时,必须连接功能合适的排气罩。
2.1.3 Ⅱ级B1型安全柜的特点：
前窗操作口流入气流的最低平均流速为0.50m/s;
下降气流大部分由未污染的流入气流循环提供,经过高效过滤器过滤后送至工作区 ;
大部分被污染的下降气流经过高效过滤器过滤后通过专用的排气管道排人大气中；
安全柜内所有生物污染部位均处于负压状态或者被负压通道和负压通风系统包围。
如果挥发性有毒化学品或放射性核素随空气循环不影响实验操作或实验在安全柜的直接排气区域进行 ,Ⅱ级B1型安全柜可以用于以微量挥发性有毒化学品和痕量放射性核素为辅助剂的微生物实验。
2.1.4 Ⅱ级B2型安全柜的特点：
前窗操作口流入气流的最低平均流速为0.50m/s；
下降气流来自经过高效过滤器过滤的实验室或室外空气 (即安全柜排出的气体不再循环使用 )；
流入气流和下降气流经过高效过滤器过滤后通过排气管道排到大气中,不允许回到安全柜和实验室中 ;
所有污染部位均处于负压状态或者被直接排气(不在工作区循环)的负压通道和负压通风系统包围。
Ⅱ级B2型安全柜可以用于以挥发性有毒化学品和放射性核素为辅助剂的微生物实验。
2.2 了解了生物安全柜的级别及其区别，我们就来了解一下，安全柜测试中我们一般都测试哪些项目，测试中又有哪些问题：
我们常规的测试参数包括：安全柜垂直气流平均风速、气流流向、工作窗口进风平均风速、洁净度、噪声、照度、送风高效过滤器检漏、排风高效过滤器检漏。
2.2.1 安全柜垂直气流平均风速：YY0569-2011《Ⅱ级 生物安全柜》中要求安全柜垂直气流平均风速为0.25 m/s ~0.5m/s，JG 170-2005《生物安全柜》中要求安全柜垂直气流平均风速为0.25 m/s ~0.4m/s。在测试中，有部分的安全柜达不到规范的要求。达不到此要求，一般都是因为安全柜送风机故障或者送风高效过滤器多年未更换而堵塞，阻力变大导致的。找到原因维修后，复测一般都可以达到规范的要求。也有个别是参数设置的偏小导致的，这种情况直接调整参数设置值即可。
图1 安全柜垂直气流平均风速测试情况
2.2.2 气流流向：所有安全柜都是负压柜，因此要求气流明显向内无外溢，无穿越工作区气流。在测试中，有部分安全柜达不到规范的要求，以B2的柜子居多，主要原因是B2柜子的外置排风机不能正常工作。排风机正常运转，且管路无漏风无堵塞，安全柜都不会有外溢。送风不畅时会导致有穿越工作区的气流。
图2 安全柜气流流向测试情况
2.2.3 工作窗口进风平均风速：YY0569-2011《Ⅱ级 生物安全柜》和JG 170-2005《生物安全柜》中要求Ⅱ级A1安全柜工作窗口流入气流的最低平均流速为0.40m/s，Ⅱ级A2、Ⅱ级B1、Ⅱ级B2安全柜工作窗口流入气流的最低平均流速为0.50m/s。在测试中，有部分安全柜达不到规范的要求，主要原因是排风不畅，排放量偏小。有排风高效过滤器堵塞导致的，也有排风阀开度太小导致的，还有的是外置排风机故障或者外置排风机与机子本身不匹配导致的。甚至还有的是排风管道采用软管，阻力太大导致的。在测试中还遇到过排风软管因放置不当出现死折导致的排风不畅。各种各样五花八门的原因。
图3 安全柜工作窗口进风平均风速测试情况
2.2.4 洁净度：规范要求安全柜的级别为ISO 5级，也就是我们通常所说的百级。在测试中有一部分是达不到规范要求的。有的是因为送风不足，有的是因为过滤器本身损毁，有的是过滤器安装的问题，有的是灯管等地方泄漏。
图4 安全柜洁净度测试情况
2.2.5 噪声：YY0569-2011《Ⅱ级 生物安全柜》中要求安全柜噪声不大于67dB(A)，JG 170-2005《生物安全柜》中要求安全柜噪声不大于65dB(A)。在测试中，大部分安全柜噪声均超过规范要求。有的是因为风速过大，有的是风机本身的噪声很大，有的则是两者兼而有之。
图5 安全柜噪声测试情况
2.2.6 照度：YY0569-2011《Ⅱ级 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。在测试中，有一小部分安全柜达不到规范的要求，大部分照度都高于规范要求。尤其是黄灯光的，大部分都是1000 lx以上。
图6 安全柜最低照度测试情况
图7 安全柜平均照度测试情况
2.2.7 送风高效过滤器检漏：使用扫描法检漏。有个别的安全柜有泄漏。在测试中有的是滤芯被水泡过或者人为损毁的而导致泄漏。有的是边框泄漏。有的是灯管安装位置泄漏。曾经感触最深的是有一台安全柜灯管处从柜顶可以直接看到操作台。洁净度检测合格，但是送风高效过滤器检漏不合格。由此可见，洁净度检测和送风高效检漏测试的结果还是有区别的。
2.2.8 排风高效过滤器检漏：没有排风管道的使用扫描法检漏，有排风管道的使用效率法检漏。在测试中，极少数的不合格。一般都是因为使用不当造成的。比如排风管道安装有问题导致雨水倒灌，将过滤器泡水了。没有管道的有可能因为外力导致高效过滤器破损。这些都可以导致排风高效过滤器泄漏。排风高效过滤器泄漏，潜在的生物风险很大。这也就说明了排风高效过滤器检漏的重要性。
2.2.9 以上都是检测中遇到的一些问题，其实在现场测试中，除了物理参数的问题之外，还有许多是因为选型错误而导致的风险。其实规范中已经很明确的写明了每种型号的安全柜都适用哪些实验，但是在实际使用中，还是有一些因为不懂得安全柜的原理，导致选型的错误，进而给使用者带来很多的风险。
曾经在测试中就见到过，化疗药的配置室选用了Ⅱ级A2型的生物安全柜且没有安装排风管道，这显然是不合适的。配置化疗药，本身对环境的要求并不高，但是对于排放的要求就很高了。挥发出的化学气体对人体的损害很大，必须要排走，因此应该选用Ⅱ级B2型的生物安全柜。而这些选用了Ⅱ级A2型的生物安全柜的配置室，操作人员本身不清楚安全柜的性能，在里面配置各种高挥发性的化疗药，然后都排放在了室内，工作人员被动呼吸这些含有化疗药的空气，长期接受这种高污染源的气体，对身体的损害是非常大的。由此可见，生物安全柜的正确选型也是非常重要的，和生物安全柜的年检一样的重要。
3 结论
综上所述，生物安全柜的选型和生物安全柜的年检对于生物安全界的生物安全意义重大，不容忽视。我们作为第三方检测单位，除了监督检测生物安全柜的安全性外，对安全柜的使用人员或者购置人员，普及安全柜的选型知识等也是刻不容缓的。让那些潜在的风险不再危害一线的工作人员，让我们的生物安全柜真真正正的做到安全。
备注：本文收录于第21届暖通空调制冷学术年会（2018年10月23～27日，中国·三门峡）论文集。版权归论文作者所有，任何形式转载请联系作者。
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