孟宪宇

[摘要] 生物安全三级实验室（Bio-safely level-3，BSL-3）是目前从事感染性病原微生物研究的主要实验活动场所，相应的生物安全防护措施也有其独特的特点，为了降低生物危害风险，提高生物安全意识，该文通过对BSL-3实验室的防护原理及运行维护要求进行阐述，为实验室工作的开展提供有益的支持。

[关键词] 生物安全三级实验室；防护；维护

[中图分类号] R19 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2018）02（b）-0157-02

实验室生物安全防护水平分为一级、二级、三级、四级，其中生物安全防护水平为三级的实验室（BSL-3实验室）适用于操作能够引起人类或者动物严重疾病，比较容易直接或者间接在人与人、动物与人、动物与动物之间传播的微生物，是研究感染性病原微生物的主要实验活动场所。操作这些高致病性病原微生物存在很高的生物安全风险，一旦发生生物安全事件或事故，不仅涉及实验室工作人员的个人健康及人身安全，更有可能会给人群、动物、植物带来不可预计的危害。目前我国通过国家认可委认证的BSL-3实验室有30余家，承担着多项国家级、省级科研项目，为我国的传染病预防及治疗研究工作提供了强有力的技术支持，因此做好生物安全防护工作不仅是BSL-3实验室正常运行的前提条件，也是科研工作顺利开展的有力保障。该文通过结合现行的国家标准《实验室生物安全通用要求》（GB19489-2008），重点对生物安全三级实验室的防护原理及运行维护方面进行分析阐述。

1 BSL-3实验室的防護原理

由于BSL-3实验室操作的对象为感染性很强的病原微生物，因此做好实验室的内、外部防护工作至关重要。在操作感染性病原微生物的过程中，避免不了的会产生一定的有害气溶胶（悬浮于气体介质中的粒径一般为0.01～100 μm的固态或液态微小粒子形成的相对稳定的分散体系），除了要保障操作人员的人身安全，避免职业暴露事件的发生，还要防止病原微生物气溶胶向外界环境的扩散。

概括的说，BSL-3实验室的防护是利用实验室内部的负压条件，形成由外向内的定向气流，定向气流带走感染性病原微生物气溶胶，并通过高效空气过滤装置过滤后，将无害的空气排出。BSL-3实验室的防护原理主要体现在防护用品用具、防护设备、防护设施及防护意识4个方面，具体如下。

1.1 防护用品用具方面

实验人员在BSL-3实验室操作感染性病原微生物时应做好自身防护，穿着防护服，同时佩戴护目镜、口罩、手套等必要防护用具用品，通过有效的个人防护，避免与病原微生物发生直接接触。

1.2 实验防护设备方面

实验室应当配置有专业的防护设备，例如生物安全柜。生物安全柜是具备气流控制及高效空气过滤装置的操作柜，可有效降低实验过程中产生的有害气溶胶对操作者和环境的危害，通过气流的定向流动避免了病原微生物与实验人员的接触，阻止了气溶胶向安全柜之外扩散，同时利用内部高效空气过滤装置的过滤作用去除有害颗粒。

为进一步确保实验室的洁净，应根据操作的感染性病原微生物的特性，通过双扉高压灭菌器、过氧化氢消毒机等消毒装置进行有针对性的消毒处理，包括：空气、表面、仪器设备、废物、废液等。

1.3 实验室防护设施方面

BSL-3实验室设计建造时应考虑与建筑物中其他区域隔离，或为独立建筑物，形成一个相对封闭的空间。实验室内部则应设置有缓冲间，设置在被污染概率不同的实验区域间的缓冲间既可避免工作人员直接进出实验室核心工作区域，又可以在核心工作区出现正压的情况下，减缓病原微生物气溶胶的进一步扩散。缓冲间也可根据实际需要设置机械通风系统，且双门应具有互锁功能，不能同时处于开启状态。缓冲间的设置和实验室相对独立的构造形成了两道防线，起到了双重防护的重要作用，能够切实有效地降低病原微生物气溶胶外泄所带来的风险。

由于BSL-3实验室具有独立的排风系统，实验室与外界环境形成了气压差（差值不小于-30Pa），产生了由小污染概率区域流向大污染概率区域的受控制气流，保证了核心区域病原微生物气溶胶的定向排放。实验室内部的定向气流在排风系统中高效空气过滤器（HEPA）的过筛、沉降、惯性撞击、离子扩散等作用下，可有效地滤除气溶胶颗粒，将安全的空气排放到外界环境。

1.4 个人防护意识方面

BSL-3实验室从设计建造到设备设施的配置都在最大程度上的保障了对生物危害的防护，但作为实验活动的主体，实验室工作人员不应仅仅依赖实验室设施、设备来保证实验活动的安全，还需加强必要的生物安全知识学习，提高生物安全防护意识，要了解BSL-3实验室的运行原理，掌握相关设备的操作使用及应急处理技能，并严格遵守BSL-3实验室运行管理规定，规范操作。实验室工作人员应事先对操作的病原微生物及实验活动进行评估，了解实验活动的潜在风险，进一步制定合理的实验方案，确保在生物安全风险可控制状态下开展相关实验活动。

BSL-3实验室的防护原理是以硬件设备、设施为基础，结合实验室工作人员的自身安全防护意识，形成全方位的有效保护屏障，实现了最大限度的防护作用[1]。

2 BSL-3实验室的运行维护

BSL-3实验室由通风、供电、供水、灭菌等多个相对独立的系统单元整合而成，每个功能部分都发挥着自己关键的作用，各系统的正常运行是BSL-3实验室顺利运转的重要保障。目前国家现行实验室管理标准为《实验室生物安全通用要求》GB9489-2008，BSL-3实验室运行维护相关工作应依此开展、实施，主要有以下几个方面。

2.1 生物安全柜的维护保养

生物安全柜是BSL-3实验室的主要操作平台，是实验室生物安全防护的一道重要屏障。日常维护工作应注意检测送排风连锁匹配情况，避免生物安全柜启停时出现压力波动过大；检测窗口高度报警及气流组织报警，防止窗口过高、过低对气流产生影响，避免气流出现紊乱；监测高效空气过滤装置的过滤效果，并及时对不符合要求的过滤器进行更换；检测内部照明装置，保障实验操的作顺利进行。

2.2 通风及HEPA压力监测系统维护

BSL-3实验室内部负压环境是通过通风系统的排风量大于进风量得以实现，为实验室提供了稳定的定向气流。通风系统主要由送排风机组、空调、管路、阀门等构成。应定期对送排风机组进行维护保养，保证机组启停及切换顺畅，避免出现风机故障；注意监测空调制冷、制热、加湿、除湿能力（温度范围：18～26℃；湿度范围：30%～70%），为实验室提供适宜的工作环境，并及时排出加湿管道中产生的凝水；检查管道密闭情况，检查不同工况时阀门的指令接收、开度执行等情况，保证阀门开闭灵活；监测HEPA压力变化，通过对风速、风压的检测，了解HEPA的工作状况，对不符合过滤及送排风要求的过滤器应及时更换。

2.3 供水、供气方面

要确保实验室核心区、缓冲间等用水正常；保证高压灭菌器所用软水处理系统运转正常；定期检查管道及储水系统。另外，如实验室配置有二氧化碳孵育设备，还应检查二氧化碳的供气压力及储气情况，做好补给工作。

2.4 双扉高压灭菌器维护

应对其所使用的压力表、压力阀定期送相关部门进行检测，检测合格后方可使用，未通过检测的，应及时更换。除此之外，还需检测双门密封及双门互锁等情况，确保其能够安全运行。由于高压灭菌器属于特种设备，还应注意设备的设计使用年限，做好对高压灭菌器的整体检测安排[2]。

2.5 电力供应设施的检查

BSL-3实验室的运行完全依靠电力能源，为避免断电情况的发生，BSL-3实验室多数采用了双路市电供电方式，同时配置有UPS（不间断电源）供电系统。应定期检查双路市电间及市电与UPS供电切换情况，确保切换顺利，避免发生断电事故。还应定期检查供电线路，对老化破损线路进行更换；定期检查UPS蓄电池充放电、负载工作状况，发现触点腐蚀、电池膨胀等情况，应及时进行相应更换。

2.6 照明系统维护

定期检查实验室内各照明设施的工作情况，包括日常照明及应急照明系统，保证实验室核心工作区域的照度不低于350 lx，其他區域照度不低于200 lx；应急照明系统应满足在应急情况下持续照明能力不少于30 min。

2.7 通讯、监视系统

该部分设施是实验室内外联系的重要保障，应确保相关线路的畅通，保障电话、传真及其他电子设备应能够正常使用，通话质量清晰，实验室内部资料及数据能够顺利的通过传真设备传出。监视系统是观察实验室内部工作情况的主要途径，应确保相关线路的畅通，保证视频清晰，可以实时监视内部状态，并存储相关视频资料。监视范围不应出现死角，尤其是在核心工作区域。

2.8 自控、监测及报警系统维护

定期检查实验室的门禁系统，保证只有获得授权的人员才能进入，检测实验室互锁门的互锁情况及紧急手动解除互锁开关，保障互锁系统的正常工作，同时，在应急情况下，可以通过紧急手动开关开启互锁门；保证能够实时监测实验室内压力及气流变化，保障在设备启停时压力呈有序梯度变化，避免造成瞬间压力变化过大及气流紊乱的情况，对实时监测的实验室及内部设备、设施的运行参数、数据能够进行记录及存储；测试一般报警及紧急报警系统，确保紧急情况发生时报警系统能够向实验室内外同时发出报警信号，确保实验室内紧急报警触发按钮正常工作。

2.9 中央控制设备维护

中央控制区主要承担着监测BSL-3实验室运行状况、观察实验室内部情况、联系内部人员、管理提示内部活动等职责，完全掌握着BSL-3实验室整体情况，是BSL-3实验室正常运行的核心枢纽。应定期测试中央控制区的软、硬件设备运行情况，导出存储实验室运行相关数据。

2.10 换季巡检

季节的变换对各系统的工作情况影响较大，特别是对温湿度比较敏感的管道系统，应注意按时对BSL-3实验室进行全面的检查测试，发现问题应及时解决，确保实验室正常、稳定的运行[3]。

3 总结

BSL-3实验室各组成系统间联系较为复杂，对其运行防护基本原理的充分了解是保障实验室正常运转的前提条件，同时通过日常良好的、全面的维护工作，也能使实验室运行得更加稳定、持续，既有利于实验室工作的管理，又有效地为科研工作的开展提供了持续稳定的支持。

[参考文献]

[1] 李勇，赵卫，邢文革，等.生物安全三级实验室原理与应用[J].中国家禽，2010，32（11）：37-39.

[2] 李婵，翁景清.Wincc 监控系统在生物安全三级实验室的应用[J].浙江预防医学，2015（5）：532-534.

[3] 蒋晋生，卢金星，王小勇，等.生物安全三级实验室监控系统应用研究[J].医疗卫生装备，2013，34（3）：19-22.

（收稿日期：2017-11-19）