高等级生物安全实验室常见环境风险及预防措施

＊赵 逸

（吉林省卫生监测检验中心 吉林 130062）

目前我国高等级生物安全实验室建设已经取得了一定的成就，但就环境安全方面来看与西方发达国家还存在一定的差距，相关研究指出，病原体研究试验工作人员发病率相比较普通人群较高。国内外也多次出现实验室研究人员病原体感染情况，甚至产生试验微生物意外泄漏到外环境,导致群体性病原体感染以及死亡。因此,怎样防止实验室因感染性泄露对外环境造成的潜在影响,对建立健全我国高等级生物安全实验室管理体系以及风险应急体系有着重要的意义。为此需要我们立足于我国基本国情，对现阶段我国高等级生物安全实验室常见环境风险和建设中存在的问题进行深入分析，并制定适合我国的预防措施，提高实验室环境安全系数，为降低实验室相关工作人员发病率提供良好的保证，尽最大程度减少实验室对环境和周围居民的影响。对此相关部门要从多方面出发，制定并严格执行环境评价手续，建立健全高等级生物实验室综合管理体系。

1.BSL建设现状

BSL即高等级生物安全实验室，21世纪以来，随着经济水平的快速发展和疾病谱的变化，各种传染病在各个国家开始肆虐，突发公共卫生事件严重影响社会正常秩序和国家发展，同时也对疾控中心和相关预防工作提出了更高的要求，这关系到人类生命安全和文明的进步，因此高等级生物安全实验室建设及相关问题是目前亟待解决的卫生工作任务[1]。

我国BSL建设开始于20世纪80年代，随着近些年来我国各种突发公共卫生事件的频繁发生，BSL建设得到了迅猛发展，国家增加了对BSL建设的资金投入力度，并逐渐完善疾病预防控制体系，为促进社会稳定、居民健康和卫生公共安全提供了良好的保证，自此全国各地开始建立健全相关疾病预防体系，响应国家的号召，建设新的疾控中心和高等级生物安全实验室，在办公条件、环境安全和预防措施的实施等方面都实现了巨大进步。高等级生物安全实验室为突发公共卫生事件的管理提供了良好的安全设施，为居民提供更好的医疗服务，促进社会稳定发展，进一步提升我国经济水平和综合国力。

2.存在的问题

BSL在建设过程中受到各种因素的影响往往会出现各种各样的问题，回顾性分析以前BSL中出现的工作人员感染情况，发现国内外高等级生物安全实验室中工作人员感染死亡的病例不在少数，因此，安全预防系统建设刻不容缓。根据相关研究结果显示，高等级生物安全实验室中感染性病毒大多可以在暴露环境中生存半小时，时间最长可达半年甚至数年，这些感染性物质常见于实验室中的空气、固体垃圾、液体废物等环境中，如果处理不当可诱发疾病感染甚至成为疾病暴发的源头。

在我国BSL建设存在的主要问题是久拖不验等现象，根据我国相关部门调查结果显示，我国2008年以前受理审批的23个高等级生物安全实验室有四家还未投入建设，在投入运行的实验室中部分缺少环境保护竣工验收的环节。据调查显示，部分高等级生物安全实验室没有审批和验收的主要原因包括建设标准的改变、建设场址的变化、工作人员变动和建设内容变化等，与此同时，由于相关工作人员缺乏环境保护意识，导致忽视了相关工作竣工环节验收相关工作对高等级生物安全实验室建设的重要意义，出现了久拖不验的现象，还有部分BSL建设相关内容与我国相关法律规定背道而驰，环境保护工作不到位，出现了防护距离设置不当的问题，导致附近居民受到高等级生物安全实验室建设的影响。

3.BSL常见环境风险

(1)防护距离

安全防护距离的正确设置是降低传染风险的重要途径，目前我国大部分BSL安全防护距离为50m，但缺少在极端环境中的测试。当发生严重实验事故时，BSL周围500m内的人员需要紧急疏散，500m到1000m范围内的人员需要采取相应的防护措施，但如果发生严重的泄露事故，则会对周围人员产生严重伤害，因此防护距离是BSL常见的环境风险之一。

(2)各种风险环节

BSL处理生物性废物的环节较为复杂，大大增加了病原微生物的传播几率，目前BSL中各种处理环节的危险因素主要包括以下几个方面：第一，生物性废物的储存和运输，在面对地震等自然灾害时，实验器皿中的感染性物质会被暴露在空气中，对工作人员的身体健康产生严重的危害。第二，相关设备的故障和实验操作的影响，工作人员在实验过程中如果由于操作不当引发器皿破裂，会导致各种化学物质和有毒物质发生泄漏，此外高效空气过滤器、检测系统、自动连锁关闭系统等相关设备发生故障也会造成病原微生物的感染和传播。

(3)BSL中“三废”的处理

“三废”处理的各个环节也是BSL的环境危险因素，在处理过程中受各种因素的影响导致处理结果不符合标准或者在处理过程中发生感染，例如过滤器安装不正确、样本离心、攻毒实验事故、高压灭活不彻底、高效过滤器滤膜受损等，都会对周围环境和工作人员产生危害[2]。

4.BSL做好预防管理的具体措施

加强BSL安全管理需要社会各界从多个角度出发，深入分析BSL建设过程中存在的问题和相关环境危险因素，以安全保证为基本前提，建立健全环境风险防范系统，提高相关工作人员安全管理意识，加强实验室安全管理，严格执行国家规定的相关环评标准，综合分析自身在发展中遇到的阻碍，优化项目选址，保护周围居民的身体健康，做好物理隔离分区，注重负压通风过滤隔离技术的应用，建设安全高等生物实验室，健全BSL建设风险防范体系，促进社会稳定发展。

(1)完善环境评价手续

为减少未批先建和久拖不验等现象的发生，相关政府部门要进一步加强环评工作强度，完善项目环境影响评价审批工作流程，提高相关工作人员专业素养，为BSL建设审批节省时间，让BSL建设项目尽快投入使用[3]。基于此，全国各地的环保部门要尽到监督的责任，对尚未投入建设的BSL项目进行督促，开展相应的环评专项整治工作，对由于各种原因引起的未通过审批就投入建设的BSL项目要加大工作力度，督促其尽快补齐相关手续。对投入运行的BSL项目要检查其是否通过竣工环境保护验收，如果没有则应该督促其尽快提交相关申请，并按照相关标准对BSL项目环境安全环节进行验收，建立健全环境评价制度，对运行稳定的BSL项目进行定期评价，将防护距离、安全管理等工作内容纳入到重点工作内容当中，促进每个BSL建设项目的安全运行，并根据项目运行过程中存在的缺陷予以防范建议，制定可行性较高的防范措施实施计划，促进BSL建设平稳发展。

(2)科学选址

BSL建设项目地址的合理选择是重要的防范措施之一，如果BSL与居民区之间的距离过近的话则会增加居民感染的可能性，容易引起传染病的暴发，因此合理的选址是BSL安全建设的首要步骤。BSL与其他常规建设项目不同，如果感染源泄露到暴露的环境当中，就会在环境和人类之间进行传播，造成生物安全事故，基于此BSL建设选址应该从以下几个方面进行考虑：BSL建设选址的区域要符合城市规划，地址的选择要符合BSL对环境的要求，例如地质条件、温度条件、湿度条件、人流量、周围建筑物和地形条件等，根据城市的风向进行选择，尽量选择在下风向与河流的下游段，避免实验污染废水和废气随着风向和河流走向对居民产生影响。此外，BSL的建设还需要完善的基础设施，例如良好的供电、供水和排污等基础条件，一般选择城市郊区，人流量较少的地方，避开居住区和商业中心区，BSL建设中心与居民区之间的距离不得少于三百米，周边没有畜牧业和养殖业，且该地发生自然灾害的几率较小，最大程度的降低自然环境对BSL运行的影响。总而言之，正确的选址是提高BSL建设项目风险防范系数的第一步，也是最重要的一步，因此相关建设工作人员要综合分析以上选址标准，科学分析影响BSL建设地址的因素，减少环境因素对BSL的影响[4]。

(3)BSL的建设要求

BSL的内部和外部建设要符合保护环境的相关标准，而实验室内空气污染的正确处理是降低感染率的主要途径，基于此，在建设过程中相关工作人员要严格按照实验室建筑结构要求和布局进行BSL的建设，坚持“盒子中的盒子”的基本建设原则，做好实验室中污染气体的安全排放。

①物理隔离分区

物理隔离分区指的是采用物理隔断的方式对污染气体进行隔离，物理隔离分区结构建设大大降低了污染气体的排放，用密闭围墙和封闭安全门将污染空气与正常空气进行区分，本文以BSL-3实验室为例，对物理隔离分区的具体结构进行了阐述。BSL-3实验室物理隔离分区主要分为五个部分，分别为清洁区、缓冲区1、半污染区、缓冲区2和污染区，其中清洁区主要是工作人员用来淋浴和更换衣物的区域，经过第一个缓冲区后工作人员到半污染区进行相应的准备工作，经过第二缓冲区后进入污染区。其中污染区和半污染区被非污染区所包围，其他部分相关连接，两个缓冲区两侧均设置有自动安全门，避免工作人员开门造成的污染，且两扇门不同时打开和关闭，最大程度的限制了污染气体的流动，与此同时通过负压通风的设置，还能够限制污染后的空气向外扩散，从而达到减少空气污染的目的。

②负压通风技术的应用

负压通风是BSL-3常用的空气过滤技术，该技术的应用原理是借助空气流动的速度和方向对其进行有效控制并将污染空气进行过滤后排放，最大程度的降低了空气中的细菌和病毒的含量。在BSL中要保证各个区域间的空气压力保持一致，这一操作的主要目的是降低生物性气溶胶泄露的风险，其中清洁区的大气压要与外界气压保持一致，而半污染区与外界气压差值一般为-20Pa，缓冲区与外界气压差值一般为-40Pa，而污染空气的排放要经过层层筛查和反复测量，将污染空气经过高效空气过滤器进行处理后排放。在常规的BSL中要将过滤器安装在指定的位置，例如排风口前端，选择排风口前端的安装位置主要目的是避免排风管道被污染，一般污染空气在BSL中的排放流程从室内污染空气开始到排放到外环境中停止，其中经过高效空气过滤器、生物安全柜和排风口，要严格按照污染空气的处理流程进行排放，保证排放后空气的清洁性，切断传染源[5]。

(4)严格按照标准处理“三废”

BSL中“三废”指的是生物性废气、生物性废水和生物性固体废物，根据相关实验研究结果表明，实验室中的病毒和细菌可以在暴露的环境中生存半小时或数天，甚至有的病原体可以脱离相应的环境生存数年，因此如果没有科学处理BSL中的“三废”，则可能成为疾病爆发的传染源，导致突发公共安全卫生事件的发生，严重威胁到人类的生命健康。基于以上内容，BSL相关工作人员要综合分析自身条件，选择合适的“三废”处理办法，严格按照国家规定的相关标准进行污染物质的排放，合理使用高温高压灭菌器等设备，相关工作人员要定期检查相关设备是否正常运行，定期养护和维修，避免设备故障引起感染事件。

①生物性废气安全管理

根据国内外研究结果显示，86.6%的生物性废气会产生微生物气溶胶，是造成不明原因感染的重要途径，而实验室工作人员发生感染则是由气溶胶导致的，目前大多数BSL运用的生物性废气处理技术为负压通风过滤隔离技术，通过对空气流通的方向和速度对其进行过滤处理。相关数据显示，该过滤技术对0.3μm的空气粒子可以达到99.97%的过滤度，而生物性废气中有害物质粒子一般为1μm到5μm，能够达到100%的清除效果，将生物性废气有效的转换为清洁空气，达到排放标准。对此各大BSL要采用符合国际标准的净化系统，采用高段粒子空气净化器，严格按照BSL设计规范进行净化器的安装，除了采用以上技术外，BSL还会采用熏蒸、蒸汽消毒等辅助手段，提高排放空气清洁度[6]。

②生物性废水安全管理

BSL中产生的废水按照排放标准可分为普通废水和生物性废水，其中普通废水对自然环境和人体健康无影响，可以直接排放，而生物性废水则含有传染性质较强的微生物，需要采用特定的处理方式进行集中排放。目前BSL常用的生物性废水处理方式有化学消毒和物理消毒，二氧化氯消毒是应用范围较广的化学消毒手段，具有杀菌效果强、时间短和应用范围广等优势，除此以外还有臭氧消毒和碱消毒等化学消毒方式。物理消毒主要通过高压灭菌柜等设备来完成，可以基本消灭掉废水中的有害物质，通常与化学消毒方式联合使用，从而提高杀菌率。

③生物性固体废物安全管理

BSL中产生的生物性固体废物从处理难度上来讲要高于生物性废水和废气，处理手段需要根据废物的具体性质来决定，通常坚持就地消毒再处理的基本原则，在实验过程中产生的固体性废物主要有一次性隔离衣、口罩、实验器皿、动物标本、排风过滤材料和动物排泄物等，都有可能成为病原微生物的宿主，因此要根据废物危害性质的不同选择合适的处理方式。对于体积较小的废物可以采用高压蒸汽消毒，较大的则在实验室中先进行分割再进行焚烧处理，动物尸体采用冷冻储存并交由相关部门进行专业处理。此外，还可以采用酒精消毒和含氯消毒液消毒作为有效的辅助手段，将处理完成后的废物交由相关部门处置[7]。

5.结束语

综上所述，高等级生物安全实验室建设对我国公共卫生事业的发展至关重要，现阶段我国BSL建设还存在很多的问题，为促进高等级生物安全实验室建设平稳健康发展，需要综合分析其相关环境危险因素，并从这些危险因素出发，制定科学的预防措施，提高实验室工作安全性，为工作人员打造安全的工作环境。基于此，国家要加大对BSL建设的资金投入力度，建立综合安全管理体系，科学处理BSL中的“三废”，完善环境评价手续，科学选址，实验室建设要严格按照相关标准进行，避免安全事故的发生，保证工作人员和周围居民的生命安全。