二英检测实验室：专注于疾病预防控制中心暖通空调设计

二英通常指具有相似结构和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物，属氯代含氧三环芳烃类化合物，包括75种多氯代二苯并-对-二英和135种多氯代二苯并呋哺，缩写为PCDD/Fs。被研究得最为充分的有毒二英为2位、3位、7位、8位被氯原子取代的17种同系物异构体单体，其中，2，3，7，8-四氯二苯并-对-二英(2，3，7，8-TCDD)是目前所有已知化合物中毒性最强的二英单体，且还有极强的致癌性和极低剂量的包括环境内分泌干扰作用在内的多种毒性作用。

二英类物质是燃烧和各种工业生产的副产物，目前，为了木材防腐和防止血吸虫使用氯酚类药剂造成的蒸发、焚烧工业的排放、落叶剂的使用、杀虫剂的制备、纸张的漂白和汽车尾气的排放等是环境中二英的主要来源。二英类物质检测的相关标准如表5-16所示。

表5-16　二英类物质检测的相关标准

二英检测实验室可开展化工产品、环境中飞灰、底泥、水和各类食品如鱼类、奶粉、猪肉、牛肉、羊肉、油脂、食用油、水、液体奶以及动物饲料等产品的二英分析检测。二英实验室的建设须依循《疾病预防控制中心建筑技术规范》、《危险废物(含医疗废物)焚烧处置设施二英排放监测技术规范》(HJ/T 365—2007)、《环境二英类监测技术规范》(HJ 916—2017)等规范。

二英实验室建设的专业性很强，须经国家计量认证合格或取得实验室认可资质，每年应至少参加一次国际或国内实验室比对试验，在设计和施工方面有很多特殊的要求。下面根据二英检测分析实验室的实际建设经验及相关的文献资料，总结二英实验室的平面布局、空调和通风系统设计、自动控制系统的设置以及废气排放方案。

1.实验室的平面布局

二英实验室的总平面应根据实验室各部分的功能特点和安全、卫生要求，进行合理的功能分区。《环境二英类监测技术规范》对二英实验室的功能区划分作了要求。实验室要严格区分样品的前处理区、标样存放区和高分辨率色质联机分析区。其中:前处理区主要放置前处理过程中的必备设备，如通风柜、索式提取仪、旋转蒸发仪、氮吹仪等;标样存放区是把所有经过前处理后即将进行仪器分析的样品放进冰箱中保存;高分辨率色质联机分析区放置进行仪器分析时所用的高分辨率色质联用仪、分析工作站和数据处理用计算机。

在进行实验室平面布局时还应考虑人流和物流方向，主要以单向性为原则。

人流设计:实验室内人员的流动方向应为控制办公室→更衣间→实验室洁净区。

物流设计:实验室物料的流动方向应为样品准备区→样品前处理区→样品区→高分辨率色质联机分析区。

典型二英检测实验室实验工艺平面如图5-17所示。

图5-17　典型二英检测实验室平面布局示意

2.实验室空调和通风系统

《疾病预防控制中心建筑技术规范》对二英检测实验室这类特殊实验室的环境控制参数作了要求，如表5-17所示。

表5-17　二英检测实验室环境控制参数表

李丽东等人(2007)更加具体地给出了二英实验室各功能分区工艺对环境的要求(洁净度及房间压力)，如表5-18所示。

表5-18　二英实验室工艺对环境的要求(www.xing528.com)

二英实验室功能分区较多，污染程度各异，多数为洁净实验室，首先需要根据各功能区的污染程度对其净化空调系统进行划分。在二英实验室中污染最严重的是降解间，即废物存放区。该区存放前处理过程中产生的大量废液和废物，所以在设计时考虑负压最大。预处理过程也会产生一些二英废气，因此，预处理间(前处理间)压力也设定为负压。最洁净区域为仪器分析间，该区只进行超痕量样品仪器分析操作，所以压力设置为最高，而且仪器分析间内高分辨磁质谱仪和高分辨气相色谱/质谱联用仪(GC-MS)等对环境的温、湿度有一定要求。

根据如上分析，可将净化空调系统分为2~3个。预处理间及降解间等由于实验室内有二英气体，因此应采用全新风直流空调系统;仪器分析间无污染且由于其仪器使用的特殊要求，建议配置独立恒温恒湿净化空调系统;辅助区采用常规舒适性空调系统即可。当辅助区无人工作时，可关闭该区域空调系统。

洁净空调系统的气流组织宜采用上送下排，尽量避免上送上排，防止有毒有害气体在从下面向上排出的过程中进入人体内。风口布置时应注意，送风不要正对仪器，排风应设置于污染物浓度较高的区域。

预处理间一般设置有通风柜，对此前面章节已经做了比较详细的介绍。这里需要注意的是，应设置与变风量通风柜排风系统连锁控制的补风(净化空调)系统。

3.自动控制系统

(1)温、湿度控制

监测各个房间的温、湿度，监测送排风管的温、湿度，调节送风空调机组表冷器及加热管道上的电动两通调节阀调节水量，调节加湿器的电动调节阀，满足室内温、湿度要求。

(2)压力梯度控制

各区域送风支管上安装定风量阀门，排风支管上安装变风量阀门，以恒定的余风量(送风量与排风量的差值)为控制目标，同时加入压力传感器和控制器对余风量的数值进行设定，在保持余风量恒定的前提下，形成“定送风量、变排风量”的压力控制模式。空调送风机和排风机侧采用定静压变频控制，在系统管网的适当位置处设置静压传感器，在保持静压恒定的前提下，通过调节风机转速改变系统风量。

(3)通风柜排风、补风控制

通风柜需保证将面风速维持在0.5m/s。因在使用中通风柜的同时使用数量不尽相同，故要求排风系统采用变频控制措施。同样，通风柜补风系统也应采用变频控制措施，以满足实验室负压要求，并满足不同数量的通风柜启停对不同补风量的要求。

(4)连锁控制

在污染区全新风直流净化空调系统，启动时，排风机应先于新风机启动，停机时逆序。在仪器分析间净化空调系统启动时，送风机应先于排风机启动，停机时逆序。

电加热器与空调机内送风机连锁，电加热器需有过热断电保护和无风断电保护措施。空调送风机组新风入口电动密闭阀、热水管上的电动二通调节阀、加湿器管上的电动调节阀等均与风机连锁。

(5)其他

粗、中、高效过滤器、活性炭过滤器两侧压差超过设定值时，自动报警。

4.废气排放

二英实验室排风系统设计时应独立于其他实验室，防止交叉污染，其实验室排风必须经无害化处理，保证实验环境空气中的有害物质浓度不超过国际标准和有关规定。一般采用活性炭过滤器对排风进行处理，活性炭过滤器的安装应方便检查和更换，并应安装在排风机的负压段。