實驗室工程設計是做好實驗室職業(yè)健康管理的源頭，沒有本質安全、潔凈的工程設計就不可能有安全、潔凈的實驗室。本文結合近年來大型石油化工聯(lián)合裝置實驗室的設計經(jīng)驗，從工程設計角度，提出改善實驗室的職業(yè)衛(wèi)生環(huán)境的措施和建議。

   實驗區(qū)為可能的污染區(qū)，辦公區(qū)為潔凈區(qū)，兩功能區(qū)以阻隔門分開設置。兩功能區(qū)的通風和空調系統(tǒng)獨立設置，且辦公區(qū)室內的空氣壓維持稍高于實驗區(qū)，這樣可避免實驗區(qū)的氣流污染辦公區(qū)。操作人員在完成實驗工作后，可在辦公區(qū)進行數(shù)據(jù)處理和管理工作，以減少在污染區(qū)的滯留時間。

   石化聯(lián)合裝置實驗室每天的樣品數(shù)以百計，在實驗區(qū)設置專用的樣品交接區(qū)和入口，以便樣品登記和預處理后送入相應的實驗區(qū)。在辦公區(qū)設置人流主入口，操作人員進入實驗樓后，完成更衣并穿戴好防護設施后才可進入實驗區(qū)，這樣避免了樣品和人流的交叉污染。可在2 個區(qū)域間設置相應的門禁設施，以方便實驗室的管理。
 

1.3.1 按實驗性質進行功能分區(qū)

   按實驗性質和污染程度將實驗區(qū)進一步劃分為各個功能實驗室，以便根據(jù)各實驗室承擔的分析任務，對可能的污染進行分析和鑒別，并采取不同的通風措施。一般石化實驗室內可按性質劃分為塑料制樣間、物性測試室、色譜分析室、儀器分析室、油品分析室、化學分析室、水質分析室等，其中有些實驗室的污染較重如油品分析室、化學分析室等，這些實驗室需設置更多的通風設施如通風柜、排氣罩等，以達到較多的換氣次數(shù)；而有些實驗室的污染較輕如物性測試室、水質分析室等，這些實驗室可設置較少的通風設施。

1.3.2 對特殊的實驗室進行專門規(guī)劃

   對有特殊污染的測試項目要設置專門的實驗室，并避免對其它實驗區(qū)的污染。一個典型的例子是對高密度聚乙烯裝置鉻系催化劑的分析。未活化的鉻系催化劑粉末可能發(fā)生飛揚，活化（氧化）后催化劑中所含六價鉻為致癌物，鑒于實驗的特殊性，可設置鉻系催化劑專用實驗室，并與其它實驗室隔離，空調、通風等均獨立設置，以避免對其它實驗室的交叉污染。

   也可將這種有特殊污染的實驗室布置在獨立的小建筑物中，或者布置在其它可能的區(qū)域(如工藝裝置區(qū)內靠近取樣點的合適位置)。如果條件不允許，必須設置在實驗室主建筑物中，要采取如上的隔離設置。

2.1.1 保證實驗室內的換氣次數(shù)

   實驗室內設置的空調和通風系統(tǒng)，應達到一定的換氣次數(shù)，以保證室內空氣的潔凈度。SH/T3103-2009《石油化工中心化驗室設計規(guī)范》規(guī)定對產(chǎn)生有害氣體房間的換氣次數(shù)不少于7 次/h，對一般的石化實驗室，正常工作時的換氣次數(shù)選用8～10 次/h 較為適合，對污染程度高或事故時，需選用更高(如12 次/h)的換氣次數(shù)。

   對大型實驗室的通風，建議采用變風量通風控制系統(tǒng)(VAV)以實現(xiàn)以下功能：保持通風設施恒定的排風速率；保持室內的微負壓；保持室內設定的換氣次數(shù)以及減低能耗。

2.1.2 設置局部排風設施

   針對有毒有害氣體和蒸氣，設置局部排風是排除污染的最有效措施。局部排風設施主要包括通風柜、排風罩、萬向排氣罩、排風藥品柜等，其作用是將實驗過程產(chǎn)生的有毒氣體及時排出室外。各種排風設施的大小、高度、排風速率等，應根據(jù)實驗產(chǎn)生污染氣體的性質和位置進行設計（通常排風設施采用0.5 m/s的風速是合適的）。

  對產(chǎn)生污染的實驗可直接在通風柜內進行，相應的儀器設備可直接安裝在通風柜內，可采用桌上型通風柜、雙聯(lián)通風柜、單聯(lián)通風柜、落地式通風柜等，以適應不同的實驗和儀器；排風罩主要用于對產(chǎn)生的有毒氣體進行“定點清除”，位置設置更靈活；帶通風的藥品柜用于存儲揮發(fā)性的試劑和樣品，以避免污染室內空氣。

  對特殊樣品的分析，應根據(jù)樣品性質，對可能發(fā)生的污染配置相應的特殊設施。如上例對HDPE裝置鉻系催化劑樣品的分析，樣品的處理應在密閉手套箱進行，手套箱內通氮密封；樣品分析要在通風柜中進行，通風柜應設置過濾器，以避免樣品泄漏。

  對分析過程中產(chǎn)生的有毒有害氣體，可設計專用的排放管排至實驗室內的負壓系統(tǒng)中，如氣相色譜分析過程中產(chǎn)生的廢氣和排放氣，設計專用放空管通過排風負壓管道排至室外。

  對實驗廢液進行密閉收集后送專業(yè)公司處理或焚燒。如液相色譜的流動相中可能含有有毒有害的揮發(fā)物（有乙腈、甲醇等），這些液體要采用專門的廢液收集罐進行密閉收集后統(tǒng)一處理。

  石油化工聯(lián)合裝置的實驗室每天有數(shù)以百計的樣品從各工藝裝置中取出送至實驗室進行分析，所以建議工藝裝置中含有揮發(fā)性有毒有害成分的樣品取樣點均應采用密閉取樣系統(tǒng)，以避免取樣人員暴露于有害物質。密閉樣品容器送到實驗室完成分析后，應送返工藝裝置，將容器內的殘余物吹掃至相應的低壓系統(tǒng)或火炬系統(tǒng)中，這樣整個過程就實現(xiàn)了密閉操作。

  可能發(fā)生有毒氣體泄漏的實驗室，應安裝相應的檢測報警器。檢測器的安裝位置及檢測范圍應覆蓋所有的危險區(qū)域，檢測信號同時引至實驗室的控制室或工廠的控制中心。

  部分實驗室內會引入大量惰性氣體如氮氣、氦氣等，這些惰性氣體一旦大量泄漏，會造成室內氧氣濃度下降，損害操作人員的健康，因此在可能發(fā)生惰性氣體泄漏的地方應設置氧氣濃度檢測報警器。

  對可能發(fā)生有毒有害物質噴濺的地點，應設置安全淋浴和洗眼器，以便在發(fā)生意外時進行緊急沖洗。

  在實驗室建設過程中，個人防護設施如防護服、護目鏡、便攜式有毒氣體檢測報警器等應計入總投資中。

四、改進分析方法，優(yōu)化儀器配置

   隨著分析儀器的迅速發(fā)展，在石油化工行業(yè)，儀器分析可以替代絕大部分的人工分析。這樣不僅能減少操作人員在化學污染中的暴露，而且能提高分析速度和分析結果的精確度。儀器替代傳統(tǒng)人工分析示例見表1。

  關注儀器發(fā)展和分析方法開發(fā)的新動向，在實驗室儀器配置中仔細研究采用“綠色”分析方法的可能性，是改善實驗室的操作環(huán)境非常重要的一環(huán)。

  投資允許條件下，可以通過提高儀器設備的自動化水平，以減少操作人員暴露在有毒有害環(huán)境中的機會。比如儀器配置自動進樣器以替代人工進樣；采用樣品預處理模塊替代人工樣品處理等，都會減少操作人員接觸污染物質的機會。
 

  專業(yè)的試劑提供商可以提供各種商品化的標樣，這樣不僅大大減少了石化實驗室操作人員的工作量，并且這些專業(yè)化的供貨商還可以通過替代傳統(tǒng)標樣中的劇毒成分來提供相對安全的標樣，這種模式越來越被傳統(tǒng)石化實驗室所接受。

a) 缺乏相關的標準規(guī)范。國內專門針對石油化工實驗室職業(yè)安全衛(wèi)生方面的標準規(guī)范尚不完善，借鑒國外標準盡快制定或完善這方面的行業(yè)或國家標準是當務之急。

b) 工程建設環(huán)節(jié)對實驗室的職業(yè)健康重視不足。設計、審批、采購、建設各環(huán)節(jié)對實驗室的職業(yè)衛(wèi)生重視不足，從設計人員到使用者均應提高HSE認識水平，把HSE當作決策的最重要因素來考慮。

c) 實驗室的職業(yè)衛(wèi)生管理還有待完善。安全、潔凈的實驗室還需要嚴格的管理，才能真正保護使用者的健康和安全。相對國外實驗室，國內石化行業(yè)實驗室在職業(yè)衛(wèi)生管理方面有差距，實驗過程中不穿戴防護設施、在實驗室內飲食等還很常見，這需要管理者加強對員工的職業(yè)衛(wèi)生教育，增強實驗人員的自我防護意識，真正把職工的健康和安全放在第一位。