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合裝置實驗室的設計經驗，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)進行數據處理和管理工作，以減少在污染區(qū)的滯留時間。

   石化聯合裝置實驗室每天的樣品數以百計，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?？稍? 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；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

   實驗室內設置的空調和通風系統，應達到一定的換氣次數，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)定對產生有害氣體房間的換氣次數不少于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。

   對大型實驗室的通風，建議采用變風量通風控制系統(VAV)以實現以下功能：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，應根據實驗產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、雙聯通風柜、單聯通風柜、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中，如氣相色譜分析過程中產生的廢氣和排放氣，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一處理。

  石油化工聯合裝置的實驗室每天有數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，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或火炬系統中，這樣整個過程就實現了密閉操作。

  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。