城市供水是保障城市经济发展、人民生活和身体健康的重要基础设施。根据建设部《城市供水行业2000年技术进步发展规划》要求,第一类水司(最高日供水量超过100万m3)到本世纪末,能做到检验89个水质项目并达到规定的水质指标值,使我国第一类水司的供水水质接近国际先进水平。为此,必须加强各大水司的中心实验室的工作,建立一个完善的现代化的供水水质实验室,是落实第一类水司水质目标的基础环节。
某中心实验室为基础组建了城市供水水质监测机构——国家城市供水水质监测站,并通过国家计量计证,获得了提供检测数据具有公证性的地位。在位于大厦20~22层的新化验中心(监测站),共计建筑面积2630m2,使用面积1800m2。
新的化验中心(监测站)的建设原则是功能既要满足一类水司水质检测的需要,又要考虑21世纪水质检测的发展要求,要科学合理、先进实用、美观大方。在仪器装备、实验环境、安全防护和建筑装修等方面,体现出高起点、高水平、突破传统化验中心的模式。
1 实验室的设计检验能力
(1)自来水水质检验项目共89项(包括Ames试验)。
(2)原水水质检验项目,按GB3838-88为30项,按建设部要求与自来水一样须检验88项(余氯不检),但仍需补充4项:化学需氧量、凯氏氮、总磷、五日生化需氧量,故原水需检92项。
(3)因制水工艺试验需要,另增11项,如藻类、总氮等。
(4)水处理剂检验2项,如聚合氯化铝、石灰。
以上合计,总设计检验能力为106项。
2 建设原则、功能区的划分及科室设置
2.1 建设原则
按照国家设计监督局对实验室认可规范中有关环境条件的要求,作为实验室建设及功能区划分的依据。
a.根据检测项目及不同种类的仪器设备的具体要求,建立相应的实验室。
b.实验室应与办公室隔开,与实验室无关的物品,不得在实验室内存放;与实验无关的活动,不得在实验室内进行。
c.实验室内,仪器室与预处理室应分开。
d.在一间实验室内,会造成相互干扰的检测项目也要分隔开,等等。
表1 功能分区及使用面积分配
表2 科室设备及主要装备、仪器装备
3.1 实验室装备现状
随着科学技术的发展和我国综合国力、经济实力的增强,我国现代实验室的实验装备正在发生变化,即由原来主要以化验盆、沙石、砖头、木材、钢铁等原材料,在现场现做成水泥台、通风柜等实验装备,转变为直接采用组合式成套成型产品。
组合式成套成型产品采用现代新型材料和现代化生产工艺,其优势主要有:产品系列化、结构灵活、实验室布局可调整,耐酸耐碱耐热性能优良、美观耐用、高档豪华、整齐划一、先进实用、安装施工迅速等。
3.2 实验室装备的主要项目
(1)实验台柜包括中央实验台、实验台、边台、仪器台、天平台、药品柜、毒品柜、玻璃器皿柜等。
(2)空调通风设施。在新的化验中心,所有的建筑面积均有空调。通风系统包括通风柜(毒气柜)、排风罩(固定式)、活动式排风罩、排气扇等。
(3)用水设施包括化验盆、洗涤池、化验水龙头等。
(4)安全设施包括消防喷水灭火系统,惰性气体灭火系统,安全柜,紧急事故淋洗器、洗眼器等。
(5)供气设施包括供气站、供气板、用气板及其管路系统等。
(6)电脑管理网络系统。等等。
3.3 实验台柜的选用
据悉,目前国内外有多家不同的大公司分别主产不同品牌、层次、形式、系列的实验台柜,主要有进口的和国产品牌。
这些产品分别代表着不同的档次和水平,并各有特点。
进口品牌实验台柜,除面板外,整体均为全钢制造,设计科学、用料考究、做工精细、美观大方、高档实用;表面静电喷涂特殊油漆,防火防水防酸碱,坚固耐用,不易刮伤。代表着最高档次,但价格昂贵。
国产的实验室台柜外观大方稳重,设计实用;采用全钢结构,坚固耐用;主体采用静电喷涂,不易划伤;面板选用多种优质进口材料,光滑平整,防水防酸防碱。代表着国内同类产品的较高水平,而且价格低廉。
3.4 通风柜的选用
国内外生产厂家和品牌也很多,但性能、价格、式样各异。
一流产品主要有:美国VWR SCIENTIFIC公司的REDSHIP牌和SUPREME AIR牌,美国LABCONCO公司的LABCONCO牌,德国Kottermann公司的Kottermann牌,台湾礼学社有限公司的LABTECH牌。这些属于一流产品,用料设计考究,性能和质量优良,耐腐蚀耐高温,寿命长,气流科学,风机平稳宁静,风门开合开滑自如,外观高档豪华。但价格十分昂贵。
3.5 台柜等台面材料的种类及选用
实验台、仪器台及通风柜等台面材料的选用十分重要,因为化验工作主要是在台柜的面板上完成的,而化验工作通常需要加热或用强酸强碱、有机溶剂等破坏性化学试剂,因此对于台面材料有较高的、特殊的要求,一般要求对高温及试剂腐蚀有一定的耐受力。
国内常用的化验台面有专用实验室理化板、环氧台面、木台面、水泥台面、水磨石台面、贴瓷片台面和大理石台面等,均可根据工作需要适当选用。这里重点介绍一些国外流行的、性能优良的、可在现场切割安装或可自由组合成型的台面材料。
3.5.3 其它
其它台面材料有树脂防火板台面、三聚氰酰胺树脂涂层木质台面、陶瓷台面、聚丙烯台面和贴砖台面等,可根据需要选用。
3.6 化验盆水龙头的选用
国内看到的化验盆水龙头基本上都是铁的、不锈钢的或表面镀铬的优质水龙头。
3.7 排气罩的选用
在实验室,排气罩主要用于蒸馏装置、电热蒸馏水器和产生有害气体的仪器设备(如原子吸收仪、测汞仪等)的排气。按其局部排气功能,可分为两种,一种是固定式的排气罩,另一种是活动式的排气罩。活动式的排气罩有一个可上下左右移动的活动臂,可根据需要在一定范围内移到需要排气的地方。国外驰名的两种排气罩分别为美国LABCONCO固定式排气罩和丹麦活动式排气罩。
3.8 安全柜和紧急事故淋洗器的选用
实验室安全柜用于储存易燃易爆剧毒化学物品,以确保实验室和楼层公共安全。经过多方调研,我们选用了德国Kottermann公司的安全柜,该产品有毒气排泄装置、火警自动闭锁装置和特殊安全报警装置,安全可靠,但价格较贵。
紧急事故淋洗器是用于当有化验事故发生时,特别是有毒或腐蚀性化学药品试剂溅入眼睛或洒在人身上等时,进行紧急清洗。国内外有多种品牌可供选择,我单位选购了美国SPEAKMAN公司的紧急事故淋洗器(兼有淋身和洗眼功能)。
3.9 供气站及其管路系统的选用
实验室里,有些实验及仪器设备(如气相色谱、气质联用、原子吸收、ICP、液相色谱等)需用到多种高纯特殊气体,如氩气、氮气、氦气、乙炔、一氧化二氮和高压空气等,还有的在同一个仪器室如气相色谱室里可能同时放置有3~4台气相色谱仪,而每一台仪器或每个用气点都配备一套独立的供气系统、一套高压钢瓶,不仅没必要,也不安全、不整齐美观。因此需要有一个集中供气的供气站及将所需气体分配到各实验室、各仪器的管路系统。
供气站及其管路系统一般包括以下几部分:高压气瓶、供气板,供气管道及用户端等。
供气站及其管路系统通常要求能够优质、稳定、安全地供气。对设备的要求多种多样,有的要求较高,如:气质联用仪,要求气体的纯度极高;ICP仪用气量很大,要求最好能不间断供气等等。下面介绍一下我们对此系统选配的设备。
①对于供气板,根据不同的需要,选用了由进口品牌生产的单瓶供气板和可自动在两个气瓶间切换、可连续不间断供气的双瓶供气板。
②对于用户端,为了使气点整齐、美观,用户只需将仪器的进气管道连接,即可使用。
③供气管道也有多种选择,如不锈钢管、铜管、塑管和特氟隆管等。
铜管的优点是性能较好、价廉、易切割、易安装等,缺点是暴露在空气中容易氧化变黑,而且铜管也不能用于输送乙炔气。塑管易老化,还会析出杂质气体,不适用于输送高纯气体。特氟隆管性能优良,易弯曲、易安装、不易老化,也可以用于输送高纯气体,价格适中,是一种较好的选择,缺点:如果没有较好的隐藏措施,容易被老鼠咬破。
内表面经过惰化处理的不锈钢管(法国生产),除了价格较高外,可以克服上述管材的各种缺点,而且美观耐用。
3.10 无尘无菌洁净室的建设
无尘无菌洁净室是细菌、生物和毒理等生物学检验所必需的基本条件。我单位新建两间洁净室,一间用于普通水质生物学检验,另一间专用于Ames试验。根据《药物生产管理规范实施指南》(1992年版)的规范和检验工作的需要,我们选择了十万级的洁净室(即要求沉降菌≤10菌落/皿,浮游菌≤500个/m3)。按此要求,我们采取了以下工艺措施,如空调冷气通过三级高效滤芯过滤,吊顶、隔墙和工作台面采用聚苯乙烯喷涂双面夹心板,门采用双面密封彩钢板,窗采用双面斜压密闭固定观察窗,直角处采用弧面角料收边,地面采用SEC环氧树脂涂料等,真正做到不产尘、不积尘、易清洁的洁净室要求。经测试,达到了十万级的洁净室要求。