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動物實驗室設計dongwushiyanshi
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單向氣流飼育系統對控制實驗動物屏障環境的作用分析

        我國目前建成的屏障系統實驗動物設施氣流組織方式多為亂流式,從凈化原理分析,亂流的氣流組織具有方向多變,常伴有逆流、渦流氣體流動的特性,會在室內產生死角,設施動態運行后,實驗動物皮屑、墊料碎屑及排泄物等有害物質不能完全及時地排出,易造成系統內微生物污染,并危及實驗動物工作者的身體健康。
單向氣流飼育系統通過一系列控制設備改變局部氣流方向,使氣流由亂流轉變為單方向流動,能較好地保持屏障系統動物室內良好的飼育環境。
       1、單向氣流飼育系統對提高換氣效率的作用
       亂流方式的屏障系統動物室進風口位于頂棚,排風口位于房間四角,從進風口進入室內的凈化空氣大部分通過籠盒外排出,很難完全有效地進入籠盒參與換氣,僅有低于10%的凈化空氣參與了動物飼養盒內的空氣交換,換氣效率較低,必須保證15~20次/h的換氣次數才能滿足其他各項環境指標的要求。
       單向氣流飼育系統將動物籠架分隔成相對封閉的籠格,可盡量減少非交換凈化氣流。通過前后排氣孔的控制,讓氣流平行地進入動物飼養區,使定向流動的氣流有效地進入動物飼養盒內,再由排風管道排出室外(圖1),提高了籠盒內的換氣效率,即便每小時6~8次的換氣,也可滿足實驗動物及實驗動物工作者對環境的需求,也可節約大量能源。

  1. 單向氣流飼育系統對控制室內粉塵濃度的作用
實驗動物環境設施污染的主要傳播途徑是氣溶膠,氣溶膠無時不在、無處不有,涉及生物安全的感染事故中,有30%是由氣溶膠引起的。在屏障系統環境中,氣溶膠因感染劑量小、傳播面積大、有爆發性的特點,具有極大的危險性。
控制屏障設施的氣溶膠主要依靠過過濾器。過濾器依靠攔截效應、慣性效應、擴散效應、重力效應、靜電效應等捕捉空氣中的微粒,通過過濾分離方法將實驗動物環境設施中的固態或液態的微粒從氣溶膠中100%的濾過效率,外界空氣中大于或等于0.3μm的粒子仍有一小部分可能進入屏障系統內,采用良好的空氣凈化方式,有利于屏障設施內塵埃粒子及污濁氣體的及時排出。
亂流方式空氣凈化是依靠高效過濾的凈化氣流在室內的擴散、稀釋,將室內的污染降低。因為稀釋的空氣量不可能無限增大,稀釋的結果有一定的限度,不可能大道更高的凈化水平。亂流空氣凈化方式因氣流產生渦流,設施內氣流死角處的粉塵很難及時排出。
單向氣流飼育系統從進風口到排風口的氣流流通截面一致,使凈化空氣在實驗動物飼養區域內保持單向平行流向,沒有渦流。進風口到排風口的路徑較短,凈化空氣易形成氣幕,如“活塞”般將氣體推至排風口,可******限度的將局部區域中的塵埃粒子排除掉,并不受室內人員操作的影響,保持較高的清潔度。
       2、單向氣流飼育系統對控制空氣落下菌的作用
        空氣凈化的目的就是通過空氣過濾的辦法濾過粉塵,使進入室內空氣中的生物和非生物的微粒數量受到嚴格控制,從而減少由于空氣中所含的細菌的沉降,附著而帶來的空氣污染。
        通常屏障系統動物室微生物污染有3種途徑:一是實驗動物自身帶菌;二是用具滅菌不徹底或工作人員帶菌;三是空氣中未經濾過的塵埃含有細菌。細菌、螺旋體、立克次氏體和病毒等微生物不能在空氣中單獨存在,常附在比它們大數倍的塵粒上面,空氣中粉塵數量與細菌濃度成正比(圖2),捕捉微粒就可減少微生物污染。

        亂流的主要特點是從送風口到排風口之間的氣流的流通截面是變化的,氣流在室內不可能以單一方向流動,將會彼此碰撞,產生回流、渦流,不利于微粒的及時排出,從而增加了微生物污染的機會。單向氣流飼育系統能有效地避免產生渦流,室內由渦流引起的粒子堆積及再浮游的現象很少,即使在室內發生污染的情況下,單方向流動氣流也能迅速清除室內處于浮游狀態的污染粒子,盡快污染狀態恢復過來,通過控制塵埃粒子進而達到控制空氣落下菌的目的。
       3、單向氣流飼育系統對控制氨濃度的作用
       動物糞便、尿液等排泄物分解產生多種有害氣體,主要有氨氣、甲基硫醇、硫化氨、硫化甲基、三甲氨、苯乙烯、乙醛和二硫化佳績。大鼠、小鼠產生的臭氣主要是前四種,氨是這些有害氣體中濃度******的一種,對實驗動物及實驗動物工作者具有較大的危害。
        單向氣流飼育系統由于相對封閉,通過對氣流的控制,使氣流單方向流動,可以防止氨氣逆流進入房間。有害氣體通過排風管道直接排出室外,使室內氨氣濃度大大降低(圖3)??梢運檔ハ蚱魎怯低襯芷鸕郊笆庇行懦鍪夷謨瀉ζ?,較好地凈化動物生存環境的作用,并可?;な笛槎錒ぷ髡咼饈芏鐨怨粼吹那秩?。

        綜上,單向氣流飼育系統以改善屏障系統作業環境為目的,依靠正壓“氣幕”,可以有效地控制室內空氣潔凈度、落下菌、氨濃度等環境指標,提高換氣效率,使空調機、排風機等容量減少,節約成本。但其不足及尚需進一步研究的問題是:籠具在室內無法移動、工作人員稍顯不便、飼養區域的氣流速度很難達到均勻一致。
 

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