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化学实验室基础设施建设探讨

  • 投稿任民
  • 更新时间2015-10-13
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赵晓燕 杨立学

河北泰斯汀检测技术服务有限公司河北石家庄050051

摘要:由于在化学实验室内主要开展容量分析、仪器分析等各类检测工作,使用剧毒危险品、易燃易爆品等各类化学试剂,同时,还需使用高精密电子天平、气相色谱、原子吸收等各类精密设备,对实验环境及条件有很高的要求。建设一个科学、合理的化学实验室至关重要,对于实验室的安全及检测结果的准确可靠至关重要。

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关键词 :化学实验室;基础设施;实验室布局

化学实验室在各行各业的质量监控工作中必不可少,在食品安全监管方面有食品药品监督检验所,化工产品的监管有质量监督检测中心,农作物、畜产品的质量监管有农产品检测中心、畜产品检测中心等等众多的检测实验室,每一个检测中心均离不开化学实验室。随着技术的发展,检测手段在不断地提升,从最早的颜色观察,到分子光谱判定、原子光谱判定,到现在质谱判定等等,检测设备也在不断更新,气相色谱、原子吸收、原子荧光、液相色谱、气相色谱质谱联用仪、液相色谱质谱联用仪、电感耦合等离子体发射光谱仪等等高紧密设备不断投入使用,对实验室的基础设施要求也逐渐提升。加强和规范化学实验室的基础设施建设,对提升实验室的技术能力,提高检测工作质量具有重要的作用。笔者根据近几年参与设计与建设实验室的情况,提出对化学实验室基础设施建设的几点建议。

1 化学实验室的选址

化学实验室选址应满足相关检测工作及化学品安全、消防安全、环境保护的相关要求,避开噪声、振动、电磁干扰和其它污染源,远离交通主干道。与易燃、易爆品生产及储存区之间保持国家规定的安全距离,并具备相应的安全消防保障条件及措施。采取相应的环境保护措施,对实验过程中产生废气、废液、废物进行合理的处理,防止对周围环境的影响。化学实验室不宜建在住宅区内,建在住宅区内的应采取严格的隔离措施。

2 化学实验室的总体布局

化学实验室应总体布局合理、功能分区明确。设立办公区、实验区两个区域,由办公区进入实验区,需设立门禁系统,严格控制人员的进出。

办公区域设立员工办公室、洽谈室、接待室(样品接收与登记)、样品流转室、资料室、档案室、会议室、更衣室、库房等。同时可根据本单位人员分工情况,员工办公室可细分为管理、财务、后勤、业务、行政、技术人员办公室等。

实验区域需设立样品储存室、天平室、消化室、高温室、洗涤室、气瓶室、无机试剂储存室、有机试剂储存室、酸储存室、剧毒药品储存室、库房、标准溶液配制/标定室、化学分析室(有机)、化学分析室(无机)、小型仪器室、气相色谱分析室、液相色谱分析室、原子吸收分析室、原子荧光分析室、离子色谱分析室、电感耦合等离子体发射光谱分析室(ICP)、气质联用分析室、液质联用分析室、电感耦合等离子体质谱联用分析室(ICP-MS)、实验用水制备室等。实验区域内各实验室应相对独立,有效隔离,充分考虑实验室间的相互影响。

如实验区域总体面积受限,在充分考虑安全因素、相互影响因素的情况下,可进行部分实验室的合并。

①消化室与高温室合并为高温消化室。

②无机试剂储存室、有机试剂储存室、酸储存室、剧毒药品储存室合并为试剂储存室,但在室内需进行明确的区域划分,通风、防爆设施完善,符合安全要求。

③气相色谱分析室、液相色谱分析室、离子色谱分析室合并为色谱分析室。

④原子吸收分析室、原子荧光分析室、电感耦合等离子体发射光谱分析室(ICP)合并为元素分析室。

3 化学实验室基础设施建设的通用要求

实验室的建筑应满足防火、防震、防电磁干扰、防噪音、防潮、防腐蚀、防尘、防有害气体侵入的要求。

①实验室建筑材料应符合建筑设计防火规范等标准规范的要求,建筑结构耐火等级不应低于二级。

②实验室墙体应满足牢固、保温、防火及表面光滑平整的要求;地面材料应满足耐腐蚀、耐磨损、易冲洗及防滑的要求;涉及酸、碱及有机溶剂的实验室,水槽、排水管道应耐酸、碱及有机溶剂腐蚀;外窗不宜采用有色玻璃。

③实验室走道地面有高差且不足二级踏步时,不得设置台阶,应设置坡道,其坡度不宜大于1:8。

④实验室门应向外开或双向开启, 面积较大实验室应设多个出口,以利于发生意外时人员的撤离。

⑤强电、弱电、排风、地线、新风、温控、气路管线系统等基础设施的设置需充分考虑相关检测设备的需求。

4 化学实验室主要功能室建设要求

4.1 天平室

①天平室宜布置在建筑物底层,并设独立基座,或设置防震型天平台;设在楼层上的天平台基座,应设在靠墙及梁柱等刚度大的区域。

②天平室易分成前后两室,前室面积应不小于6m2,天平后室面积不宜小于10m2,天平后室与前室之间应采用密封的玻璃隔断墙分隔,并宜采用玻璃推拉门,前室门与后室门须错位分布;外窗应为双层密闭窗并设置窗帘。

③天平台必须防震。天平台沿墙布置时,应与墙脱开,台面宜采用平整、光洁、有足够刚度的台板,不得采用木制工作台。

④天平室内不得设置洗涤台,不应有任何管道穿过室内。

⑤天平室应设置环境条件控制设施,天平台应避开空调风口。

⑥天平室应设置除静电设备。

⑦实验室设在临街的建筑物上时,天平室需设立在远离街道一侧。

4.2 大型仪器分析室

①大型仪器分析室应远离振动源,并应采取相应的隔振措施。②仪器台与后墙面之间应预留1200mm 至1500mm 的设备维修通道,最低不得小于400mm,侧面预留不小于400mm 的通道。③大型仪器分析室应根据使用要求设置局部排风,气相色谱电子捕获检测器尾气必须直接排出室外。

④大型仪器应避免阳光直射,设置于建筑物北侧房间为宜。

⑤大型仪器分析室应预留充足的电量供应,建议直接引入三相电路,设置充足的空气开关,保证每台设备均能单独连接在空气开关上。

⑥大型仪器分析室内需设置独立于主体建筑供电系统的单独地线,保证石墨炉原子吸收、色谱-质谱联用仪、ICP 等特殊设备对地线要求。

⑦对供电不稳定或特殊设备需设置足够的不间断电源供应,满足突然断电后设备的正常关机所需的电力供应。

⑧实验室条件许可的情况下,可采取人机分离的设计,操作人员与设备进行有效隔离,避免噪声、环境温度、废气对实验人员的伤害。

4.3 化学分析室

①化学分析室宜设在建筑物南侧,以保证室内光线充足。

②有机、无机化学分析室应有效隔离,如实验过程中使用的提取溶剂与其他检测项目相同时,需单独设立化学分析室进行专项测定或处理。

③实验室长X 宽大②5m*5m 时,在实验室两侧及中央位置预留给排水系统,在无遮挡位置预留地漏。实验室长X 宽小于5m*5m时,在实验室两侧预留给排水系统,在中央位置预留地漏。

④墙、地板、实验台、试剂柜等要绝缘、耐热、耐酸碱和耐有机溶剂腐蚀。

⑤实验室长度X 宽度大于5m*5m 时,宜设置中央实验台,垂直于实验室外窗布置,实验台靠近内墙(或中央门)端与墙面(或中央门)净距不应小②1.50m。实验室两侧或一侧设置通风柜,数量以满足工作需要为宜。

⑥实验室长度X 宽度小于5m*5m 时,宜设置边实验台,实验室一侧设置通风柜,数量以满足工作需要为宜。

⑦中央实验台宽度应满足1500mm,高度不低于800mm,中央放置试剂架,在试剂架底部或实验台面安置五孔电源插座,供电电流满足10A 要求,并预留可控气路接口。中央实验台靠门一端设置水盆,根据实验需要,安装长把开关实验室专用水龙头。在实验台上方,根据工作需要合理布设万向排风系统。

⑧边实验台宽度应满足750mm,高度不低于800mm,靠墙侧放置试剂架,在试剂架底部或实验台面安置五孔电源插座,供电电流满足10A耀16A 要求,并预留可控气路接口。根据实验室具体布局,在边实验台一端设置水盆,根据实验需要,安装长把开关实验室专用水龙头。在实验台上方,根据工作需要合理布设万向排风系统。

⑨通风柜宽度应满足750mm,高度不低于800mm,长度根据工作需要定制,面风速不低于0.5m/s。通风柜正面需安置空气开关,五孔电源插座,供电电流满足10耀16A 要求。通风柜内设置给排水系统,根据实验需要,安装长把开关实验室专用水龙头。

⑩实验室内预留不低于2 个冰箱位,以存放需冷藏的在用试剂与需冷藏保存的样品,必须严格分类存放,试剂、样品、空白等严禁混放。

11化学分析室内原则上不允许放置整瓶的药品和试剂,如确需放置,实验室内必须设置带有通风设备的药品柜,药品和试剂需按要求分类存放,并定时排风到实验室外。

5 结束语

化学实验室基础设施建设是实验化学非常重要的一个环节,技术发展越成熟,检测设备发展先进,对化学实验室的基础设施的要求就越来越高。化学实验室的建设还不单是房屋结构、功能间布局的简单问题,其还涉及实验用水、用电、用气、冷风、供暖、新风补偿、排风系统、实验室通讯等等众多的环节,每一个环节都影响着实验室的效能。建设一个基础设施完善的化学实验室,对加速化学实验室的发展、推动化学实验科学的进步起着重大的作用。

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参考文献

[1]李学哲.化学实验室基础设施建设[J].现代仪器与医疗,2011,1(17).

[2]霍艳飞.高职院校实验室建设与管理的对策研究[J].辽宁师专学报(自然科学版),2014(03).

[3]张桂玲.检验检测实验室设计建设标准研究与探索[J].实验室研究与探索,2015(04).

作者简介:

赵晓燕(1970.12-),女,河北泰斯汀检测技术服务有限公司,主要从事实验室建设及管理体系运行。