《中國科學報》報道:倚世科技聚焦科研環(huán)境建設,賦能實驗室安全
2022年11月11日,《中國科學報》第4版和科學網(wǎng)首頁分別刊登文章《“沒有味兒”的實驗室才是好實驗室》,評述了國內(nèi)實驗室建設情況。
其中重點報道了倚世節(jié)能科技(上海)有限公司(以下簡稱“倚世科技”)聚力創(chuàng)新發(fā)展,為中國科研實驗室建設提供有力的科技支撐,以雙碳政策和健康中國為目標,賦能中國實驗室安全、舒適、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展。
《中國科學報》原文如下:
“沒有味兒”的實驗室才是好實驗室
在實驗室做實驗的女生,怎樣盡量減少有毒物質對身體的傷害?
在知乎上,這個問題被23萬人瀏覽過。
以生化環(huán)材(生物、化工、環(huán)境、材料等)為的實驗學科人員,實驗室可能是常待的地方。在許多人的印象里,一進入實驗室就能聞到空氣中的化學味。是一件很正常的事。
但對于身處其中的科研人員來說,這只能說明實驗室的通風沒有做好。
環(huán)境差+事故多=天坑專業(yè)
當下,對于生化環(huán)材是不是“天坑專業(yè)”的討論越來越多。
近年來,國內(nèi)多所高校實驗室發(fā)生的人員傷亡事故,大多集中在生化環(huán)材領域的實驗室。由于此類事故的視覺沖擊大,每次發(fā)生都會引起社會關注,給人以“高危行業(yè)”的印象。
實際上,對于科研人員來說,發(fā)生安全事故是小概率事件,長期在實驗室工作可能產(chǎn)生的健康問題才是關注的重點。
“過去在實驗室工作,環(huán)境可以說是非常差。尤其在化學實驗室,化學品相互反應時,會產(chǎn)生不同的物質,化學品味道總是很大。加上實驗室通風效果不好,揮發(fā)性的物質會在室內(nèi)彌漫很久。”倚世節(jié)能科技(上海)有限公司(以下簡稱倚世科技)董事長阮紅正說。
倚世科技是一家專門從事實驗室設備研發(fā)的企業(yè),阮紅正曾從事實驗室管理工作多年。長期“泡在”實驗室的經(jīng)歷,使阮紅正對實驗室環(huán)境可能影響健康深有體會。在他看來,關鍵的因素,在于實驗室能否高效率地通風換氣,避免有害物質在環(huán)境中停留、積累。
排風柜是生化類實驗常用的防護裝備之一。幾乎所有實驗都要在其中操作。從原理上講,排風柜的作用就是把實驗產(chǎn)生的廢氣排出室外。由于傳統(tǒng)排風柜都是從室內(nèi)抽取空氣,所以必須同時通過新風空調向室內(nèi)補充新風,以達到室內(nèi)空氣平衡。
“每臺排風柜每年消耗的新風空調電費就要2萬元左右,個別實驗室在預算和運行經(jīng)費都有限的情況下,甚至不裝新風空調?!比罴t正表示,實驗室的環(huán)境比較復雜,但受限于過去的科研條件,也給生化環(huán)材的實驗安全帶來不小隱患。2018年北京某高校造成3人死亡的實驗室事故中,部分原因就是實驗室存在通風問題。
“排風柜的指標是泄漏率,這也是維持實驗室安全的一個重要指標。如果揮發(fā)性物質在空氣中的濃度足夠低,就很難有實質性危害。但許多實驗室只有排風沒有送風,負壓大到平時開門都費勁。氣流不平衡,排風柜內(nèi)廢氣無法有效排出室外,導致排風柜沒有有效防護能力。同時,噪聲和負壓很大,室內(nèi)溫度又不可控,人待久了也不舒服?!比罴t正說。
“在好的工作環(huán)境里,實驗效率自然更高些。”王憫是上海一家化學研究所的實驗室管理人員,她表示,沒有濃烈的化學氣味的實驗室環(huán)境,對于科研人員很重要。這既是實驗室安全的要求,也關系到科研人員的健康。
但這并不容易做到——尤其在一些“上了年紀”的實驗室,可能一開始就不是按照實驗樓的標準設計來建造的,層高不夠、供電不足、沒有足夠的通風管井、樓層負載低等問題一直存在,工作環(huán)境的改善面臨許多現(xiàn)實因素困擾。
老舊實驗室環(huán)境差,國內(nèi)約七成待更新
實驗建筑設施等基礎安全水平,是影響實驗室安全的重要因素。在實驗室行業(yè),越來越多的機構意識到環(huán)境的重要性,并主動改善實驗室的工作條件。
數(shù)據(jù)顯示,2021年全國共投入研究與試驗發(fā)展(R&D)經(jīng)費約2.8萬億元。在這樣的投入強度下,新建設的科研基礎設施設計標準都很高。國內(nèi)大部分新建實驗室項目,都把環(huán)境作為一個重要指標。特別是高校、生物醫(yī)藥行業(yè)等,把環(huán)境指標看得很重要。
但對于建成時間10年以上的實驗室,如何按照新標準進行升級改造仍是一個難題。
過去,高校和科研院所建實驗樓,普遍存在樓層高度不足,以及風管、配電預留少等情況?!皼]有設備做不了實驗,有限的資金大部分肯定要先投到設備上?!睂Υ?,武漢一名高校資產(chǎn)管理處工作人員坦言,盡管“重儀器、輕環(huán)境”是無奈之選,但也造成了實驗室安全性、舒適性得不到保障的現(xiàn)實。據(jù)估算,目前國內(nèi)約有70%的老舊實驗室面臨更新。
“與企業(yè)的高投入相比,高校、院所在硬件的投入上仍要考慮經(jīng)費的限制?!蓖鯌懺綆准以跍馄髮嶒炇覅⒂^,對于高標準的設備設施投入印象深刻。但她認為,盡管現(xiàn)在的經(jīng)費投入強度提高了很多,但在一些相對老舊的實驗室,還存在著通風系統(tǒng)和空調系統(tǒng)無法滿足實驗需要的情況。
2021年底,教育部開展了加強高校實驗室安全專項行動,要求新建、擴建、改造實驗室等項目開工前,要對空間布局、消防、水電、暖通、建筑材料等提出一般性要求。同時,要求根據(jù)實驗室安全使用特點提出包括排風柜、排風量、廢氣處置的通風和空調系統(tǒng)等特殊要求,并加強審核審批。
然而,“裝得起”只是第一步。實驗建筑里面,通風和空調的能耗占到了70%左右。在國外,整個實驗室24小時開機是一種常態(tài)。無論人在不在,排風柜始終開著,只有風量的變化。阮紅正表示,“用得起”也是改善實驗室環(huán)境的一個痛點,因為維持安全和舒適,往往意味著付出更多的運行成本。
國內(nèi)許多實驗室從費用支出考慮,只能從環(huán)境上打折,空調和通風設施能省則省。這些操作帶來的結果是,實驗室出現(xiàn)冬冷夏熱、噪聲大、溫度濕度調節(jié)不靈等現(xiàn)象。有科研人員表示,自己在實驗室里工作的考驗,可能比做出成果的考驗更大。
今年夏天,許多城市出現(xiàn)連續(xù)高溫?!霸谏虾5囊恍├吓f實驗室中,室外溫度40攝氏度,實驗室里36攝氏度,在這樣的環(huán)境下,科研人員穿著白大褂在里面做實驗,很難保持好的工作狀態(tài)?!蓖鯌懻f。
目前,包括倚世科技在內(nèi)的多家國內(nèi)企業(yè),陸續(xù)推出了新型國產(chǎn)節(jié)能性排風柜。針對國內(nèi)實驗建筑的實際,快需20天左右,就能對一間實驗室完成通風設備改造,比傳統(tǒng)方案降低70%的能耗,以比較低的投入和運行成本,改善實驗室的舒適性不足問題。
阮紅正表示,老舊實驗室的環(huán)境差,導致新人不愿意進來,留下的人工作效率也很低。翻新后的實驗室環(huán)境更加友好,有助于提升科研人員的效率,對產(chǎn)出成果也更有幫助。同時,也能在一定程度上起到把人才留在生化環(huán)材領域的作用。
聚焦科研環(huán)境建設,共助中國實驗室可持續(xù)發(fā)展
身心舒適的實驗室環(huán)境,是當下青年科研人員看重的指標之一。實驗室能否做到安全、舒適、節(jié)能、可持續(xù)性,也成為高水平實驗室的“隱性實力”。
為助力實驗設施防護能力提升,倚世科技歷經(jīng)3年攻關,以“安全、節(jié)能、智能、模塊化”四大訴求,研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的伯努利層流風幕排風柜、妙流智能風閥等產(chǎn)品。攻克了幾十年來補風型排風柜的氣流組織穩(wěn)定性難題,并解決了通風系統(tǒng)精確、快速、穩(wěn)定的控制閥門技術問題。
其中,基于伯努利原理設計而成的伯努利層流風幕排風柜,通過補風風機直接從室外引入自然風送入排風柜內(nèi),用于補償排風柜的排風,利用補風推力可降低排風量。推拉氣流運動結構,使排風柜內(nèi)腔形成穩(wěn)定的氣流組織,可以加速有害氣體的排除,降低柜內(nèi)有害氣體的泄漏率,減少從實驗室內(nèi)抽取的空調新風風量,從而保持室內(nèi)氣流組織的穩(wěn)定,節(jié)省新風空調能耗,降低室內(nèi)負壓和噪聲。
據(jù)介紹,該產(chǎn)品的有害氣體泄漏率優(yōu)于國家標準且優(yōu)于歐美標準,同時還將排風柜的運行能耗降低67%以上。相比傳統(tǒng)定風量排風柜減少了70%~80%的空調新風量,相比變風量排風柜每臺每年可以省電費1萬元以上。它能同步提升實驗室的安全度和人體舒適感,是一款較為理想的安全防護節(jié)能型產(chǎn)品。
目前,倚世科技已申請超100項,獲得發(fā)明專利12項、實用新型及外觀設計專利等合計56項;并建有產(chǎn)品研發(fā)實驗室、產(chǎn)品運行展示實驗室、產(chǎn)品節(jié)能認證實驗室以及產(chǎn)品性能測試實驗室;提供融研發(fā)、制造、銷售及后期運維服務為一體的實驗室系統(tǒng)化綜合服務方案。客戶遍布全國,覆蓋生物制藥、石油化工、新材料、檢驗檢疫、科研機構、高校等行業(yè)領域。
比如,坐落于上海張江高科技園區(qū)生物醫(yī)藥基地的維亞生物航母樓實驗室,采用了倚世科技自主研發(fā)的700臺伯努利層流風幕排風柜,為其節(jié)省了初始投資860萬元、年運行費用529萬元。
阮紅正表示,現(xiàn)在的排風柜大多使用鋁合金和耐腐蝕的板材,可以正常使用一二十年。作為接觸試劑多的設備,科研人員對排風柜的日常保養(yǎng)也至關重要。他建議,科研人員應每隔兩三個月對設備進行檢查,每半年由廠家進行一次清潔維護。
“安全是科研的基礎,舒適是產(chǎn)出成果的加速條件。一個好的工作環(huán)境,離不開多方的共同營造。”阮紅正表示,倚世科技始終秉承“益人、益企、益世”的經(jīng)營理念,以“雙碳”政策和健康中國為目標,以建設低碳高質量實驗室為事業(yè),助力綠色循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系與低碳高效的能源體系建設,致力成為中國實驗室裝備行業(yè)者。
(文章來源:中國科學報)