馬 彬 王旻晨 何 炎 季 建

（蘇州大學醫(yī)學部人體解剖學教研室，蘇州 215123）

1 引言

人體解剖學是醫(yī)學教育中最重要的形態(tài)學課程之一，是培養(yǎng)各專業(yè)醫(yī)學人才的主干課程。與其它學科不同，人體解剖教學具有較強的實踐性和操作性，教學效果和質量主要體現(xiàn)在實驗教學上［1］。所以人體解剖實驗室是解剖教學的主陣地，是培養(yǎng)學生觀察和動手能力的重要場所，其重要性不言而喻［2］。因此沒有一個設施完備、通風良好的人體解剖實驗室，就無法保證學生全身心地投入到學習中去，也就無法保證良好的教學效果［3］。

2 我國醫(yī)學院校人體解剖學實驗室現(xiàn)狀

2.1 甲醛的危害

甲醛（CH2O），是一種易溶于水和乙醇、有刺激性氣味、極易揮發(fā)的一種有機化合物，比空氣略重。35%～40%的甲醛水溶液叫做福爾馬林，其具有良好的防腐殺菌性能，常用于尸體標本防腐。甲醛目前已被公認為致畸致癌物，對人的眼睛、粘膜和呼吸道具有強烈刺激性作用，長期吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，造成肺、肝及免疫系統(tǒng)損害，導致鼻咽癌、結腸癌、肝癌等。因此許多國家都對工作環(huán)境及居室的甲醛濃度作了嚴格的限定。我國《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》（TJ36－79）規(guī)定，車間空氣中甲醛濃度不得高于3 mg／m2，居住區(qū)大氣中甲醛不得超過0.05mg／m2。《居室空氣中甲醛衛(wèi)生標準》（GB／）規(guī)定，公共場所空氣中甲醛濃度不得高于0.12mg／m2，居室空氣中濃度不得高于0.083mg／m2［4－7］。

雖然甲醛具有強烈的刺激性氣味，且極易揮發(fā)，但由于其價格低廉且具有良好的防腐性能，所以至今我國大部分醫(yī)學院校仍是采用40%的甲醛水溶液（俗稱福爾馬林）作為保存尸體標本的防腐劑［8］。這就導致上解剖課時尤其是局部解剖課時，大量甲醛蒸汽揮發(fā)，嚴重污染解剖實驗室空氣，同時也嚴重威脅到上課師生的身體健康。如何更好地解決人體解剖實驗室的甲醛污染問題日益成為醫(yī)學院校關注的熱點問題。

2.2 人體解剖學實驗室現(xiàn)狀

從掌握的資料來看，目前我國很多醫(yī)學院校的解剖學實驗室都存在不同程度的甲醛污染問題，有的院校解剖實驗室的甲醛濃度甚至超過國家標準的幾十倍。甲醛導致的解剖實驗室空氣污染問題一直以來都是困擾醫(yī)學院校師生的一個大難題［9］。是想在這樣污染嚴重的實驗室內教學和學習，學生的學習效果和師生的健康又怎么能夠得到保障呢？科學合理地設計通排風設施，保證解剖實驗室良好的空氣質量，不僅是解剖實驗室建設和環(huán)保改造的硬指標，也是“以人為本”精神的具體體現(xiàn)，更是未來標準化解剖實驗室建設的大趨勢［3］。目前大部分醫(yī)學院校解剖實驗室的空氣處理系統(tǒng)大都為八九十年代所設計建造的傳統(tǒng)通排風設施，由于設計理念以及設備、技術等因素，原有的空氣處理系統(tǒng)已不能夠滿足日益增長的教學需求和更高標準的環(huán)保要求，因此解剖實驗室的環(huán)保改造勢在必行，但是采用何種改造方案則不盡相同。

蘇州大學醫(yī)學部在對解剖實驗室原有的傳統(tǒng)空氣處理系統(tǒng)進行改造時，采用了由排風系統(tǒng)、獨立送新風系統(tǒng)、離子凈化系統(tǒng)和空氣質量智能控制系統(tǒng)四個部分組成的新型環(huán)?？諝馓幚硐到y(tǒng)的改造方案。從目前新系統(tǒng)的運行效果來看，確實遠優(yōu)于改造前的傳統(tǒng)空氣處理系統(tǒng)對甲醛的處理能力?，F(xiàn)將新系統(tǒng)與老系統(tǒng)的不同之處對比如下。

3 新老空氣處理系統(tǒng)對解剖實驗室內氣流的比較

3.1 傳統(tǒng)空氣處理系統(tǒng)的室內氣流組織形式

以往我國醫(yī)學院校解剖實驗室的傳統(tǒng)空氣處理系統(tǒng)大多采用直接強排風或是側排風和側送風等方式排除室內甲醛，但是效果并不理想。究其原因，是對解剖實驗室內的氣流組織設計不合理。對于車站候車室、辦公樓內房間等常規(guī)區(qū)域，一般大多采用循環(huán)風，經空調調節(jié)過溫度的風吸走后再次進入送風管道，，這樣能夠起到節(jié)能的效果，但是對解剖實驗室這樣一個特殊的環(huán)境，室內甲醛含量較高，如果采用循環(huán)風，必將造成二次污染，從而無法達到凈化空氣的效果。如果采用百葉風口側排側送，散流器下送和百葉風口側排，散流器下送和百葉風口下排，局部孔板下送和百葉風口側排等氣流處理方式，則無一例外都會在室內形成很多個渦流區(qū)和通風死角。渦流區(qū)內的甲醛始終得不到有效排除，并不停地被卷吸進新的甲醛后向四周擴散［10］。再加上很多解剖實驗室裝有空調或風扇，這些都會對室內氣流造成擾動，從而使室內甲醛濃度始終得不到有效控制。所以在新建或對人體解剖實驗室進行環(huán)保改造時，科學合理的氣流組織形式起著至關重要的作用，合理地組織室內空氣的流動和分布，使得工作區(qū)域空氣的潔凈度、速度、溫度、濕度等，更好地滿足師生進行解剖實驗操作時的舒適感要求，室內氣流組織是否合理，不僅直接影響到甲醛的凈化效果，而且也關系到通排風系統(tǒng)的運行能耗。

3.2 新型空氣處理系統(tǒng)的室內氣流組織形式

蘇州大學醫(yī)學部人體解剖實驗室環(huán)保改造時，采取拆除原有側排側送處理系統(tǒng)，采用新型頂送風、下排風的垂直單向通風形式。眾所周知，當室內氣流為完全單向流時，流場中無回流和渦流，此時污染物甲醛駐留時間均值最小，而且沿流動方向的濃度呈線性增加，在排風管內污染物的量達到最大值。因此，對氣流而言單向流無疑是最佳的氣流流型，而典型的垂直單向流流線平行，同一高度上塵粒排走的路徑相同而且最短，所以對人體解剖實驗室而言垂直單向流是最佳氣流。采用這種氣流組織形式可以達到最高級別的潔凈度。

4 新風系統(tǒng)的比較

4.1 傳統(tǒng)新風系統(tǒng)存在的問題

以往很多醫(yī)學院校的人體解剖實驗室在進行設計建造或環(huán)保改造時大多采用百葉風口側送側排、散流器下送百葉風口側排、散流器下送百葉風口下排、局部孔板下送百葉風口側排等送風模式。首先上述這些送排風方式都因送風風速過快、室內氣流組織不合理而形成渦流區(qū)并不停卷吸進新的甲醛蒸汽，以至最終無法徹底有效地清楚室內甲醛，特別是梅雨季節(jié)尤為突出［8］。其次是這種設計方式無法在解剖臺的操作區(qū)域形成相對操作者的相對潔凈區(qū)。第三是這些設計方式無法有效地控制送風量和風速。因為解剖實驗室內甲醛濃度較高，所以正確的通排風方式應該是采用全新風，盡可能的稀釋室內被甲醛污染的空氣。

4.2 新型新風系統(tǒng)的優(yōu)點

蘇州大學醫(yī)學部此次改造的四間人體解剖實驗室采用每個實驗室獨立的送新風系統(tǒng)，同時每個送新風系統(tǒng)裝配獨立的空調系統(tǒng)和變頻風量自動控制裝置。獨立的送新風系統(tǒng)采用頂送風方式，送風口采用矩形孔板層流粒子布氣罩，位于解剖臺垂直正上方，每張解剖臺對應一個布氣罩。通過這種垂直孔板層流送風方式可以更合理地組織室內空氣的流動和分布，使得整個解剖臺處于新風氣流“包裹”狀態(tài)，新風氣流最短路徑捕集污染氣體并“活塞式”的將污染氣體往下壓，在操作人員與解剖臺之間形成“凈風幕”。既阻斷了解剖臺內尸體上的甲醛向四周擴散，又保證了操作人員工作區(qū)對潔凈度、風速、溫度、濕度等的要求［11］。

4.3 換氣次數(shù)

眾所周知，增大通風換氣次數(shù)有利于稀釋乃至排除室內污染物，但是甲醛的揮發(fā)是一個動態(tài)的平衡過程，換氣次數(shù)過大反而會加大其揮發(fā)量，所以并不是換氣次數(shù)越高越好［12］。如果氣流組織不合理，即使通風換氣次數(shù)很大也難以達到理想的清除效果［9］。參照國家有毒物實驗室的換氣標準，解剖實驗室每小時的換氣次數(shù)控制在24～30次最為合適。通過變頻風量自動控制裝置，第一可根據(jù)合理的風速風壓，實現(xiàn)每張解剖臺的送風和排風的同步變化，將送風的流速控制在0.2～0.3m／s，送風的次數(shù)控制在30次／h左右。第二可以更好的平衡各個狀態(tài)下解剖實驗室的氣流組織，從而保證室內空氣的處理效果。第三可以減少甚至阻止尸體標本在不啟用時的表面風速，大大減少標本的風干程度。第四可以起到顯著的節(jié)能作用，可節(jié)約35﹪以上的能耗支出。

5 排風系統(tǒng)的比較

5.1 傳統(tǒng)排風系統(tǒng)存在的問題

傳統(tǒng)排風系統(tǒng)大都采用的是百葉風口側排風的設計模式。然而許多老式的解剖臺大都沒有抽風裝置，或者是使用帶有抽風裝置的解剖臺卻采用傳統(tǒng)的墻面?zhèn)扰棚L方式，以致無法達到理想的甲醛清楚效果。因為人體解剖實驗室內甲醛的揮發(fā)源主要是解剖臺內經福爾馬林浸泡過的尸體標本，所以只有在最短時間內把尸體標本散發(fā)的甲醛處理好，才能達到最佳的凈化效果。

5.2 新型下排風系統(tǒng)的優(yōu)點

在蘇州大學醫(yī)學部人體解剖實驗室環(huán)保改造中，全部選用的是螺柱升降，齒輪傳動，底部帶有圓形風口的新型帶蓋不銹鋼解剖臺。下排風系統(tǒng)通過地面風口及電動風閥與解剖臺相連，新風從頂上矩形孔板層流布氣罩垂直下送，將整個解剖臺“包裹”在新風氣流中，氣流“活塞式”地將污染氣體往下壓，再通過排風系統(tǒng)將甲醛以最短路徑從解剖臺下方經排風管道直接排到樓頂。同時為了保持室內一定的負壓，減少甲醛對走廊等周圍環(huán)境的污染，應通過變頻風量自動控制裝置調節(jié)每張解剖臺的送風和排風，使排風量稍大于送風量，排風換氣次數(shù)維持在35次／h左右。這種上送下排的單向垂直氣流組織形式完全符合解剖實驗室污染源在下方，呼吸區(qū)在上方的特點，是最合理有效的氣流組織形式［9］。

6 離子凈化系統(tǒng)

6.1 離子凈化系統(tǒng)的重要性

雖然科學合理的送排風結構設計，可以基本解決解剖實驗室內的甲醛污染問題，但是室內甲醛并不能通過通排風系統(tǒng)被完全排出室外。因為甲醛具有較強的粘附性，一旦甲醛溢出至實驗室邊角或室內其它物品上則很難被有效清除。所以在合理的通排風設計基礎上，離子凈化系統(tǒng)能夠更好地清楚殘留在室內的甲醛。雖然不能片面強調離子凈化系統(tǒng)清除甲醛的決定性作用，但是不可否認空氣離子凈化裝置的使用，對于解剖實驗室的環(huán)保改造具有特別重要的意義。

6.1.1 離子凈化原理 離子凈化系統(tǒng)利用空氣進行壁壘放電，通過脈沖方式控制交流電對電離管的作用時間，根據(jù)室內實際需要，將空氣電離成正負離子群和強氧化性自由基O、OH、HO2等，這些離子簇具有極高的化學活性，對IE 等于10.88e的揮發(fā)性有機物甲醛氧化處理效果顯著。離子簇進入室內后與空氣中的甲醛發(fā)生中和反應，打斷碳氫鍵，將碳元素氧化成對人體無害的CO2和H2O，且最終產物無二次污染［13］。同時進入室內的這些離子簇半衰期可維持幾分鐘時間，期間可與約1012的惡臭分子相撞，H2S、NH3、CH3SH、VOCS等惡臭分子瞬間被離子簇氧化分解，從而還可去除室內異味。另外，正負離子簇還可全面包裹室內空氣中的細菌、霉菌、病毒等各種微生物，使其無法生存。

6.1.2 離子凈化設備 有的院校為節(jié)約成本沒有安裝離子凈化系統(tǒng)或者是選用單體自循環(huán)處理的吊頂式離子凈化產品，這些都會因為擾亂了室內氣流組織而最終影響處理甲醛的效果。另外選用進口離子主機的同時，應注意選用新款牢固固定點接地式電離管，盡量不要選用接地彈簧式或接地夾鉗式電離管，因為此種電離管長期受力后易造成老化，彈性疲勞，可能形成松脫，從而造成風管內發(fā)生電弧，存在安全隱患。

蘇州大學醫(yī)學部人體解剖實驗室改造的四間解剖學實驗室所用離子凈化裝置均為進口離子主機，采用風管安裝方式，選用標準電離管，每只標準電離管的最佳處理風量為1000 m3／h，根據(jù)實驗室的面積和解剖臺的數(shù)量合理地配制電離管數(shù)量。電離管數(shù)量過少則會在甲醛濃度高時處理能力不足而降低凈化效果。電離管數(shù)量過多則會因為過量發(fā)射離子而導致副產物臭氧增多，過多的臭氧對人體是不利的。

7 空氣質量智能控制系統(tǒng)

7.1 智能控制系統(tǒng)的組成

解剖實驗室內的主要污染物為尸體標本揮發(fā)出的甲醛氣體，室內甲醛濃度在不同時段波動范圍較大，約為0～5mg／m3，這通常與解剖臺開啟數(shù)量、標本狀態(tài)差異、室內溫度、濕度不同有關。為保證整套室內空氣凈化裝置能夠根據(jù)室內各種不同情況下的污染程度自動調節(jié)到最佳運行狀態(tài)，這就需要一套空氣質量智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括①空氣品質傳感器即VOC探頭，它安裝于從空調出來的排風管道中，可探測室內空氣中揮發(fā)性有機物VOC的實際含量。②風量傳感器即風速探頭，它安裝于送風管道中，用于探測濕度變化。③相對濕度傳感器，即相對濕度探頭，它安裝于送風管道中，用于探測濕度變化，相對溫度與臭氧控制有關，臭氧半衰期時間與空氣相對濕度成反比，另外相對濕度與凈化效率也有關。④臭氧傳感器，即臭氧探頭，安裝于送風管道中，在新風進入室內前對臭氧濃度嚴格控制。當送風管道中臭氧濃度達到60PP 時電離強度立刻降低，脈沖控制將臭氧轉換回活性氧氣。上述四種傳感器均可實時將所獲得的實驗室內溫度、濕度、離子發(fā)射強度、污染物濃度及臭氧濃度等動態(tài)數(shù)據(jù)傳送到自動控制器，從而自動調節(jié)通排風設備的運行強度和離子發(fā)生強度，保證室內甲醛達標的同時也不會產生過多有害的臭氧。

7.2 空氣質量智能控制系統(tǒng)的優(yōu)點

該套空氣質量智能控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的啟動開關有著本質區(qū)別。首先每間人體解剖實驗室的空氣質量控制系統(tǒng)都可以獨立運行，它能根據(jù)室內空氣質量、相對濕度、臭氧濃度、風速等動態(tài)變化數(shù)據(jù)，自動計算并實時調節(jié)離子發(fā)生強度和通排風運行強度，以保證所產生的離子簇與室內空氣中存在的揮發(fā)性有機物充分反應，同時嚴格控制臭氧濃度，使得各項參數(shù)維持在預先設定的空位質量強度。其次該系統(tǒng)還具有遠程控制、斷電保持等使用特點。遠程控制可根據(jù)系統(tǒng)分配的IP 地址，在實驗室、辦公室甚至家里實現(xiàn)對系統(tǒng)的提前開啟或關閉。斷電保持技術可以在斷電時記錄系統(tǒng)運行狀態(tài)，待續(xù)電后繼續(xù)斷電前的狀態(tài)運行。除此之外，該系統(tǒng)對通排風設備全部采用變頻控制，在達到最佳空氣質量的同時充分節(jié)能減排、降低能耗。

［1］俞鵬.多功能人體解剖學實驗室的建設與思考［J］.四川解剖學雜志，2007，15（2）：57－58.

［2］梁明康，蘇曲之，朱芳武，等.人體解剖學現(xiàn)代實驗室建設的體會［J］.廣西中醫(yī)學院學報，2007，10（1）：104－105.

［3］王曉蕓，袁玉林，吳巍，等.關于標準化解剖學實驗室建設的思考［J］.山西醫(yī)科大學學報，2006，8（4）：523－524.

［4］中華人民共和國室內空氣質量標準［S］.GB／T18883－2002.

［5］中華人民共和國工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準［S］.TJ36－79.

［6］中華人民共和國居室空氣中甲醛衛(wèi)生標準［S］.GB／T1627－1995.

［7］中華人民共和國實驗室生物安全通用要求［S］.GB／19489－2004.

［8］鄭萬兵，張昌.甲醛與人體解剖教室的空氣品質［J］.實驗室研究與探索，2010，29（11）.

［9］王友君，彭小勇，羅清海.解剖實驗室甲醛污染控制與分析［J］.電冷空調與電力機械，2007，115（28）：37－40.

［10］管圖華.人體解剖實驗室環(huán)保改造方案的設計與優(yōu)化［J］.實驗室研究與探索.2010，29（11）.

［11］李陽春.人體解剖實驗室通風系統(tǒng)的環(huán)保設計［J］.環(huán)境與健康雜志，2007，24（10）.

［12］李小紅.不同空調系統(tǒng)對解剖實驗室氣態(tài)甲醛污染狀況改善的實驗觀察［J］.安徽預防醫(yī)學雜志，2006，12（5）：315.

［13］Stacy L.Daniels.用有質壁壘放電產生的非熱等離子體進行室內空氣環(huán)境的離子化以控制揮發(fā)性和顆粒性污染物［J］.IEEE Transaction on PLASMA science，2002，30（4）.

［14］余華.對實驗室污染問題的思考和建議［J］.中國環(huán)境管理干部學院學報，2005.15（1）.