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医院病理科空调与通风系统设计探讨

来源:洁净园
文|韩磊峰



病理科是大型综合医院专科医院必不可少的科室之一,其主要任务是在医疗过程中承担病理诊断工作,包括通过活体组织检查、脱落和细针穿刺细胞学检查以及尸体剖检,为临床提供明确的病理诊断,确定疾病的性质,查明死亡原因。



【摘 要】通过对病理科室内环境状况的分析,探讨设计中通风方式及通风量的确定、室内空调参数的选取及新风送风方
【关键词】病理科;试验试剂;通风;空调
病理科是大型综合医院专科医院必不可少的科室之一,其主要任务是在医疗过程中承担病理诊断工作,包括通过活体组织检查、脱落和细针穿刺细胞学检查以及尸体剖检,为临床提供明确的病理诊断,确定疾病的性质,查明死亡原因。
与其他诊断手段如B 超、常规放射、CT、MRI 及同位素相比,目前世界各国医学界公认最可信赖、重复性最强、准确性最高的仍然是病理诊断,因为病理诊断报告不是影像学的描述,而是明确的疾病名称,临床医师主要根据病理报告决定治疗原则、估计预后以及解释临床症状和明确死亡原因。病理诊断的这种权威性决定了它在所有诊断手段中的核心作用,因此病理诊断的质量不仅对相关科室甚至对医院整体的医疗质量构成极大的影响。

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病理科布局规划

病理科的组成一般分为病理技术区域和病理解剖区域,各部分在工艺布局时应自成一区。

  • 病理技术区域必须配备的用房有取材、制片、标本处理(脱水、染色、蜡包埋、切片)、镜检、洗涤消毒、卫生通过等;

  • 病理解剖区域宜和太平间合建,与停尸房宜有内门相通,且应设工作人员更衣及淋浴设施。病理技术室大量使用甲醛、二甲苯等有机溶剂,甲醛、二甲苯都是中华人民共和国国家职业卫生标准 (GBZ2—2002)《工作场所有害因素职业接触限值》中明确列出的物质,不仅会对实验室人员造成职业损伤,还会对周围环境造成破坏,因此对病理科各房间的使用情况进行有针对性的研究,确定一套科学实用的防护措施,是减少化学试剂污染、改善工作环境、提高工作效率的必由之路。

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表 病理科各医技房间使用试剂的情况详

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甲 醛(HCHO)

物理特性:无色透明气体或液体 , 有刺鼻的气味,沸点 :-19.5℃,闪点 :85℃ 自燃点 :430℃,极易溶于水,溶于醇、醚、丙酮、苯,其 40% 水溶液称为“富尔马林”。在制造合成树脂、表面活性剂、塑料、橡胶、鞣革、造纸、染料、制药、感光材料、炸药等以及在消毒、熏蒸和防腐过程中均可接触本品。临床表现:

  • 对眼和呼吸道的刺激作用:接触甲醛可引起眼部灼烧感,结膜炎、角膜炎、鼻炎、嗅觉丧失。出现不同程度的流泪,流涕,咽痛,咳嗽,气短的症状。严重者可发生喉痉挛,声门水肿和肺炎,而肺水肿不常见。

  • 皮肤接触甲醛,多表现为急性皮炎。主要为粟粒至米粒大小红丘疹簇集,周围明显,且甲醛能抑制汗腺的分泌,长期接触可使皮肤干燥、易破裂、手掌角化过度。

  • 慢性影响:长期低浓度接触甲醛时,部分人可出现头晕、头痛、乏力,两侧不对称感觉障碍,排汗过剩以及视力减退等。

甲醛对人体影响有3个方面:皮肤、黏膜刺激作用,免疫性皮肤及呼吸道致敏作用和致突变及致癌作用。根据有关文献报道,甲醛职业接触人群调查显示暴露组肿瘤死亡率明显高于非暴露组,还有文献报道认为甲醛是一种染色体断裂剂及非整倍体诱变剂。

甲醛是世界产量最高的十大化学物之一,有3000多种用途且广泛用于各种生产和科研部门,如果甲醛吸收量增高,破坏了机体内环境产生不良反应。应用抗生素预防继发感染,但忌用磺胺类药物。甲醛接触人群有肿瘤发病增加的趋势,主要在消化系统,脑、肾、前列腺和淋巴系统。目前认为低剂量甲醛可转化为正常代谢产物,尚不至于造成肯定的蓄积性组织损害。

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苏木精 (hematine)、伊红 (eosin)

苏木精由苏木树的木材获得 , 是一种天然媒介染料。难溶于冷水和乙醚,易溶于热水和热乙醇,溶于碱、氨和硼砂的溶液。用于蚕丝、毛皮和皮革的染色以及棉布的印花,用不同的媒染剂可得到蓝色或黑色。与重铬盐、铁盐、亚铁盐、铝盐和锡盐等一起可制成各种色淀。在分析化学中用于比色分析、显微镜分析,并用作 pH 值指示剂,变色范围 5.0 ~ 6.0,由黄色变紫色。苏木精为碱性染料 , 可以将细胞核染为蓝色 ;病理科实际使用的苏木精是添加了很多其它成份配置而成的混合试剂,主要配方为:苏木精 2g,无水乙醇250ml,硫酸铝 10g,蒸馏水750ml,碘酸钠0.5g,柠檬酸1g。伊红为酸性染料 , 可以将细胞质和细胞间质染为粉红色 . 病理切片在染色前需要脱蜡 , 染色后用树胶封片 , 以便长期保存。

伊红分水溶性和醇溶性。病理科使用的伊红溶液配方为:水溶伊红 0.8g,重络酸钾 0.5g,蒸馏水 90ml,苦味酸饱和水溶液 10ml。

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多聚甲醛 (Paraformaldehyde)

多聚甲醛又称固体甲醛,是一类线型短链的聚氧甲撑二醇混合物,其中含有少量水分和甲醇。多聚甲醛一般指低聚合度的固态甲醛产品。本品有强烈的甲醛气味,聚合度n为8-12 的溶解温度为80,聚合度n 在12 以上的溶解温度为120-170,不溶于乙醇、丙酮和乙醚,溶于稀酸和稀碱溶液,熔融时分解很快,但不具备塑料的一些力学性质,且不能加工薄膜。这类低聚合度产品是不稳定的聚合物,容易溶解成甲醛溶液,例如,在氨基合成树脂涂料生产中,为避免使用含水量大的福尔马林而通常使用低聚合度多聚甲醛作甲醛源。

多聚甲醛主要用途:应用低聚合度多聚甲醛代替普通工业甲醛水溶液,在合成农药、合成树脂、涂料及制取熏蒸消毒剂等多种多样的甲醛下游产品中,既可减少脱水的能耗,又可大大减少废水处理量,这是一项利国利民绿色环保工程。低聚合度多聚甲醛因其较工业甲醛有效成分高,是固体颗粒,有利于化工、制药等化学合成及其他工业领域的应用,特别是在要求使用无水甲醛作原料的合成方面,用途广泛。还可用作消毒剂、杀菌剂、熏蒸剂和除草剂以及制造树脂和人造象牙等。

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二甲苯(C8H10)

理化性状和用途:无色液体 , 蒸气有芳香气味 , 易挥发,熔点 :13.3℃,闪点 :37.78℃,沸点 :138.4℃。不溶于水。可与醇、醚和许多其他有机溶剂混溶。

二甲苯用作树脂、涂料、油墨清洁剂和农药之溶剂、燃料的组成部分,还用来制造染料、塑料、农药。

毒性及燃爆性:属低毒类。对皮肤、粘膜有刺激作用 , 高浓度有麻痹作用。具有致突变性、生殖毒性和致癌性。易燃、有爆炸危险。用二氧化碳、干粉或泡沫灭火剂,不宜用水。属于甲类火灾危险物质。

个人防护:吸入:如蒸汽浓度不明或超过允许暴露限值,应戴褐色标滤毒盒的放毒面具。

皮肤:应使用手套、工作服、工作鞋。工作场所应备有安全淋浴和眼睛冲洗器具。

眼睛:戴化学防溅眼镜或面罩。

其他:工作场所严禁吸烟、进食和饮水,工作后淋浴更衣,保持良好的卫生习惯。

储存、运输及使用:将二甲苯储藏于密封和放在地面上的容器内,置于阴凉并有良好通风条件处,远离工作场所或火源。

应急处理:切断火源,应急处理人员戴自给式呼吸器,穿一般消防防护服,用活性炭或其他惰性材料吸收,然后使用防爆工具收集泄漏物,运至废物处理场所。也可用不燃性分散剂制成的乳液刷洗,然后放入废水处理系统。如大量泄漏,应建围堤收集,然后转移、回收或无害处理后废弃。

吸入:脱离产生源或搬移至空气新鲜处,如果停止呼吸,应进行人工呼吸。

皮肤接触:用微温、缓慢的流水冲洗患处至少 20 分钟,在流水下脱去被污染的衣服,用肥皂清洗。

眼睛接触:使眼睑张开,用生理盐水或微温、缓慢的流水冲洗患眼约 20 分钟。

口服:用水充分漱口,不可催吐。给患者饮水约 250 毫升。如呕吐自然发生,应使患者身体前倾,漱口并重复给水。

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石蜡

石蜡是矿物蜡的一种,也是石油蜡的一种;它是从原油蒸馏所得的润滑油馏分经溶剂精制、溶剂脱蜡或经蜡冷冻结、压榨脱蜡制得蜡膏,再经溶剂脱油、精制而得的片状或针状结晶。又称晶形蜡,碳原子数约为 18 ~ 30 的烃类混合物,主要组分为直链烷烃(约为 80%~ 95%),还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃(两者合计含量 20%以下)。

病理科一般使用的石蜡 , 其熔点在 60℃左右 , 组织浸蜡时 , 浸蜡箱中的温度 , 一般都调在 65℃。

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02
通风系统的特点及设计要点

病理科各部门在对组织或器官进行病理分析前需要对相关样本进行一系列复杂精细的处理,特别是在取材室、脱水室和包埋室,甲醛、二甲苯、石蜡等化学试剂被大量使用,为减少有机溶剂的挥发蒸汽及石蜡加热后产生蒸汽对人体的危害,部分试验操作是在通风柜和带有排气装置的试验台上完成的,但是由于在实际操作中很多使用试剂和组织样本的放置和收取都不在试验器具排风系统的控制范围之内,因此大部分房间室内空气的有害物质浓度往往还是超过国家相关规范规定的上限值。在对一家待改造国内知名专科医院病理科脱水室空气中的甲醛含量进行测量(测量采用的是 GT1900便携式甲醛分析仪)后发现,室内空气中甲醛浓度最高时达到4.60 mg/m³,远远超出卫生标准3.0 mg/m³ 的上限要求。

国内相关规范规定居住区大气中甲醛的一次最高允许浓度(指任何一次测量结果的最大容许浓度)为0.05mg/m³,部分医院病理科提供的室内甲醛安全浓度为 0.10 mg/m3,由此可见病理科室内有害气体的浓度超出普通人群的期望值还是比较大的,有害气体浓度必须得到控制,否则对工作人员的危害是巨大的。

取材室取材台采用不锈钢制作,取材台前方设置了侧面吸风罩,用于排除试验时散发的有害气体,取材台排风罩的排风量为 1200m³/h ~1700m³/h,设计时一般取1500 m3/h,局部压力损失约为120Pa;

排毒柜一般采用普通化学通风柜,通风柜可以自带风机或在外部另设风机,由于试验过程基本是冷过程,且实验室有害气体的释放量比较大,所以病理科使用的通风柜控制风速取值为 0.4m/s~0.5m/s,单台排风柜的排风量一般取 1800m3/h。病理科各房间除去设置局部排风系统外还应设置全面排风系统,美国工业通风手册认为:“有害粉尘、烟气、蒸汽和气体实际上是混合在空气之中并随空气流动而明显地向上或向下运动的。”病理科使用的试剂挥发所产生的气体(如甲醛、二甲苯、石蜡蒸汽等)虽然密度略大于空气,但是与室内大量空气混合后的密度并不是其自身的密度,而是有效相对密度。经测量,混合气体的有效相对密度与空气的密度相差甚微。

由上述分析可知,病理科全面排风的风口设置应采用上下排风相结合的方式比较理想,设计时一般设置一根排风立柱,排风立柱上设置上部排风口和下部排风口,排风量分别为总排风量的 1/3 和 2/3。室内全面排风量的计算是指使进入室内空气总的有害物质的浓度稀释到室内最高容许浓度时所需的通风量。可按照公式计算:

L=m/(cy-cj)

式中:L- 房间排风量,m3/h;

m- 室内有害气体的散发量,mg/h;

cy- 室内空气中有害气体的最高容许浓度,mg/ m3,详见表(1-1);

cj- 进入房间的空气中有害气体的浓度,mg/ m3,一般可以取 0;

由于病理科试验过程中有害气体的挥发是随机、不均匀和不稳定的,确定室内有害气体的散发量确有一定困难,根据公式计算全面排风量尚有一定难度,通过调查和部分实测数据对比分析,病理科各主要房间的的通风换气次数详见下表。

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* 为了减少有害气体对周围环境的危害,室内必须维持一定的负压,所以送风量小于排风量。

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03
病理科空调系统的特点和设计要点:

在病理科相关操作的过程中,试验用组织和器官基本都处于暴露的状态,因此对病理科房间的温湿度是有一定要求的,特别在湿度方面要控制的比较好。许多大型医院日常的门诊和手术量都很大,大量的组织器官样本在采集好后不一定会在第一时间就得到有效处理,样本放置过程中如果室内湿度过高则有变质的可能性,如果湿度过低则会因为失水过多影响切片的制作。在对几家大型病理科的调研中发现,由于室内空气污浊,试验人员一般会将房间窗户打开通风,夏季时湿热的空气进入室内使得部分未及时处理的组织变质腐败,使得无法进行病理试验和诊断,医生不得已又要对病人进行组织采集,这就给病人带来不必要的痛苦。笔者在调研的基础上,经过查询相关的资料后认为病理科夏季设计参数温度应控制在 24℃ ~27℃,相对湿度应为 60%~65%;冬季室内设计参数温度为 17℃ ~21℃,相对湿度为 50%~60%;为防止工作区域由于风速过高使样本失水,所以工作区域的风速应保持在 0.2~0.25m/s。

根据病理科室内污染物的特性及对温、湿度的要求,最佳空调方式应采用直流式空调系统。但直流式空调系统的能耗较大,且由于排风中的酸性气体会对金属产生腐蚀作用,因此热交换节能装置的使用受到限制,此系统运行的费用很高。大部分工程在设计时还是采用了风机盘管加新风的空调方式,但是新风的送风大多采用百叶风口侧送的方式,此方式排除污染物的效果不理想,特别是霉雨季节尤为突出,其主要原因是气流组织不合理,室内有多个涡流区,涡流区内的污染物始终得不到排除,且不停的被卷吸并向四周扩散气味。

通过总结这些经验教训,笔者认为空调采用风机盘管加新风的方式是节能和可行的方式,但是新风的送风方式可以采用全吊顶孔板均匀下送风,这种送风方式充分利用了封闭吊顶空腔“静压箱”的作用,使新风气流均匀、缓慢的经孔板向下送出,犹如活塞一般充分控制有害气体向上扩散,保持试验操作人员工作区空气的新鲜干净,同时又有利于污染物的排出。

随着科学技术的发展,近几年空气处理行业新技术不断推陈出新,病理科新风系统中设置智能型离子空气净化装置对去除空气中有害气体和自然菌方面产生了特殊的功效。

由于病理科通风柜和取材台的排风量较大,这些设备全部开启时的换气次数远大于全面通风的换气次数,按照全面通风确定新风量在部分房间不能满足使用要求。为合理匹配送排风系统的风量平衡,设计中应考虑新风机组和排风机组的风量均按照二项风量的大值选取,且均采用变频控制,通风柜、取材台等局部排风设备和全面排风立柱及新风机组间应建立连锁和风量匹配关系,通过自动控制和风机变频实现风量平衡。

病理科内使用的设备如冰冻切片机、自动脱水机、自动包埋机、自动染色机等发热量均不大,负荷计算时可忽略,但是烘片机、烤箱及低温冰箱等的发热量比较大,需要将其发热量计入冷负荷。

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结束语

病理科的通风和空调设计有其特殊性,解决得好有实际应用价值,本文在这方面做了一些探讨,愿能起到抛砖引玉的作用。在此类工程的设计中,实际上还有很多问题值得研究,比如是否可以对试验工艺流程进行调整,使有害气体控制在一个较小的空间,这样就有利于有害气体的排出;同时还可以考虑进一步优化送、排风系统,设置经济可行的冷(热)量回收装置,使空调系统较为节能等。

参考文献

[1] 陆耀庆主编,《实用供热空调设计手册》(第二版)。北京 . 中国建筑工业出版社,2008

[2] 许钟麟等主编,《空气洁净技术原理》。上海 . 同济大学出版社,1998

[3] 孙一坚主编,《工业通风》。北京 . 中国建筑工业出版社,1994


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