Търсенето на проекти за ново строителство и разширение на лаборатории за мониторинг на околната среда нарасна забележително през последните години. Проверката и изпитването на въглеродни емисии, водени от инициативи за въглеродна неутралност, изисквания за задължителен вътрешен мониторинг съгласно разпоредбите за разрешителни за изхвърляне на замърсители и програми за изграждане на капацитет за местни станции за мониторинг на околната среда, всички те допринесоха за тази тенденция. Въпреки това, изграждането на квалифицирана лаборатория за мониторинг на околната среда е сложно начинание. Той обхваща тестване за множество среди, включително вода, въздух, шум и твърди отпадъци. Различните категории за изпитване налагат различни изисквания за зониране, вентилация и чистота. Неадекватното планиране почти неизбежно ще доведе до скъпи модификации на по-късен етап. Тази статия очертава шест критични точки за вземане на решения в подкрепа на задълбочено планиране по време на фазата на проектиране.
Избор на място: Лабораториите за мониторинг на околната среда не могат да бъдат създавани произволно
За лабораториите за мониторинг на околната среда се прилагат специални критерии за избор на място и простото наемане на обикновено офис пространство не е достатъчно. Първо, околният район трябва да бъде свободен от източници на силно замърсяване. Ако лабораторията е разположена близо до пътища с интензивен трафик или източници на промишлени емисии, фоновите стойности за вземане на атмосферни проби ще бъдат повишени, което пряко компрометира представителността и точността на резултатите от теста. Оценките за акредитация на лаборатории от трети страни обръщат голямо внимание на основното качество на околната среда в местоположението на лабораторията.
Второ, товароносимостта на пода трябва да отговаря на изискванията. Зоните, в които се помещават големи прецизни инструменти като ICP‑MS, трябва да имат минимално допустимо натоварване от 4,0 kN/m² (приблизително 400 kg на квадратен метър). Действителните стойности се изчисляват според теглото на оборудването, разположението и оперативните изисквания. Изчисления на натоварването се изискват и за помещения за съхранение на газови бутилки с множество редове бутилки със сгъстен газ. Това представлява често срещана клопка за лаборатории, разположени в наети офис сгради, където типичните номинални стойности на работно натоварване на пода на офиса обикновено са само 2,0 kN/m² (приблизително 200 kg на квадратен метър).
Трето, трябва да бъдат изпълнени условията за дренаж и изпускане. Големи обеми кисели отпадъчни течности се генерират в зоните за предварителна обработка, което изисква запазено пространство за процеси на неутрализация. Външните изпускателни отвори не трябва да са разположени директно срещу входовете за свеж въздух на сградата, а височините на изхода трябва да отговарят на местните спецификации за екологична оценка.
Зониране и оформление: Физическото разделяне е задължително за зоните за органичен и неорганичен анализ
Един принцип, който не подлежи на обсъждане за функционално зониране на лабораториите за мониторинг на околната среда е, че зоните за анализ на органични вещества и зоните за анализ на неорганични вещества трябва да бъдат напълно независими както по отношение на пространственото разположение, така и по отношение на системите за обработка на въздуха. Пари на разтворители като n-хексан и дихлорометан от операции за анализ на органични вещества, които се насочват към зони за анализ на неорганични вещества, ще причинят сериозни смущения на основата на въглерод по време на тестване за следи от тежки метали с ICP-MS. Границите на откриване за елементи, включително арсен и селен, могат да се увеличат няколко пъти или дори десетки пъти, което води до неуспешно откриване на проби с ниска концентрация.
Практическото изпълнение включва разделяне на зоните за органичен анализ и неорганичен анализ със солидни преградни стени, с коридори или буферни помещения между тях. Споделените канали за връщане на въздух са забранени. Системите за подаване и отвеждане на въздух за двете зони трябва да работят напълно независимо, за да се елиминира напречното въздушно течение.
Освен това зоните за предварителна обработка и инструменталните помещения също трябва да бъдат разделени. Киселинните пари, генерирани по време на процедурите на смилане, включително азотна киселина, солна киселина и флуороводородна киселина, са силно корозивни за оптичните компоненти и печатните платки на прецизните инструменти. Зоните за предварителна обработка се ограждат като независими пространства с плътни стени.
Вентилационна система: Различни изисквания за вентилация за три вида зони
Вентилационният проект за лаборатории за мониторинг на околната среда се изпълнява на базата на зона по зона. Зоните за предварителна обработка налагат най-високо вентилационно натоварване. За стандартен 1,5-метров аспиратор с лицева скорост от 0,5 m/s, обемът на изходящия въздух варира от 1500 m³/h до 2000 m³/h на модул. Типичната зона за предварителна обработка изисква два до три аспиратора плюс общ въздухообмен в помещението с не по-малко от шест смени на въздуха на час. Адекватният въздух за подхранване е от съществено значение. Изпускането на голям обем трябва да бъде съчетано с еквивалентно подаване на свеж въздух; в противен случай в лабораторията ще възникне прекомерно отрицателно налягане, което ще затрудни работата на вратата и ще дестабилизира контрола на температурата на климатика.
Често се пренебрегва вентилацията на помещенията за съхранение на газ за калибриране. Обичайните калибриращи газове за мониторинг на околната среда като CO, SO₂, NO и NO₂ са предимно по-тежки от въздуха и са склонни да се натрупват близо до нивото на земята при изтичане. Изпускателните отвори се монтират на малка височина, не по-висока от 300 mm над нивото на пода, с не по-малко от 12 обмена на въздух на час. Запалимите газове и окислителните газове се съхраняват отделно и се монтират алармени устройства за изтичане на газ.
Микробиологичните зони приемат независима вентилационна система. Прилага се тристепенно решение за подаване на филтриран въздух, използващо филтри с първична ефективност, средна ефективност и висока ефективност, за да се поддържат условия на положително налягане, с 10-15 смени на въздуха на час. Неговата система за обработка на въздух трябва да бъде напълно изолирана от зоните за химическа обработка.
Работни маси и шкафове: Избор на материали, съобразени с различни зони
Еднакъв избор на материал в цялата лаборатория не е препоръчителен. Зоните за предварителна обработка и зоните за физикохимичен анализ изискват работни маси с изцяло стоманена конструкция и физикохимични плотове, устойчиви на киселини и алкали. Обикновените работни маси от стомана-дърво ще претърпят бърза деформация, причинена от влага, на дървените компоненти на шкафа и корозия на рамката при излагане на киселинни пари.
Зоните за анализ на инструменти се нуждаят от изолирани от вибрации инструменти. Прецизни инструменти като ICP‑MS и GC‑MS са силно чувствителни към вибрации. Инструменталните маси трябва да имат независими бетонни основи или стоманени антивибрационни опори и да не споделят носещи конструкции със стени или други лабораторни мебели.
Микробиологичните зони трябва да използват плотове от неръждаема стомана за удобна дезинфекция с алкохол или пара. На всяко работно място се монтират ултравиолетови стерилизационни лампи. Помещенията за съхранение на газ за калибриране не изискват фиксирани работни маси; са достатъчни стелажи за газови бутилки от неръждаема стомана с вериги против преобръщане.
Третиране на отпадъчни газове и течности: Планирането не може да бъде отложено до късен етап на строителство
Отлагането на планирането на третирането на отпадъци малко преди оценката на акредитацията на лабораторията много вероятно ще доведе до несъответствие. За отпадъчни газове: Киселинна мъгла, генерирана по време на киселинното разграждане, трябва да се третира от оборудване за обработка на отпадъчни газове преди изхвърлянето. Отработеният въздух от работа с органични разтворители трябва да премине през адсорбционни модули с активен въглен преди освобождаване.
За отпадъчни течности: Отпадъчни течности, съдържащи киселинни тежки метали, отпадъчни течности от органични екстракции, отпадъчни течности, съдържащи цианид, и други категории трябва да се събират отделно, като всеки контейнер е ясно етикетиран с вида на отпадъците и датата на генериране. Подовите настилки във вътрешността на помещенията за временно съхранение на отпадъчни течности трябва да бъдат покрити с епоксидна смола за целите на предотвратяване на просмукване, а заобикалящите ги херметични прегради трябва да бъдат монтирани. Трябва да се поддържат пълни записи, обхващащи генерирането, временното съхранение и обезвреждането на външни изпълнители на всяка партида отпадъчна течност. Тези мерки са ключови елементи за оценка както по време на лабораторни одити от трети страни, така и по време на рутинни инспекции от екологични органи.
Привеждане в съответствие с акредитацията на лабораторията: Синхронизирайте дизайна и подготовката за сертифициране, за да спестите време
Пълните процедури за акредитация на лабораторията обикновено отнемат 6-12 месеца. Може да се спести време чрез интегриране на изискванията за акредитация във фазата на проектиране. Консултантите по акредитация могат да участват по време на прегледа на чертежа, превеждайки критериите за оценка директно в оформлението на етажния план и избора на оборудване. Примерите включват специални маршрути за достъп, запазени на етапа на чертане, оформление на точки за непрекъснато наблюдение на температурата и влажността по време на проектирането на електрическата система и подова настилка против просмукване плюс ограничителни прегради за помещения за съхранение на отпадъчни течности, внедрени по време на гражданското строителство. Коригиращите реконструкции след завършване на строителството ще доведат до високи разходи или ще доведат до несъответствие по време на оценката.
Практическият опит от проекти на лаборатории за мониторинг на околната среда показва, че фазата на проектиране предлага най-добрата възможност за намаляване на общите разходи с разумна предварителна инвестиция. Маршрутът на каналите на вентилационната система, физическото разделяне на функционалните зони и схемите за третиране на отпадъчни газове и отпадъчни течности стават трудни или невъзможни за промяна, след като строителството започне. Всички такива елементи трябва да бъдат финализирани на етапа на чертеж-проектиране.
