کاربرد هود پاتولوژی (Pathology Hood) یکی از تجهیزات مهم آزمایشگاه‌های پاتولوژی و آناتومی پاتولوژیک است که برای ایمنی کاربر و محیط آزمایشگاه هنگام کار با نمونه‌های بیولوژیک، مواد شیمیایی سمی و فرمالین استفاده می‌شود.

مروری جامع بر کاربرد هود پاتولوژی: مهندسی، ایمنی و کاربردهای مدرن

بخش ۱: تمایز سیستم‌های مهار در آزمایشگاه

محیط آزمایشگاه مدرن برای محافظت از پرسنل، آزمایش‌ها و محیط اطراف در برابر انواع خطرات، به مجموعه‌ای از کنترل‌های مهندسی پیچیده متکی است.

در میان این کنترل‌ها، محفظه‌های تهویه‌دار که اغلب به سادگی «هود» نامیده می‌شوند، از حیاتی‌ترین‌ها هستند.

این ابهام می‌تواند منجر به استفاده نادرست و خطرناک از تجهیزات شود، زیرا اصول بنیادی، طراحی و قابلیت‌های حفاظتی این دستگاه‌ها به طور قابل توجهی متفاوت است.

درک دقیق این تجهیزات برای تضمین ایمنی آزمایشگاه امری ضروری است.

این بخش چارچوبی واضح برای تمایز انواع اصلی سیستم‌های مهار آزمایشگاهی ایجاد می‌کند، با تمرکز ویژه بر تعریف هود پاتولوژی در این زمینه.

۱.۱ تعریف کاربرد هود پاتولوژی: یک هود شیمیایی مخصوص زمینه خاص

هود پاتولوژی یک دستگاه کنترل مهندسی ضروری است که در آزمایشگاه‌های تشخیص پزشکی، تحقیقاتی و دانشگاهی یافت می‌شود،

به ویژه در محیط‌هایی که آلاینده‌های شیمیایی سمی در حین تجزیه و تحلیل نمونه‌های بیولوژیکی تولید می‌شوند.

در اصل، هود پاتولوژی نوعی تخصصی از هود شیمیایی است. هدف اصلی آن کنترل قرار گرفتن کاربر در معرض مواد خطرناک با مهار و حذف ایمن دودها، بخارات و آئروسل‌های شیمیایی از محل کار است.

عنوان «پاتولوژی» نشان‌دهنده یک کلاس منحصر به فرد از فناوری مهار نیست، بلکه مجموعه‌ای از ویژگی‌ها و مواد متناسب با گردش کار خاص و طاقت‌فرسای آسیب‌شناسی آناتومیک است.

این تخصص‌ها برای تسهیل بررسی ماکروسکوپی (ناخالص) و میکروسکوپی بافت‌ها، اندام‌ها و مایعات بدن طراحی شده‌اند. تطبیق‌های کلیدی عبارتند از:

● مواد ساخت: کاربرد هود پاتولوژی تقریباً به طور جهانی از فولاد ضد زنگ ساخته شده‌اند تا در برابر مواد شیمیایی خورنده و پروتکل‌های تمیزکاری سخت رایج در آزمایشگاه‌های پاتولوژی مقاومت کنند.

● خدمات یکپارچه: آنها معمولاً مجهز به طیف وسیعی از امکانات داخلی ضروری برای فرآیند گراسینگ هستند، مانند سینک‌های بزرگ،

شیرهای آب گرم و سرد (که اغلب با پدال‌های پایی یا سنسورهای فوتوالکتریک کار می‌کنند)، خردکن‌ها یا دفع‌کننده‌های زباله، و پریزهای برق محافظت‌شده در برابر پاشش آب.

● طراحی مخصوص کار: ویژگی‌ها برای کار پاتولوژی بهینه شده‌اند، از جمله روشنایی با شدت بالا و ضد بخار برای تجسم واضح،

و گاهی اوقات لامپ‌های فرابنفش (UV) برای ضدعفونی یا روش‌های آزمایشی خاص.

این ویژگی‌ها، در حالی که برای کارایی گردش کار و دوام حیاتی هستند، اصل مهندسی اولیه دستگاه را تغییر نمی‌دهند:

این یک هود شیمیایی است که برای محافظت از کاربر در برابر خطرات شیمیایی طراحی شده است.

این تمایز در کاربرد هود پاتولوژی بسیار مهم است زیرا خطرات موجود در آزمایشگاه پاتولوژی منحصراً شیمیایی نیستند.

بافت‌ها و مایعات بدن نیز می‌توانند خطر بیولوژیکی ایجاد کنند، که یک هود شیمیایی استاندارد برای مدیریت آن طراحی نشده است.

بنابراین، نام «هود پاتولوژی» می‌تواند یک شکاف ایمنی بالقوه ایجاد کند اگر فرض شود که محافظت جهانی در برابر تمام خطرات موجود در پاتولوژی را فراهم می‌کند.

انتخاب تجهیزات مهار باید بر اساس ارزیابی ریسک کامل از روش خاص، با در نظر گرفتن خطرات شیمیایی و بیولوژیکی، انجام شود، نه اینکه به نام عمومی تجهیزات تکیه شود.

۱.۲ هود شیمیایی هستاران طب در مقابل کابینت ایمنی بیولوژیکی (BSC): یک تمایز حیاتی

مهم‌ترین و بالقوه خطرناک‌ترین نقطه سردرگمی در مهار آزمایشگاهی، تمایز بین هود شیمیایی و کابینت ایمنی بیولوژیکی (BSC) است.

در حالی که ممکن است از نظر ظاهری شبیه به هم به نظر برسند، عملکردها، الگوهای جریان هوا و قابلیت‌های حفاظتی آنها اساساً متفاوت است و قابل تعویض نیستند.

● هدف و حفاظت: هود شیمیایی برای محافظت از کاربر (پرسنل) و محیط آزمایشگاه اطراف در برابر قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی خطرناک، مانند حلال‌های فرار یا گازهای سمی طراحی شده است.

این کاربرد هود پاتولوژی دستگاه هیچ حفاظتی برای محصول یا آزمایش داخل هود در برابر آلودگی ارائه نمی‌دهد.

در مقابل، یک BSC برای ایجاد یک مانع جامع مهندسی شده است که از پرسنل، محیط و محصول (به عنوان مثال، کشت‌های سلولی، نمونه‌های بافتی) در برابر آلودگی با عوامل بیولوژیکی محافظت می‌کند.

● جریان هوا و فیلتراسیون: تفاوت اصلی مهندسی در نحوه مدیریت هوای آلوده توسط هر دستگاه نهفته است.

یک هود شیمیایی بر اساس یک اصل ساده عمل می‌کند: هوای آلوده را از محل کار دور از کاربر می‌کشد و آن را مستقیماً از طریق یک سیستم کانال اختصاصی به خارج از ساختمان تخلیه می‌کند.

این هوا معمولاً فیلتر نشده است. در مقابل در کاربرد هود پاتولوژی، BSCها (به ویژه انواع رایج کلاس II) از فیلترهای هوای ذرات با راندمان بالا (HEPA) استفاده می‌کنند.

یک BSC کلاس II یک پرده هوای محافظ در دهانه جلویی ایجاد می‌کند و سطح کار را با جریان رو به پایین هوای فیلتر شده با HEPA برای محافظت از محصول می‌پوشاند.

سپس هوا از طریق شبکه‌ها کشیده می‌شود، جایی که بخشی از آن از طریق یک فیلتر HEPA به محل کار بازگردانده می‌شود

و باقیمانده از طریق یک فیلتر HEPA خروجی عبور کرده و سپس از کابینت تخلیه می‌شود.

● مکانیسم حفاظت: فیلتر HEPA سنگ بنای عملکرد BSC است.

این فیلتر برای به دام انداختن ذرات طراحی شده است و به طور موثر ۹۹.۹۷٪ از ذرات با قطر ۰.۳ میکرومتر را حذف می‌کند و حتی برای ذرات بزرگتر یا کوچکتر کارآمدتر است.

این امر آن را در برابر تمام عوامل عفونی شناخته شده بسیار موثر می‌سازد. با این حال در کاربرد هود پاتولوژی، فیلترهای HEPA دودها یا گازهای شیمیایی فرار را جذب نمی‌کنند.

استفاده از مقادیر قابل توجهی از مواد شیمیایی فرار در یک BSC می‌تواند به فیلتر آسیب برساند

و در مدل‌های بازچرخشی (مانند نوع A2)، می‌تواند بخارات شیمیایی خطرناک را به داخل آزمایشگاه بازگرداند و خطر جدی برای پرسنل ایجاد کند.

در مقابل، استفاده از هود شیمیایی برای کار با عوامل عفونی هیچ حفاظتی برای محصول در برابر آلودگی ارائه نمی‌دهد

و آئروسل‌های بیولوژیکی خطرناک تصفیه نشده را به اتمسفر آزاد می‌کند و محیط خارجی را به خطر می‌اندازد.

۱.۳ هودهای جریان لامینار (“میزهای تمیز”): تکمیل سه‌گانه کاربرد هود پاتولوژی

سومین نوع اصلی محفظه تهویه‌دار، هود جریان لامینار است که به عنوان «میز تمیز» نیز شناخته می‌شود. این دستگاه اغلب با BSC اشتباه گرفته می‌شود اما هدف کاملاً متفاوت و محدودتری دارد.

هود جریان لامینار برای یک عملکرد واحد طراحی شده است: محافظت از محصول یا نمونه در برابر آلودگی ذرات.

این دستگاه با کشیدن هوای اتاق از طریق یک فیلتر HEPA و هدایت جریان هوای استریل و «لامینار» (یک جهته و غیر متلاطم) در سراسر سطح کار عمل می‌کند.

نکته مهم این است که این هوای تمیز به سمت بیرون، مستقیماً به سمت کاربر تخلیه می‌شود.

این طراحی آن را به یک محیط کار استریل موثر برای کاربردهایی مانند آماده‌سازی محیط کشت یا مونتاژ الکترونیک تبدیل می‌کند. با این حال، مطلقاً هیچ حفاظتی برای اپراتور فراهم نمی‌کند.

استفاده از هود جریان لامینار با هر ماده شیمیایی خطرناک یا عامل عفونی منجر به قرار گرفتن مستقیم و متمرکز کاربر در معرض آن خطر خواهد شد.

هودهای جریان لامینار به صراحت دستگاه‌های ایمنی پرسنل نیستند و هرگز نباید به عنوان جایگزینی برای هود شیمیایی یا BSC استفاده شوند.

جدول ۱: مقایسه دستگاه‌های مهار آزمایشگاهی با در نظر گرفتن کاربرد هود پاتولوژی

برای از بین بردن ابهام و ارائه یک مرجع واضح برای پرسنل آزمایشگاه، تفاوت‌های اساسی بین این سه سیستم مهار اولیه در زیر خلاصه شده است.

انتخاب دستگاه باید همیشه بر اساس ارزیابی ریسک مواد مورد استفاده باشد.

بخش ۲: اصول مهندسی و طراحی معماری

اثربخشی یک هود پاتولوژی به عنوان یک کنترل مهندسی اولیه تصادفی نیست؛

بلکه نتیجه یک سیستم کاملاً یکپارچه از اجزای معماری و موادی است که برای مدیریت جریان هوا و مقاومت در برابر یک محیط شیمیایی تهاجمی طراحی شده‌اند.

هر عنصر، از شکل دهانه جلویی تا ترکیب سطوح داخلی، نقش حیاتی در دستیابی به مهار قوی ایفا می‌کند.

طراحی این ایستگاه‌های کاری تخصصی نشان‌دهنده تعادل پیچیده‌ای بین الزامات سختگیرانه ایمنی آیرودینامیکی و گردش کار پیچیده و عملی آزمایشگاه پاتولوژی است.

۲.۱ اجزای اصلی و عملکرد آنها

یک کاربرد هود پاتولوژی از چندین جزء کلیدی تشکیل شده است که با هم کار می‌کنند تا یک منطقه مهار ایمن و مؤثر ایجاد کنند.

● بدنه و ساختار هود: این محفظه اصلی است که محل کار را در بر می‌گیرد.

نمای بیرونی معمولاً از فولاد با پوشش پودری برای دوام ساخته شده است، در حالی که آستر داخلی اولین خط دفاعی در برابر حمله شیمیایی است و باید از مواد بسیار مقاوم ساخته شود.

● پنجره متحرک (Sash) : پنجره متحرک، پنجره شفاف و متحرک در جلوی هود است که تقریباً همیشه از شیشه ایمنی سکوریت ساخته شده است.

این پنجره دو عملکرد حیاتی دارد: به عنوان یک سپر فیزیکی عمل می‌کند و از کاربر در برابر پاشش‌ها و واکنش‌ها محافظت می‌کند، و اندازه دهانه جلویی را که به عنوان «صورت» شناخته می‌شود، کنترل می‌کند.

اندازه این دهانه یک متغیر کلیدی در تعیین سرعت هوای ورودی به هود است.

پنجره‌های متحرک در چندین پیکربندی، از جمله کاربرد هود پاتولوژی بالارونده عمودی، کشویی افقی، یا ترکیبی از هر دو، برای پاسخگویی به نیازهای رویه‌ای مختلف عرضه می‌شوند.

● بافل‌ها (Baffles) : اینها پانل‌های شکاف‌دار هستند که در پشت فضای داخلی هود قرار دارند. بافل‌ها پانل‌های غیرفعال نیستند؛ آنها بخش مهمی از سیستم اگزوز هستند.

آنها برای ایجاد یک جریان هوای یکنواخت و غیر متلاطم در سراسر سطح کار و برای تخلیه هوا از بالا و پایین فضای داخلی هود مهندسی شده‌اند.

این امر تضمین می‌کند که هم گازهای سبکی که تمایل به بالا رفتن دارند و هم بخارات سنگینی که تمایل به پایین رفتن دارند، به طور مؤثر جذب شوند.

موقعیت شکاف‌های بافل گاهی اوقات می‌تواند برای بهینه‌سازی جذب برای کارهای با دمای بالا یا برای تولید بخارات سنگین تنظیم شود.

مسدود کردن شکاف‌های بافل با تجهیزات یا ظروف یک خطای رایج و خطرناک کاربر است، زیرا این کار مسیر اگزوز را به شدت مختل کرده و مهار را به خطر می‌اندازد.

● ایرفویل Airfoil) : ایرفویل لبه منحنی یا پخ‌دار در جلوی سطح کار، درست زیر پنجره متحرک است.

این یک ویژگی آیرودینامیکی در کاربرد هود پاتولوژی حیاتی است که برای اطمینان از جریان هوای صاف و لامینار به داخل هود طراحی شده است.

با حذف زاویه تند ۹۰ درجه یک میز کار ساده، ایرفویل از ایجاد گرداب‌های متلاطم و جریان‌های هوای معکوس در لبه جلویی هود جلوگیری می‌کند، که می‌تواند باعث فرار آلاینده‌ها به منطقه تنفسی کاربر شود.

قرار دادن تجهیزات یا کاغذ جاذب روی ایرفویل عملکرد آن را خنثی می‌کند و یک تخلف ایمنی قابل توجه است.

● سطح کار: سطح کار باید از ماده‌ای ساخته شود که بتواند در برابر قرار گرفتن مداوم در معرض مواد شیمیایی خشن و تمیز کردن مکرر مقاومت کند.

در هودهای پاتولوژی، این سطح معمولاً با سینک‌ها و سیستم‌های تخلیه یکپارچه شده و اغلب گود یا دارای لبه برجسته برای مهار ریزش‌ها است.

۲.۲ علم مواد در یک محیط خورنده در کاربرد هود پاتولوژی

محیط شیمیایی داخل یک هود پاتولوژی – که تحت سلطه فرمالین، الکل‌ها، زایلن و معرف‌های مختلف اسیدی و بازی است – نیازمند استفاده از مواد بسیار بادوام و مقاوم در برابر خوردگی است.

انتخاب مواد نه تنها مسئله طول عمر، بلکه ایمنی و سهولت ضدعفونی نیز می‌باشد.

● فولاد ضد زنگ: این ماده برتر برای ایستگاه‌های گراسینگ پاتولوژی است.

انتخاب آن پاسخی مستقیم به نیاز به ماده‌ای است که بتواند در برابر طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی مقاومت کند،

در برابر خواسته‌های فیزیکی تشریح مقاومت کند و به راحتی و به طور کامل تمیز و ضدعفونی شود.

فولاد ضد زنگ نوع ۳۱۶ اغلب به دلیل مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته، به ویژه برای کانال‌کشی که بخارات می‌توانند متراکم شوند، مشخص می‌شود.

در هودهای تخصصی، مانند هودهای رادیوایزوتوپ، از ساختار بدون درز با گوشه‌های گرد (coved) برای از بین بردن شکاف‌هایی که آلاینده‌ها می‌توانند در آن جمع شوند، استفاده می‌شود؛

این اصل طراحی در کاربرد هود پاتولوژی برای اطمینان از تمیز کردن کامل و جلوگیری از تجمع مواد بیولوژیکی خطرناک باقیمانده یا مواد شیمیایی به همان اندازه ارزشمند است.

● پلی‌پروپیلن: برای کاربردهایی که شامل استفاده معمول از مواد بسیار خورنده، به ویژه اسیدهای قوی است، ممکن است از هودهای ساخته شده از پلی‌پروپیلن استفاده شود.

پلی‌پروپیلن مقاومت شیمیایی استثنایی ارائه می‌دهد و سطح غیر متخلخل آن نیز در محیط‌های اتاق تمیز سودمند است.

● رزین اپوکسی: در حالی که برای کل ساختار یک ایستگاه پاتولوژی کمتر رایج است،

رزین اپوکسی به دلیل مقاومت شیمیایی و دوام عالی، ماده‌ای است که به طور مکرر برای سطوح کار و آسترهای داخلی در هودهای شیمیایی عمومی استفاده می‌شود.

● انطباق با ایمنی آتش‌سوزی: فراتر از مقاومت شیمیایی، مواد مورد استفاده برای سطوح داخلی یک هود شیمیایی باید با استانداردهای ایمنی آتش‌سوزی مطابقت داشته باشند.

استاندارد ۴۵ انجمن ملی حفاظت از آتش (NFPA) ایجاب می‌کند که این مواد غیر قابل احتراق باشند و شاخص گسترش شعله ۲۵ یا کمتر داشته باشند.

۲.۳ خدمات یکپارچه و رابط کاربری در کاربرد هود پاتولوژی

یک هود پاتولوژی مدرن بسیار بیشتر از یک جعبه تهویه‌دار ساده است؛ این یک ایستگاه کاری پیچیده و یکپارچه است.

طراحی آن نشان‌دهنده درک عمیقی از گردش کار پاتولوژی است، جایی که مهار باید حفظ شود در حالی که دسترسی به امکانات متعدد فراهم است.

● پنل کنترل: پنل کنترل که برای دسترسی ایمن در نمای بیرونی هود قرار دارد، به کاربر اجازه می‌دهد تا سیستم تهویه، روشنایی و سایر خدمات یکپارچه را کار کند.

نکته مهم این است که این پنل باید شامل یک مانیتور جریان هوای کمی با یک زنگ هشدار باشد که تأیید مداوم و قابل مشاهده عملکرد صحیح هود را ارائه دهد و کاربر را از شرایط جریان کم ناامن آگاه کند.

● امکانات یکپارچه: برای به حداقل رساندن نیاز کاربران به دسترسی به داخل و خارج از منطقه مهار، امکانات ضروری مستقیماً در ساختار هود تعبیه شده‌اند.

این کاربرد هود پاتولوژی معمولاً شامل موارد زیر است:

○ سینک‌ها با شیرهای آب گرم و سرد، که ممکن است با پدال‌های پایی یا سنسورهای فوتوالکتریک برای حفظ استریلیته و کاهش آلودگی متقاطع فعال شوند.

○ شیرهای گاز و خلاء.

○ پریزهای برق، که باید به طور مناسب درجه‌بندی شوند (به عنوان مثال، IP55) تا در برابر پاشش و رطوبت محافظت شوند.

● روشنایی: روشنایی مناسب برای کار دقیق گراسینگ نمونه حیاتی است. وسایل روشنایی باید نور روشن و بدون سایه (مشخصات اغلب سطوح بیش از ۱۰۰۰ لوکس را می‌طلبد) فراهم کنند.

برای اطمینان از ایمنی، این وسایل در محفظه‌های ضد بخار یا، اگر اتمسفرهای قابل اشتعال پیش‌بینی می‌شود، ضد انفجار قرار می‌گیرند تا آنها را از محیط شیمیایی داخل هود جدا کنند.

روشنایی LED به دلیل عمر طولانی، تولید حرارت کم، ارائه رنگ برتر و بهره‌وری انرژی به استاندارد تبدیل شده است.

تکامل معماری کاربرد هود پاتولوژی یک روند واضح را نشان می‌دهد. یک هود شیمیایی استاندارد تمرینی در آیرودینامیک کاربردی است که بر هدف واحد مهار متمرکز است.

با این حال، یک ایستگاه گراسینگ پاتولوژی، یک چالش مهندسی پیچیده‌تر را ارائه می‌دهد.

این باید همان سطح از مهار قوی را به دست آورد در حالی که به طور همزمان یک گردش کار پیچیده شامل تشریح، شستشو، اندازه‌گیری و دفع زباله را در خود جای می‌دهد.

ادغام سینک‌ها، دفع‌کننده‌ها و خدمات الکتریکی مستقیماً در منطقه مهار، منابع بالقوه تلاطم جریان هوا را معرفی می‌کند.

بنابراین، طراحی یک هود پاتولوژی مدرن یک عمل پیچیده بهینه‌سازی سیستم است که فیزیک دینامیک سیالات را با خواسته‌های ارگونومیک و عملکردی آسیب‌شناس متعادل می‌کند.

بخش ۳: طبقه‌بندی کاربرد هود پاتولوژی

هودهای شیمیایی آزمایشگاهی را می‌توان بر اساس چندین اصل کلیدی مهندسی و طراحی طبقه‌بندی کرد.

این طبقه‌بندی‌ها – بر اساس استراتژی تهویه، مکانیک جریان هوا و شکل فیزیکی – صرفاً آکادمیک نیستند.

آنها انتخاب‌های طراحی حیاتی را نشان می‌دهند که پیامدهای عمیقی برای ایمنی، مصرف انرژی، هزینه اولیه و انعطاف‌پذیری عملیاتی دارند.

درک این طبقه‌بندی برای مدیران آزمایشگاه، افسران ایمنی و طراحان تأسیسات برای انتخاب مناسب‌ترین راه‌حل مهار برای نیازهای خاص خود ضروری است.

برای یک محیط پرخطر و با حجم کار بالا مانند آزمایشگاه پاتولوژی، این انتخاب‌ها به ویژه حیاتی هستند.

۳.۱ استراتژی تهویه در کاربرد هود پاتولوژی: هودهای کانال‌دار در مقابل هودهای بدون کانال

اساسی‌ترین طبقه‌بندی هودهای شیمیایی بر اساس نحوه مدیریت هوای آلوده است.

● هودهای شیمیایی کانال‌دار: اینها نوع سنتی و پرکاربردترین هودهای شیمیایی هستند.

آنها از طریق کانال‌کشی به سیستم تهویه اصلی ساختمان متصل هستند،

که از یک فن قدرتمند (معمولاً در پشت بام قرار دارد) برای کشیدن هوای آلوده از هود و تخلیه آن به اتمسفر خارج از ساختمان استفاده می‌کند.

این روش بالاترین سطح حفاظت را برای کاربر فراهم می‌کند، زیرا خطر شیمیایی را به طور دائم از فضای آزمایشگاه حذف می‌کند.

برای کاربردهایی که شامل طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی، غلظت‌های بالا، مواد ناشناخته یا مواد بسیار سمی است، هود شیمیایی کانال‌دار استاندارد بی‌چون و چرا و ایمن‌ترین گزینه است.

با توجه به کوکتل شیمیایی مورد استفاده در کاربرد هود پاتولوژی – از جمله فرمالدئید سرطان‌زا و زایلن نوروتوکسین – سیستم‌های کانال‌دار انتخاب پیش‌فرض و به شدت توصیه شده هستند.

● هودهای شیمیایی بدون کانال (بازچرخشی): اینها واحدهای مستقل و خودکفا هستند که به سیستم اگزوز ساختمان متصل نیستند.

در عوض، یک فن داخلی هوای آلوده را از طریق مجموعه‌ای از فیلترها – معمولاً کربن فعال، HEPA یا ترکیبی از آنها – می‌کشد که آلاینده‌ها را جذب می‌کنند.

سپس هوای فیلتر شده و «تمیز» به داخل آزمایشگاه بازگردانده می‌شود.

○ مزایا: مزایای اصلی هودهای بدون کانال هزینه نصب اولیه پایین‌تر آنها (زیرا نیازی به کانال‌کشی گران‌قیمت یا تغییرات در سیستم HVAC ساختمان ندارند) و قابلیت حمل آنها است.

آنها همچنین بسیار کارآمد از نظر انرژی هستند زیرا هوای مطبوع (گرم یا سرد شده) را از آزمایشگاه تخلیه نمی‌کنند، که می‌تواند منجر به صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌های عملیاتی شود.

○ معایب و محدودیت‌ها در کاربرد هود پاتولوژی: ایمنی یک هود بدون کانال کاملاً به کارایی و وضعیت فیلترهای آن بستگی دارد. این امر چندین محدودیت حیاتی را ایجاد می‌کند.

آنها فقط برای روش‌هایی مناسب هستند که شامل مقادیر کمی از مجموعه‌ای محدود و به خوبی تعریف شده از مواد شیمیایی است

که مشخص شده است به طور مؤثر توسط نوع فیلتر نصب شده جذب می‌شوند.

فیلترها ظرفیت محدودی دارند و در نهایت اشباع می‌شوند.

اگر فیلتر به موقع تعویض نشود، به مواد شیمیایی خطرناک اجازه می‌دهد از آن عبور کرده و مستقیماً به داخل آزمایشگاه بازگردانده شوند و خطر قرار گرفتن در معرض شدید را ایجاد کنند.

این امر یک برنامه نظارت و تعویض فیلتر دقیق را کاملاً ضروری می‌سازد. به دلیل حجم بالا و ماهیت شیمیایی متنوع معرف‌های مورد استفاده در یک آزمایشگاه پاتولوژی یا بافت‌شناسی معمولی،

هودهای شیمیایی بدون کانال به طور کلی به عنوان یک راه‌حل مهار اولیه مناسب برای این محیط‌ها در نظر گرفته نمی‌شوند.

۳.۲ مکانیک جریان هوا: سیستم‌های CAV در مقابل VAV در کاربرد هود پاتولوژی

دومین طبقه‌بندی اصلی مربوط به نحوه مدیریت حجم هوای جابجا شده توسط سیستم اگزوز هود است.

● هودهای حجم هوای ثابت: (CAV) این طراحی قدیمی‌تر و ساده‌تر است. یک سیستم CAV حجم ثابتی از هوا را در همه زمان‌ها، صرف نظر از موقعیت پنجره متحرک، تخلیه می‌کند.

در نتیجه، هنگامی که کاربر پنجره متحرک را پایین می‌آورد، دهانه کوچکتر می‌شود و سرعت هوای ورودی به هود (سرعت صورت) به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.

این سرعت بالا می‌تواند باعث ایجاد تلاطم در داخل هود شود و به طور بالقوه مهار را به خطر اندازد.

یک نسخه بهبود یافته، هود CAV بای‌پس، شامل یک توری در بالای پنجره متحرک است که با بسته شدن پنجره متحرک باز می‌شود.

این به هوای اتاق اجازه می‌دهد تا از دهانه اصلی «بای‌پس» کرده و وارد کاربرد هود پاتولوژی شود، که به حفظ سرعت صورت پایدارتر و حجم اگزوز ثابت کمک می‌کند.

در حالی که از نظر مکانیکی ساده هستند، هودهای CAV بسیار ناکارآمد از نظر انرژی هستند، زیرا به طور مداوم حجم زیادی از هوای گران‌قیمت و مطبوع آزمایشگاه را، ۲۴ ساعت شبانه‌روز، تخلیه می‌کنند.

● هودهای حجم هوای متغیر( VAV) : این استاندارد مدرن و کارآمد از نظر انرژی برای تهویه آزمایشگاه است.

سیستم‌های VAV مجهز به سنسورهایی هستند که به طور مداوم موقعیت پنجره متحرک را نظارت می‌کنند.

این اطلاعات به یک کنترلر ارسال می‌شود که سرعت فن اگزوز را تعدیل می‌کند یا یک دمپر را در کانال‌کشی تنظیم می‌کند.

با پایین آمدن پنجره متحرک، سیستم حجم اگزوز را کاهش می‌دهد؛ با بالا رفتن آن، سیستم حجم اگزوز را افزایش می‌دهد.

هدف حفظ یک سرعت صورت ثابت و ایمن (به عنوان مثال، ۱۰۰ fpm) در سراسر دهانه پنجره متحرک، صرف نظر از موقعیت آن است.

هنگامی که در کاربرد هود پاتولوژی پنجره متحرک کاملاً بسته است، حجم اگزوز به حداقل سطح مورد نیاز برای تهویه اولیه کاهش می‌یابد،

که منجر به صرفه‌جویی عظیم در انرژی در مقایسه با یک سیستم CAV می‌شود.

این ارتباط مستقیم بین هزینه‌های انرژی و پیشرفت فناوری نشان می‌دهد که چگونه فشارهای اقتصادی خارجی نوآوری در مهندسی ایمنی آزمایشگاه را به پیش برده است.

هزینه عملیاتی بالای سیستم‌های CAV انگیزه مالی قدرتمندی برای توسعه فناوری VAV ایجاد کرد، که اکنون هم به دلیل سرعت صورت پایدارش ایمن‌تر و هم اقتصادی‌تر در نظر گرفته می‌شود.

۳.۳ شکل فیزیکی

هودهای شیمیایی همچنین در چندین پیکربندی فیزیکی مختلف برای پاسخگویی به نیازهای مختلف آزمایشگاهی موجود هستند.

● هودهای رومیزی: این رایج‌ترین شکل کاربرد هود پاتولوژی است.

این هودها برای قرار گرفتن روی یک میز آزمایشگاهی استاندارد یا، به طور معمول، روی یک کابینت پایه اختصاصی، که اغلب برای ذخیره‌سازی مواد شیمیایی طراحی شده است، طراحی شده‌اند.

● هودهای زمینی (Walk-in) : اینها محفظه‌های بزرگ و به اندازه اتاق با سطح کار در سطح زمین هستند.

آنها برای جای دادن دستگاه‌های بسیار بزرگ، فرآیندهای شیمیایی در مقیاس پایلوت، یا تجهیزات روی چرخ دستی‌هایی که باید به منطقه مهار منتقل شوند، طراحی شده‌اند.

● هودهای قابل حمل: اینها معمولاً واحدهای کوچکتر، اغلب بدون کانال، هستند که روی چرخ دستی‌های چرخ‌دار نصب شده‌اند.

مزیت اصلی آنها تحرک است، که آنها را برای نمایش‌های آموزشی یا در آزمایشگاه‌هایی که گردش کار و چیدمان تجهیزات به طور مکرر تغییر می‌کند، مفید می‌سازد.

۳.۴ هودهای کاربردی تخصصی کاربرد هود پاتولوژی

برای کاربردهای خاص و پرخطر، هودهای شیمیایی با طراحی‌ها و مواد تخصصی مورد نیاز است.

● هودهای اسید پرکلریک: هنگامی که اسید پرکلریک گرم می‌شود، می‌تواند بخاراتی ایجاد کند که متراکم شده و کریستال‌های پرکلرات فلزی بسیار انفجاری را تشکیل می‌دهند.

این هودهای تخصصی با موادی مانند فولاد ضد زنگ ساخته شده‌اند و دارای کانال‌کشی اختصاصی و مهر و موم شده هستند که تا حد امکان کوتاه و مستقیم است.

نکته مهم این است که آنها دارای یک سیستم شستشوی آب یکپارچه برای شستشوی منظم داخل هود و کانال‌کشی هستند تا از تجمع این کریستال‌های خطرناک جلوگیری کنند.

● هودهای رادیوایزوتوپ: این کاربرد هود پاتولوژی که برای کار با مواد رادیواکتیو طراحی شده‌اند، دارای فضای داخلی از فولاد ضد زنگ بدون درز و با گوشه‌های گرد هستند

تا ضدعفونی را ساده کرده و از تجمع ذرات رادیواکتیو در گوشه‌ها یا درزها جلوگیری کنند.

ساختار اغلب برای تحمل وزن محافظ سربی تقویت شده است و سطح کار برای مهار ریزش‌ها ضد آب ساخته شده است.

جدول ۳: خلاصه انواع هودهای شیمیایی و کاربرد هود پاتولوژی

جدول زیر یک نمای کلی مقایسه‌ای از طبقه‌بندی‌های اصلی هودهای شیمیایی را برای راهنمایی در انتخاب بر اساس کاربرد، الزامات ایمنی و ملاحظات هزینه ارائه می‌دهد.

بخش ۴: علم جریان هوا: دینامیک و کارایی مهار

عملکرد حفاظتی یک کاربرد هود پاتولوژی کاملاً به کنترل دقیق جریان هوا بستگی دارد.

این دستگاهی است که ریشه در اصول دینامیک سیالات دارد و برای ایجاد یک مانع نامرئی اما قوی بین کارگر آزمایشگاه و بخارات شیمیایی خطرناک طراحی شده است.

درک این اصول – به ویژه فشار منفی، جریان لامینار و سرعت صورت – برای درک قابلیت‌ها و آسیب‌پذیری‌های هود ضروری است.

مهار مؤثر یک ویژگی ذاتی خود هود نیست، بلکه یک حالت شکننده است که از تعامل بین دستگاه، محیط آزمایشگاه اطراف و اقدامات کاربر به وجود می‌آید.

۴.۱ اصل فشار منفی و جریان لامینار

یک هود شیمیایی با ایجاد یک منطقه فشار منفی نسبت به اتاق آزمایشگاه کار می‌کند. یک فن اگزوز، معمولاً روی پشت بام، هوا را از کانال‌کشی متصل به هود می‌کشد.

این مکش تضمین می‌کند که هوا همیشه از منطقه فشار بالاتر (آزمایشگاه) به منطقه فشار پایین‌تر (داخل هود) جریان می‌یابد و از فرار آلاینده‌های تولید شده در داخل به اتاق جلوگیری می‌کند.

هدف در داخل کاربرد هود پاتولوژی ایجاد یک جریان هوای صاف، قابل پیش‌بینی و غیر متلاطم است که اغلب به آن جریان لامینار گفته می‌شود.

این جریان صاف برای جذب آلاینده‌ها در نقطه تولید آنها و انتقال کارآمد آنها به بافل‌های اگزوز در پشت هود طراحی شده است.

طراحی آیرودینامیکی اجزایی مانند ایرفویل و بافل‌ها برای دستیابی به این حالت حیاتی است.

در یک هود شیمیایی با طراحی خوب و استفاده صحیح، راندمان مهار می‌تواند به طور استثنایی بالا باشد، به طوری که تنها ۰.۰۰۰۱٪ تا ۰.۰۰۱٪ از مواد آزاد شده در داخل هود به محیط آزمایشگاه فرار می‌کند.

۴.۲ سرعت صورت: معیار عملکرد حیاتی

مهم‌ترین و پر استنادترین معیار برای عملکرد هود شیمیایی، سرعت صورت است. این سرعت متوسطی است که هوا از طریق دهانه پنجره متحرک به داخل هود کشیده می‌شود.

این کاربرد هود پاتولوژی معمولاً بر حسب فوت در دقیقه (fpm) یا متر بر ثانیه ($m/s$) اندازه‌گیری می‌شود. این سرعت باید به دقت کنترل شود تا در یک محدوده خاص قرار گیرد تا هم ایمن و هم مؤثر باشد.

● مشکل “گلدیلاکس”: سرعت صورت باید دقیقاً مناسب باشد.

○ بسیار کم: اگر سرعت صورت بسیار کم باشد، جریان هوای ورودی به اندازه کافی قوی نخواهد بود تا بر جریان‌های هوای خارجی یا حرکت کاربر غلبه کند.

این می‌تواند باعث شود آلاینده‌ها از هود خارج شده و به منطقه تنفسی اپراتور وارد شوند.

○ بسیار زیاد: در مقابل، اگر سرعت صورت بسیار زیاد باشد (معمولاً بالای ۱۵۰ fpm در نظر گرفته می‌شود)، می‌تواند باعث ایجاد تلاطم هم در داخل هود و هم در اطراف کاربر شود.

این تلاطم می‌تواند گرداب‌ها و جریان‌های گردابی ایجاد کند که در واقع می‌تواند آلاینده‌ها را از هود بیرون بکشد و هدف آن را خنثی کند.

● استانداردهای نظارتی و بهترین شیوه‌ها در کاربرد هود پاتولوژی: در میان نهادهای نظارتی و سازمان‌های حرفه‌ای در مورد محدوده سرعت صورت بهینه اتفاق نظر قوی وجود دارد:

○ OSHA (اداره ایمنی و بهداشت شغلی): محدوده معمولی ۶۰-۱۱۰ fpm را توصیه می‌کند.

○ ANSI/AIHA (موسسه استانداردهای ملی آمریکا/انجمن بهداشت صنعتی آمریکا) Z9.5: سرعت صورت متوسط ۸۰-۱۲۰ fpm را مشخص می‌کند،

به طوری که هیچ نقطه اندازه‌گیری واحدی بیش از ۲۰٪ از میانگین انحراف نداشته باشد.

○ SEFA (انجمن تجهیزات و مبلمان علمی): ۱۰۰ fpm را به عنوان یک عمل استاندارد قابل قبول در نظر می‌گیرد، با محدوده ۷۵-۱۲۵ fpm بسته به سطح خطر مواد مورد استفاده قابل قبول است.

○ عملکرد رایج: در سراسر این استانداردها، سرعت صورت متوسط ۱۰۰ fpm به طور گسترده به عنوان هدف ایده‌آل برای استفاده عمومی در آزمایشگاه پذیرفته شده است.

محاسبه حجم کل هوایی که یک کاربرد هود پاتولوژی باید تخلیه کند (اندازه‌گیری شده بر حسب فوت مکعب در دقیقه یا CFM) تابعی مستقیم از این سرعت صورت هدف است:

$CFM = \text{مساحت دهانه پنجره متحرک (فوت مربع)} \times \text{سرعت صورت (fpm)}$.

به عنوان مثال، یک هود به عرض ۶ فوت با پنجره متحرک باز به ارتفاع کاری استاندارد ۱۸ اینچ (۱.۵ فوت) دارای دهانه‌ای به مساحت ۹ فوت مربع است.

برای دستیابی به سرعت صورت ۱۰۰ fpm، سیستم اگزوز باید ۹۰۰ CFM هوا را از طریق هود بکشد.

۴.۳ عوامل به خطر اندازنده مهار: رویکرد “سیستمی” به ایمنی

جریان هوای ظریف ۱۰۰ fpm که مانع محافظتی هود را تعریف می‌کند، به طرز قابل توجهی شکننده است و می‌تواند به راحتی توسط عوامل مختلفی، هم در داخل و هم در خارج از هود، مختل شود.

این واقعیت را کاربرد هود پاتولوژی تأکید می‌کند که ایمنی هود شیمیایی به مدیریت کل آزمایشگاه به عنوان یک سیستم یکپارچه بستگی دارد.

● موانع داخلی: قرار دادن اقلام در داخل هود تأثیر چشمگیری بر عملکرد دارد.

○ تجهیزات بزرگ می‌توانند «نقاط مرده» بدون جریان هوا ایجاد کنند یا تلاطمی ایجاد کنند که باعث فرار بخارات شود.

تمام تجهیزات بزرگ باید روی بلوک‌هایی به ارتفاع حداقل ۱-۲ اینچ از سطح کار قرار گیرند تا هوا بتواند از زیر آن جریان یابد.

○ مسدود کردن شکاف‌های بافل پشتی با تجهیزات یا ظروف شیمیایی یکی از شدیدترین خطاهای کاربر است، زیرا مسیر اصلی اگزوز را مسدود می‌کند.

○ تمام کارها باید حداقل ۶ اینچ پشت صفحه پنجره متحرک انجام شود. این کار منبع آلاینده را در عمق منطقه جریان هوای کنترل شده و دور از تلاطم در دهانه جلویی نگه می‌دارد.

● جریان‌های هوای خارجی (کوران) در کاربرد هود پاتولوژی: جریان هوای ورودی هود می‌تواند به راحتی توسط جریان‌های هوای اتاق مغلوب شود.

○ ترافیک عابران: فردی که با سرعت متوسط ۳ مایل در ساعت راه می‌رود، یک دنباله با سرعت هوای بیش از ۲۵۰ fpm ایجاد می‌کند.

اگر فردی به سرعت از جلوی یک هود شیمیایی باز عبور کند، این دنباله می‌تواند به راحتی بر سرعت جذب ۱۰۰ fpm هود غلبه کرده و آلاینده‌ها را به داخل آزمایشگاه بکشد.

به همین دلیل، هودهای شیمیایی باید همیشه دور از درها و راهروهای اصلی ترافیک قرار گیرند.

○ تهویه اتاق: محل قرارگیری دیفیوزرهای هوای تأمین HVAC آزمایشگاه حیاتی است. اگر یک دیفیوزر هوا را مستقیماً به سمت صورت هود بدمد، می‌تواند پرده هوا را مختل کرده و مهار را به شدت به خطر اندازد.

○ درها و پنجره‌ها: سیستم‌های تهویه آزمایشگاه با توجه به کاربرد هود پاتولوژی به دقت متعادل شده‌اند.

باز کردن یک در یا پنجره می‌تواند به شدت روابط فشار در اتاق را تغییر دهد، یا کوران‌های قدرتمندی ایجاد کند یا هود را از هوای جبرانی که برای عملکرد صحیح نیاز دارد، «محروم» کند.

● اقدامات کاربر: رفتار اپراتور یک عامل اصلی در مهار است. حرکت سریع بازوها به داخل و خارج از هود، تلاطمی معادل یک پیستون کوچک ایجاد می‌کند که هوا و آلاینده‌ها را با خود به داخل و خارج می‌کشد.

تمام حرکات باید آهسته و عمدی باشند تا اختلال در مانع هوا به حداقل برسد.

این حساسیت شدید به عوامل خارجی یک مفهوم حیاتی را آشکار می‌کند: یک هود شیمیایی که گواهینامه سالانه خود را در حالت ایستا و خالی می‌گذراند،

هنوز هم  در کاربرد هود پاتولوژی می‌تواند در حین استفاده عادی و پویا به طور خطرناکی شکست بخورد.

گواهینامه قابلیت هود را تأیید می‌کند، اما عملکرد واقعی و در دنیای واقعی آن توسط چیدمان آزمایشگاه، طراحی HVAC، الگوهای ترافیک و مهم‌تر از همه، آموزش و انضباط کاربران آن دیکته می‌شود.

ایمنی تنها با تجهیزات تضمین نمی‌شود؛ تنها زمانی به دست می‌آید که دستگاه، محیط و کاربر به عنوان یک سیستم واحد و به هم پیوسته مدیریت شوند.

بخش ۵: فناوری‌های فیلتراسیون در هودهای مدرن

در حالی که هودهای شیمیایی کانال‌دار سنتی استاندارد طلایی برای آزمایشگاه‌های پاتولوژی باقی مانده‌اند،

چشم‌انداز فناوری مهار شامل هودهای شیمیایی بدون کانال یا بازچرخشی است که کاملاً به فیلتراسیون متکی هستند.

درک اصول، قابلیت‌ها و محدودیت‌های این سیستم‌های فیلتراسیون بسیار مهم است، زیرا آنها رویکرد متفاوتی را برای ایمنی آزمایشگاه نشان می‌دهند.

استفاده از هودهای بدون کانال لایه قابل توجهی از مسئولیت کاربر را در کاربرد هود پاتولوژی معرفی می‌کند

و بار ایمنی را از یک کنترل مهندسی ساختمان متمرکز به یک برنامه اداری غیرمتمرکز و مبتنی بر آزمایشگاه برای ارزیابی ریسک و مدیریت فیلتر منتقل می‌کند.

۵.۱ نقش فیلتراسیون در سیستم‌های بدون کانال

هودهای شیمیایی بدون کانال به عنوان سیستم‌های حلقه بسته عمل می‌کنند.

یک فن داخلی هوای آلوده را از محل کار از طریق یک پشته فیلتر می‌کشد و هوای تصفیه شده سپس به داخل آزمایشگاه بازگردانده می‌شود.

ایمنی کامل این عملیات به توانایی فیلتر در جذب و نگهداری مؤثر ۱۰۰٪ از آلاینده‌های خطرناک بستگی دارد.

این امر در کاربرد هود پاتولوژی انتخاب صحیح، نظارت و نگهداری فیلترها را به حیاتی‌ترین جنبه استفاده از هود بدون کانال تبدیل می‌کند.

۵.۲ فیلتراسیون کربن فعال برای بخارات و گازها

فناوری اصلی برای حذف دودها و بخارات شیمیایی، فیلتراسیون کربن فعال است.

● مکانیسم جذب سطحی: کربن فعال شکلی از کربن است که برای داشتن ساختار بسیار متخلخل پردازش شده و سطح داخلی وسیعی ایجاد می‌کند.

این سطح غیر قطبی است و به راحتی مولکول‌های آلی را از طریق نیروهای واندروالسی جذب و نگه می‌دارد (جذب سطحی).

کربن فعال استاندارد برای طیف گسترده‌ای از حلال‌های آلی و هیدروکربن‌های آروماتیک، مانند زایلن، بسیار مؤثر است.

● کربن آغشته برای جذب در شیمیایی کاربرد هود پاتولوژی: برخی مواد شیمیایی، مانند فرمالدئید، آمونیاک و اسیدهای معدنی، به خوبی توسط کربن فعال استاندارد جذب نمی‌شوند.

برای جذب این مواد، کربن با معرف‌های شیمیایی آغشته می‌شود. این معرف‌ها با ماده شیمیایی مورد نظر واکنش نشان می‌دهند و آن را در فرآیندی به نام جذب شیمیایی به فیلتر متصل می‌کنند.

این کار فیلترهای تخصصی متناسب با خطرات خاص ایجاد می‌کند. برای کاربردهای پاتولوژی، فیلترهای آغشته برای جذب فرمالدئید ضروری هستند.

● پیکربندی‌های فیلتر: برای مدیریت محیط‌های شیمیایی مخلوط موجود در بسیاری از آزمایشگاه‌ها، تولیدکنندگان پیکربندی‌های مختلف فیلتر را ارائه می‌دهند.

فیلترها می‌توانند با انواع مختلف کربن مخلوط شوند، با رسانه‌های مختلف لایه‌بندی شوند، یا در یک ستون روی هم چیده شوند تا حفاظت با طیف گسترده‌ای را فراهم کنند.

● محدودیت‌ها و اشباع: مهم‌ترین عیب فیلترهای کربنی ظرفیت محدود آنهاست. کاربرد هود پاتولوژی با جذب مواد شیمیایی، سایت‌های فعال موجود اشغال می‌شوند.

هنگامی که فیلتر اشباع می‌شود، دیگر نمی‌تواند آلاینده‌ها را جذب کند، وضعیتی که به عنوان «نفوذ» شناخته می‌شود، جایی که مواد شیمیایی خطرناک از فیلتر عبور کرده و به داخل اتاق تخلیه می‌شوند.

طول عمر یک فیلتر به متغیرهای زیادی بستگی دارد، از جمله نوع و غلظت مواد شیمیایی مورد استفاده، دما، رطوبت و مدت زمان استفاده.

به طور کلی، فیلتراسیون کربنی فقط برای مواد شیمیایی با وزن مولکولی بیشتر از ۳۰ و نقطه جوش بالاتر از ۶۰ درجه سانتی‌گراد مناسب در نظر گرفته می‌شود.

۵.۳ فیلتراسیون هوای ذرات با راندمان بالا (HEPA) با کاربرد هود پاتولوژی

فیلترهای HEPA برای جذب ذرات جامد و آئروسل‌های مایع طراحی شده‌اند، نه مواد شیمیایی گازی.

● مکانیسم: فیلتر HEPA یک فیلتر هوای مکانیکی چین‌دار است که از یک حصیر از الیاف با آرایش تصادفی تشکیل شده است.

این فیلتر برای جذب ذرات از طریق ترکیبی از مکانیسم‌های فیزیکی طراحی شده است: برخورد، رهگیری و انتشار.

همانطور که توسط استانداردها تعریف شده است، یک فیلتر HEPA باید حداقل ۹۹.۹۷٪ از ذرات معلق در هوا با قطر ۰.۳ میکرومتر را حذف کند.

● کاربرد در هودها: فیلترهای HEPA روش اصلی فیلتراسیون در کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی برای مهار عوامل عفونی هستند.

در زمینه هودهای شیمیایی و کاربرد هود پاتولوژی، آنها در سیستم‌های بدون کانال هنگام کار با پودرهای خطرناک، ترکیبات دارویی قوی، یا هر فرآیندی که آئروسل تولید می‌کند، استفاده می‌شوند.

آنها هیچ حفاظتی در برابر بخارات شیمیایی ارائه نمی‌دهند.

۵.۴ سیستم‌های فیلتراسیون هیبریدی

برای گسترش کاربردپذیری، هودهای بدون کانال مدرن به طور مکرر از سیستم‌های فیلتراسیون هیبریدی یا چند مرحله‌ای برای مدیریت خطرات مخلوط استفاده می‌کنند. پیکربندی‌های رایج عبارتند از:

● پیش‌فیلترها: یک پیش‌فیلتر ذرات ساده اغلب به عنوان مرحله اول برای جذب ذرات گرد و غبار بزرگتر استفاده می‌شود.

این کار از فیلترهای اصلی گران‌تر در برابر گرفتگی زودرس محافظت کرده و عمر عملیاتی آنها را افزایش می‌دهد.

● ترکیب کربن و HEPA: برای کاربردهایی که شامل بخارات شیمیایی و ذرات هستند، مانند وزن کردن یک ماده شیمیایی پودری که گاز نیز تولید می‌کند،

پشته فیلتر شامل یک لایه کربن و یک لایه HEPA در کاربرد هود پاتولوژی خواهد بود.

● فیلتراسیون کربنی دوگانه: برخی سیستم‌ها از یک فیلتر کربنی اولیه با یک فیلتر کربنی ثانویه و پشتیبان استفاده می‌کنند.

این یک لایه ایمنی اضافی فراهم می‌کند؛ اگر فیلتر اولیه اشباع شود، فیلتر ثانویه نفوذ را تا زمانی که فیلتر اولیه بتواند تعویض شود، جذب خواهد کرد.

● فیلتراسیون HEPA دوگانه: برای کاربردهایی که نیاز به بالاترین سطح مهار ذرات دارند، مانند کار با ترکیبات قوی در یک اتاق تمیز، ممکن است از پیکربندی فیلتر HEPA دوگانه استفاده شود.

۵.۵ نظارت بر اشباع فیلتر

چالش ایمنی حیاتی برای هودهای بدون کانال، دانستن زمان تعویض فیلتر است.

تکیه بر تشخیص بو یک روش ایمن نیست، زیرا بسیاری از مواد شیمیایی خطرناک بی‌بو هستند و در کاربرد هود پاتولوژی و برای برخی دیگر، آستانه بو بالاتر از حد مجاز ایمن است.

برای رفع این مشکل، هودهای بدون کانال مدرن چندین فناوری نظارت را در خود جای داده‌اند:

● سنسورهای الکترونیکی: بسیاری از هودها می‌توانند به سنسورهایی مانند سنسورهای ترکیبات آلی فرار (VOC) مجهز شوند که بین فیلترهای اولیه و ثانویه قرار می‌گیرند.

این سنسورها نفوذ شیمیایی از فیلتر اولیه را تشخیص داده و یک زنگ هشدار صوتی-بصری را فعال می‌کنند و به کاربر هشدار می‌دهند که فیلتر اولیه اشباع شده و نیاز به تعویض دارد.

● پورت‌های نمونه‌برداری دستی: برخی هودها دارای یک پورت نمونه‌برداری در پشته فیلتر هستند

که به کاربر اجازه می‌دهد تا به صورت دستی هوا را با یک لوله تشخیص رنگ‌سنجی برای بررسی اشباع فیلتر آزمایش کند.

● مدل‌سازی پیش‌بینی‌کننده در کاربرد هود پاتولوژی: تولیدکنندگان اغلب خدماتی را برای کمک به آزمایشگاه‌ها در پیش‌بینی طول عمر فیلتر ارائه می‌دهند.

کاربر لیست دقیقی از تمام مواد شیمیایی مورد استفاده، مقادیر آنها و مدت زمان روش‌ها را ارائه می‌دهد. این داده‌ها برای مدل‌سازی ظرفیت جذب فیلتر و ارائه یک برنامه تعویض تخمینی استفاده می‌شود.

راحتی نصب «plug-and-play» یک هود بدون کانال به قیمت افزایش قابل توجهی در دقت عملیاتی مداوم تمام می‌شود.

در یک محیط پرخطر و با مواد شیمیایی مخلوط مانند آزمایشگاه پاتولوژی، پیچیدگی انتخاب ترکیب صحیح فیلتر و پیش‌بینی دقیق طول عمر آن برای کوکتلی از معرف‌ها مانند

فرمالین، زایلن، الکل‌ها و اسیدها، استفاده از سیستم‌های بدون کانال را به یک چالش قابل توجه تبدیل می‌کند که نیاز به سطح بسیار بالایی از تخصص ایمنی شیمیایی و نظارت اداری دقیق دارد.

بخش ۶: کاربرد هود پاتولوژی در عمل: ایستگاه‌های کاری تخصصی و کار با مواد شیمیایی

اصول مهندسی هود شیمیایی، تخصصی‌ترین کاربرد خود را در آزمایشگاه آسیب‌شناسی آناتومیک مدرن پیدا می‌کند.

در اینجا، هود شیمیایی عمومی به یک ایستگاه کاری بسیار یکپارچه تبدیل شده است

که برای مدیریت خطرات منحصر به فرد و گردش کار طاقت‌فرسای گراسینگ نمونه، توزیع فرمالین و پردازش بافت مبتنی بر حلال طراحی شده است.

طراحی این سیستم‌ها تجلی فیزیکی مستقیم فشارهای همگرای مقررات ایمنی سختگیرانه‌تر، تقاضا برای کیفیت تشخیصی بالاتر و نیاز به کارایی بیشتر در گردش کار است.

۶.۱ ایستگاه گراسینگ: یک پلتفرم مهار یکپارچه

ایستگاه گراسینگ مرکز گردش کار آسیب‌شناسی جراحی است.

اینجاست که کاربرد هود پاتولوژی در نمونه‌های بافتی به صورت ماکروسکوپی بررسی، توصیف، اندازه‌گیری، جوهری و تشریح می‌شوند تا بخش‌های نماینده برای تجزیه و تحلیل میکروسکوپی انتخاب شوند.

این فرآیند خطرات قرار گرفتن در معرض قابل توجهی را ایجاد می‌کند، عمدتاً از بخارات فرمالین.

● عملکرد و طراحی اصلی: ایستگاه گراسینگ یک سیستم مهار مهندسی شده است که پروتکل‌های ایمنی زیستی را با طراحی ارگونومیک ادغام می‌کند.

این باید یک محیط ایمن، با نور خوب و کارآمد فراهم کند که پرسنل را از دودهای شیمیایی محافظت کند در حالی که تشریح دقیق و صحیح را تسهیل می‌کند.

● الزامات تهویه: ویژگی ایمنی اولیه یک ایستگاه گراسینگ، سیستم تهویه آن است که برای جذب دودهای فرمالین در منبع آنها قبل از اینکه بتوانند وارد منطقه تنفسی کاربر شوند، طراحی شده است.

ایستگاه‌های مدرن از طراحی‌های پیچیده جریان هوا استفاده می‌کنند:

○ تهویه پشتی Backdraft) : (هوا به صورت افقی در سراسر سطح کار، دور از کاربر، و به داخل یک توری اگزوز بزرگ در پشت ایستگاه در کاربرد هود پاتولوژی کشیده می‌شود.

○ تهویه رو به پایین Downdraft) : (خود سطح کار سوراخ‌دار است و هوا از طریق آن به سمت پایین کشیده می‌شود و دودهایی را که سنگین‌تر از هوا هستند یا نزدیک به نمونه تولید می‌شوند، جذب می‌کند.

○ سیستم‌های ترکیبی و پیشرفته: اکثر ایستگاه‌های با عملکرد بالا از ترکیبی از تهویه پشتی و رو به پایین برای ایجاد مؤثرترین منطقه جذب استفاده می‌کنند.

برخی از مدل‌های پیشرفته یک پرده هوای ملایم جلویی اضافه می‌کنند که از بالای ایستگاه به سمت پایین جریان می‌یابد تا مهار را بیشتر تقویت کند.

● ارگونومی و یکپارچه‌سازی گردش کار: با توجه به اینکه آسیب‌شناسان و تکنسین‌ها ساعت‌های طولانی را در این ایستگاه‌ها می‌گذرانند،

طراحی‌های مدرن تأکید زیادی بر ارگونومی برای کاهش خستگی و جلوگیری از آسیب‌های اسکلتی-عضلانی دارند.

ویژگی‌های کلیدی ارگونومیک و گردش کار در کاربرد هود پاتولوژی عبارتند از:

○ سطوح با قابلیت تنظیم ارتفاع: بالابرهای الکترومکانیکی به کل سطح کار اجازه می‌دهند تا برای جای دادن کاربران مختلف و امکان کار راحت در حالت نشسته یا ایستاده، بالا یا پایین برود.

○ کنترل‌های بدون دست: پدال‌های پایی یا سنسورهای مادون قرمز برای فعال کردن شیرهای آب، دفع‌کننده‌ها یا حتی سیستم‌های دیکته، فشار دستی را کاهش داده و آلودگی متقاطع را به حداقل می‌رسانند.

○ ابزارها و لوازم جانبی یکپارچه: برای ایجاد یک فضای کاری کارآمد، ایستگاه‌ها ویژگی‌هایی مانند نگهدارنده‌های ابزار مغناطیسی،

خط‌کش‌ها و ترازوهای یکپارچه، تخته‌های برش قابل تنظیم و قفسه‌های ذخیره‌سازی با دسترسی آسان را در خود جای داده‌اند.

● یکپارچه‌سازی آسیب‌شناسی دیجیتال: ایستگاه گراسینگ در حال تبدیل شدن به یک گره حیاتی برای آسیب‌شناسی دیجیتال است. ایستگاه‌های کاری پیشرفته اکنون شامل موارد زیر هستند:

○ تصویربرداری با وضوح بالا: دوربین‌های دیجیتال یکپارچه و با کیفیت بالا (به عنوان مثال، ۲۴.۱ مگاپیکسل) در کاربرد هود پاتولوژی

با روشنایی درجه حرفه‌ای امکان مستندسازی عکاسی ثابت و واضح از نمونه‌های ناخالص را فراهم می‌کنند.

○ تشخیص صدا و یکپارچه‌سازی با LIS: سیستم‌های دیکته صوتی جایگزین ضبط‌صوت‌های سنتی می‌شوند

و یکپارچه‌سازی مستقیم با سیستم اطلاعات آزمایشگاه (LIS) امکان ورود داده‌های ساده، ردیابی نمونه و بارکدگذاری در نقطه گراسینگ را فراهم می‌کند.

۶.۲ توزیع فرمالین و مدیریت پسماند

فرمالین، یک محلول آبی ۳۷٪ از فرمالدئید، رایج‌ترین تثبیت‌کننده در کاربرد هود پاتولوژی است. این ماده همچنین یک سرطان‌زای شناخته شده برای انسان، یک حساس‌کننده قوی و یک محرک تنفسی است.

وظایف توزیع فرمالین تازه و دفع پسماند فرمالین نقاطی با پتانسیل بالای قرار گرفتن در معرض هستند.

● کنترل‌های مهندسی برای توزیع: برای کاهش این خطرات، از ایستگاه‌های توزیع فرمالین اختصاصی استفاده می‌شود.

اینها محفظه‌های تهویه‌دار هستند که اغلب از همان اصول تهویه پشتی و رو به پایین ایستگاه‌های گراسینگ استفاده می‌کنند و محیطی ایمن برای پر کردن ظروف نمونه از یک منبع مرکزی فرمالین فراهم می‌کنند.

آنها همچنین برای جمع‌آوری ایمن فرمالین استفاده شده در کاربوی‌های بزرگ پسماند برای دفع مناسب طراحی شده‌اند.

● سیستم‌های خودکار: برای کاهش بیشتر قرار گرفتن در معرض، به ویژه در محیط‌های با حجم بالا مانند اتاق‌های عمل، سیستم‌های کاملاً خودکار توسعه یافته‌اند.

این واحدهای محصور می‌توانند به طور خودکار سطل‌های نمونه را با حجم دقیق و استاندارد شده فرمالین، در کاربرد هود پاتولوژی

اغلب بر اساس وزن نمونه، پر کنند و تثبیت بهینه را تضمین کنند در حالی که اپراتور را کاملاً از دودها جدا می‌کنند.

۶.۳ مدیریت قرار گرفتن در معرض زایلن و سایر حلال‌ها

زایلن یک هیدروکربن آروماتیک فرار است که به طور گسترده در آزمایشگاه‌های بافت‌شناسی برای پردازش بافت (به عنوان یک عامل «شفاف‌کننده») و در پروتکل‌های رنگ‌آمیزی استفاده می‌شود.

● خطر: زایلن یک مضعف سیستم عصبی مرکزی و یک محرک است. استنشاق مسیر اصلی قرار گرفتن در معرض شغلی است، با علائم حاد شامل سرگیجه، سردرد، تهوع و گیجی.

قرار گرفتن در معرض مزمن می‌تواند منجر به وضعیتی به نام «سندرم حلال آلی» شود. تماس پوستی می‌تواند باعث درماتیت شود زیرا زایلن روغن‌های محافظ پوست را حل می‌کند.

● مهار و بهترین شیوه‌ها در کاربرد هود پاتولوژی: به دلیل نوسان‌پذیری و سمیت بالا، هر روشی که شامل ظروف باز زایلن باشد –

مانند لامل‌گذاری دستی یا تهیه محلول‌ها – باید در داخل یک هود شیمیایی با عملکرد مناسب انجام شود.

پردازنده‌های بافت و رنگ‌آمیزهای خودکار که از زایلن استفاده می‌کنند باید خود به یک سیستم تهویه اختصاصی برای تخلیه ایمن دودهای حلال متصل شوند.

● جایگزینی: خطرات بهداشتی قابل توجه مرتبط با زایلن باعث شده است که بسیاری از آزمایشگاه‌ها به دنبال جایگزین‌های ایمن‌تر باشند.

جایگزین‌های زایلن، مانند آنهایی که بر پایه لیمونن (مشتق شده از پوست مرکبات) یا هیدروکربن‌های آلیفاتیک (به عنوان مثال، مخلوط‌های روغن معدنی) هستند، اکنون به صورت تجاری در دسترس هستند.

در حالی که این جایگزین‌ها می‌توانند خطر سمی را کاهش دهند، آنها اغلب با معاوضه‌هایی در عملکرد،

هزینه و سازگاری با برخی از محیط‌های نصب یا پروتکل‌های رنگ‌آمیزی در کاربرد هود پاتولوژی همراه هستند و نیاز به اعتبارسنجی دقیق قبل از اجرا دارند.

بخش ۷: چشم‌انداز نظارتی و استانداردهای انطباق

طراحی، بهره‌برداری و نگهداری کاربرد هود پاتولوژی و مدیریت قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی در آزمایشگاه توسط یک چارچوب چند لایه از مقررات قانونی،

استانداردهای صنعتی مبتنی بر اجماع و الزامات اعتباربخشی حرفه‌ای اداره می‌شود.

این چارچوب سیستمی از کنترل و تعادل ایجاد می‌کند که در آن محدودیت‌های قرار گرفتن در معرض قانونی از طریق کاربرد پروتکل‌های مهندسی و آزمایش استاندارد شده برآورده می‌شود،

که به نوبه خود توسط نهادهای اعتباربخشی تأیید می‌شود.

پایبندی به این چشم‌انداز نظارتی جامع اختیاری نیست؛ بلکه برای تضمین ایمنی کارگران، حفظ کیفیت و اجتناب از مسئولیت قانونی ضروری است.

۷.۱ اداره ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) کاربرد هود پاتولوژی

OSHA، یک آژانس فدرال وزارت کار ایالات متحده، استانداردهای الزام‌آور قانونی را برای تضمین شرایط کاری ایمن و سالم تعیین و اجرا می‌کند. برای آزمایشگاه‌ها، چندین استاندارد کلیدی از اهمیت بالایی برخوردارند.

● استاندارد آزمایشگاه (29 CFR 1910.1450): این استاندارد، با عنوان رسمی «قرار گرفتن در معرض شغلی مواد شیمیایی خطرناک در آزمایشگاه‌ها»، سنگ بنای ایمنی شیمیایی آزمایشگاه است.

این استاندارد کارفرمایان را ملزم به تهیه و اجرای یک طرح بهداشت شیمیایی (CHP) کتبی می‌کند.

یک ماده کلیدی این استاندارد، الزام به استفاده از کنترل‌های مهندسی کارآمد و با نگهداری مناسب، مانند هودهای شیمیایی، برای نگه داشتن قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی زیر حد مجاز است.

● استاندارد فرمالدئید (29 CFR 1910.1048): این مهم‌ترین مقررات برای یک آزمایشگاه آسیب‌شناسی آناتومیک در کاربرد هود پاتولوژی است.

این استاندارد محدودیت‌های سختگیرانه و یک برنامه دقیق برای مدیریت قرار گرفتن در معرض فرمالدئید ایجاد می‌کند.

○ حدود مجاز قرار گرفتن در معرض (PELs): این استاندارد یک PEL برای فرمالدئید به میزان ۰.۷۵ قسمت در میلیون (ppm) محاسبه شده به عنوان میانگین وزنی زمانی ۸ ساعته (TWA) تعیین می‌کند.

همچنین شامل یک حد قرار گرفتن در معرض کوتاه‌مدت (STEL) به میزان ۲ ppm در هر دوره ۱۵ دقیقه‌ای است.

○ سطح اقدام (AL) در کاربرد هود پاتولوژی: این استاندارد یک سطح اقدام به میزان ۰.۵ ppm به عنوان TWA ۸ ساعته ایجاد می‌کند.

اگر قرار گرفتن در معرض کارمند به این سطح برسد یا از آن فراتر رود، کارفرما ملزم به شروع یک سری اقدامات،

از جمله نظارت دوره‌ای بر قرار گرفتن در معرض و برنامه‌های نظارت پزشکی برای کارمندان آسیب‌دیده است.

○ نظارت و ارتباطات خطر: کارفرمایان ملزم به انجام نظارت اولیه برای تعیین سطح قرار گرفتن در معرض کارمندان هستند. اگر سطوح بالاتر از AL باشد، نظارت دوره‌ای مورد نیاز است.

این استاندارد همچنین ارتباطات خطر جامع، از جمله برچسب‌گذاری تمام محلول‌های حاوی بیش از ۰.۱٪ فرمالدئید و برنامه‌های آموزشی کارمندان را الزامی می‌کند.

● محدودیت‌های قرار گرفتن در معرض برای سایر حلال‌ها: OSHA همچنین PELهایی را برای سایر حلال‌های رایج آزمایشگاهی تعیین می‌کند. برای زایلن، PEL TWA ۸ ساعته ۱۰۰ ppm است.

جدول ۲ کاربرد هود پاتولوژی: حدود مجاز قرار گرفتن در معرض OSHA )برای معرف‌های رایج پاتولوژی( PELs

این جدول حدود کلیدی قرار گرفتن در معرض OSHA را برای خطرناک‌ترین مواد شیمیایی که به طور معمول در آزمایشگاه‌های پاتولوژی و بافت‌شناسی استفاده می‌شوند، تلفیق می‌کند.

این مقادیر عملکرد مورد نیاز کنترل‌های مهندسی را دیکته کرده و اقدامات اداری را فعال می‌کنند.

۷.۲ چک‌لیست‌های اعتباربخشی کالج آسیب‌شناسان آمریکا (CAP) در کاربرد هود پاتولوژی

CAP سازمان پیشرو آسیب‌شناسان دارای بورد تخصصی و یک رهبر شناخته شده در تضمین کیفیت آزمایشگاه است.

برنامه اعتباربخشی آزمایشگاه CAP از چک‌لیست‌های دقیق و تخصصی برای بازرسی و اعتباربخشی آزمایشگاه‌ها استفاده می‌کند.

● نقش و ساختار: چک‌لیست‌های CAP یک نقشه راه واضح برای دستیابی و حفظ یک عملیات آزمایشگاهی با کیفیت بالا ارائه می‌دهند.

آنها با ورودی از صدها متخصص آسیب‌شناسی و آزمایشگاه تهیه شده و سالانه برای انعکاس پیشرفت‌ها در پزشکی، فناوری و الزامات نظارتی به روز می‌شوند.

● استاندارد II – منابع فیزیکی: این استاندارد کلی کاربرد هود پاتولوژی در دستورالعمل‌های CAP ایجاب می‌کند که آزمایشگاه منابع فیزیکی کافی برای پشتیبانی ایمن و مؤثر از فعالیت‌های خود را داشته باشد.

این به صراحت شامل تهویه، ذخیره‌سازی و امکانات دفع زباله است و الزامی می‌کند که پرسنل از شرایط خطرناک محافظت شوند.

● الزامات تهویه خاص: در حالی که چک‌لیست‌های کامل و اختصاصی برای هر آزمایشگاه سفارشی می‌شوند،

الزامات آنها را می‌توان از کتابچه‌های راهنمای ایمنی آزمایشگاه که برای مطابقت با استانداردهای CAP طراحی شده‌اند، استنباط کرد.

چک‌لیست‌ها اطمینان حاصل می‌کنند که آزمایشگاه‌ها از کنترل‌های مهندسی مناسب استفاده می‌کنند.

به عنوان مثال، موارد چک‌لیست GEN.74900 و GEN.76300 به استفاده صحیح از حفاظت تنفسی کاربرد هود پاتولوژی

(به عنوان مثال، ماسک‌های N95 یا ماسک‌های تمام صورت برای فرمالدئید) زمانی که کنترل‌های مهندسی مانند هودهای شیمیایی در دسترس یا کافی نیستند، می‌پردازند.

چک‌لیست‌ها همچنین اطمینان حاصل می‌کنند که آزمایشگاه‌ها سطح قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی مانند فرمالدئید و زایلن را مطابق با مقررات OSHA نظارت می‌کنند.

۷.۳ استانداردهای کلیدی صنعتی و اجماعی

در حالی که OSHA «چه» قانونی محدودیت‌های قرار گرفتن در معرض را فراهم می‌کند، مجموعه‌ای از استانداردهای مبتنی بر اجماع که توسط سازمان‌های مهندسی و ایمنی حرفه‌ای تهیه شده‌اند،

«چگونه» فنی را برای طراحی، آزمایش و بهره‌برداری از تجهیزات مورد نیاز برای برآورده کردن آن محدودیت‌ها فراهم می‌کنند.

● ANSI/ASHRAE 110 کاربرد هود پاتولوژی: این استاندارد، از انجمن مهندسان گرمایش، تبرید و تهویه مطبوع آمریکا، روش قطعی آزمایش عملکرد هودهای شیمیایی آزمایشگاهی است.

این استاندارد یک پروتکل دقیق و استاندارد شده برای ارزیابی کمی و کیفی قابلیت‌های مهار یک هود ارائه می‌دهد.

روش‌های آزمایش شامل اندازه‌گیری سرعت صورت، تجسم جریان هوا (آزمایش‌های دود) و آزمایش‌های مهار گاز ردیاب است.

گواهینامه یک هود معمولاً بر اساس عملکرد آن همانطور که توسط روش‌شناسی ASHRAE 110 آزمایش شده است، می‌باشد.

● ANSI/AIHA Z9.5 کاربرد هود پاتولوژی: این استاندارد در مورد تهویه آزمایشگاه از انجمن بهداشت صنعتی آمریکا یک راهنمای جامع برای کل سیستم تهویه آزمایشگاه ارائه می‌دهد.

این فراتر از یک هود واحد می‌رود تا به طراحی سیستم کلی بپردازد، از جمله توصیه‌هایی برای سرعت صورت (۸۰-۱۲۰ fpm)،

الزامات برای دستگاه‌های نظارت مداوم جریان هوا در هودهای جدید و بازسازی شده، و محل مناسب پشته‌های اگزوز برای جلوگیری از ورود مجدد هوای آلوده به ساختمان.

● NFPA 45: استاندارد حفاظت از آتش برای آزمایشگاه‌های استفاده کننده از مواد شیمیایی انجمن ملی حفاظت از آتش به خطرات آتش‌سوزی مرتبط با کار آزمایشگاهی می‌پردازد.

این شامل الزامات خاصی برای مواد ساخت هودهای شیمیایی (به عنوان مثال، شاخص گسترش شعله پایین)، کاربرد هود پاتولوژی

محل قرارگیری آنها در آزمایشگاه و طراحی سیستم‌های اگزوز آنها برای به حداقل رساندن خطر آتش‌سوزی است.

● CLSI GP18-A2: راهنمای موسسه استانداردهای بالینی و آزمایشگاهی در مورد طراحی آزمایشگاه به تهویه به عنوان یک جزء حیاتی از ایمنی و عملکرد کلی آزمایشگاه می‌پردازد.

این راهنما توصیه‌هایی برای نرخ تعویض هوای عمومی آزمایشگاه (پیشنهاد ۱۰-۱۲ تعویض هوا در ساعت)، کنترل دما و رطوبت، و اهمیت جریان هوای جهت‌دار ارائه می‌دهد

و تصریح می‌کند که آزمایشگاه‌ها باید تحت فشار منفی نسبت به راهروهای مجاور برای مهار خطرات باشند.

بخش ۸: اعتبارسنجی، صدور گواهینامه و بهترین شیوه‌های عملیاتی کاربرد هود پاتولوژی

توانایی یک هود پاتولوژی برای محافظت از کاربر خود یک تضمین ثابت نیست،

بلکه یک وضعیت پویا است که باید به طور منظم از طریق صدور گواهینامه رسمی تأیید شده و با پشتکار از طریق بهترین شیوه‌های روزانه حفظ شود.

شکاف بین عملکرد یک هود در شرایط آزمایشی ایده‌آل («همانطور که گواهی شده») و اثربخشی واقعی آن در دنیای واقعی («همانطور که استفاده می‌شود») می‌تواند قابل توجه و خطرناک باشد.

این شکاف تنها با یک فرهنگ ایمنی قوی که ترکیبی از اعتبارسنجی مهندسی دقیق با پایبندی مداوم و منضبط کاربر به پروتکل‌های عملیاتی ایمن است، می‌تواند پر شود.

عامل انسانی اغلب ضعیف‌ترین حلقه در زنجیره مهار است و سرمایه‌گذاری در تجهیزات با کیفیت بالا می‌تواند با عدم سرمایه‌گذاری در آموزش و نظارت کاربرد هود پاتولوژی خنثی شود.

برای اطمینان از عملکرد صحیح، هودهای شیمیایی آزمایشگاهی باید تحت یک فرآیند آزمایش و صدور گواهینامه رسمی قرار گیرند که توسط تکنسین‌های واجد شرایط انجام می‌شود.

● فرکانس: صدور گواهینامه در هنگام نصب اولیه، پس از هرگونه تغییر یا تعمیر قابل توجه در هود یا سیستم تهویه ساختمان، و حداقل به صورت سالانه مورد نیاز است.

● فرآیند صدور گواهینامه: یک صدور گواهینامه جامع شامل چندین مرحله کلیدی است:

1. بازرسی بصری با رعایت کاربرد هود پاتولوژی: تکنسین ابتدا یک بازرسی بصری کامل از وضعیت فیزیکی هود انجام می‌دهد.

این شامل بررسی پنجره متحرک برای عملکرد روان، پایداری و عدم وجود نقص فیزیکی؛ بررسی آستر داخلی و سطح کار برای خوردگی یا آسیب؛

و اطمینان از اینکه بافل‌ها در جای خود و بدون مانع هستند، می‌باشد.

2. تجسم جریان هوا (آزمایش دود): این یک آزمایش کیفی برای تجسم اثربخشی جذب هود است.

یک منبع دود قابل مشاهده (به عنوان مثال، یک لوله دود یا ژنراتور) در اطراف محیط دهانه پنجره متحرک و در داخل هود حرکت داده می‌شود.

تکنسین الگوهای دود را مشاهده می‌کند تا اطمینان حاصل کند که تمام دود به آرامی به داخل هود کشیده می‌شود بدون اینکه هیچ دودی به اتاق فرار کند.

این آزمایش در شناسایی جریان‌های معکوس، گرداب‌های متلاطم و نقض‌های مهار بسیار در کاربرد هود پاتولوژی مؤثر است.

3. اندازه‌گیری سرعت صورت: این آزمایش کمی اصلی است. با استفاده از یک بادسنج کالیبره شده، تکنسین یک سری اندازه‌گیری سرعت هوا را در سراسر صفحه دهانه پنجره متحرک انجام می‌دهد.

پنجره متحرک معمولاً برای این آزمایش در ارتفاع کاری استاندارد (به عنوان مثال، ۱۸ اینچ) تنظیم می‌شود.

اندازه‌گیری‌ها برای محاسبه سرعت متوسط صورت و برای اطمینان از اینکه هیچ نقطه واحدی زیر سرعت حداقل قابل قبول (به عنوان مثال، ۷۰ fpm) قرار نمی‌گیرد، استفاده می‌شود.

میانگین باید در محدوده قابل قبول کاربرد هود پاتولوژی، معمولاً ۸۰-۱۲۰ fpm، قرار گیرد.

4. کالیبراسیون مانیتور و تأیید زنگ هشدار: مانیتور جریان هوای داخلی هود در برابر اندازه‌گیری‌های کمی که توسط تکنسین گرفته شده است، بررسی می‌شود.

مانیتور برای نمایش سرعت صحیح صورت کالیبره می‌شود و زنگ هشدار جریان کم آن برای اطمینان از فعال شدن در نقطه تنظیم مناسب

(به عنوان مثال، زمانی که سرعت به ۸۰ fpm کاهش می‌یابد) آزمایش می‌شود.

5. برچسب صدور گواهینامه: اگر هود تمام آزمایش‌ها را با موفقیت پشت سر بگذارد، یک برچسب صدور گواهینامه در جلو چسبانده می‌شود.

این برچسب به عنوان یک تأیید بصری واضح از وضعیت هود عمل می‌کند و باید تاریخ آزمایش، سرعت متوسط صورت در ارتفاع پنجره متحرک آزمایش شده،

نام تکنسین صادرکننده گواهینامه و تاریخ سررسید صدور گواهینامه بعدی را در کاربرد هود پاتولوژی نمایش دهد.

اگر یک هود در صدور گواهینامه رد شود، باید فوراً از سرویس خارج شده و به وضوح با یک اطلاعیه خرابی برچسب‌گذاری شود تا زمانی که تعمیرات انجام شده و بتواند با موفقیت مجدداً گواهی شود.

۸.۲ بهترین شیوه‌ها برای عملیات روزانه

اقدامات روزانه کارگر آزمایشگاه به اندازه صدور گواهینامه سالانه برای ایمنی حیاتی است. پایبندی به بهترین شیوه‌های زیر برای به حداکثر رساندن قابلیت حفاظتی هود شیمیایی ضروری است.

● قبل از شروع کار در کاربرد هود پاتولوژی:

○ تأیید کنید که هود دارای برچسب صدور گواهینامه معتبر است.

○ با بررسی مانیتور جریان هوا، تأیید کنید که هود روشن است و هوا را می‌کشد. اگر مانیتوری وجود ندارد، یک تکه کاغذ یا دستمال سبک را در دهانه پنجره متحرک نگه دارید؛ باید به داخل کشیده شود.

○ بافل‌های پشت هود را به صورت بصری بازرسی کنید تا مطمئن شوید که توسط تجهیزات یا ظروف مسدود نشده‌اند.

● در حین کار:

○ قانون ۶ اینچ: تمام کارها و تمام مواد باید حداقل ۶ اینچ پشت صفحه دهانه پنجره متحرک نگه داشته شوند.

این کاربرد هود پاتولوژی تضمین می‌کند که منابع آلاینده در عمق منطقه جریان هوای پایدار و دور از منطقه متلاطم‌تر نزدیک به صورت قرار دارند.

قرار دادن یک نوار چسب روی سطح کار می‌تواند به عنوان یک یادآوری بصری مفید عمل کند.

○ موقعیت پنجره متحرک: پنجره متحرک را در پایین‌ترین موقعیت عملی برای کار در حال انجام نگه دارید و هرگز آن را بالاتر از حداکثر ارتفاع کاری مشخص شده (معمولاً ۱۸ اینچ) بالا نبرید.

پنجره متحرک یک مانع ایمنی حیاتی است.

○ به حداقل رساندن شلوغی: از هود شیمیایی برای ذخیره‌سازی دائمی مواد شیمیایی یا تجهیزات استفاده نکنید. یک هود شلوغ دارای جریان هوای به شدت مختل شده است.

یک قانون خوب در کاربرد هود پاتولوژی این است که حداقل ۵۰٪ از سطح کار را خالی نگه دارید.

○ بالا بردن تجهیزات بزرگ: هر وسیله بزرگی، مانند یک همزن مغناطیسی یا یک سانتریفیوژ کوچک، باید روی بلوک‌هایی قرار گیرد تا حداقل یک اینچ بالاتر از سطح کار قرار گیرد.

این به هوا اجازه می‌دهد تا از زیر تجهیزات جریان یابد و به شکاف‌های بافل پایینی برسد.

○ رفتار کاربر: از انجام حرکات سریع به داخل یا خارج از هود خودداری کنید، که می‌تواند پرده هوا را مختل کند. ترافیک عابران پیاده در جلوی هود را به حداقل برسانید.

درها و پنجره‌های آزمایشگاه را برای حفظ تعادل فشار اتاق و جلوگیری از کوران بسته نگه دارید.

● پس از اتمام کار:

○ بستن پنجره متحرک: هنگامی که کاربرد هود پاتولوژی به طور فعال استفاده نمی‌شود، پنجره متحرک باید کاملاً بسته شود.

این حداکثر مهار را در صورت انتشار یا واکنش غیرمنتظره فراهم می‌کند و مهم‌ترین اقدام برای صرفه‌جویی در انرژی در آزمایشگاه‌های دارای سیستم‌های VAV است.

بخش ۹: آینده مهار هود آزمایشگاهی: پیشرفت‌ها و نوآوری‌های فناورانه

کاربرد هود پاتولوژی، که زمانی یک قطعه نسبتاً ثابت از مبلمان آزمایشگاهی بود، اکنون در خط مقدم نوآوری‌های فناورانه قرار دارد.

با تقاضاهای همزمان برای ایمنی افزایش یافته، بهره‌وری انرژی بیشتر و یکپارچه‌سازی بهتر گردش کار، طراحی سیستم‌های مهار مدرن به سرعت در حال تحول است.

این پیشرفت‌ها هود شیمیایی را از یک محفظه غیرفعال به یک جزء پویا، پاسخگو و غنی از داده در آزمایشگاه هوشمند تبدیل می‌کنند که قادر به مشارکت فعال در عملیات ایمن خود است.

۹.۱ ارگونومی و مهندسی عوامل انسانی

با درک اینکه خستگی و ناراحتی کاربر می‌تواند منجر به شیوه‌های ناامن شود، طراحی ایستگاه گراسینگ مدرن تأکید زیادی بر مهندسی عوامل انسانی دارد.

هدف ایجاد یک فضای کاری است که با کاربر سازگار شود، فشار فیزیکی را کاهش دهد و تمرکز را در طول روش‌های طولانی و پیچیده افزایش دهد.

● ایستگاه‌های کاری با قابلیت تنظیم ارتفاع: یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌های ارگونومیک، استفاده از بالابرهای الکترومکانیکی است.

این سیستم‌ها به کل سطح کار ایستگاه گراسینگ اجازه می‌دهند تا با لمس یک دکمه بالا یا پایین برود

و ارتفاع کاری راحتی را برای کاربران با قدهای مختلف، چه ترجیح دهند نشسته کار کنند یا ایستاده، فراهم کنند.

● دید و روشنایی بهبود یافته در کاربرد هود پاتولوژی: برای کاهش خستگی چشم و بهبود دقت تشریح دقیق،

ایستگاه‌های مدرن دارای روشنایی LED با شدت بالا و بدون تابش خیره‌کننده هستند که اغلب در موقعیت و دمای رنگ قابل تنظیم است.

استفاده از پانل‌های جانبی شفاف، دید را در فضای کاری بیشتر می‌کند.

● عملیات بدون دست: برای کاهش حرکات تکراری و به حداقل رساندن خطر آلودگی متقاطع، بسیاری از عملکردها اکنون خودکار شده‌اند یا می‌توانند بدون دست کار کنند.

این شامل کنترل‌های پایی برای شیرهای آب و دفع‌کننده‌های زباله، و سنسورهای مادون قرمز است که شیرهای آب را هنگام قرار گرفتن دست‌ها در زیر آنها فعال می‌کنند.

۹.۲ بهره‌وری انرژی: آزمایشگاه “سبز”

هودهای شیمیایی سنتی به دلیل مصرف انرژی بالا در کاربرد هود پاتولوژی بدنام هستند.

یک هود شیمیایی CAV می‌تواند به اندازه سه خانوار معمولی در سال انرژی مصرف کند، عمدتاً به دلیل هزینه گرمایش یا سرمایش حجم زیادی از هوای جایگزینی که از ساختمان تخلیه می‌کند.

این امر انگیزه قدرتمندی برای توسعه فناوری‌های کارآمدتر از نظر انرژی ایجاد کرده است.

● سیستم‌های حجم هوای متغیر VAV) ): همانطور که قبلاً به تفصیل شرح داده شد، سیستم‌های VAV سنگ بنای طراحی آزمایشگاه کارآمد از نظر انرژی هستند.

با کاهش حجم اگزوز هنگام بسته بودن پنجره متحرک، آنها مصرف انرژی را به طور چشمگیری کاهش می‌دهند بدون اینکه ایمنی را به خطر اندازند.

● هودهای بدون کانال: با فیلتر کردن و بازچرخش هوا به جای تخلیه آن، هودهای بدون کانال صرفه‌جویی نهایی در انرژی را ارائه می‌دهند، زیرا اتلاف هوای مطبوع را به طور کامل از بین می‌برند.

با این حال، کاربرد هود پاتولوژی آنها به استفاده‌های شیمیایی خاص و با حجم کم محدود باقی می‌ماند.

● هودهای جریان کم / عملکرد بالا: این دسته نشان‌دهنده پیشرفتی در آیرودینامیک هودهای کانال‌دار است.

از طریق طراحی برتر شکل هود، ایرفویل و سیستم بافل، این هودها قادر به حفظ مهار و ایمنی کامل در حین کار با سرعت صورت پایین‌تر (به عنوان مثال، ۶۰ یا ۸۰ fpm به جای ۱۰۰ fpm سنتی) هستند.

این کاهش در سرعت صورت مستقیماً به حجم اگزوز کمتر و در نتیجه کاربرد هود پاتولوژی، صرفه‌جویی قابل توجه در انرژی ترجمه می‌شود.

۹.۳ هودهای شیمیایی “هوشمند” و یکپارچه‌سازی دیجیتال

متحول‌کننده‌ترین روند در فناوری مهار، ظهور هود شیمیایی «هوشمند» است.

با یکپارچه‌سازی سنسورها، ریزپردازنده‌ها، کنترل‌های خودکار و اتصال به شبکه، این سیستم‌ها یک پلتفرم ایمنی و مدیریت فعال ایجاد می‌کنند.

● نظارت و کنترل ایمنی فعال در کاربرد هود پاتولوژی:

○ داده‌های زمان واقعی: هودهای هوشمند به طور مداوم پارامترهای عملکردی حیاتی، از جمله سرعت صورت و در مدل‌های بدون کانال، سطح اشباع فیلتر را نظارت می‌کنند.

این داده‌ها بر روی یک رابط صفحه لمسی بصری نمایش داده می‌شوند.

○ کنترل خودکار پنجره متحرک: یک ویژگی کلیدی استفاده از سنسورهای حضور (اغلب مادون قرمز) است.

اگر کاربر برای یک دوره زمانی از پیش تعیین شده از هود دور شود، سیستم به طور خودکار پنجره متحرک را به موقعیت بسته یا حداقل جریان پایین می‌آورد.

هنگامی که کاربر برمی‌گردد، پنجره متحرک به طور خودکار به ارتفاع کاری مناسب کاربرد هود پاتولوژی بالا می‌رود.

این مدیریت خودکار پنجره متحرک تضمین می‌کند که مانع ایمنی همیشه در جای خود قرار دارد و حداکثر صرفه‌جویی در انرژی را از سیستم VAV تضمین می‌کند و وابستگی به رفتار انسان را از بین می‌برد.

● ارتباطات و هشدارهای پیشرفته:

○ سیستم‌های هوشمند هشدارهای صوتی-بصری فوری را مستقیماً روی هود برای هرگونه شرایط ناامن، مانند جریان هوای کم، پنجره متحرک بیش از حد بالا، یا نفوذ فیلتر ارائه می‌دهند.

○ اتصال به شبکه: این هودها می‌توانند به شبکه آزمایشگاه متصل شوند.

این به آنها اجازه می‌دهد تا هشدارهای زمان واقعی و اعلان‌های وضعیت را از طریق ایمیل یا برنامه‌های اختصاصی کاربرد هود پاتولوژی

(به عنوان مثال، eGuard Erlab) به مدیران آزمایشگاه، افسران ایمنی یا پرسنل تأسیسات، حتی زمانی که به صورت فیزیکی در آزمایشگاه حضور ندارند، ارسال کنند.

● مدیریت و انطباق مبتنی بر داده:

○ یکپارچه‌سازی با سیستم مدیریت ساختمان (BMS) : هودهای هوشمند می‌توانند به طور کامل با BMS مرکزی ساختمان یکپارچه شوند.

این امکان نظارت متمرکز بر تمام تجهیزات تهویه در یک تأسیسات را فراهم می‌کند و استراتژی‌های مدیریت انرژی پیچیده و در سطح ساختمان را امکان‌پذیر می‌سازد.

○ سوابق قابل حسابرسی کاربرد هود پاتولوژی: ثبت مداوم داده‌های عملکردی، یک سابقه دقیق و قابل حسابرسی از تاریخچه عملیاتی هود را فراهم می‌کند.

این داده‌ها می‌توانند برای نشان دادن انطباق با مقررات، تجزیه و تحلیل الگوهای استفاده، شناسایی نیازها برای بازآموزی کاربر و برنامه‌ریزی پیشگیرانه نگهداری استفاده شوند.

این تکامل نشان‌دهنده یک تغییر پارادایم اساسی در ایمنی آزمایشگاه است.

مدل سنتی مهار غیرفعال، که به صدور گواهینامه دوره‌ای و انطباق رویه‌ای توسط کاربران متکی است، با یک مدل ایمنی فعال و مدیریت ریسک مبتنی بر داده جایگزین می‌شود.

هود هوشمند دیگر فقط یک سپر غیرفعال در کاربرد هود پاتولوژی نیست؛ بلکه یک شرکت‌کننده فعال در تضمین عملیات ایمن خود است.

داده‌های تولید شده توسط این سیستم‌ها یک پایه شواهد بی‌سابقه برای بهینه‌سازی پروتکل‌های ایمنی آزمایشگاه، مدیریت منابع انرژی و ایجاد یک آزمایشگاه ایمن‌تر، کارآمدتر و سازگارتر در آینده فراهم می‌کند.