环境微生物实验室建设方案技术报告

环境微生物实验室

建设方案

XXXXXXX有限公司上海分公司

2016年11月7日

XXXXX有限公司上海分公司

目录

一、环境微生物实验室简介 ................................................................................................... 1 1、实验室建设背景 ............................................................................................................. 1 2、实验室组成介绍 ............................................................................................................. 1 1) 实验理化室。 ............................................................................................................ 1 2) 灭菌室。 .................................................................................................................... 2 3) 摇床室。 .................................................................................................................... 2 4) 储藏室。 .................................................................................................................... 2 5) 储菌室。 .................................................................................................................... 2 6) 培养室。 .................................................................................................................... 2 7) 超净室。 .................................................................................................................... 2 8) 分子实验室。 ............................................................................................................ 2 3、实验室相关制度建立 ..................................................................................................... 3 1) 实验室管理制度 ........................................................................................................ 3 2) 实验室安全防护制度 ................................................................................................ 3 3) 实验室废弃污染物处理制度 .................................................................................... 4 4) 实验室培训制度 ........................................................................................................ 4 二、实验室设备简介 ............................................................................................................... 5 1、超净台 ............................................................................................................................. 5 2、生化培养箱 ..................................................................................................................... 5 3、卧式真彩触摸屏全温振荡器 ......................................................................................... 6 4、立式压力蒸汽灭菌器 ..................................................................................................... 6 5、速率冷冻仪 ..................................................................................................................... 6 6、液氮生物容器 ................................................................................................................. 6 7、冷柜 ................................................................................................................................. 7 三、实验室设立的课题项目 ................................................................................................... 7 1、重金属污染土壤微生物修复应用 ................................................................................. 7 2、生物能源开发 ................................................................................................................. 7 四、实验室人员配置 ............................................................................................................... 7

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五、实验室建设目前存在的问题 ........................................................................................... 8 1、实验废物处理问题 ......................................................................................................... 8 2、用电用水情况 ................................................................................................................. 8 3、实验防护问题 ................................................................................................................. 9 六、实验室未来发展设想 ....................................................................................................... 9

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一、环境微生物实验室简介

1、实验室建设背景

由于真菌孢子的极易扩散、感染，所以不同研究方向的真菌应用菌株必须分开建立、存放，保证纯化菌株的安全。

目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和件逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素。土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。

基于此背景，建立环境微生物实验室，研究重点在于环境微生物方向。

2、实验室组成介绍

环境微生物实验室由理化室、分子实验室、灭菌室、储菌室、培养室和摇床实验室、超净室和储藏室八部分组成。这些房间的共同特点是地板和墙壁的质地光滑坚硬，墙角转弯处都采用圆弧设计，仪器和设备的陈设简洁，便于打扫卫生。

对于生物实验室各个实验室基本要求如下。 1) 实验理化室。

普通实验室进行微生物的观察、计数和生理生化性质测定工作的场所，同时可用于样品处理以及实验前期准备。一般室内的陈设因工作侧重点不同而有很大的差异，通常情况下均配备实验台、显微镜、柜子及凳子、试剂柜、存放器具或材料的专柜、电磁炉、上下水道、电源等。实验台要求平整、光滑，实验柜要足以容纳日常使用的用具及试剂等。

另外，本实验室建设过程中将洗涤室与理化室合并，以节省空间用地。但是按照正常实验室设立标准，应当单独设立洗涤室，洗涤室用于洗刷器皿等。由于使用过的器皿已被微生物污染，有时还会存在病原微生物。因此，在条件允许的

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情况下，最好设置洗涤室。室内应备有加热器、蒸锅，洗刷器皿用的盆、桶等，还应有各种瓶刷、去污粉、肥皂、洗衣粉、洗洁精等。 2) 灭菌室。

灭菌室主要用于培养基、各种器具以及需销毁的废弃菌株的灭菌，室内应备有高压蒸汽灭菌器、烘箱等灭菌设备及设施。 3) 摇床室。

摇瓶扩大培养实验室。 4) 储藏室。

储存室要求为阴凉、通风的库房。需远离火种、热源。配备相关灭活设备，相关化学试剂存放需注意与氧化剂、活性金属粉末、食用化学品分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物，并有相应化学试剂泄露应急预案。 5) 储菌室。

储菌室要求为阴凉、通风、远离火种、热源，避免阳光直射的房间。需安装有空调，保证房间内常年日平均温度在20℃左右。 6) 培养室。

主要用于菌种培养，需要保证室温恒温设备。 7) 超净室。

超净室即为接种室，是系统接种、纯化菌种等无菌操作的专用实验室。在微生物中，菌种的接种移植是一项主要操作，这项操作的特点就是要保证菌种纯种，防止杂菌的污染。在一般环境的空气中，由于存在许多尘埃和杂菌，很易造成污染，对接种工作干扰很大。

超净室要求为无菌环境，所以需安装有紫外线消毒装置，每次使用超净台前需开启紫外线灯照射30min以上，或在使用前30min，对内外室用5%石炭酸喷雾。 条件允许的情况下，需在进入超净室之前已灭菌的工作服、工作帽和工作鞋，戴好口罩，然后用2%煤酚皂液将手浸洗2分钟。 接种操作前，用70%~75%酒精棉球擦手；进行无菌操作时，动作要轻缓，尽量减少空气波动和地面扬尘。

此外，超净室内还需安装有空气过滤装置的通风口 8) 分子实验室。

主要用于分子鉴定、菌株鉴定实验。

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3、实验室相关制度建立

1) 实验室管理制度

a) 实验室内严禁吸烟、产生明火；

b) 应保持实验室环境整洁，走道畅通，设备器材摆放整齐。实验室用的所有仪器，都应严格遵守操作规程，仪器使用完毕后拔出插头，将仪器各部旋钮恢复到原位。

c) 下班时，整理好器材、工具和各种资料，切断电源，关好门窗和水龙头。 d) 所有药品、标样、溶液都应有标签，绝对不要在容器内装入与标签不相符的

药品。

e) 严禁用湿手去开启电闸和电器开关，凡漏电仪器不要使用，以免触电。 f) 消防器材要放在明显位置，严禁将消防器材移作别用。

g) 发生事故，必须按规定及时上报有关部门，重大事故要立即抢救，保护好现

场。

2) 实验室安全防护制度

a) 禁止使用实验室的器皿盛装食物，也不要用茶杯、食具盛装药品，禁止在实

验室内饮食等活动。

b) 使用浓酸、烧碱具有强烈的腐蚀性的液体时，需穿戴防护工作服、手套、防

护镜等劳防用品，使用浓、盐酸、硫酸、高氯酸、氨水等挥发性试剂时，均应在通风厨或在通风情况下操作，如不小心溅到皮肤或眼内，应立即用水冲洗，然后用5%碳酸氢纳溶液（酸腐蚀时采用）或5%硼酸溶液（碱腐蚀时采用）冲洗，最后用水冲洗，情况严重时需立即就医。

c) 易燃溶剂加热时，必须在水浴或沙浴中进行，避免使用明火。切忌将热电炉

放入实验柜中，以免发生火灾。

d) 装过强腐蚀性、可燃性、有毒或易爆物品的器皿，应由操作者亲手洗净。空

试剂瓶要统一处理，不可乱扔，以免发生意外事故。

e) 移动、开启大瓶液体药品时，不能将瓶直接放在水泥地板上，最好用橡皮布

或草垫垫好，若为石膏包封的可用水泡软后开启，严禁用锤砸、打，以防破裂。

f) 取下正在沸腾的溶液时，应用瓶夹先轻摇动以后取下，以免溅出伤人。

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g) 将玻璃棒、玻璃管、温度计等插入或拔出胶塞、胶布时应垫有棉布，两手都

要靠近塞子或用甘油、甚至水，都可以将玻璃导管很容易插入或拔出塞孔中，切不可强行插入或拔出，以免折断刺伤人。 h) 开启高压气瓶时应缓慢，并不得将出口对人。

i) 使用易燃易爆物品的实验，要严禁烟火，易燃易爆物品的储存必须符合安全

存放要求。使用酒精喷灯时，应先将气孔调小，再点燃。酒精不能加的太多，用后应及时熄灭酒精灯。 3) 实验室废弃污染物处理制度

a) 要严格遵守国家有关法律法规和标准，按照相关规定，废弃物按要求存放，统一销毁；

b) 实验室生物化学废物的处理在设计和执行关于生物危害性废弃物处理、运输和废弃的规划之前，必须参考最新版的相关文件；

c) 废弃物处理的首要原则是所有感染性材料必须在实验室内清除污染、高压灭菌；

d) 本实验室明确专人负责实验室废弃物的登记、收集和处理，在各室配套污物收集桶；

e) 凡剧毒废弃物和性质不明的化学试剂，实行严格登记制度，两人以上负责处理，不能在本室单独处理的，必要情况下需由专业废物回收处理机构进行处理； f) 应在每个工作台上放置盛放废弃物的容器、盘子或广口瓶，最好是不易破碎的容器(如塑料制品)。当使用消毒剂时，应使废弃物充分接触消毒剂(即不能有气泡阻隔)，并根据所使用消毒剂的不同保持适当接触时间。盛放废弃物的容器在重新使用前应高压灭菌并清洗；

g) 培养基、真菌样品及其他具有潜在危险性的废弃物须放在防漏的容器储存、运输及经压力蒸汽灭菌处理后按医疗废物处理；

h) 高压蒸汽灭菌是清除污染时的首选方法。需要清除污染并丢弃的物品应装在容器中[如根据内容物是否需要进行高压灭菌]。也可采用其他可以除去和(或)杀灭微生物的替代方法。 4) 实验室培训制度

a) 通过每周固定1～2小时时间来学习各种相关的公司规章制度；

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b) 技术负责人针对性的对实验员进行仪器原理及使用的培训； c) 技术负责人对实验员进行仪器的清洁与维修的培训； d) 技术负责人对实验员进行国标方法的原理与应用的培训； e) 技术负责人对实验员进行实验操作规范的培训； f) 技术负责人对实验员进行质控图的制作与评价培训； g) 技术负责人对实验员进行填写各种记录表的培训。

二、实验室设备简介

1、超净台

该设备只能连接于具有接地的电源插座，需使用插座并确认当地电源电压，否则不正确电压会造成损害。使用过程中，设备必须固定并可靠接地，即应放在坚固、平整的地面， 并且需放置在干燥、无阳光直射的位置，离墙离物应保持大于20cm的距离。

设备应远离高速尘源、震源、高频电磁干扰源。此外，超净台工作区顶部安装的热球式风速传感器为整个设备价格昂贵的关键部件之一，顶端的电偶丝侧头部位非常紧密且极易损坏，所以搬运过程中需特别注意防止手指或其他物件触碰。另外，工作区内的紫外线灯管也是易碎易损坏的零件之一，仪器搬运过程中也需注意增加必要保护措施。

2、生化培养箱

该设备可用于霉菌、微生物、抗生物、组织细胞的培养盒保存，植物培植、育种实验、酶学、酶工程的研究，以及生物制品、疫苗、血液和各种标本的保存与试验专用设备。

使用过程中需有效接地，使用插座，不允许随意加长或剪短电源连线。工作时周围环境温度为15℃~35℃，空气相对湿度不大于85%RH，周围无强烈关照，通风良好，无强烈震动源以及强电磁场存在。

设备放置时，落地要保证地面平整，设备周围应留有不少于30cm的空间。设备在搬运过程中，禁止倒置或大于45°的斜放。

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3、卧式真彩触摸屏全温振荡器

本产品主要用于摇瓶实验，扩大菌株生长培养量。

产品应使用插座，不可随意更换电源软线。本设备需可靠接地，固定位置后需用垫铁固定。搬运过程中任一方向倾斜不得超过45°，控制面板处为触摸屏，搬运时需特别注意保护。

4、立式压力蒸汽灭菌器

灭菌器电源接入网电源为交流电220V±22V、50Hz、25A，并且为永久连接，还需连接断路器加以保护。放置时需使灭菌器距离建筑物0.6m，高度不小于1.2m。

进行灭菌活动前，需保证锅内有足够水量，并确保水位在灭菌过程中达到高位，以防烧坏发热管。 水质要求不低于纯化水标准。 灭菌中途操作人员隔时检查，防止超压发生爆炸危险。灭菌完毕后，应将调压器电源拔掉。开盖前，确保气体排尽，防止蒸汽对人员作出伤 害。

由于该设备采用高压水蒸气对物品进行消毒，所以设备长期使用会产生水垢，当容器内有较多的水垢时，可用下列溶液消洗水垢：10公斤水，1公斤烧碱，0.25公斤煤油置于容器内浸泡10小时左右，然后进行洗刷水垢，最后用清水冲洗干净。正常情况下，一月需进行清洗一次。

另外，压力表需每年测试一次，若压力表指针回不到“0”位，应进行检修和更换。

5、速率冷冻仪

（说明书缺失）

6、液氮生物容器

该容器主要用于生物材料的保存，灌装液体氮气，温度为零下196℃，操作者应注意防护以免发生冻伤。本容器只能充装液氮气体，严禁充装液氧、液氢等气体易燃易爆低温液化气体，以免与容器自身结构上的可燃性材料发生作用造成意外事故。

装有生物制品的液氮容器，应该保持静止状态，不能运到外地进行充装液氮，以免发生意外，造成损失。容器在使用和运输过程中，都应垂直停放，严禁横卧、碰撞以及在瓶盖上放置任何东西，在运输过程中应注意防震，最好放置木箱内并

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固定在汽车上。

容器应当放置在阴凉干燥处，放置地需有良好的通风，不允许放置在靠近热源、阳光直射，以及风口出，严禁放置液氮容器的房间紧闭门窗。

7、冷柜

该设备采用接地三眼插座。设备附近禁止存放或使用易燃物品，以免引起火灾。

三、实验室设立的课题项目

1、重金属污染土壤微生物修复应用

采用微生物修复方式处理被重金属污染的土壤，通过稳定化、转移土壤中重金属元素，通过工程技术手段使得土地恢复耕种能力。

2、生物能源开发

所谓生物质能源是指以生物质如粮食、薯类、作物秸秆等为来源的各种形式的可再生能源，通过气体收集、气化（化固体为气体）、燃烧和消化作用（只限湿润废物）等技术产生可以被直接或间接利用的能源，如乙醇、生物柴油、沼气等燃料能源。可以利用的具体的生物质种类很多，植物类中最主要也是我们经常见到的有木材、农作物废弃物（秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等）、杂草、藻类等。非植物类中主要有动物粪便、动物尸体、废水中的有机成分、垃圾中的有机成分等。因此，发展生物能源在现在这个能源资源短缺的时代具有十分重大的意义，不仅能控制环境污染，改善大气环境，减轻对石油、煤、天然气等不可再生能源的依赖，直接增加能源供给，而且其在推动农业产业链的发展，大量利用农村土地，提高农民收入，增加农产品附加值，缓解二氧化碳排放压力等方面具有明显作用。因此生物能源被认为是解决全球能源危机的最理想途径之一。生物能源是从太阳能转化而来的，只要太阳不熄灭，生物能源就取之不尽。这也就是生物能源在未来会被大力发展的优势所在。

四、实验室人员配置

环境微生物及相关技术应用方向：1人

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生物能源方向：1人 环境工程方向：1人

五、实验室建设目前存在的问题

1、实验废物处理问题

根据2013年6月8日由最高人民审判委员会第1581次会议、2013年6月8日由最高人民第十二届检察委员会第7次会议通过的《最高人民、最高人民关于办理环境污染刑事案件适用法律若干问题的解释》第一条第3条中规定非法排放含重金属、持久性有机污染物等严重危害环境、损害人体健康的污染物超过国家污染物排放标准或者省、自治区、直辖市根据法律授权制定的污染物排放标准三倍以上的（例如国家规定氯化镉工业废水排放浓度不超过0.1mg/l）属于环境刑事案件，需根据案情情节严重程度追究相关刑事责任人，后果严重的需对直接负责的主管人员和其他直接责任人员定罪处罚，并对单位判处罚金。

目前实验室内有毒化学试剂主要包括氯化镉、醋酸铅、重铬酸钾、硫酸汞等，依据相关法律法规属于对环境有严重危害的有毒物质，属于致畸致癌致不孕不育物质，并且在脱离接触后仍可继续对人体造成危害影响。所以，实验室产生的相关有毒物质实验废物需联系专业危废处理机构进行危险废物回收处理工作。

此外，由于实验接触有毒物质的危险性，操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。但是，目前我公司缺少相关方面的培训活动以及相关规章制度，从实验室操作标准上来讲，以实验室现有条件不具备相关实验操作条件。

2、用电用水情况

本实验室建设过程中为了节省空间用地，将洗涤室与理化室合并。但是按照正常实验室设立标准，应当单独设立洗涤室，洗涤室用于洗刷器皿等。由于使用过的器皿已被微生物污染，有时还会存在病原微生物。因此，为了防止杂菌污染，需单独设立洗涤室，有的上下水管道。

另外，由于实验室内设备仪器用电量较大，单灭菌锅使用过程中用电量输入功率为3500W，其他实验仪器如摇床输入功率为1150W~1800W、超净台380W~680W、冰柜230W（24小时运行）、生化培养箱800W（24小时运行）等，

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对供电有要求，需由专业电工对整个实验室进行用电排布，以保证各个设备的用电要求。

3、实验防护问题

由于实验接触有毒物质的危险性，操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。实验操作过程中需密闭操作，加强通风，且操作人员需佩戴自吸过滤式防尘口罩、安全防护眼镜，穿透气型防毒服，戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与氧化剂、活性金属粉末接触。化学试剂搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。并配备有泄漏应急处理设备，设立有化学试剂泄露等危急情况发生时相对应的紧急应急预案等。

但是，目前本实验室缺少相关方面的培训活动、应急预案以及相关规章制度，从实验室操作标准上来讲，以实验室现有条件不具备进行相关重金属实验操作条件。

六、实验室未来发展设想

本实验室以环境修复为主，重点在于以现有的实验条件、技术手段以及菌株资源库为基础，在环境修复、生物能源方面寻求可发展的技术方向。寻求科研发展与商业发展相结合的技术连接点，开创既能造福社会，又能产生经济利益的新技术方法，并加以推广应用，形成成套可执行的技术方案流程。

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