二级加强型生物安全实验室(BSL-2+)多源生物气溶胶扩散暴露风险评估及防控策略研究

针对二级加强型生物安全实验室(BSL-2+)操作中生物气溶胶意外泄漏导致的实验室获得性感染(LAI)风险，研究人员通过实验测量与欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange)模型模拟，量化了三种工况下多源生物气溶胶扩散规律及技术人员感染概率。研究发现生物安全柜使用可降低5-20倍表面沉积，下游气流区人员感染风险最高达19.9%，为BSL-2+设计优化和消毒流程关键环节提供科学依据。

　　

随着全球公共卫生事件频发，从2003年SARS疫情到2019年COVID-19大流行，生物安全实验室成为应对病原体研究的核心设施。然而高等级实验室建设成本高昂，发展中国家更依赖性价比更高的二级加强型生物安全实验室(BSL-2+)。这类实验室虽能处理中等风险病原体，但操作中生物气溶胶泄漏导致的实验室获得性感染(LAI)风险长期被低估。据统计，生物气溶胶传播占LAI案例的75%以上，而BSL-2+运行策略研究却严重匮乏。

为破解这一难题，中国某研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表研究，首次结合实验测量与计算流体力学(CFD)模拟，对BSL-2+内多源生物气溶胶扩散开展系统性评估。团队采用非致病性细菌溶液模拟泄漏场景，通过安德森六级撞击器采样获取粒径分段数据（0.65-7.0μm），并建立欧拉-拉格朗日多相流模型，量化了技术人员在三种典型工况下的暴露风险。

BSL-2+描述与数值案例设计
基于真实运行的5.70m×2.61m×6.59m实验室，团队设计了包含生物安全柜、中央工作台等关键设备的物理模型。通过对比机械通风、人员走动等不同工况，发现技术人员活动会显著扰乱气流组织，导致下游区域形成高风险区。

生物气溶胶实验结果
实验数据显示，泄漏的生物气溶胶优先沉积在释放源附近表面，其中50%以上集中在生物安全柜、工作台和天花板。粒径分析表明，>7.0μm的颗粒更易沉降，而<3.3μm颗粒可长时间悬浮。

结论与讨论
研究发现：1）生物安全柜启用可使技术人员表面沉积量降低5-20倍；2）位于气流下游的技术人员(LT-3)即使佩戴防护装备，感染概率仍高达19.9%；3）中央工作台是交叉污染的关键节点。该研究首次建立了BSL-2+生物气溶胶暴露风险量化模型，为发展中国家低成本实验室的安全运行提供重要参考。

特别值得注意的是，研究改进了传统Wells-Riley方程，引入实时浓度场数据计算感染概率。这种创新方法可推广至医院隔离病房等类似场景。团队建议BSL-2+应优化气流组织设计，并在消毒流程中重点处理生物安全柜、工作台等"热点"区域。这项研究不仅填补了BSL-2+操作规范的理论空白，更为全球生物安全实验室的精准防控树立了新标杆。