Tủ an toàn sinh học và tủ hút khí độc trông na ná nhau, cùng có cửa kính trượt và quạt chạy ù ù, nhưng làm hai việc khác hẳn. Tủ an toàn sinh học lọc không khí qua bộ lọc HEPA để giữ lại vi sinh vật và hạt bụi, bảo vệ người làm, mẫu và môi trường. Tủ hút khí độc hút hơi hoá chất ra khỏi phòng qua đường ống, bảo vệ người làm khỏi hít phải, và gần như không lọc gì. Dùng nhầm tủ là một trong những lỗi an toàn phổ biến nhất ở phòng thí nghiệm.
Một câu để nhớ: bộ lọc hay ống khói
Bộ lọc HEPA (High Efficiency Particulate Air) giữ lại ít nhất khoảng 99,97% hạt có kích thước 0,3 micromet, cỡ hạt khó bắt nhất; hạt lớn hơn hay nhỏ hơn đều bị giữ hiệu quả hơn. Vi khuẩn, bào tử nấm, giọt khí dung chứa virus đều là hạt, nên HEPA bắt được. Nhưng hơi dung môi, khí axit, hơi amoniac là phân tử khí. Chúng đi xuyên qua HEPA như nước qua lưới đánh cá.
Vì vậy có thể tóm gọn:
- Tủ an toàn sinh học là một bộ lọc: nó lọc không khí rồi thổi phần lớn trở lại phòng hoặc ra ngoài.
- Tủ hút khí độc là một ống khói: nó đẩy hơi độc ra ngoài trời, nơi chúng được pha loãng hoặc xử lý ở hệ thống riêng.
Tủ an toàn sinh học: ba cấp, ba kiểu bảo vệ
Tủ an toàn sinh học (Biological Safety Cabinet, viết tắt BSC) được chia thành ba cấp. Tiêu chuẩn thiết kế và thử nghiệm thông dụng là NSF/ANSI 49 ở Mỹ và EN 12469 ở châu Âu.
| Cấp tủ | Cách hoạt động | Bảo vệ người | Bảo vệ mẫu | Bảo vệ môi trường |
|---|---|---|---|---|
| Cấp I | Hút không khí phòng vào qua cửa trước, lọc HEPA rồi thải ra | Có | Không | Có |
| Cấp II | Hút không khí vào ở mép cửa, đồng thời thổi luồng khí sạch đã lọc từ trên xuống mặt bàn | Có | Có | Có |
| Cấp III | Hộp kín khí, áp suất âm, thao tác qua găng gắn liền | Cao nhất | Có | Có |
Cấp II là loại gặp nhiều nhất
Mở cửa một phòng xét nghiệm vi sinh bất kỳ, chiếc tủ bạn thấy gần như chắc chắn là cấp II. Bí quyết của nó là hai luồng khí gặp nhau ở mép cửa. Luồng vào từ phòng tạo "bức màn khí" ngăn hạt bay ra phía người làm. Luồng sạch từ trần tủ thổi thẳng xuống giữ cho mẫu không nhiễm bụi phòng. Cả hai luồng bị hút vào khe lưới phía trước và phía sau mặt bàn, qua HEPA, rồi một phần quay vòng lại, một phần thải ra.
Cấp II lại chia nhiều kiểu (theo NSF/ANSI 49 gồm A1, A2, B1, B2 và C1). Khác biệt quan trọng nhất cho người dùng là tỉ lệ khí quay vòng. Kiểu A2 phổ biến cho khoảng 70% khí quay vòng trong tủ và khoảng 30% thải ra, thường ra lại phòng. Kiểu B2 thì thải toàn bộ ra ngoài qua đường ống. Điều này quyết định tủ có chịu được một lượng nhỏ hoá chất bay hơi hay không.
Cấp III dùng khi nào
Tủ cấp III là một hộp thép kín khí, người làm thò tay qua đôi găng dày gắn chặt vào thành tủ. Vật liệu đưa vào, đưa ra qua hộp chuyển hai cửa hoặc qua nồi hấp gắn liền. Đây là một trong hai kiểu phòng BSL-4, và cũng được dùng ở cấp thấp hơn khi đánh giá rủi ro yêu cầu.
Tủ hút khí độc: tốc độ gió ở mặt cửa là tất cả
Tủ hút khí độc (chemical fume hood) là một hộp có cửa kính kéo lên xuống, nối với đường ống và quạt hút đặt trên mái. Không khí phòng bị kéo vào qua mặt cửa, cuốn hơi hoá chất theo, rồi đi thẳng ra trời. Chỉ số quan trọng nhất là vận tốc mặt cửa (face velocity): tốc độ không khí đi qua tiết diện cửa đang mở. Nhiều quy định và hướng dẫn đặt vùng khoảng 0,4–0,6 m/s ở độ mở cửa làm việc; quá chậm thì hơi trào ra, quá nhanh thì tạo xoáy, cũng làm hơi trào ra.
Hiệu năng thật của tủ được kiểm tra bằng phép thử chuẩn như ASHRAE 110, dùng khí đánh dấu và một hình nộm đứng trước cửa tủ để đo lượng khí lọt ra vùng thở. Nhiều tủ có đồng hồ báo lưu lượng và chuông khi gió yếu. Nếu chuông kêu, việc đúng là dừng thao tác, hạ cửa và báo người phụ trách, chứ không tắt chuông rồi làm tiếp.
Có loại tủ hút không ống dẫn, dùng than hoạt tính để hấp phụ hơi. Loại này chỉ phù hợp với một danh mục hoá chất hẹp đã được nhà sản xuất kiểm chứng, và cần thay than đúng lịch. Nó không thay thế được tủ hút có ống thải ra ngoài cho công việc hoá học nói chung.
Còn một loại thứ ba hay bị nhầm: tủ cấy sạch
Tủ dòng khí sạch, còn gọi là tủ cấy vô trùng (clean bench, laminar flow hood), thổi khí đã lọc HEPA ra phía trước, thẳng vào người ngồi. Nó giữ cho đĩa thạch, môi trường nuôi cấy, linh kiện điện tử không bị nhiễm bụi. Nhưng nó không bảo vệ người làm: bất cứ thứ gì trong tủ sẽ được thổi thẳng vào mặt họ.
Ở nhiều phòng thí nghiệm, tủ cấy sạch và tủ an toàn sinh học cấp II đặt cạnh nhau, cùng màu, cùng hãng. Cách nhận ra nhanh: tủ an toàn sinh học có khe hút gió ở mép trước mặt bàn và cửa kính chỉ mở một phần; tủ cấy sạch thường không có cửa hoặc để hở hoàn toàn phía trước. Khi nghi ngờ, nhìn nhãn và hỏi người quản lý thiết bị.
Bảng so sánh nhanh
| Tiêu chí | Tủ an toàn sinh học cấp II | Tủ hút khí độc | Tủ cấy sạch |
|---|---|---|---|
| Giữ lại vi sinh vật | Có (HEPA) | Không | Chỉ với khí vào, không bảo vệ người |
| Xử lý hơi hoá chất | Không, trừ kiểu thải toàn phần với lượng rất nhỏ | Có, đẩy ra ngoài | Không |
| Hướng gió chính | Vào ở mép cửa, xuống trên mặt bàn | Vào qua mặt cửa, lên ống thải | Ra phía người ngồi |
| Kiểm định | Định kỳ, thường hằng năm và sau khi di chuyển | Định kỳ đo vận tốc mặt cửa | Định kỳ kiểm tra bộ lọc |
| Dùng cho | Mẫu sinh học, nuôi cấy tế bào | Dung môi, axit, phản ứng sinh hơi | Thao tác cần sạch, vật liệu vô hại |
Những lỗi làm tủ mất tác dụng
Với tủ an toàn sinh học
- Đặt tủ sai chỗ. Gần cửa ra vào, dưới miệng gió điều hoà hoặc lối đi đông người, luồng gió ngang phá bức màn khí ở mép cửa. Hướng dẫn thiết kế của WHO và CDC đều nhấn mạnh vị trí tủ.
- Chặn khe lưới. Đặt giấy thấm, khay, sổ ghi chép lên khe hút phía trước làm luồng khí vào yếu đi.
- Chuyển động nhanh. Rút tay ra vào liên tục, vung tay ngang kéo khí trong tủ ra ngoài. Người làm nghề được dạy cử động chậm, vuông góc với mặt cửa.
- Đèn cồn, đèn khí trong tủ. Ngọn lửa tạo dòng nhiệt bốc lên làm rối luồng khí và có thể làm hỏng bộ lọc. WHO khuyến nghị tránh lửa trần trong tủ; dùng que cấy dùng một lần hoặc lò đốt que điện.
- Dùng tủ quay vòng khí cho hoá chất bay hơi. Hơi độc sẽ bị thổi lại vào phòng và tích lại trong tủ; dung môi dễ cháy còn có thể bắt lửa từ động cơ quạt.
Với tủ hút khí độc
- Kéo cửa lên quá cao. Cửa càng mở rộng, vận tốc mặt cửa càng giảm. Tủ thường có vạch đánh dấu độ mở làm việc.
- Biến tủ thành kho. Chai lọ chất đầy chặn đường khí phía sau, tạo vùng chết nơi hơi tích lại.
- Làm sát mép cửa. Nên làm sâu vào trong ít nhất khoảng 15 cm tính từ mép, nơi luồng khí đã ổn định.
- Đưa đầu vào trong tủ. Mặt kính là tấm chắn văng bắn. Khi đầu đã ở bên trong, người làm mất cả tấm chắn lẫn luồng hút bảo vệ.
Góc nhìn hôm nay: hiểu luồng khí để dùng đúng mọi chiếc máy hút
Bài học từ hai loại tủ này áp dụng được ở nhà. Máy hút mùi bếp có ống thải ra ngoài làm việc giống tủ hút khí độc; loại "tuần hoàn" chỉ có lưới lọc dầu và than, thổi khí trở lại bếp, không đưa khí đốt cháy ra ngoài. Máy lọc không khí có HEPA bắt bụi mịn rất tốt, nhưng không loại được khí CO hay hơi sơn mới; khi đó cần mở cửa thông gió.
Nếu bạn là sinh viên mới vào phòng thí nghiệm, có ba câu nên hỏi ngay buổi đầu: tủ này là loại gì, lần kiểm định gần nhất là khi nào, và nếu chuông báo kêu thì làm gì. Nhãn kiểm định thường dán ở mặt trước tủ, có ngày và tên đơn vị kiểm định.
Tài liệu tham khảo dễ tìm: chuyên đề "Biological safety cabinets and other primary containment devices" trong bộ Sổ tay An toàn sinh học WHO ấn bản 2020, phụ lục về tủ an toàn sinh học trong BMBL ấn bản thứ sáu của CDC/NIH, và hướng dẫn tủ hút của các trường đại học lớn thường công khai trên trang an toàn phòng thí nghiệm của họ.
Câu hỏi thường gặp
Tủ an toàn sinh học và tủ hút khí độc khác nhau thế nào?
Tủ an toàn sinh học lọc không khí qua bộ lọc HEPA để giữ vi sinh vật, bảo vệ người, mẫu và môi trường. Tủ hút khí độc hút hơi hoá chất ra ngoài trời qua ống thải, không lọc. Hơi hoá chất đi xuyên qua HEPA nên không thể dùng tủ an toàn sinh học thay tủ hút cho dung môi.
Tủ an toàn sinh học cấp II là gì?
Đó là loại tủ phổ biến nhất trong phòng xét nghiệm vi sinh, kết hợp luồng khí hút vào ở mép cửa với luồng khí sạch thổi từ trên xuống mặt bàn. Nhờ vậy nó bảo vệ cùng lúc người làm, mẫu và môi trường. Cấp II có nhiều kiểu như A2, B2, khác nhau ở tỉ lệ khí quay vòng và khí thải.
Tủ cấy vô trùng có phải tủ an toàn sinh học không?
Không. Tủ cấy vô trùng thổi khí sạch về phía người ngồi, chỉ bảo vệ mẫu khỏi bụi. Nó không bảo vệ người làm, nên không được dùng cho mẫu có khả năng lây nhiễm hay hoá chất độc.
Có nên bật đèn UV trong tủ an toàn sinh học không?
Đèn UV không được WHO và CDC coi là biện pháp khử nhiễm chính. Tia UV chỉ tác động lên bề mặt chiếu trực tiếp, yếu dần theo thời gian và có hại cho mắt, da. Lau khử khuẩn mặt bàn bằng hoá chất phù hợp mới là bước quan trọng.
Bao lâu phải kiểm định tủ an toàn sinh học?
Thông lệ phổ biến là kiểm định khi mới lắp, sau khi di chuyển hoặc thay bộ lọc, và định kỳ thường là hằng năm. Kiểm định bao gồm đo vận tốc khí vào, khí xuống, kiểm tra rò rỉ bộ lọc HEPA. Tần suất cụ thể theo quy định của cơ sở và nhà sản xuất.
