移动实验室及其发展应用篇(下)


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应用篇(下)

2.3 检测车

检测车是指装备有检测仪器和工作台,用于流动检测的厢式专用作业车辆。检测车也是现场快速检测需求的产物。检测车的研究和开发为移动实验室积累下了深厚的技术沉淀,它的应用实践也为移动实验室的使用奠定了基础。

2.3.1 发展概况

我国从上个世纪八十年代开始生产检测车,当时,一些野外工作的单位如油田、矿业勘探行业对野外携带检测仪器提出了需求,产生了测井车、放射源车等车型,目的是为现场使用的仪器设备提供一个专用的运载工具,将检测设备运输到现场进行检测。九十年代后期,质检、药检等部门提出了现场检测的需求,并采购了一定数量的检测车,绝大多数是采用客车、面包车进行了简单的改装。经过几十年的发展,目前,我国检测车生产企业有数十家,南京南汽专用汽车有限公司、江西江铃汽车集团改装车有限公司、天津中天高科特种车辆有限公司是我国快速检测车起步较早、技术较好和市场占有率较高的生产厂家。目前,我国检测车的开发生产大致有两种模式:一种是汽车改装厂根据检测市场需求自行研发生产检测车;另一种是检测车集成,这种模式主要表现在“两头在内,中间在外”,即市场和研发由集成单位负责,中间生产环节委托给有生产能力的加工企业,如:北京森迈科技有限公司就采取了这种模式,共开发了检测车130多台,中国食品药品检定研究院也采取集成办法,累计开发了400余台检测车用于各地市食药部门使用。

2.3.2 检测车的应用

检测车已广泛应用于食品、药品、农产品、畜产品、环境、大气、水质、气象、公路、桥梁、计量、管道、特种设备、卫生防疫等相关领域。

2.3.2.1 食品安全检测车

食品安全检测车主要用于解决食品安全事件应急处理及食品生产企业的日常监管,是应用较多的一种检测车。目前,食品安全检测车内安装专用的检测仪器设备,如:便携式分光光度计、酶标仪等,有的检测车还安装信息平台,主要提供查询、统计分析、评估、快速预警、信息快速传输以及上报等功能。图15是用于食品和农产品的检测车。

2.3.2.2 药品安全检测车

药品安全检测车一般配备化学快速鉴别仪、近红外检测仪、拉曼便携式光谱仪、车载高效液相色谱仪(HPLC)等检测仪器设备,能对各种药品进行初步的快速筛查,大大提高了监管效能,使药品监管进一步上升到了现场确证、现场处理的新阶段。图16是药品安全检测车。

2.3.2.3 环境应急检测车

环境应急检测车主要应用于环境污染事件的现场检测。车内根据检测需要配备红外线气体分析仪、便携式气象色谱仪、气质连用仪等仪器,可实现突发环境应急事故快速检测,为决策者统一调度提供技术保障。图17是环境应急检测车。

2.3.2.4 电力试验车

电力试验车是指将具有一定共性、针对某一类或几类大型设备的一系列专用试验设备集成在一台中型车上构成的一个集成化的移动试验平台。一般装载所需试验设备和辅助设施如:电气控制、场地照明装置、监控装置、空调、电脑工控机、数据管理系统等。电力试验车将检测试验所需的仪器设备、辅助设备、监控及通讯设备、安全保护装置及其相应的操控和管理软件集成其上,从而形成一个完整的机动化系统。国内目前已经开发出能够满足部分现场试验要求的电力试验车,例如:互感器现场计量检定、交流或直流高电压试验、带电检测、油气分析、局部放电试验、系统调试、电力应急地空巡查、高压计量校准检测以及针对不同输变电设备的专项试验等。

2.3.2.5 计量监督检测车

计量监督检测车多用于定量包装的计量检测。车内配备电子分析天平、电子称、量筒等量器、深度尺、测长仪、水浴箱、烘干器、保温箱等仪器设备,可提供包括实际质量、体积、长度净含量的测量和检验,适合于各级计量检测机构开展定量包装净含量现场计量监督检测工作。图20是定量包装计量检测车。

2.3.2.6 其他检测车

除上述几种类型的检测车外,交通、考古、石化、管道等领域也应用检测车。

2.4 移动实验室

2.4.1 我国移动实验室发展现状

近年来,我国在移动实验室的研究开发方面取得了许多新的成果。如沈阳产品质量监督检验研究院等单位为“十二运”研发的2台自行式食品安全检测综合移动实验室,正式通过鉴定并投入使用,在“十二运”安保过程中发挥了重要作用。北京奥运会期间,由北京奥运食品安全监控中心开发的食品安全移动实验室承担部分食品安全监控任务,对食品的农药残留、兽药残留、食品添加剂等化学性危害物进行快速、准确的检测。国内其他一些单位也正在研制各类移动实验室。国家移动实验室研究发展与评价中心研制的用于农资产品质量、食品安全等检测的移动实验室也正式投入使用。国家军事医学科学院和镇江康飞机器制造公司研发了我国首台生物安全三级(P3)移动实验室。中国检验检疫科学研究院食品安全研究所等单位研制了“食品安全现场检测实验室”。辽宁省建立了水质水污染应急监测移动实验室,其中配备了先进的车载便携式应急监测仪器、个人应急防护装备,适用于在野外条件下对河流、水库、水源地等各种水体进行现场监测。甘肃中科司法物证技术鉴定所建立了司法鉴定移动现场检测实验室,可完成包括酒驾现场检测、尸体现场检测、物证现场勘查、物证现场提取及微量物证现场检测在内的多项司法鉴定服务。除此以外,我国还从国外引进了一些移动实验室,应用于现场检测。

在移动实验室的技术创新方面,也取得一些新的进展,如在快速机动方面,对于实验舱可以采用整装整卸车辆和具有高减震性能空气弹簧或扭簧的挂车底盘装载运输;在车辆及方舱调平技术方面,已经实现了高精度自动调平。

2.4.1.1 国内研发的移动实验室

沈阳产品质量监督检验研究院、江西江铃汽车集团改装车有限公司等单位为“十二运”研发的食品安全检测移动实验室如图22和图23所示。

上述2种食品安全移动实验室按我国标准划分属于小型自行式移动实验室。其内部使用面积约为8m2,装载了安捷伦气相质谱联用仪、普析食品安全快速检测系统、酶标仪等仪器设备。

由黑龙江省质检系统研发和使用的大型多功能公共安全移动实验室见图24。

该移动实验室选用金龙迎宾车进行改装并设计,具有完备的温湿度控制系统、供电系统、供排水系统、车载监控视频3G网络传输系统、升降照明系统、静音发电机系统、供气系统等。

整体系统采用了具有专利技术的减震方案,实现多级减震。整车采用八气囊悬挂的减震方式,保证了移动实验室在行驶过程中在各个方向的减震效果。每个仪器柜、储存柜内均配可固定卡位,保证运输过程中固定安全可靠。

移动实验室配备一组滑移舱以及一套进口电动遮阳蓬(见图25),遮阳棚篷布具有良好性能,材质为人造纤维,不会褪色和腐烂。滑移舱的设计科学合理,有效增加了实验室工作空间。

移动实验室中配备了超高效液相色谱仪、车载气相色谱仪、生物芯片扫描仪器、液质联用仪、离子色谱等大型仪器设备以及十合一速测仪、食品安全快速检测箱等40多种快速试剂盒及相关配套设备。

2.4.1.2 国外引进的移动实验室

“非典”以后,为了加强生物安全实验室的建设,我国从法国引进四套生物安全防护三级(简称BSL-3)移动实验室或P3移动实验室,分别配给国家疾控中心、上海、北京、广东疾控中心,用于突发疫情等的现场检测,见图26。

2.4.2 国外移动实验室发展现状

在国外,移动实验室主要应用在军事、疫情和食品安全等领域。目前,美国、德国和法国等少数西方发达国家已拥有移动实验室比较成熟的技术。

2.4.2.1 美国移动实验室发展状况

在美国,许多领域已应用移动实验室,不管是牙科流动诊所还是移动的实验室培训中心都叫mobile labs。移动实验室已经成为一个为政府、行业、医疗、军事和国土安全服务的重要资源与工具之一。美国食药监管理局(FDA)以及美国环境保护署(EPA)、毒品管制局(DEA)、美国海关与边境保护局(CBP)、联邦调查局(FBI)、美国地质调查局(USGS)、国土安全部(DHS)、能源部和所有的军事部门都积极参与开发和利用先进的移动实验室技术。例如美国FDA拥有两台微生物移动实验室和化学移动实验室,分别用于检测食品或药品中的有害微生物和有害化学物质。

按照移动实验室的功能来分,移动实验室主要分为化学移动实验室、微生物安全移动实验室、原子级移动实验室;按其空间大小可以分为大、中、小、微型以及模块式组合移动实验室四种类型;按其动力驱动形式又可以分为自行式移动实验室以及拖挂式移动实验室。

a)微型移动实验室

采用摩托车作为运输平台,装有采样设备和储存箱。一般应用于样品采样和采样后的短途快速运输。

b)小型移动实验室

多用于城镇应急快速检测,因为它的特点是车身较短小,配置人员较少,方便快速到达城市拥挤狭窄街道的各个角落。它主要用于解决一些样品采集并进行简单的前处理工作。

c)中型、大型车载移动实验室

以卡车底盘为主,能够较长时间的在现场停留,需要较少的外部基础设施,拥有供水和液体废物罐。配备发电机,也可以使用外接电源,多应用于较长时间的野外实验检测作业。其特点是空间大,部分空间能拓展,能容纳更多人的实验团队,固定于现场实验室,特别适合流行病,传染病等疫情发生时使用,也可用于大型活动使用。由于该种实验室实验设施完整,功能齐全,且机动性好,美国军队应用比较多。

d)方舱模块化移动实验室

方舱模块化移动实验室是以标准集装箱外形方舱为基础,通过保温、屏蔽等处理,内部设置不同的功能设备以及设施,整体形成一个模块基本单元。多个单元模块通过标准接口以及共同的连接方式组成一个移动实验室系统。

对于移动实验室系统中数据的公正性与准确性的保障,其资质的发放与认证由政府的相关部门认可,而过程中每年相关部门会以顾客的身份在不通知的情况下,送两份样品进行检验,如果取得的报告数据与实际不符,将取消出具报告的资格。对于大型实验设备来说,移动实验室数据有效性的保障,更多的是依靠载具移动到现场后对实验设备的调校、标准样品的标定。

之前在美国,对油品的检测需要即时性,确定油品合格后才能进入油库,但这种检验并不由油库而是由第三方承担,在移动实验室移动到检测现场后,对质谱等仪器用标样标定准确后再进行实际样品的检测。

2.4.2.2 其他国家移动实验室发展现状

除美国外,其他一些国家也在不同领域开发和使用移动实验室。如法国LABOVER公司开发了先进的BSL-3移动实验室,用于重大传染病疫情的检验;德国在水质监测方面应用了移动实验室;英国卫生部(DOH)发布了移动实验室标志号、名称、所在城市和地方、联系方式等,旨在使移动实验室能够更加方便地开展社会化服务;以色列莱舍夫公司开发了农用移动实验室;泰国部署新型移动实验室用于快速检测禽流感等病毒;俄罗斯计划在航天方面应用移动实验室;新加坡、沙特等国家也在特定领域使用移动实验室。