实验室获得性感染是指在实验过程中工作人员因接触病原微生物而引起的感染。对于具有高潜在暴露风险的三级生物安全实验室而言,降低实验室获得性感染的研究极为重要,尤其是在最近爆发的COVID-19新型冠状肺炎之后,更加引起世界的广泛关注。本文基于实测实验,研究了两种生物气溶胶（粘质沙雷氏菌和噬菌体ΦX174）在生物安全实验室内的时空分布特征。采用了数值模拟方法探索生物气溶胶的去除规律,并且借助三维浓度等值面图结合流场分析,阐明了生物气溶胶迁移和沉积行为;分析了实验室内涡流区域和高浓度区域的形成机理,并测定了污染最严重的表面位置。结果表明,生物气溶胶释放400秒后浓度维持稳定状态,接近70%的生物气溶胶最终会沉积在墙壁和设备的表面上。研究结果可以为控制不同实验之间的时间间隔提供科学依据,同时为实验室消毒程序提供一定的指导意见。合理的设备布置对于创建健康安全的环境至关重要,尤其是在潜在风险因素较高的三级生物安全实验室中。本文在具有相关实验设备的生物安全实验室中研究了障碍物对工作人员感染风险的影响。结果表明,尽管设备布置不会影响生物气溶胶的去除时间,但与理想情况相比,实际实验室中近17%的生物气溶胶无法有效排放。生物气溶胶在涡流的影响下会滞留在房间中下部,导致操作员的呼吸风险增加。此外,实验后大部分生物气溶胶将被设备和地板捕获,单位面积的沉积率分别为0.45%/m2和0.8%/m2。尽管设备布局可以减少地面污染,但消毒仍然是实验结束后很重要的一个环节,尤其是设备表面消毒。同时,结果指出在BSL-3实验室中操作时,动作应该保持轻缓,以免使得地板上的生物气溶胶颗粒发生二次悬浮污染。由于在实验过程中操作不当而引起的感染报道很多,因此生物安全实验室的暴露风险研究已成为当务之急。本文通过计算流体动力学方法结合Wells-Riley方程,研究了三种典型的不当操作下生物气溶胶的感染风险,并结合空气龄详细探讨了潜在的感染风险和时间消毒规律。结果表明,实验室的涡流区主要位于实验设备附近,1.5 m以上区域的生物气溶胶去除能力较低,空间不同区域的感染风险相差20倍以上。此外,泄漏开始时每分钟的潜在暴露量较高,并且在4分钟后风险值保持在约1%/min。因此,实验人员首先要避免泄露的初期暴露,其次要精准把握高风险目标的消毒位置。