Masterflex® 泵降低了重金属暴露风险

汞是一种高活性且有毒的物质,人如果暴露在足够高剂量的汞下,中枢神经系统、肾脏、肺和大脑会受到损害。汞中毒可能引发肿胀、周围神经病变和皮肤脱落等症状。来自橡树岭国家实验室 (ORNL) 远程系统小组的科学家们处理过单质汞的转移,非常清楚它的危害。

该团队先后在散裂中子源 (SNS) 项目和 MERcury Intense Target (MERIT) 中进行了汞转移,后者是一项高能物理协作项目,旨在展示强磁场下的流动汞喷射目标。最近,ORNL 研究员研究了几十年前的汞存储瓶的结构完整性,这一过程需要将汞转移至新存储瓶中。

深远影响

ORNL 隶属美国能源部 (DOE),致力于在清洁能源和全球安全领域实现技术突破。ORNL 是美国最大的 DOE 科学与能源实验室,其在中子科学、材料科学与工程、核科学与技术等领域的研究与开发有着深远的应用意义。ORNL 利用 SNS 在亚原子层面研究材料特性,这最终可能会促进药物、金属、塑料和陶瓷领域的进步。

然而,汞的转移是一项有风险的任务。根据 ORNL 的安全标准,该项目的工程师和技术人员穿戴了护目镜、丁腈手套、实验室外套和安全鞋。科学家们接受了预防性呼吸器培训并且采用通气管和通风柜来减少蒸汽,从而获得相对较好的保护。然而,如使用离心泵和/或真空泵输送该物质,泵的机械装置就会被污染。该团队亟需更好的解决方案。

“当时,我们研究了医疗和食品行业中使用的‘血泵’,”ORNL 高级工程师 Philip Spampinato 介绍。“通过这项研究我们找到了蠕动泵,进而发现了 Masterflex® 泵。”

适用于项目的理想技术

自 1999 年以来,远程系统小组一直采用 Masterflex 泵进行流体输送。最近,他们需要将 76 磅汞从标准存储瓶转移到专用安全容器中,而带模拟遥控器的 Masterflex I/P® 精密无刷驱动器经验证在多方面都具备优势。搭配使用 Masterflex I/P Easy-Load® 泵头以及兼容的长寿命 Tygon® 管,该泵系统为这一团队同时解决了多个难题。

“可通过改变泵送速度和闭塞度来控制汞的流量,”Spampinato 说道。“泵的机械部件不会被污染。水银只与泵管接触。这降低了暴露在单质汞及其蒸气下的风险。唯一需要担心的是如须更换泵管,如何才能安全地丢弃更换下来的泵管。最后,由于泵管是透明的,操作者可以清楚观察到转移过程。因此,更加有把握安全地完成转移。”

此外还实现了流程自动化,避免了既无效又存在潜在危险的手动处理流程。

“相比将汞从重约 80 磅的存储瓶中直接倒出,Masterflex 泵系统具备明显优势,”Spampinato 说道。“虽然汞的粘度与水差不多,但其密度是水的 13.6 倍,是一种非浸润性液体。因此,几乎不可能控制倾倒过程。”