Masterflex®-pumpen mindsker risikoen for udsættelse for tungmetaller
Kviksølv, et meget reaktivt og giftigt stof, kan skade centralnervesystemet, nyrerne, lungerne og hjernen, når man udsættes for høje nok doser. Kviksølvforgiftning kan udløse symptomer, herunder hævelse, perifer neuropati og hudskælv. Forskere i Remote Systems Group of the Oak Ridge National Laboratory (ORNL), som har håndteret overførsler af elementært kviksølv, er velvidende om farerne ved dette stof.
Holdet gennemførte oprindeligt kviksølvoverførsel som en del af projektet Spallation Neutron Source (SNS) og senere MERcury Intense Target (MERIT), et samarbejde inden for højenergifysik med henblik på at demonstrere et flydende kviksølv-jet-mål i et intenst magnetfelt. For nylig undersøgte ORNL-forskere den strukturelle integritet af årtier gamle kviksølvbeholdere, hvilket krævede overførsel af kviksølv til nye beholdere.
Vidtrækkende konsekvenser
ORNL er en facilitet i det amerikanske energiministerium (DOE), der leverer tekniske gennembrud inden for ren energi og global sikkerhed. Som det største videnskabs- og energilaboratorium i DOE har ORNL's forskning og udvikling inden for neutronvidenskab, materialevidenskab og -teknik samt nuklearvidenskab og -teknologi vidtrækkende anvendelser. ORNL's undersøgelse af materialers egenskaber på et subatomært niveau ved hjælp af SNS kan i sidste ende føre til bedre medicin, metaller, plast og keramik.
Kviksølvoverførsel kan dog være en risikabel affære. Projektets ingeniører og teknikere bærer beskyttelsesbriller, nitrilhandsker, laboratoriejakker og sikkerhedssko i overensstemmelse med ORNL's sikkerhedsstandarder. Forskerne er relativt velbeskyttede med forebyggende uddannelse i åndedrætsværn og brug af snorkler og emhætter til at afbøde dampe. Ved brug af centrifugal- og/eller vakuumpumper til overførsel af stoffet blev pumpemekanikken imidlertid forurenet. Holdet havde brug for en bedre løsning.
"På det tidspunkt undersøgte vi "blodpumper", som bruges i medicinal- og fødevareindustrien", forklarer Philip Spampinato, en senioringeniør fra ORNL. ”Den søgning førte os til peristaltiske pumper, som førte os til Masterflex®-pumpen.”
Den rigtige teknologi til opgaven
Remote Systems Group har brugt Masterflex-pumper til væskeoverførsler siden 1999. Da det for nylig drejede sig om at overføre 76 pund kviksølv fra en standard opbevaringskolbe til et beholdere til indeslutning, viste Masterflex I/P® Precision Brushless Drive med analog fjernbetjening sig at være fordelagtig på mange niveauer. Sammen med Masterflex I/P Easy-Load® pumpehovedet og kompatible Tygon® slanger med lang levetid løste pumpesystemet flere af gruppens dilemmaer på én gang.
"Mængden af kviksølvstrømmen kan styres ved at variere pumpehastigheden og okklusionen", sagde Spampinato. "Pumpens mekaniske komponenter bliver ikke forurenet. Kviksølvet kommer kun i kontakt med slangen. Dette mindsker risikoen for eksponering for elementært kviksølv og dets dampe. Vi behøver kun at bekymre os om sikker bortskaffelse af slangen, når det bliver nødvendigt at udskifte den. Endelig kan operatøren visuelt observere overførslen, fordi slangen er klar. Det giver en ekstra grad af tillid til, at processen fungerer godt."
Det automatiserer også en proces, som ellers kunne være blevet håndteret manuelt, hvilket er både ineffektivt og potentielt farligt.
"Masterflex-pumpesystemet er en betydelig fordel i forhold til at hælde kviksølv ud af en kolbe, der vejer omkring 80 pund", siger Spampinato. "Mens kviksølv har samme viskositet som vand, er dets massefylde 13,6 gange så stor som vands, og det er en væske, der ikke fugter. Derfor er kontrolleret hældning praktisk talt umulig.”