Masterflex® pumpe reduserer risikoen for eksponering til tungmetaller
Kvikksølv, et svært reaktivt og giftig stoff, kan skade sentralnervesystemet, nyrene, lungene og hjernen hvis en eksponeres for høye nok doser. Kvikksølvforgiftning kan utløse symptomer som inkluderer hevelse, periferi-nevropati og flassing. Forskere i Remote Systems Group i Oak Ridge National Laboratory (ORNL) som har håndtert elementære kvikksølvoverføringer, er godt klar over farene.
Teamet gjennomførte opprinnelig kvikksølvoverføring som en del av Spallation Neutron Source-prosjektet (SNS) og senere MERcury Intense Target (MERIT), et høyenergi-fysikksamarbeid for å demonstrere et flytende kvikksølvjetmål i et intenst magnetfelt. Nylig undersøkte ORNL-forskere den strukturelle integriteten til flere tiår gamle kvikksølvlagringsflasker som krevde overføring av kvikksølv til nye flasker.
Langtrekkende implikasjoner
ORNL er et US Department of Energy (DOE)-anlegg som leverer tekniske gjennombrudd innen ren energi og global sikkerhet. Som det største DOE vitenskaps- og energilaboratoriet har ORNLs forskning og utvikling innen nøytronvitenskap, materialvitenskap og ingeniørvitenskap, og kjernefysisk vitenskap og teknologi langtrekkende applikasjoner. ORNLs undersøkelse av egenskapene til materialer på et subatomært nivå, ved bruk av SNS, kan til slutt føre til forbedrede medisiner, metaller, plast og keramikk.
Likevel kan kvikksølvoverføring være risikabelt. Prosjektets ingeniører og teknikere tar på seg sidebeskyttelsesbriller, nitrilhansker, laboratoriefrakker og vernesko i henhold til ORNLs sikkerhetsstandarder. Med forebyggende åndedrettstrening og bruk av snorkler og avtrekkshetter for å redusere damp, er forskerne relativt godt beskyttet. Men når det ble brukt sentrifugal- og/eller vakuumpumper for å overføre stoffet, ble pumpemekanikken forurenset. Teamet trengte en bedre løsning.
«På den tiden undersøkte vi ‘blodpumper’ som brukes i medisin- og næringsmiddelindustrien», forklarte Philip Spampinato, en senioringeniør fra ORNL. «Det søket førte oss til peristaltiske pumper, som førte oss til Masterflex®-pumpen.»
Den riktige teknologien for oppgaven
Remote Systems Group har brukt Masterflex-pumper for væskeoverføringer siden 1999. Nylig, da de skulle overføre nesten 35 kilo med kvikksølv fra en standard lagringsflaske til kontaminerte beholdere, viste Masterflex I/P® børsteløs presisjonsdrivenhet med analog fjernstyring seg å være fordelaktig på mange nivåer. Analogt med Masterflex I/P Easy-Load® pumpehode og kompatibel Tygon® slange med lang levetid, løste pumpesystemet mange av gruppens dilemmaer samtidig.
«Mengden av kvikksølvflyt kan kontrolleres ved å variere pumpehastigheten og okklusjonen», sa Spampinato. «Pumpens mekaniske komponenter blir ikke kontaminert. Kvikksølvet kommer bare i kontakt med slangen. Det reduserer risikoen for eksponering til elementær kvikksølv og dens damp. Vi trenger bare å bekymre oss om sikkerheten når vi skal kaste slangen når det blir nødvendig å skifte den ut. Og siden slangen er klar, kan operatøren visuelt observere overføringen. Det er et ekstra betryggende punkt som viser at prosessen fungerer bra.»
Det automatiserer også en prosess som ellers måtte håndteres manuelt, et prospekt som er både ineffektivt og potensielt farlig.
«Masterflex pumpesystem er en betydelig fordel sammenlignet med å helle kvikksølv ut av en flaske som veier rundt 40 kilo», sier Spampinato. «Mens viskositeten til kvikksølv er lik den til vann, så er tettheten 13,6 ganger høyere enn tettheten til vann og det er en ikke-fuktende væske. Derfor er kontrollert helling nesten umulig.»