Masterflex®-pumpar minskar risken av exponering för tungmetaller

Kvicksilver är ett högst reaktivt och giftigt ämne som kan skada det centrala nervsystemet, njurarna, lungorna och hjärnan om någon exponeras för det i tillräckligt höga doser. Kvicksilverförgiftning kan utlösa symtom som svullnad, perifer neuropati och hudavflagning. Forskare i fjärrsystemgruppen på laboratoriet Oak Ridge National Laboratory (ORNL) som hade hanterat överföringar av elementärt kvicksilver är väl medvetna om riskerna med ämnet.

Teamet utförde inledningsvis kvicksilveröverföringar som en del av Spallation Neutron Source (SNS)-projektet och senare projektet MERcury Intense Target (MERIT), ett samarbete inom högenergifysik för att visa målet för en flytande kvicksilverstråle i ett intensivt magnetfält. Under senare tid har ORNL-forskare undersökt den strukturella integriteten hos tio år gamla förvaringsbehållare för kvicksilver som krävde att kvicksilvret överfördes till nya behållare.

Långtgående konsekvenser

ORNL är en anläggning inom Department of Energy (DOE) (ung. energidepartementet) i USA som levererar tekniska genombrott inom ren energi och global säkerhet. Som det största forsknings- och energilaboratoriet inom DOE, har ORNL:s forskning och utveckling vittomfattande tillämpning inom neutronvetenskap, materialvetenskap och -teknik, samt kärnvetenskap och kärnteknik. ORNL:s forskning om materialegenskaper på subatomisk nivå – med hjälp av SNS-projektet – kan slutligen leda till förbättrade kunskaper om läkemedel, metaller, plaster och keramiska produkter.

Kvicksilveröverföringar kan ändå vara en riskabel aktivitet. Ingenjörerna och teknikerna som deltar i projektet tar på sig skyddsglasögon med sidovisir, nitrilhandskar, labbrockar och skyddsskor enligt ORNL:s säkerhetsstandarder. Men en utbildning i säker användning av andningsskydd och snorklar samt laboratoriekupor för att avhjälpa kvicksilverångor, är forskarna relativt väl skyddade. Men när de använde centrifugal- och/eller vakuumpumpar för att överföra ämnet, blev pumpmekanismerna kontaminerade. Teamet behövde en bättre lösning.

– Vid den här tiden undersökte vi ”blodpumpar” som användes inom medicinteknisk industri och livsmedelsindustri, förklarade Philip Spampinato, en forskningsledare på ORNL. ”Det sökandet ledde oss till peristaltiska pumpar, och det i sin tur ledde oss till Masterflex®-pumpen.”

Den rätta tekniken för uppgiften

Fjärrsystemgruppen har använt Masterflex-pumpar för vätskeöverföringar sedan 1999. Under senare tid, när de skulle överföra cirka 35 kg kvicksilver i standardmässiga kvicksilverbehållare till inneslutande kärl, bevisades den bortslösa drivanordningen Masterflex I/P® Precision Brushless Drive med analog fjärrstyrning vara fördelaktig på många sätt. Tillsammans med Masterflex I/P Easy-Load®-pumphuvudet och den kompatibla Tygon®-slangen med lång hållbarhet, löste pumpsystemet flera av gruppens dilemman på en gång.

– Mängden kvicksilver i flödet kan kontrolleras genom att variera pumphastigheten och ocklusionen, sa Spampinato. – Pumpens mekaniska komponenter blir inte kontaminerade. Kvicksilvret kommer bara i kontakt med slangledningen. Det minskar risken för att exponeras för elementärt kvicksilver och dess ångor. Vi behöver bara bekymra oss om säkerheten när det är nödvändigt att byta ut och kassera slangledningen. Slutligen gör faktumet att slangen är transparent att operatören kan övervaka transporten visuellt. Det tillför en extra konfidensnivå att processen fungerar så bra, fortsatte Spampinato."

Den automatiserar också en process som annars kanske hade hanterats manuellt, ett projekt som är både ineffektivt och potentiellt farligt.

– Att använda Masterflex-pumpsystemet är en avsevärd fördel jämfört med att hälla kvicksilver från en behållare som väger cirka 36 kg, sa Spampinato. – Samtidigt som viskositeten för kvicksilver liknar den för vatten är dess densitet 13,6 gånger större än densiteten för vatten och det är en icke-vätande vätska. Därför är kontrollerad upphällning i princip omöjligt, avslutade Spampinato."