微波儀器使用過(guò)程中的安全問(wèn)題
① 制定安全的微波樣品前處理方法
a .試樣的稱(chēng)取量及溶劑
測(cè)試時(shí)干燥樣質(zhì)量一般不要大于500mg,尤其是密封高壓微波處理含有大量有機(jī)物的樣品時(shí)應(yīng)特別小心。對(duì)于情況不明的樣品,首先只取100mg 進(jìn)行處理試驗(yàn),然后視其化學(xué)反應(yīng)的劇烈程度,再?zèng)Q定最終的取樣量。禁止單獨(dú)用高氯酸在密封樣品罐中消解含有機(jī)物基體的樣品。對(duì)某些特殊樣品,如果一定要用高氯酸時(shí),只能與其他溶劑(如硝酸等)混合使用,而且在加人酸后,放置一段時(shí)間,再加蓋放人微波爐內(nèi)進(jìn)行消解。除了測(cè)定水中COD 或其他特定的項(xiàng)目如總氮、總磷外,一般情況下,都不要在塑料樣品罐內(nèi)使用具有高沸點(diǎn)的H2SO4 或H3PO4 等作溶劑。
金屬或合金在微波場(chǎng)中會(huì)積累較大的電勢(shì),當(dāng)樣品變得足夠熱時(shí),可能危及到塑料樣品罐的安全。另外,塊狀金屬或合金樣品塊與塊之間、樣品塊與微波爐腔壁或底面之間,在微波能作用下可能會(huì)出現(xiàn)電弧或火花而擊穿容器。所以,在微波處理金屬或合金試樣時(shí),一定要避免大塊的樣品。
有些金屬在非氧化性酸(如鹽酸和稀硫酸)作用下,會(huì)放出氫氣。氫氣與空氣混合后,由于在微波場(chǎng)中的金屬或合金會(huì)放出火花,則可能引起爆炸。因此,金屬或合金樣品應(yīng)該是粉末狀,或者是碎屑狀,并加人氧化性的酸等溶劑,將樣品全部浸沒(méi)。長(zhǎng)條狀的金屬或合金樣品若伸出溶液之外,在微波場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生天線(xiàn)效應(yīng),形成火花,造成麻煩。
b .需特別小心的物質(zhì)
不要用微波處理下列有機(jī)溶劑、爆炸物和強(qiáng)氧化劑:炸藥(TNT 、硝化甘油等),推進(jìn)劑,引火化學(xué)品,高氯酸鹽,二元醇(乙二醇、丙二醇等),航空燃料,乙炔化合物,各種醚類(lèi)、酮類(lèi)、短碳鏈烷烴等。不要用硝酸消解苯酚、三乙胺和動(dòng)物脂肪。
c .樣品處理的速度
有些樣品,特別是有機(jī)樣品,其中的分子在微波場(chǎng)中引起藕合、振動(dòng),加速了消解速度。在大量有機(jī)物存在下使用氧化性溶劑,其作用是放熱反應(yīng),而放出的熱量又使溫度升高,因而形成連鎖式的快速反應(yīng),這往往導(dǎo)致失控,產(chǎn)生的大量降解氣體因壓力太大而出現(xiàn)泄壓或防爆膜破裂,造成樣品處理失敗。因此,對(duì)這類(lèi)樣品,較好的辦法是先施以較小的微波功率,放慢處理速度。如果使用家用微波爐,一定要在轉(zhuǎn)盤(pán)中間放一個(gè)盛有約200mL 水的燒杯,燒杯周?chē)鶆虻財(cái)[放待消解的樣品。這樣做的好處是避免空負(fù)載或小負(fù)載下使用微波爐,可降低樣品罐中的反應(yīng)速率,使微波消解過(guò)程易于監(jiān)控。
② 微波輔助樣品前處理裝置的使用與維護(hù)
為保證微波輔助樣品前處理裝置的安全使用,一定要認(rèn)真閱讀微波裝置所附的使用說(shuō)明書(shū),嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)中的要求使用。最好是先進(jìn)行使用培訓(xùn),或者是在有經(jīng)驗(yàn)的人指導(dǎo)下進(jìn)行使用。另外,在日常工作中,一定要做好微波設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。特別是密封高壓微波裝置,只有在正確的使用和良好的維護(hù)保養(yǎng)的前提下,才能保證安全。具體措施如下:
a .微波裝置安置處應(yīng)避開(kāi)加熱源,以免熱氣和水蒸氣進(jìn)入微波爐內(nèi)引起故障,此外,還應(yīng)避開(kāi)自來(lái)水源,以免微波爐濺上水發(fā)生漏電危險(xiǎn)。
b .微波裝置要放置在牢固平穩(wěn)的臺(tái)子上,爐體頂部及左右不得有遮蓋,且要有5cm 以上的空隙,后壁應(yīng)留有10cm 以上的空隙,保持通風(fēng)良好。
c .微波爐使用時(shí)不要靠近強(qiáng)磁性材料或帶有磁性的電器,因?yàn)橥鈦?lái)磁場(chǎng)會(huì)干擾爐內(nèi)磁場(chǎng)的均勻分布,使微波爐加熱效率下降。
d .微波輔助處理樣品最好在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,萬(wàn)一發(fā)生超壓泄氣、防爆膜破裂或不幸發(fā)生爆炸時(shí),可及時(shí)將腐蝕性氣體排出。
e .如果發(fā)生上述情況,應(yīng)及時(shí)取出樣品罐及樣品架,清理、擦凈微波裝置內(nèi)部,以免腐蝕微波爐部件及爐門(mén)的安全連鎖裝置,形成安全隱患。
f .在進(jìn)行微波輔助處理樣品時(shí),操作人員最好離開(kāi)微波裝置。
g .樣品處理完畢后,一定要有足夠的冷卻時(shí)間,等待樣品罐內(nèi)溫度降至60 ℃ 以下,才能緩緩打開(kāi)樣品罐。打開(kāi)樣品罐時(shí),一定要在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。樣品罐口對(duì)著通風(fēng)口,抽走逸出的腐蝕性氣體。
h .打開(kāi)樣品罐時(shí)應(yīng)穿上防護(hù)工作服,戴上防護(hù)手套和口罩。
i .每次使用前應(yīng)仔細(xì)檢查樣品罐,其密封部位不要有劃痕和變形。清洗時(shí)也不要使用粗硬的工具擦刷樣品罐口的密封部位,以免影響密封性能。
j .樣品罐在每次使用完畢后,應(yīng)仔細(xì)清洗干凈,避免對(duì)下一次的使用造成污染。
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