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你不知道的實驗室“隱形殺手”!

發布時間:2020-06-28   點擊次數:3047次

作為一名名副其實的化學汪,由于每天疲奔于取樣,制樣,測樣以及處理實驗數據與整理記錄等事情,而對實驗室環境污染與人體健康關注較少,或者是由于不斷的加班加點的忙碌而無暇顧及或選擇性忽視。很多人自嘲我們化學人,早已是百毒不侵的毒師,想想也是無奈!人的身體真的很脆弱,實驗室對人體的有些傷害更是無形無蹤,例如化學品本身的毒性,以及揮發性有機物的吸入,各種設備的輻射,這些污染源早已被我們熟知并盡可能地采取了防護措施??墒沁€有一種污染源,雖然被大家熟知,但很多人對它都忽視了。這就是大家熟知的臭氧污染。臭氧污染并不少見,今天我們一起來聊一聊實驗室內的臭氧污染,可能的來源,以及如何減少或避免對人體的傷害。

 

 

臭氧是什么?

 

 

臭氧,是氧氣的同素異形體,在常溫下,臭氧是一種有特殊臭味的淡藍色氣體。

 

實驗室臭氧的來源

 

實驗室臭氧的來源有紫外線殺菌燈,臭氧消毒器,臭氧發生器等。

 

臭氧到底是有益還是有害?

 

臭氧的好與壞,取決于它的高度與濃度。在距離地面10至50km高空的平流層中,它可以吸收紫外光線,阻擋高能量的紫外線到達地球,是非常重要的“保護傘”;若在近地面臭氧濃度增加,它就變成了“健康殺手”,將對人體健康產生有害的影響。

 

 

 

 

圖片來源于網絡

 

臭氧具有很強的氧化性,對生物細胞有很強的破壞作用。臭氧具有殺菌消毒、脫色、消除臭味、保障食品藥品安全等重要作用,可有效促進生產、提高我們的生活質量??諝庵兄缓⒘砍粞鯐r,能使空氣得到一定程度的凈化,能殺滅空氣中的細菌和病毒,但如果空氣中臭氧含量過高了,就對人體有害了。

 

圖片來源于網絡

 

臭氧具有強烈的刺激性,吸入過量對人體健康有一定危害。個人體質、運動頻率、暴露臭氧環境時長、空氣中的其他污染物等因素都會影響臭氧的危害程度??茖W研究證明,即使臭氧濃度比較低,如果人體長時間暴露(6-8小時)的話,產生的危害同樣嚴重。而且,臭氧還會跟其他污染物相互作用,從而加劇臭氧的危害性。

 

 

那么實驗室里的臭氧是如何產生的呢?

 

 

一般藥企實驗室配備幾十臺HPLC是再正常不過了,并且這些儀器幾乎是24小時不間斷的使用。也就是這些HPLC*地制造著對我們有害的臭氧。以一臺設備計算,即使再小的臭氧的產生量,如果算上巨大的儀器數量,在極其有限的空間內,隨著時間的累積都將是一個不容忽視的數值,所以實驗室內臭氧污染應當引起我們化學人以及實驗室管理者的重視與關注。那么HPLC是如何產生臭氧的呢,陪伴我們日日夜夜辛勤工作的HPLC又是怎樣在不知不覺中侵害我們的健康呢?說到這里,不得不提一下,HPLC中的重要備件---氘燈。

 

 

1)氘燈的基本結構

 

 

主要有外殼(熔融石英或透紫外玻璃)、陰極(燈絲)、擋光片、光柵、光窗、陽極、屏蔽罩組成。

 

 

2)氘燈外殼材質分析

 

 

石英玻璃是用二氧化硅制造的特種工業技術玻璃,是一種非常優良的基礎材料。石英玻璃具有耐高溫、耐腐蝕、熱穩定性好等一系列優良的理化性能,核心的是紫外光透過率高,透過率可達80%以上。以熔融石英為外殼材料的氘燈,其具有高輸出波段 (<250nm)和高的機械穩定性;并且能透過185nm至400nm波長的特性,透過250nm以下波長比紫外玻璃優越。

 

透紫外玻璃(左)與石英氘燈(右)對比

 

以紫外玻璃為外殼材料的氘燈,典型生產制造企業代表是日本濱松,濱松公司(幾乎是光電倍增管與氘燈的代名詞,一家專注于光器件工業品的供應商),一個以光子技術為事業的企業,在光產業中占據著*的*與技術優勢。透紫外玻璃氘燈的缺點是透光性稍差,其優點是可阻擋185nm 以下波長避免生成臭氧,環保經濟實用。

 

3)氘燈內部結構

 

現在氘燈的結構基本延續了1935年Munch設計,熱陰極和陽極之間用金屬板隔離的燈結構,這種結構易于制造生產,例如現在一些歐洲企業制造的氘燈內部結構仍然采用全金屬設計,而濱松生產制造的氘燈,通過*的技術與保護,將陶瓷材料置于陽極和發光孔徑之間,這改變了氘燈內部的溫度場分布,使得濱松制造的氘燈產品在噪聲、穩定性等性能方面更為優越。從環保角度來看,由于氘燈屬于必需耗材,一臺使用頻率較高的液相一年至少需要使用4個氘燈,每年將有無數的廢棄氘燈,其帶來的金屬資源消耗與重金屬污染也是一個值得關注的問題,而以陶瓷材料設計的氘燈則相對經濟環保。

透紫外玻璃(左)與石英氘燈(右)對比

 

通過對比不同品牌氘燈的設計理念,濱松企業開發了全新一代更高穩定性的氘燈,采用新的材料(環保陶瓷、透紫外玻璃)與工藝流程技術,更新了氘燈內部電極結構設計,配套使用電源、光電倍增管,提高輸出能量和降低噪聲,實現了氘燈的高輸出穩定性、高強度、長壽命。新型氘燈不但有效避免了氘燈臭氧的產生對人的傷害,而且降低了對環境的污染與破壞。

 

希望本文能夠引起實驗猿們或者實驗室的管理者與決策者,重視實驗室氘燈使用產生的臭氧污染問題,關心實驗者身體健康,并盡量選擇使用新型環保氘燈來降低實驗室環境污染。

 

參考資料:

[1]陳仁杰,陳秉衡,闞海東.上海市近地面臭氧污染的健康影響評價[J].中國環境科學,2010, 30(5):603-608.

[2]李牧鳴. 臭氧污染看不見,卻比PM2.5更可怕[J]. 人民周刊, 2016(12):79-80.

[3]楊嘯濤, 蔣曉波.長壽命氘燈的特性及其使用[J].中國無機分析化學,2011,(1)183-88.

[4]李昌厚. 氘燈質量評價方法探討[J].分析儀器2009,4:76-78.

 

轉摘自:實驗室儀器分析

 

 

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