微波儀器使用過程中的安全問題
① 制定安全的微波樣品前處理方法
a .試樣的稱取量及溶劑
測試時干燥樣質(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物的樣品時應特別小心。對于情況不明的樣品,首先只取100mg 進行處理試驗,然后視其化學反應的劇烈程度,再決定最終的取樣量。禁止單獨用高氯酸在密封樣品罐中消解含有機物基體的樣品。對某些特殊樣品,如果一定要用高氯酸時,只能與其他溶劑(如硝酸等)混合使用,而且在加人酸后,放置一段時間,再加蓋放人微波爐內(nèi)進行消解。除了測定水中COD 或其他特定的項目如總氮、總磷外,一般情況下,都不要在塑料樣品罐內(nèi)使用具有高沸點的H2SO4 或H3PO4 等作溶劑。
金屬或合金在微波場中會積累較大的電勢,當樣品變得足夠熱時,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,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,會放出氫氣。氫氣與空氣混合后,由于在微波場中的金屬或合金會放出火花,則可能引起爆炸。因此,金屬或合金樣品應該是粉末狀,或者是碎屑狀,并加人氧化性的酸等溶劑,將樣品全部浸沒。長條狀的金屬或合金樣品若伸出溶液之外,在微波場中會產(chǎn)生天線效應,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溶劑、爆炸物和強氧化劑:炸藥(TNT 、硝化甘油等),推進劑,引火化學品,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、酮類、短碳鏈烷烴等。不要用硝酸消解苯酚、三乙胺和動物脂肪。
c .樣品處理的速度
有些樣品,特別是有機樣品,其中的分子在微波場中引起藕合、振動,加速了消解速度。在大量有機物存在下使用氧化性溶劑,其作用是放熱反應,而放出的熱量又使溫度升高,因而形成連鎖式的快速反應,這往往導致失控,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,對這類樣品,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,一定要在轉盤中間放一個盛有約200mL 水的燒杯,燒杯周圍均勻地擺放待消解的樣品。這樣做的好處是避免空負載或小負載下使用微波爐,可降低樣品罐中的反應速率,使微波消解過程易于監(jiān)控。
② 微波輔助樣品前處理裝置的使用與維護
為保證微波輔助樣品前處理裝置的安全使用,一定要認真閱讀微波裝置所附的使用說明書,嚴格按照說明書中的要求使用。最好是先進行使用培訓,或者是在有經(jīng)驗的人指導下進行使用。另外,在日常工作中,一定要做好微波設備的維護保養(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 .微波裝置安置處應避開加熱源,以免熱氣和水蒸氣進入微波爐內(nèi)引起故障,此外,還應避開自來水源,以免微波爐濺上水發(fā)生漏電危險。
b .微波裝置要放置在牢固平穩(wěn)的臺子上,爐體頂部及左右不得有遮蓋,且要有5cm 以上的空隙,后壁應留有10cm 以上的空隙,保持通風良好。
c .微波爐使用時不要靠近強磁性材料或帶有磁性的電器,因為外來磁場會干擾爐內(nèi)磁場的均勻分布,使微波爐加熱效率下降。
d .微波輔助處理樣品最好在通風櫥中進行,萬一發(fā)生超壓泄氣、防爆膜破裂或不幸發(fā)生爆炸時,可及時將腐蝕性氣體排出。
e .如果發(fā)生上述情況,應及時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的安全連鎖裝置,形成安全隱患。
f .在進行微波輔助處理樣品時,操作人員最好離開微波裝置。
g .樣品處理完畢后,一定要有足夠的冷卻時間,等待樣品罐內(nèi)溫度降至60 ℃ 以下,才能緩緩打開樣品罐。打開樣品罐時,一定要在通風櫥中進行。樣品罐口對著通風口,抽走逸出的腐蝕性氣體。
h .打開樣品罐時應穿上防護工作服,戴上防護手套和口罩。
i .每次使用前應仔細檢查樣品罐,其密封部位不要有劃痕和變形。清洗時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,應仔細清洗干凈,避免對下一次的使用造成污染。
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