液氮敞口杜瓦(即非密封式液氮储存
/ 使用容器,依靠绝热层减少挥发)的使用需严格遵循安全规范,核心是防范低温冻伤、氮气窒息、容器损坏等风险。以下是具体使用规范:
环境要求
- 必须在通风良好的场所使用(如通风橱、开阔实验室或室外),严禁在密闭空间(如封闭小房间、冰箱内)操作
—— 液氮挥发产生的氮气(无色无味)会取代空气,导致氧气含量低于 19.5% 时引发缺氧(症状:头晕、恶心、呼吸困难,严重时昏迷甚至死亡)。
- 远离火源、热源(如暖气、明火),避免液氮快速挥发导致压力骤增;远离易燃易爆物品(如酒精、汽油),低温可能使某些材料变脆或收缩,引发意外。
- 地面需平整、防滑,避免杜瓦倾倒;周围无障碍物,预留紧急撤离通道。
个人防护装备(PPE)必须齐全
- 手部防护:佩戴专用低温防护手套(如氯丁橡胶、皮革材质,避免棉质手套
—— 棉质吸液氮后会冻结,加剧冻伤),禁止裸手或戴普通手套接触液氮或杜瓦内壁(-196℃会瞬间冻伤皮肤)。
- 眼部
/ 面部防护:佩戴护目镜或面罩,防止液氮飞溅(如倾倒时)或低温蒸汽刺激眼睛(液氮挥发时的 “白雾”
是空气中水分凝结,虽温度低于常温,但近距离接触仍可能冻伤眼部黏膜)。
- 身体防护:穿长袖棉质或防火工作服,裤脚覆盖鞋面(避免液氮滴落到脚上),禁止穿短裤、凉鞋、紧身衣(裸露皮肤易接触低温)。
容器检查
- 检查杜瓦外观:无裂纹、凹陷、变形,绝热层(如外壳与内胆间的真空层)无破损(若外壳
“出汗” 或结霜严重,说明绝热失效,液氮会快速挥发,需停用并更换)。
- 确认容器放置平稳:底部防滑垫完好,避免倾倒(杜瓦多为圆柱形,重心较高,倾倒后液氮大量溢出会导致大面积低温污染)。
- 清理容器内杂质:使用前倒出残留的冰霜、异物(如冻住的纸屑、金属屑),避免杂质堵塞或影响使用。
液氮填充与转移
- 填充时缓慢操作:从液氮储罐向杜瓦转移时,使用专用低温输液管(如不锈钢波纹管),管口贴近杜瓦底部,避免液氮飞溅(禁止直接倾倒或用普通玻璃管、塑料管转移
—— 低温会导致玻璃炸裂、塑料脆化破裂)。
- 填充量不超过容器容积的80%:预留挥发空间,防止液氮受热膨胀溢出(尤其环境温度较高时,挥发速率加快)。
- 禁止用敞口杜瓦长期储存液氮:敞口设计无压力控制,挥发量远大于密封杜瓦,建议单次使用量控制在当天或短时间内,避免频繁挥发导致氮气累积。
取用液氮或低温物品
- 取用液氮时,动作轻柔,避免剧烈晃动容器(防止液氮溅出);若需从杜瓦中取低温样品(如冻存管),使用专用长柄工具(如不锈钢镊子),手不得伸入容器内(即使戴手套,长时间接触仍可能冻伤)。
- 严禁将任何密封容器放入杜瓦(如密封玻璃瓶、拧紧盖子的塑料瓶):密封容器内的液氮挥发会导致压力急剧升高(体积膨胀约
696 倍),引发爆炸。
- 禁止向杜瓦中倒入水、溶液或其他液体:水接触液氮会瞬间结冰,可能堵塞容器或因体积膨胀导致液氮飞溅;化学溶液可能与低温容器材质反应(如腐蚀内胆)。
避免低温对材料的损伤
- 禁止用敞口杜瓦接触或存放易脆化材料(如普通塑料、橡胶、玻璃):这些材料在
- 196℃下会失去韧性,碰撞或受力后易碎裂(如用普通塑料勺取液氮,可能因低温脆化断裂,导致液氮泄漏)。
- 金属工具(如镊子、勺子)需专用:避免使用潮湿的金属工具(接触液氮会冻结在容器内壁,强行拉扯可能损坏杜瓦)。
剩余液氮处理
- 剩余液氮不得随意倾倒(如倒入下水道、地面):低温会冻裂管道、冻伤地面,或导致周围空气中氧气被取代。需在通风处静置,待其自然挥发完毕。
- 若需快速清空,可缓慢倒入专用低温废液收集桶(仅用于液氮,且放置在通风处),禁止倒入任何密闭容器。
容器清洁与存放
- 使用后倒净残留液氮,待容器恢复至常温(约
1-2 小时),用干燥软布擦拭内壁(去除冰霜),避免残留水分冻结后影响下次使用。
- 存放时加盖防尘盖(杜瓦原配),避免灰尘、杂物进入;放置在干燥、阴凉处,远离阳光直射和热源,禁止堆叠重物(防止容器受压变形)。
定期维护
- 每周检查一次绝热性能:若外壳持续结霜(非顶部开口处)或液氮挥发速率明显加快(如
24 小时内液位下降超过 10%),说明绝热层失效,需联系厂家检修或更换。
- 禁止自行拆解杜瓦(尤其是真空绝热层):拆解会破坏真空,导致容器完全失效,且可能因低温残留造成冻伤。
冻伤处理
- 皮肤接触液氮:立即脱离接触,用40-42℃温水缓慢复温冻伤部位(禁止用热水、火焰烘烤或摩擦,避免加重组织损伤),复温后用无菌纱布覆盖,及时就医(低温冻伤可能深层组织损伤,表面症状不明显)。
- 眼部接触:立即用大量温水冲洗(至少
15 分钟),避免揉搓,就医检查角膜损伤。
缺氧应急
- 若操作人员出现头晕、乏力、呼吸急促(疑似缺氧),立即转移至空气新鲜处,解开衣领保持呼吸通畅;若失去意识,立即移至通风处,拨打急救电话(120),必要时由受过培训的人员进行心肺复苏。
- 多人操作时,需互相监护,配备氧气检测仪(实时监测氧气浓度,低于
19.5% 时立即撤离)。
容器倾倒
/ 泄漏
- 杜瓦倾倒后,立即撤离至安全距离(至少
5 米),待液氮自然挥发(约 10-30 分钟,视泄漏量而定),期间禁止任何人靠近(低温蒸汽可能冻伤)。
- 挥发完毕后,检查容器是否破损,破损则报废,未破损需清洁后由专业人员评估是否可继续使用。
- 禁止儿童、未经培训人员操作或靠近敞口杜瓦。
- 禁止将身体任何部位(如手、脸)贴近杜瓦开口处
“哈气” 或观察(低温蒸汽可能冻伤黏膜)。
- 禁止用敞口杜瓦储存除液氮外的任何物质(如液态氧、液态氩等,可能因介质混合引发反应)。
核心原则:液氮的危险具有
“隐蔽性”(冻伤快速且无痛觉初期,氮气窒息无预警),操作时必须保持警惕,严格遵循 “通风、防护、轻操作” 三大要点,杜绝侥幸心理。