أجهزة التسخين والتبريد

أجهزة التسخين والتبريد

أجهزة التسخين:

1. الفرن ذو الهواء الساخن: Hot Air Oven

    هو جهاز يستخدم لتعقيم الآلات والأدوات الزجاجية والمعدنية وهذا الجهاز يعتمد خزن الهواء الساخن على طريقة التسخين الجاف لقتل الجراثيم والفطريات والفيروسات وغيرها من الأحياء الدقيقة.

    طريقة التسخين الجاف تبيد الجراثيم وغيرها من الكائنات الدقيقة عن طريق أكسدة وتدبير كل محتويات الخلية عندما تصل درجة حرارة الهواء 160C لمدة ساعة.

    الفرن الكهربائي الذي ينتج الهواء الساخن عبارة صندوق له جدار سميك ومزدوج وذلك بعزل الحرارة، وهو مزود بمنظم حراري (Themostat) ومقياس حرارة (Thermometer)، وفي بعض الأحيان توجد مروحة صغيرة لتحريك الهواء داخل الفرن.

    هناك ملاحظة هامة يجب التنبه لها وهي أنه بعد إستخدام الفرن في التعقيم يجب إلا يفتح باب الفرن حتى يبرد تدريجياً في خلال فترة زمنية قد تصل لساعتين، وذلك من أجل المحافظة على القطع الزجاجية داخل القرن من الكسر.

    كذلك يجب عدم وضع أدوات كثيرة داخل الفرن للتعقيم لأن ذلك يوفر اختراق الحرارة لهذه الأدوات.

الجدول التالي يوضح الحرارة المختلفة والأزمان المناسبة لكلٍ في حال إستخدام فرن الهواء الساخن للتعقيم.

درجة الحرارة Cْ      مدة التعقيم (min)

120   480

140   150

160   60

170   40

180   20

طريقة وإحتياطات تشغيل الفرن:

1.      تأكد من فولتية المختبر وذبذبة التيار مع جهاز الفرن.

2.      تأكد من تثبيت كل ملحقات الفرن بإحكام.

3.      أضبط درجة الحرارة بواسطة الأزرار المخصصة مع الإستعانة بمقياس الحرارة.

4.      ضع الأدوات المراد تعقيمها في باطن الجهاز ثم أغلق الباب بإحكام.

5.      إنتظر حتى تصل درجة الحرارة إلى الدرجة المطلوبة حسب إختيارك من الجدول السابق ، وبعد ذلك أضبط زمن التعقيم.

6.      بعد نهاية فترة التعقيم أفصل التيار الكهربي عن الجهاز ، وانتظر لفترة مناسبة.

7.      استخرج الأدوات التي تم تعقيمها بإستخدام قفازات عازلة للحرارة أو ملاقط معقمة.

الشكل التالي يوضح مخطط لفرن الهواء الساخن.

الحاضنة:Incubator 

      الحاضنة هي جهاز مزود بمنظم حراري يعطي درجة حرارة ثابته ومنتظمة تستخدم في توزيع الجراثيم والفطريات والكائنات الدقيقة الأخرى.

     الحاضنة تشبه الفرن غير أن درجة حرارتها لا تزيد عن 100˚C عادة. وفي الحاضنة يتم توزيع الهواء الساخن بطريقتين التيارات الحرارية الناتجة عن التسخين بواسطة ما يعرف بالحمل الحراري الحر، وهذه الطريقة تقل فعاليتها في الحاضنات ذات الأجسام الكبيرة. أما الطريقة الثانية فهي ما يعرف بالحمل الحراري القسري، حيث يجبر الهواء الساخن على التحرك بواسطة مروحة نافخة.

     بعض الحاضنات تزود بمولد رطوبة (Humidifier) وذلك لإنتاج الرطوبة الملائمة لنمو بعض الجراثيم، وإذا لم يوجد مثل هذا المولد فإنه يمكننا الحصول على الرطوبة المناسبة بوضع قليل من الماء داخل وعاء في الحاضنة.

        تتراوح درجة حرارة حضن معظم الجراثيم، 37˚C) – (30˚C، بينما معظم أنواع الفطريات أنسب درجات الحرارة لها هي 28˚C)  , 25˚C , (22˚C.

        ولمنع جفاف الأوساط داخل الحاضنة فإنه تستخدم قوارير محكمة الإغلاق بدلاً عن أطباق التزريع وأنابيب الإختبار.

        تزود الحاضنات في الغالب بغاز النيتروجين أو ثاني أكسيد الكربون وذلك في أسطوانات منفصلة في العادة.

الشكل التالي يوضح أحد أنواع الحاضنات:

طريقة تشغيل وإحتياطات الحاضنة:

1.      أضبط درجة الحرارة التي تريدها لتحضين الجراثيم.

2.      تأكد أن أسطوانات الغاز لها ما يكفي من الغاز (نيتروجين أو ثاني أكسيد الكربون).

3.      ضع الجراثيم داخل الحاضنة بالطريقة المناسبة ثم أغلق الباب بإحكام.

4.      أسحب كل الهواء من داخل الحاضنة حتى يصل مؤثر الضغط إلى الصفر، وذلك بتشغيل مضخة السحب.

5.      أسمح للغاز (النيتروجين أو ثاني أكسيد الكربون) بالدخول من الأسطوانة ليحل محل الهواء المطرود.

6.      كرر الخطوة السابقة عدة مرات للتأكد من خلو الحاضنة من الأوكسجين.

7.      لا تفتح باب الحاضنة مرة أخرى إلا بعد نهاية فترة التحضين والتي عادة ما تكون في حدود 24-48 ساعة.

مثل هذا النوع من الحاضنات يسمى بالحاضنة اللاهوائية.

3. الحمام الساخن: Hot Bath

         الحمام الساخن هو جهاز تسخين يستخدم للحصول على درجة حرارة ثابتة ومنتظمة لتسخين الأدوات المغمورة جزئياً مثل أنابيب الإختبار. ويسخن هذا الجهاز بواسطة ملفات معدنية مغمورة في السائل. وتكون هذه الملفات مغطاة بشبكة من القضبان المعدنية لتساعد في توزيع درجات الحرارة على كل أجزاء الجهاز.

      للحمام الساخن غطاء مزدوج لمنع فقدان الحرارة، وله غطاء محطم يعزل عنه البرودة من الخارج. ويستخدم درجة الحرارة منظم حراري كما هو الحال في الفرن والحاضنة.

      وفي تصميم الحمام الساخن فإن غطاءه يصنع في شكل قبة مسطحة مائلة وذلك لمنع تساقط السائل المتكثف على أنابيب الإختبار.

      للحصول على درجات حرارة حتى (100˚C) فإن السائل الساخن المستخدم هو الماء الذي يغلي في درجة حرارة 100˚C . أما في حالة أن نريد درجات حرارة أعلى فإننا نستخدم بعض أنواع الزيوت مثل زيت البرافين. وفي حالة الحمام المائي يفضل دائماً إستخدام الماء المقطر وإلا فإن جدار الحمام المائي سوف يتآكل وتتكون فيه طبقات من الأملاح والترسبات. ولمنع تلوث الماء بالجراثيم والفطريات فإن بعض المطهرات المناسبة يمكن إستخدامها وإضافتها للماء.

         في بعض الحالات نحتاج لتحضين الجراثيم في درجات حرارة منخفضة (أقل من 5˚C)، في هذه الحالة يضاف للماء 20% من محلول جلايكول الإيثلين وذلك لمنع تجمد الماء.  

         لمنع نمو الطحالب في الماء يضاف 10ml من محلول الباناباث لكل 10 لتر من الماء. إذا تكونت أملاح على مولد الحرارة فإن كمية صغيرة من حمض الكبريتيك المخفف كافية لإزالته ويغسل بعدها بالماء المقطر.

بعض الحمامات المائية تقوم برجّ الأدوات وهزّها بواسطة موتور له سرعات مختلفة.

4. الأوتوكليف: Autoclave

    يسمى هذا الجهاز في كثير من المعاجم الطبية والعلمية بجهاز الموصدة أو المعقام. يستخدم هذا الجهاز لإحداث التعقيم الكامل بطريقة التسخين الرطب، حيث يتم إستخدام بخار الماء المشبع في إبادة الجراثيم.

    في الغالب فإن درجة حرارة الأوتوكليف تبلغ 121˚C ويتم التعقيم فيها لفترة 10-30 دقيقة، ويتم تعقيم الأدوات والآلات الزجاجية والمطاطية والبلاستيكية وبعض السوائل والمحاليل والأوساط.

     عندما يقابل البخار المشبع داخل الجهاز سطحاً باردا، مثل سطح الإناء المراد تعقيمه، فإنه يتكثف على السطح البارد، ومن ثم يعطى حرارته الكامنة للتكثيف إلى سطح الأداة المراد تعقيمها مما يتسبب في تسخينها. هناك ملاحظة هامة يجب التنبه لها وهي تجنب وجود الهواء داخل جسم الجهاز وذلك لأنه يعوق عملية التسخين وبالتالي يؤثر على عملية التعقيم، ولهذا كان ضرورياً طرد كل الهواء من داخل الأوتوكليف قبل البدء في عملية التعقيم.

         توجد ثلاثة أنواع من الأوتوكليف هي، الأوتوكليف البسيط والأوتوكليف المغلق والأوتوكليف المفرغ، وسنتعرف على كل منها بشئ من التفصيل.

4.1. الأوتوكليف البسيط:Simple Autocalve

         هو مرجل (غلاية) كبير متميز بأنه يؤخر درجة غليان الماء كلما زاد الضغط داخله. فمثلاً عندما يصل الضغط داخل المرجل إلى ضعف الضغط الجوي فإن درجة الحرارة تصل إلى 121˚C.

      يتكون الأوتوكليف البسيط من صندوق معدني قوي به جدار غليظ وغطاء سميك من المعدن ينطبق عليه تماماً لمينع تسرب البخار منها أو دخول الهواء إليها. وبداخله سلة معدنية مثقبة تحتها ماء للتعقيم.

     توجد في الأوتوكليف البسيط أربعة مخارج، الأول يعمل كمنفذ للهواء والثاني صمام أمان، لمنع الإنفجار، إذا زاد الضغط فجاة، والثالث لقياس الضغط أما المخرج الرابع فهو لقياس درجة الحرارة.

         يجب فتح باب الأوتوكليف في الوقت المناسب بعد الفراغ من التعقيم مع ملاحظة ما يلي:

1.      إذا فتح الباب قبل أن يهبط الضغط إلى الصفر فربما يحدث إنفجار في الجهاز.

2.      إذا فتح باب الجهاز بعد هبوط الضغط إلى ما تحت الضغط الجوي فإن كل المحاليل المعقمة داخل الجهاز ستبدأ في الغليان وتتبخر السوائل المائية.

رغماً عن مزايا جهاز الأوتوكليف البسيط إلا أن له بعض العيوب مثل:

1.      خروج الهواء من داخل الجهاز لا يتم بصورة كاملة أو بنسبة 100% ، وكذلك لا يوجد نظام يوضح ذلك.

2.      لا يستطيع هذا الجهاز تجفيف الأدوات المغلفة بالورق أو القماش لمنع تلوثها.

24.. الأوتوكليف المغلف: Jecketed Autoclave

         يعتبر هذا النوع أكثر تطوراً من السابق وذلك لتميزه بالمزايا الآتية:

1.      له نظام أتوماتي (ذاتي) لإخراج الهواء.

2.      له نظام أتوماتي لمنفذ البخار والتكثف.

3.      لا يحتاج لصب الماء داخله، لأن البخار يتم توليده في مرجل آخر منفصل.

4.      يوجد نظام تفريغ يساعد على تجفيف الأدوات المعقمة.

4.3. الأوتوكليف المفِّرغ: Evacuated Autoclave

     يعتبر هذا النوع أحدث أنواع مثل هذه الأجهزة وهو مزود بنظام أتوماتي (ذاتي) لإنهاء عملية التعقيم في وقتها المحدد وبالضغط ودرجة الحرارة المطلوبين، كما أن الأوتوكليف المفِّرغ مزود ايضاً بـ:

1.مضخات تفريغ مما يساعد على سرعة التعقيم بالبخار. ودرجة الحرارة في هذه الحالة 135˚C ولا يزيد الزمن المطلوب عن ثلاث دقائق تحت ضغط مناسب في حدود 104Pa. 

2. مجفف هوائي يعمل بواسطة سحب البخار وتمرير هواء جاف على الأدوات لعدة دقائق.

طريقة تشغيل الأوتوكليف:

    ليست هناك طريقة موحدة لتشغيل هذا النوع من الأجهزة ، لذلك على مستخدم أي جهاز أوتوكليف أن يقرأ بعناية إرشادات التشغيل الواردة من الشركة المصنعة.

    ولكن لأن جهاز الأوتوكليف البسيط هو الأكثر إستخداماً والأكثر شيوعاً فسنوضح طريقة إستخدامها في الخطوات التالية:

1.      أغلق مخرج الماء في الجهاز ، ثم صب الماء المقطر في المستودع حتى يصل مستوى الماء إلى حافة باب الجهاز.

2.      ضع الأدوات المراد تعقيمها في سلة الجهاز ثم أغلق باب الجهاز بإحكام.

3.      حرك مفتاح التعقيم (Exhaust Selector) حسب نوع التعقيم المطلوب (أدوات Instrument)، أو سائل (Liquids).

4.      حدد زمن التعقيم في ساعة الجهاز (Timer) حسب نوع الأدوات المراد تعقيمها.

5.      عندما يبدأ الجهاز في العمل ترتفع درجة الحرارة والضغط داخله، وعندما ينتهي زمن التعقيم فإن التيار الكهربي ينفصل ذاتياً.

6.      عندما يصل الضغط إلى الصفر، أفتح باب الجهاز جزئياً واتركه كذلك لمدة (20-15) دقيقة يتم تجفيف الأدوات وتنخفض درجة الحرارة قليلاً.

7.      إستخراج الأدوات التي تم تعقيمها بواسطة ملقط أو قفازات خاصة.

8.      نظف الجهاز من الداخل.

الجدول التالي يوضح درجة الحرارة والزمن مع الضغط

الضغط N/m2        درجة الحرارة ˚C     الزمن اللازم

0       100   -

1000 115   45

1050 121   18

2100 134   3

أجهزة التبريد:Cooling Apparatus

1. المبرد (الثلاجة): Refrigerator

    تعتبر الثلاجة من الأجهزة المهمة جداً في المختبرات وذلك لحفظ الكواشف والمواد السائلة التي تحتاج لبرودة شديدة أو معتدلة. وكذلك لحفظ الإنزيمات سريعة التغير.

أجزاء الثلاجة:

      الثلاجة الحديثة تتكون من الأجزاء التالية:

1.      ضاغط محكم القفل:Sealed Compressor

2.      مكثف: Condensr

3.      مُجمِّد: Feeezer

4.      مواسير شَعرية: Capillary Pipe

5.      مواسير توصيل: Connecting Pipe

6.      مواسير تبريد: Cooling Compound

7.      منظم حراري: Thermostat

الضاغط هو قلب دائرة التبريد في الثلاجة. في داخل الضاغط يوجد زيت تشحيم لا يحتاج إلى تغيير طول فترة عمل الضاغط. ويوجد في الضاغط مرحـِّل(Relay) لفصل التيار مغناطيسياً.

أما المكثف الموجود في الجانب الخلفي للثلاجة فإنه يعمل على تبريد بخار مركب التبريد حيث يتحول مرة أخرى إلى سائل داخل مواسير المكثف.

تعمل الماسورة الشعرية على تنظيم كمية سائل مركب التبريد التي تدخل المجمد (Freezer).

مركب التبريد عبارة عن سائل له درجة غليان منخفضة، والنوع المستخدم في جميع أنواع الثلاجات الكهربية- تقريباً- هو (الفريون -12)، وهذا المركب يغلي عند درجة حرارة -29.5 ˚C .

ميكانيكية عمل الثلاجة:

ميكانيكية عمل الثلاجة تتمثل في الوصف التالي:

يسحب الضاغط بخار مركب التبريد عن طريق ماسورة السحب من المجمد ثم يضغطه ويدفعه خلال ماسور الطرد إلى المكثف، وهناك داخل مواسير المكثف يتم تبريد البخار المضغوط الساخن فيتحول إلى سائل يُدفع بواسطة الضاغط خلال ماسورة السائل والماسورة الشعرية ليدخل المجمد حيث يتم تبخيره هناك ممتصاً الحرارة الكامنة لتبخيره من جسم الثلاجة والمجمد. وتتكرر هذه العملية بصورة دورية.

إذا كانت درجة الحرارة داخل الثلاجة مرتفعة بصورة غير عادية فإن ذلك يعزى في الغالب لأحد الأسباب التالية:

1.وجود عائق بالماسورة الشعرية:

    وهذا غالباً ينتج عن وجود رطوبة داخل دائرة التبريد أو وجود أوساخ أو ذرات معدنية تعوق سريان مركب التبريد إلى المجمد.

2. وجود كمية غير مناسبة من مركب التبريد:

         إذا كانت كمية مركب التبريد أقل من المقرر فإنه يلاحظ عدم ظهور ثلج (Froast) على سطح المجمد والجهة الداخلية المقابلة للمكثف.

         أما إذا كانت كمية مركب التبريد أكبر من المقرر فإنه يلاحظ تكون طبقة من الثلج حول السطح الخارجي لماسورة السحب الخارجة من المجمد الموصلة بالضاغط. ومثل هذه الحالة تعالج بلف شريط عزل كهربائي لاصق حول ماسورة السحب.

3. وجود إنسداد جزئي بمواسير الضغط المنخفض:

         وهذا ينتج من تجمد الرطوبة أو تراكم الأوساخ داخل مواسير المجمد. ويلاحظ في هذا الحالة أن الضاغط يدور بصفة مستمرة، أو يدور لفترات قصيرة ويقف.

4. وجود تلف بالضاغط:

         وإذا حدث مثل هذا العطل فإن الفني المختص هو الذي يمكن أن يعرقه ويقوم باستبداله في هذه الحالة، أو صيانته.

         من المتاعب والأعطال الشائعة للثلاجة الكهربائية العادية ظهور أحد الأشكال الرئيسة التالية:

1.تبريد غير منتظم:

قد يكون السبب في عدم إنتظام التبريد داخل كابينة الثلاجة راجع إلى:

أ. إزدحام داخل الثلاجة بالمواد والأوعية مما يتسبب في إعاقة حركة الهواء بإنتظام. ولهذا يوصى بترك فراغات مناسبة بين محتويات الثلاجة لتسمح بالحركة الطبيعية للهواء الموجود بداخلها.

ب.  سمك الثلج على سطح المجمد أكبر من الطبيعي (1cm). وهذا قد يكون ناتجاً عن تسرب الهواء من خلال الحلق المطاطي الموجود بين الباب وجسم الثلاجة.

2. وجود صوت غير عادي بالثلاجة:

         قد تصدر عن الثلاجة أصوات غير عادية، ولكن في كثير من الأحيان لا يكون ذلك بسبب وجود عيب أو عطل أساسي بها. وعند سماع أي صوت غير عادي يجب التأكد أولاً أن الثلاجة موضوعة على أرضية مستوية وأن مسامير رباط الأجزاء المختلفة مثبته تماماً.

طرق منع الروائح داخل الثلاجة:

         فيما يلي بعض الإشارات التي يجب مراعاتها لمنع تواجد روائح غير مرغوبة في الثلاجة:

1.      يجب الإهتمام بنظافة الثلاجة بانتظام، وكذلك يجب رفع أي مادة متساقطة داخل الثلاجة.

2.      يجب وضع أقراص من الفحم النباتي أو كمية من البن المجروش في اتجاه حركة الهواء داخل الثلاجة.

3.      يجب أن تغطى أي مادة قد تخرج منها روائح حتى لا تنتشر داخل الثلاجة.

4.      في حالة عدم استخدام الثلاجة لفترات طويلة يجب تنظيف الثلاجة وتجفيفها جيداً، ويترك بابها مفتوحاً قليلاً للسماح بتحرك الهواء داخل كابينة الثلاجة.

هناك ملاحظة هامة وهي أننا لا ننصح بأن يتصدى لإصلاح أعطال الثلاجة غير المختصين فيها، ولكن هناك حد أدنى من المعرفة الفنية يجب أن يلم به العاملون في المختبرات المختلفة.

المجمِّدات: Freezers

         يوجد منها نوعان:

(A) المجمدات الرأسية:Freezers Upright (Vertical)

      هي أجهزة تبريد تشبه الثلاجات، تستخدم في المختبرات لحفظ المواد المختلفة حتى درجة حرارة (-15˚C) وتصنع المجمدات بإحكام وسعات تخزين تتراوح بين (10 أقدام مكعبة) و(22 قدماً مكعباً). ويوجد نوعان من المجمدات إحداهما يتم فيه إذابة الثلج المتراكم يدوياً، والآخر لا يترك تصميمه مجالاً للثلج للتراكم على الأرفف الموجودة داخله.

وسنعطي فيما يلي وصفاً مختصراً لعمل المجمِّد:

       يقوم الضاغط بتحريك مركب التبريد خلال دائرة التبريد كلها.

       تكوِّن اللفات الأولى من مواسير المكثف ما يعرف بالمبرد الإبتدائي للمكثف، والتي تحمل غازاً بارداً جزئياً إلى داخل الضاغط حيث تعمل على تخفيض درجة حرارة تشغيل التبريد، ويحول غاز مركب التبريد الساخن إلى سائل مركب تبريد دافئ.

       تقوم الماسورة الشعرية بتنظيم كمية مركب التبريد التي تدخل مواسير أرفف المجمد . يلحم جزء من الماسورة الشعرية بماسورة السحب ليكون ما يعرف بالمبادل (المبدل)الحراري. إنتقال مركب التبريد من الماسورة إلى ماسورة السحب وأرفف المجمد يؤدي إلى إنخفاض فجائي في درجة حرارة مركب التبريد وذلك لإنخفاض الضغط الناتج عن زيادة قطر المواسير. يتوحل مركب التبريد إلى خليط بارد من سائل وغاز، ويمر هذا الخليط خلال مواسير رف المجمد العلوي وبعد ذلك يمر خلال باقي مواسير أرفف المجمد حتى يصل ماسورة السحب. وأثناء مرور مركب التبريد داخل هذه المواسير فإنه يمتص الحرارة من حيز التخزين (الكابينة) ويتحول تدريجياً من خليط السائل والغاز إلى غاز.

      يسحب غاز مركب التبريد خلال ماسورة السحب إلى الضاغط حيث يعاد ضغطه وتبدأ دورة تبريد جديدة وهكذا.

(B) المجمد الأفقي: Chest (Horizontal)Freezers

     لا تختلف عن المجمدات الرأسية في طريقة عملها ودائرة التبريد فيها. وهي عبارة عن صندوق له غطاء مفصلي. ويشتمل هذا النوع من المجمدات على مكثف تربط مواسيره من الداخل في الجدران الأمامية والخلفية والجانبية من صندوق المجمد مما يجعل هذه الجدران دافئة أثناء عمل المجمد، ولهذا يطلق على هذا النوع من المكثفات مكثف الجدار الساخن، "Warm Wall Condenser".

إرشادات عامة لمستخدم الثلاجة والمجمد:

1.      عند إستخدام الثلاجة لأول مرة يجب عدم تشغيلها بعد وضعها في المكان المخصص مباشرة، مع مراعاة أن تكون الثلاجة قائمة رأسياً أو مائلة قليلاً عند نقلها إلى المكان المخصص.

2.      يجب الإقلال بقدر الإمكان من عدد المرات التي يفتح فيها باب الثلاجة أو المجمد، وذلك لمنع إندفاع الهواء البارد إلى خارج الثلاجة وبالتالي ترتفع درجة الحرارة داخلها.

3.      يجب تغطية جميع الأوعية الموجودة داخل الثلاجة وذلك لمنع تبخر الرطوبة وتكثفها على جدارن الثلاجة الداخلية.

4.      يجب إذابة الثلج المجمد (Frost) على المجمد بطريقة يدوية مرتين على الأقل أسبوعياً.

الأمان في المختبرات

    تعتبر السلامة في المختبرات من المتطلبات الأساسية التي يجب توفيرها مهما كانت التكاليف المالية، وذلك ينتج عنها من حفاظ على العنصر البشري وكذلك على الأجهزة والمباني. وسنعرض في هذا الفصل بعض الأخطار ذات إحتمال الحدوث العالي ونوضح كيفية التعامل معها.

الحرائق: Fires

    الحريق في الحقيقة ماهو إلا تفاعل كيميائي بين المواد القابلة للإشتعال مع الأوكسجين بعد توفير الطاقة الحرارية اللازمة ويكون الناتج هو ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

    للحريق ثلاثة عناصر لا بد من توفرها جميعاً في نفس الوقت حتى يحدث الحريق. وهذه العناصر هي:

(i) وجود المادة القابلة للإشتعال.

(ii) إرتفاع درجة حرارتها لدرجة الإحتراق.

(iii) وجود الأوكسجين.

     إذا زاد معدل سرعة الإحتراق بصورة كبيرة جداً فإنه يسمى في هذه الحالة بالإنفجار. ولتجنب حدوث الإحتراق فإنه يلزم بالضرورة تغييب أحد العناصر الثلاثة الواردة آنفاً، أو العمل على عدم تلازم وجودها آنياً.

أنواع الحرائق:

       تصنف الحرائق بصورة عامة إلى خمس مجموعات هي:

(i) مجموعة (A):

         وتضم حرائق المواد العادية الاقبلة للإشتعال، مثل الخشب والورق والقماش وغيرها.

(ii) مجموعة (B):

         تشمل حرائق السوائل القابلة للإشتعال مثل الزيوت والشحوم والمنتجات النفطية الأخرى.

(iii) مجموعة (C):

         وهي حرائق المعدات والتجهيزات الكهربية.

(iv) مجموعة (D):

         ويندرج تحتها حرائق المعادن القابلة للإشتعال كالمنجنيز واليثيوم والصوديوم وغيرها.

(v) مجموعة (E):

         وتشمل حرائق المواد المتفجرة مثل الأكسدة السريعة للبنزين وغيرها. وتعتبر هذه المجموعة من أشد أنواع الحرائق خطورة.

         يكشف عن الحرائق عادة عن طريق أجهزة حساسة لها المقدرة على إستشعار الحرائق لما ينشأ عنها من حرارة أو دخان وأبخرة مختلفة، ويمكننا التنبؤ بوقوع الحرائق بما يلي:

1.      مشاهدة الشرر.

2.      سماع أصوات غير مألوفة من الأجهزة والأوعية.

3.      شم رائحة غير معتادة.

4.      إرتفاع درجة حرارة بعض الأجهزة وأوعية التخزين.

طرق إطفاء الحرائق:

         يستخدم الماء عادة في إطفاء حرائق المجموعة (A). أما حرائق المجموعة (B) فتطفأ بإستخدام المواد الرغوية وبعض المواد الكيميائية الجافة، حيث تحجب الرغوة الأوكسجين عن المواد المحترقة ، في حين أن المواد الكيميائية الجافة تقلل من حدة اللهب وتستخدم بعض السوائل المتبخرة والمساحيق الجافة وغاز ثاني أكسيد الكربون في إخماد حرائق النوع (C). ويستخدم الرمل الناعم الجاف في إطفاء حرائق النوع (D) وكذلك خليط الرمل وملح الطعام.

الجدول يوضح بعض أنواع الحرائق وعامل الإطفاء المناسب في كل حالة

نوع الحرئق    العامل الفعال في الإطفاء

النوع (A)     الغاز ، الماء ، الرغوة

النوع (B)      الكيماويات الجافة ، ثاني أكسيد الكربون ، السوائل المتبخرة والرغوة

النوع (C)      السوائل المتبخرة ، المواد الكيميائية الجافة ، ثاني أكسيد الكربون

طفايات الحريق: Fire Extinguishers

         تنقسم طفايات الحريق إلى أربعة أنواع رئيسة هي:

(i) طفايات الماء: Water Extinguishers

         تحتوي هذه الطفايات على الصودا ومحلول البيكربونات وينتج الماء متدفقاً عند إلتقاء الصودا بالمحلول. وتستخدم هذه الطفايات في إطفاء حرائق المجموعة (A).

(ii) طفايات المسحوق الجاف: Dry Powder Extinguishers

         يخرج المسحوق الجاف (بيكربونات) الصوديوم ، بيكربونات البوتاسيوم، وفوسفات الأمونيوم، بدفع الهواء أو غاز ثاني أكسيد الكربون المضغوط داخل الأسطوانه. وتستخدم هذه الطفايات في إطفاء حرائق النوعين (C  و B).

(iii) طفايات السوائل المتبخرة: Evaporated Liquids Extinguishers

         تحتوي الطفاات على رابع كلوريد الكربون الذي يخرج مندفعاً بالهواء المضغوط داخل الأسطوانه . تستخدم هذه الطفايات بكفاءة في إطفاء حرائق النوع (C).

(iv) الطفايات الرغوية: Foam Extinguishers

         تملأ بمادة سائلة لها رغوة ويفضل ترك الرغاوي تنساب على سطح السائل المشتعل . وتنجح هذه الطفايات في إخماد حرائق النوع (B).

أنظر الأشكال على الصفحة التالية

السموم: Poisons

         السموم هي أي مادة كيميائية تحدث آثاراً سالبة على جسم الإنسان سواء دخلت عن طريق البلع أو الإستنشاق أو الجروح.

         هناك معالجتان عامتان في حالة التسمم في المختبرات أو غيرها من أماكن العمل، هاتان المعالجتان هما:

1. إعطاء المصاب مادة مقيئة:

         وهي مادة تعطى للمصاب لتساعده على التقيؤ وإخراج المادة الكيميائية من معدته. توجد مادتان مقيئتان هما:

(i) ماء الملح:

         يذاب ملح بمقدار ملعقة شاي في كوب ماء دافئ. يعطى المتسمم كوباً من هذا المحلول كل دقيقة حتى يشرب أربعة أكواب منه.

(ii) ماء الصابون:

         تذاب قطع صغيرة جداً من الصابون في ماء دافئ، ويجبر المصاب على تناول ربع كوب في كل دقيقة يعقبه كوب من الماء الدافئ.

 (iii) محلول كبريتات النحاس:

         تذاب معلقة صغيرة من الكبريتات في كمية كبيرة من الماء الدافئ ويشجع المصاب لتناول أكبر كمية من المحلول.

2. إعطاء المصاب الترياق:

      الترياق هو مادة تعطي للمتسمم بهدف مقاومة آثار المادة السامة.

      لكل نوع من السموم ترياق خاص به. إذا كانت المادة السامة غير معروفة فإنه، وحفاظاَ على الوقت، يجب إعطاء المصاب ما يسمى بالترياق العام، الذي يتكون من:

(i) 2 جزء بالوزن من الفحم النباتي المنشط.

(ii) 1 جزء بالوزن من أكسيد الماغنيزيوم.

(iii) 1 جزء بالوزن من حامض التانيك.

     تحفظ هذه المكونات كمسحوق، وعند الحاجة تضاف (15mg)منه إلى نصف كوب ماء دافئ وتعطى للمصاب، ومن ثم تغسل معدته بمادة مساعدة على التقيؤ.

    هناك حالات لا يعطى فيها المصاب مادة مقيئة، وهذه الحالات هي:

(i) إذا كان المصاب فاقداً للوعي.

(ii) إذا كان المصاب لا يستطيع البلع.

(iii) اذا أبتلع سموماً قارضة مثل الأحماض والقلويات.

التعرف على السموم:

         سنوضح، في شكل جدول، بعض المواد الكيميائية شائعة الإستعمال في المختبرات الجامعية والمختبرات العملية، وكذلك نوضح كيفية التعرف عليها ومن ثم إجراء الإسعافات العاجلة والضرورية قبل الوصول للوحدة العلاجية.

السموم الأعراض      المعالجة

1. حامض الخليك     حروق في الشفتين والفم، تقيؤ مستمر، الآم في الحنجرة، ضعف ضربات القلب، إسهال وإنهيار.         غسل الفم بالماء، إعطاء المصاب كمية كبيرة من الحليب أو الماء.

2. القلويات    الآم في الفم والحنجرة والمعدة، تورم في الشفتين واللسان، تقيؤ وإسهال.    يعطى المصاب حامض ستريك مخفف، ثم حليب أو زيت زيتون، ويمدد المصاب ثم يغطي.

3.مركبات الأنتمون والزرنيخ         إرتفاع سريع في درجة الحرارة، الآم حادة في المعدة ، تقيؤ مصحوب بدم، إنهيار تام، عطش ورعشة في البدن.          شاي مركز، ماء ملح، حليب أو بياض البيض، يحفظ المصاب هادئاً.

4. مركبات البنزين    صداع، دوار، إسهال، الآم في الأنف والعيون والحنجرة.    يعطى المصاب أكسجين وتنفس صناعي، قهوة أو شاي مركز، يحفظ المصاب في مكان جيد التهوية.

5. الكلور       الآم في الحنجرة والمعدة، شحوب، ضعف ضربات القلب صعوبة في التنفس.      أخذ المصاب للهواء الطلق غسل فمه ب3% من محلول كربونات الصوديوم، تنفس صناعي.

6. أملاح النحاس      غثيان، تقيؤ، إسهال، توقف القلب.    دلك خفيف على الصدر، كمية كبيرة من الحليب أو بياض البيض.

7. أملاح الزئبق        طعم معدني في الفم، غثيان، إسهال، تقيؤ، تنفس بطئ، إنهيار وعطش مستمر.     مادة مقيئة، كمية كبيرة من الماء واللبن، يمدد المصاب ويغطى.

8. الألدهيدات ضعف عام، حروق في الشفتين واللسان.     إعطاء المصاب 0.2% محلول الأمونيا ثم يعقبه في الحال كمية من الحليب.

9. الكلوروفورم        ضعف في ضربات القلب، شحوب، جحوظ العينين. تنفس صناعي وأكسجين.

10. حامض الهايدروكلوريك حروق في الفم والشفتين، ألم في المعدة، تقيؤ وإسهال.        يعطي المصاب ماء النشأ المخفف، يحفظ هادئاً مع إعطائة حليب وبياض البيض.

11.ثاني أكسيد الكربون        تهيج العيون، ضعف ضربات القلب، رعشة في البدن.       ينقل المصاب حالاً للطبيب.

12. ثاني أكسيد النتروجين    ضعف عام، صداع، غثيان، آلام في البطن، تشنج، إختناق. يؤخذ المصاب للهواء المطلق، ينقل المصاب بسرعة للطبيب.

13. الكحول الميثلى   دوار، فتور، تعصب، إحساس بضعف النظر، ضعف ضربات القلب، آلام في المعدة.     كمية من الحليب، أو بياض البيض مع كمية كبيرة من الماء.

14. كبريتيد الهيدروجين      صداع، دوار، ضعف عام، ضيق في التنفس، إغماء، تقيؤ، شحوب.        تنفس صناعي، أكسجين، الإسراع بنقل المصاب للطبيب.

15. سيانيد الهيدروجين        غثيان، صداع، فقدان مفاجىء للوعي، رائحة اللوز الحامض (مميزة).     يستنشق المصاب محلول نترات الأمونيا، أكسجين، تنفس صناعي، يعطي محلول مضر حديثاً من هيدروكسيد الحديد.

الإسعافات الأولية:First Aids

         يكون المختبر في أثناء فترة العمل عرضة لكثير من الحوادث المختلفة، مثل الحروق والجروح والكسور والصدمات الكهربية وغيرها. لهذا فإن المعرفة بمبادىء الإسعافات الأولية تحمى الشخص الذي يعمل في المختبر والذين يعملون معه.

         هناك مبدأن للإسعافات الأولية هما المبدأ الوقائي والمبدأ العلاجي. يبني المبدأ الوقائي على أسس عديدة منها:

1-      التعرف ما أمكن على كل ما في المختبر.

2-      تجنب الأكل والشرب داخل المختبر.

3-      عدم محاولة تذوق المواد الكيميائية.

4-      حماية العينين بنظارات خاصة.

5-      حماية اليدين بالقفازات وحماية الجسم بمعطف المختبر.

6-      تجنب تسخين المواد العضوية.

7-      التعامل بحذر عند استخدام الأوعية الزجاجية.

8-      العمل بهدوء وتركيز وعدم التسرع والإستعجال.

9-      غسل اليدين بالماء والصابون بعد الإنتهاء من العمل.

أما المبدأالعلاجي فإن أسس معرفته تبنى على معرفة الإستخدام الصحيح للأدوية الأولية والتعامل الصحيح مع حالات الحوادث التي تحدث داخل المختبر.

الحالات الإسعافية:

         سنركز هنا فقط على الجروح والحروق والصدمة الكهربية لكثرة حدوثها في المختبرات.

(A)    الجروح: Injuries

تعتبر من أكثر الحوادث التي تصيب الأشخاص داخل المختبر. هناك أنواع كثيرة من الجروح مثل الجروح العميقة والجروح السطحية والجروح القطعية، والجروح الرضية. في حالة الجروح يجب على المسعف غسل يديه بالماء والصابون أو المطهرات مثل الديتول المخفف والكحول الأيثيلي وغيرها.

والنزف الذي يحدث من الجروح يقع في ثلاثة تصنيفات هي:

1-      نزف شرياني:

هو دم أحمر قاني على هيئة دفعات وفقاً لضربات القلب.

2-      نزيف وريدي:

يكون الدم المتدفق أحمر قاتم يسيل بشكل منتظم.

3-      نزيف شُعيْري:

هنا يخرج الدم على هيئة صغيرة من سطح الجسم.

لإيقاف النزف الوريدي فإنه يضغط على مكان الجرح وذلك بإستخدام ضمادات من القماش. أما إذا كان النزف غزيراً فإنه يستخدم رباط ضاغط من القماش أو المطاط مع ملاحظة تخفيف الضغط كل عشر دقائق.

في حالة النزف الداخلي يبدأ لون الجسم في الإصفرار مع العرق، وهنا توضع كمادات باردة حول مكان الكدمة ويمنع المصاب من تعاطي أي مشروب بالفم ويستدعى الطبيب حالاً.

(B)    الحروق: Buruns

تنقسم إلى ثلاثة أضعاف هي:

(i)     حروق الدرجة الأولى:

وهي الحروق التي تحدث في الطبقة الخارجية من الجلد مع حدوث ورم بسيط.

(ii)    حروق الدرجة الثانية:

وهي أعمق من حروق الدرجة الأولى حيث يحمر الجلد مع وجود فقاقيع مليئة بسائل أصفر.

(iii)   حروق الدرجة الثالثة:

تكون عميقة جداً تتلف طبقات الجلد وبعض الأنسجة وتلتصق الثياب على الجلد.

لإسعاف الجروح فإننا نتبع الخطوات التالية:

1-      نزع الملابس من المنطقة المصابة مع وضع ضمادات من الشاش المبلل بزيت الزيتون أو أي مرهم حروق.

2-      يعطى المصاب كمية من العصائر.

3-      في حالة الحروق النارية يصب الماء البارد على المكان المحروق برفق.

4-      في حالة الحروق الناتجة عن الأحماض والقلويات يغسل الجزء المصاب بالماء عدة مرات. وينقل المصاب حالاً للوحدة العلاجية.

(C)    الصدمة الكهربية: Electric Shock

عند حدوث صدمة كهربية فإن المصاب يبدأ بالتشنج ويصعب عليه التخلص من السلك الكهربي، وإذا إستمر التعرض للتيار الكهربي فإن المصاب يفقد الوعي وقد تحدث الوفاة حالاً.

لإسعاف المصاب بصدمة كهربية اتبع الخطوات التالية:

1-      أفضل التيار الكهربي وتجنب لمس المصاب. يمكن استخدام عازل.

2-      ينقل المصاب إلى الهواء الطلق وتفك ملابسه الضيقة لتسهيل التنفس.

3-      يوضع المصاب في وضع مائل بحيث يكون رأسه أخفض من باقي جسمه وذلك حى يصل الدم إلى                المخ.

4-     تجرى للمصاب عملية تنفس صناعي وذلك بنفخ الهواء في فمه من فم المسعف عدة مرات ويترك              بعد كل مرة العجال لخروج الهواء من صدر المصاب.

5-      يمكن أن يكون التنفس الصناعي من فم المسعف إلى إنف المصاب بعد إغلاق فمه.

6-      يستدعى الطبيب في الحال أو ينقل المصاب لأقرب وحدة علاجية.

         كل مختبر علمي لابد أن يحتوى على صندوق يحوى أهم مواد الإسعافات الأولية والتي يجب أن تكون معروفة تماماً ولا يوجد أي لبس بينها.

محتويات صندوق الإسعافات الأولية:

1-      مطهرات الجروح مثل الميكروكروم واليود والديتول.

2-      قطن طبي وشاش ولاصقات جروح وضمادات ورباط مطاطي.

3-      مراهم للحروق والجروح.

4-      مسكنات الصداع والحمى مثل الأسبرين والبنادول.

5-      ثيرمومتر طبي.

6-      أدوية منشطة للقلب مثل الأدرينالين والهايدروكورتيزون والتي تستخدم بيد مختص.

7-      قفازات مطاطية ومقص ومشرط.