Szennyezett légkörben végzett munka során, hogy megakadályozzák a gáz halmazállapotú mérgező anyagok szervezetbe jutását, gyakran alkalmaznak könnyű, kényelmes és olcsó személyi légzésvédelmi szűrőeszközöket ( légzésvédők , gázálarcok ) . Lélegző levegőt biztosítanak a dolgozóknak azáltal, hogy gázmaszkszűrőkben tisztítják a környező levegőt. Az ilyen szűrők élettartama korlátozott, és a felhasználási feltételektől függ [1] : a levegő kémiai összetételétől és a szennyező gázok koncentrációjától; a levegő hőmérséklete és páratartalma [2] ; levegőfogyasztás (az elvégzett munka súlyossága); valamint a szűrő és a szorbens tulajdonságai. A gyakorlatban nagyon széles tartományban változhat - néhány perctől több tíz és több száz óráig. A dolgozók egészségének megőrzése érdekében a szűrőket időben ki kell cserélni. Különféle módon lehet meghatározni, hogy mikor kell cserélni a szűrőket [3] .
Sokáig a dolgozó érzékszerveinek reakcióját használták a szűrők cseréjére: a maszk alatt szag volt [4] , a légzőszervek nyálkahártyájának irritációja, a szem - ideje szűrőt cserélni (és nem volt más mód [5] ). De ezt a módszert korlátozottan alkalmazták - nem minden gáznak van szaga és egyéb "figyelmeztető" tulajdonsága veszélyes koncentrációban. A tudomány további fejlődése kimutatta, hogy még azok a gázok is, amelyeknek (ahogyan azt hitték), jó figyelmeztető tulajdonságokkal rendelkeznek, ez a módszer megbízhatatlan. Kiderült, hogy egy embercsoportban a szervezet egyéni sajátosságaiból adódóan vannak csökkent érzékenységű dolgozók - és késve cserélik ki a szűrőket. Az ilyen munkavállalók egyes gázok esetében a teljes létszámuk jelentős hányadát teszik ki. Ezért az Egyesült Államokban 1998 óta teljesen tilos a szűrők cseréje az érzékszervek szubjektív reakciója szerint [6] . Mostanra a nagyon kis számú gáz miatt, amelyekhez vannak olyan szűrőkkel ellátott szűrők, amelyek figyelmeztetik a dolgozót élettartamuk végére , [7] [8] az ütemezett csere (a mért vagy számított élettartam alapján) a fő cél. módszer [9] [10] .
Később ugyanezt a megközelítést kezdték alkalmazni Ausztráliában, az Európai Unióban és más fejlett országokban. Az Orosz Föderációban az RPE-t használó dolgozók előzetes és időszakos orvosi vizsgálata során panorámaüveggel ellátott, teljes arcmaszkot használó munkavállalók esetében nem ellenőrzik, hogy képesek-e észlelni a levegőtisztítás szűrő általi leállását; és a gázok elleni védelem érdekében félálarcokkal ellátott RPE használatakor nem végeznek orvosi vizsgálatokat [11] (ellentétben az USA-val).
A szűrők cseréjének szükségességének meghatározásának fő módjaként a szovjet katalógus [12] az összes típusú szűrő élettartamát tartalmazó táblázatok használatát javasolta (több tucat káros gáz különböző koncentrációihoz).
Egyes káros gázokat szorbensek , általában nagy fajlagos felületű szilárd anyagok (például aktív szén ) felvehetnek [13] . Az ilyen szorbenseket jellemzően granulátum formájában állítják elő, és szűrőházzal töltik meg. Amikor a szennyezett levegő áthalad a szűrőn, a szorbens szelektíven felszívja a káros anyagokat, és azokat a felületén tartja. Ahogy a szorbens telítődik, elveszíti gázmegtartó képességét, és a szennyezett levegő elkezd áthaladni a szűrőn. A szűrő hosszan tartó működése esetén a káros anyagok koncentrációja a tisztított levegőben megnő, és meghaladhatja az MPC -t . Így az adszorbens gázszűrők élettartama korlátozott. A gázok megkötése a szorbens felületén reverzibilis folyamat, és bizonyos körülmények között deszorpció is bekövetkezhet - a megkötött gázok felszabadulása a tisztított levegőbe. A szorbens különféle gázok megkötő képessége a gázok kémiai tulajdonságaitól, hőmérsékletétől és egyéb tényezőktől függ. Egyes káros gázok jobb felszívódása érdekében olyan anyagokat adnak a szűrőhöz, amelyek erősebb kötést képeznek ezekkel a gázokkal. Tehát a jód hozzáadása javítja a higany , fémsók - ammónia , fémoxidok - savas gázok felszívódását [14] .
| káros anyag | Adalékanyag |
|---|---|
| Foszgén , klór , arzin | réz / ezüst sók |
| Hidrogén-szulfid , merkaptánok | Vas-oxid |
| Aldehidek | Mangán(IV)-oxid |
| Ammónia | Foszforsav |
| Savas gázok, szén-diszulfid | Kálium-karbonát |
| Kénhidrogén , foszfin , higany , arzin , radioaktív metil - jodid | Kálium-jodid |
| hidrogén-szulfid | Kálium-permanganát |
| Arzin , foszfin | Ezüst |
| Higany | Kén |
| Ammónia , aminok , higany | Kénsav |
| Radioaktív metil-jodid | Trietilén-diamin (TEDA) |
| Hidrogén cianid | cink-oxid |
A szorbens felületével kémiai kötések kialakulása miatt egyes káros anyagok visszatarthatók. Leírják például a rézsók azon képességét, hogy ammóniával komplex vegyületeket képeznek [13] . A káros anyagok kémiai megkötése erősebb és általában visszafordíthatatlan. Ez lehetővé teszi a gázszűrő többszöri használatát mindaddig, amíg elegendő fel nem használt abszorbens van benne. Az ilyen szűrők élettartama korlátozott.
Egyes mérgező anyagok kémiai átalakulással ártalmatlanná tehetők. Ehhez különféle katalizátorokat használnak, olyan anyagokat, amelyek nem fogyasztanak el egy kémiai reakció során. Például a hopcalite felhasználható a mérgező szén-monoxid ártalmatlan szén-dioxiddá oxidálására . Ennek a katalizátornak a hatékonysága nagymértékben csökken magas páratartalom mellett. Ezért a szűrő megfelelő működéséhez a katalizátor elé egy további szárítót kell felszerelni. Amikor a szárítót vízgőzzel telítik, a katalizátor hatékonysága jelentősen csökken, és a szűrő elkezdi átengedni a szén-monoxidot . Az ilyen gázálarcos szűrők élettartama korlátozott.
Katalitikus bomlás akkor is előfordulhat, ha szűrő PPE-t használnak a nikkel vagy vas-karbonil elleni védelem érdekében . A légköri oxigénnel történő oxidáció lehetséges lehetőségei:
2 Ni(CO) 4 + O 2 → 2 NiO + 8 CO
Ni(CO) 4 + O 2 → NiO + 3 CO + CO 2
4 Fe(CO) 5 + 3 O 2 → 2 Fe 2 O 3 + 20 CO
Az adszorpció miatti szorbens szűrőkkel történő levegőtisztítás elterjedt, de bizonyos esetekben az ilyen szűrők használata megnehezíti a deszorpciót. Ha a szűrő élettartama a folyamatos használat során hosszú, az nem mindig jelenti azt, hogy hosszú ideig használható, ha időszakos használatot tervezünk. Első használatkor a szennyezett levegő bemeneténél található szorbens rétegek mérgező gázok molekuláit halmozzák fel. A tárolás során (például szombaton és vasárnap), ha a molekulákat rosszul tartja meg a szorbens, a tisztított levegő kivezető nyílásába kerülhetnek. Ekkor a második alkalmazás kezdetén, még szennyezetlen légkörben is, a „tisztított” levegőben a mérgező gázok koncentrációja meghaladhatja a MAC-t.
Ha a levegőt két vagy több gáz szennyezi, ezek molekulái megakadályozzák, hogy helyet foglaljanak el az aktív szén felszínén és pórusaiban. A gyengébb megtartott molekulákat mások kiszorítják. Ennek eredményeként, miután a szorbens telítődött egy kevésbé visszatartott anyaggal, megszűnik a levegő tisztítása belőle (például egyidejű befogással a hidrogén-szulfidot szén-diszulfid kiszorítja [17] ). De ebben az időben a már befogott molekulákat a jobban visszatartott anyagok molekulái kiszorítják a szorbensből a levegőbe. Bejutnak a légáramba, amely már nem tisztult meg ettől a (rosszul visszatartott) anyagtól, és az ilyen anyag koncentrációja a szűrőn áthaladó levegőben meghaladhatja a tisztítatlan levegő koncentrációját. Az ábrán látható, hogy az acetonmolekulák sztirolmolekulákkal történő kiszorítása hogyan vezet ahhoz, hogy (a szűrő kellően hosszú ideig tartó használata esetén) a tisztított levegő acetonkoncentrációja háromszorosára haladja meg a tisztítatlan levegő koncentrációját.
Egyes esetekben az anyag, amely egy mérgező anyag molekuláit kiszorítja a maszkba, lehet vízgőz, amely mindig jelen van a levegőben [18] .
A különböző gázok kombinációja ellen védelmet nyújtó gázszűrők tartalmazzák a gázok felfogásához szükséges abszorbereket, és minden vonatkozó korlátozás hatálya alá tartoznak.
A káros gázoktól, az alkalmazott gázálarcos szűrőktől és a légzőkészülékek használatának megszervezésétől függően a szűrők cseréjére különféle módszereket alkalmaztak és alkalmaznak.
Történelmileg a gázszűrős RPE a vegyi fegyverek bevezetése után terjedt el széles körben . A gázok kimutatására szolgáló eszközök teljes hiánya, az új vegyi harci szerek alkalmazása, valamint az, hogy ha egy csoportban, akiknél a szaglószerv eltérő érzékenysége elegendő, ha egy személy észleli a gázt - oda vezetett az érzékszervek szubjektív reakciójának felhasználása a szűrő élettartamának meghatározására. De még ebben a helyzetben is figyelembe vették a különböző egyéni érzékenységeket. Tehát a francia hadseregben jó szagló katonákat választottak ki "megfigyelőknek Z" (a gáztámadás kezdetének észlelésére) [19] . Ezt a megközelítést később széles körben alkalmazták az iparban a szűrők cseréjére [20] . A körülmények azonban észrevehetően eltértek a katonai körülményektől - az egyik dolgozó szaglószerveinek jó érzékenysége (gázmaszk használata) nem tudta segíteni a másik, rosszabb érzékenységű dolgozót az élettartam lejártának észlelésében. A tudomány és a technológia alacsony fejlettsége azonban megnehezítette a szűrőcsere biztonságosabb módszereinek kidolgozását.
Ahogy a szorbens, kémiai abszorber (vagy szárítószer - katalizátorok használata esetén) telítődik, a káros gázok koncentrációja a tisztított levegőben fokozatosan növekszik. Ha a munkavállaló jellegzetes szagot, ízt, légzőszervi irritációt stb. érez (szédülésig, fejfájásig és a közérzet egyéb lehetséges romlásához, beleértve az eszméletvesztést is), akkor az ilyen jelek (úgynevezett „figyelmeztető tulajdonságok” az USA [21 ] ) jelzi, hogy el kell hagyni a szennyezett területet és ki kell cserélni a szűrőt egy újra. Ezenkívül ezek a jelek arra utalhatnak, hogy a maszk lazán illeszkedik az archoz. Történelmileg ez a cseremód a legrégebbi.
Ha az MPC alatti koncentrációjú káros gázok figyelmeztető tulajdonságokkal rendelkeznek, akkor a szűrők cseréje általában időben megtörténik. Ennek a módszernek az alkalmazása nem igényel speciális (drágább) szűrőket és kiegészítő berendezéseket, a szűrőket szükség esetén cserélik, mivel a szűrők abszorpciós kapacitása elfogy, számítás nélkül. A szűrő szorpciós kapacitása a csere idejére teljesen ki van használva (ami csökkenti a légzésvédelem költségeit).
Ennek a módszernek az a hátránya, hogy sok káros gáznak nincs figyelmeztető tulajdonsága. Például a 3M kézikönyv [22] több mint 500 káros gázt sorol fel, amelyek közül 62-nek nincs figyelmeztető tulajdonsága, további 113 káros gázt pedig olyan anyagként jelölnek meg, amelyről nem tudni, hogy vannak-e figyelmeztető tulajdonságaik. Ezért számos esetben a szűrők cseréje, amikor a maszk alatt szag jelenik meg, a munkavállalók mérgezéséhez vezet a káros anyagok MPC-jét meghaladó szennyezett levegővel. A táblázat azt mutatja, hogy az emberek átlagosan milyen koncentrációban ( MPC -ben kifejezve) reagálnak a különféle káros gázok szagára:
1. táblázat: Néhány káros anyag gyenge figyelmeztető tulajdonságokkal [22] :
| Cím (CAS) | Átlagos eltolódás MPC RH , ppm (mg/m³) | Az a koncentráció, amelynél az emberek 50%-a elkezd szagolni, MPC |
|---|---|---|
| Etilén-oxid (75-21-8) | 1 (1,8) | 851 |
| Arsin (7784-42-1) | 0,05 (0,2) | 200-ig |
| Pentaboran (19624-22-7) | 0,005 (0,013) | 194 |
| Klór-dioxid (10049-04-4) | 0,1 (0,3) | 92.4 |
| Metilén-bifenil-izocianát (101-68-8) | 0,005 (0,051) | 77 |
| Diglicidil-éter (2238-07-5) | 0,1 (0,53) | 46 |
| Vinilidén-klorid (75-35-4) | 1 (4,33) | 35.5 |
| Toluol-2,6-diizocianát (91-08-7) | 0,005 (0,036) | 34 |
| Diborane (19287-45-7) | 0,1 (0,1) | 18-35 |
| Ditianus (460-19-5) | 10 (21) | 23 |
| Propilén-oxid (75-56-9) | 2 (4,75) | 16 |
| Metil-2-cianoakrilát (137-05-3) | 0,2 (1) | tíz |
| Ozmium-tetroxid (20816-12-0) | 0,0002 (0,0016) | tíz |
| Benzol (71-43-2) | 1 (3,5) | 8.5 |
| 1,2-epoxi-3-izopropoxipropán (4016-14-2) | 50 (238) | 6 |
| Hidrogén -szelenid (7783-07-5) | 0,05 (0,2) | 6 |
| Hangyasav (64-18-6) | 5. cikk (9) | 5.6 |
| Foszgén (75-44-5) | 0,1 (0,4) | 5.5 |
| Metilciklohexanol (25639-42-3) | 50 (234) | 5 |
| 1-(1,1-Dimetil-etil)-4-metil-benzol (98-51-1) | 1 (6,1) | 5 |
| Perchloril-fluorid (7616-94-6) | 3 (13) | 3.6 |
| Cián-klorid ( 506-77-4 ) | 0,3 (0,75) [23] | 3.2 |
| Maleinsavanhidrid (108-31-6) | 0,1 (0,4) | 3.18 |
| Hexaklór-ciklopentadién (77-47-4) | 0,01 (0,11) | 3 |
| 1,1-diklór-etán (75-34-3) | 100 (400) | 2.5 |
| Klór-bróm-metán (74-97-5) | 200 (1050) | 2 |
| N-propil-nitrát (627-13-4) | 25 (107) | 2 |
| Oxigén-difluorid (7783-41-7) | 0,05 (0,1) | 1.9 |
| Metil-ciklohexán (108-87-2) | 400 (1610) | 1.4 |
| Kloroform (67-66-3) | 10 (49) | 1.17 |
A [24] lista nem teljes körű listát ad azokról a káros gázokról, amelyeknek nincs vagy gyenge figyelmeztető tulajdonsága, míg a [25] lista azokat a gázokat sorolja fel, amelyek esetében nem állapították meg, hogy rendelkeznek-e figyelmeztető tulajdonságokkal vagy sem. Nyilvánvaló, hogy ha a pentaborán szagának érzékelési küszöbe 194 MPC, akkor 10 MPC légszennyezettség mellett a szűrők cseréje, ha a maszk alatt szag jelenik meg, elvileg lehetetlen.
A gyakorlat azt mutatja, hogy még olyan esetekben sem, amikor a gázok figyelmeztető tulajdonságokkal rendelkeznek, a szűrők időben történő cseréje nem mindig történik meg, mivel a különféle szagokra való érzékenységi küszöb személyenként változik. Az ipari légzésvédelemről szóló tankönyv [26] említ egy tanulmányt [27] , amely azt mutatja, hogy átlagosan egy embercsoport 95%-ának lehet egyéni szaglóérzékenységi küszöbe az 1/16-16 tartományban. átlagos érték. Ez azt jelenti, hogy az emberek 2,5%-a nem fog tudni szagolni az átlagos szagérzékelési küszöbértéknél 16-szor nagyobb koncentrációban. Különböző embereknél az érzékenységi küszöb értéke két nagyságrenddel változhat. Ez azt jelenti, hogy az emberek fele nem fog szagolni az átlagos érzékenységi küszöbértékkel megegyező koncentrációban, és az emberek 15%-a nem fog szagolni az érzékenységi küszöb négyszeresénél . Az emberek szaglási képessége nagymértékben függ attól, hogy mennyire figyelnek rá. A szagokra való érzékenység csökkenhet például megfázás és más betegségek esetén. Az emberek szagérzékelési képessége az elvégzett munkától is függ: ha ez koncentrációt igényel, az emberek nem reagálnak a szagra. Alacsony koncentrációjú káros gázoknak való tartós kitettség esetén „függőség” léphet fel, ami csökkenti az érzékenységet. Mindezekben az esetekben a káros anyagok MPC-jét meghaladó levegő belélegzése észrevétlen maradhat.
Ezért az OSHA Occupational Safety and Health Administration 1997-es új munkavédelmi szabványának előírásaival összhangban a gázálarcszűrők e cseréjének ezt a módszerét teljesen betiltották az USA-ban [21] .
A "szag megjelenése alapján" kicserélt gázszűrők ellenőrzésekor (Iránban) kiderült, hogy 10-ből 7 már nem védi a munkavállalókat [28] .
Hopcalite katalizált szűrőket gyakran használnak szén-monoxid elleni védelemre . Használatkor a katalizátor nem fogy el, de védő tulajdonságai a levegő páratartalmának növekedésével jelentősen gyengülnek. Ennek elkerülése érdekében az ilyen szűrőkbe párátlanítót szerelnek be. Ha a szárító telített, a szűrő súlya jelentősen megnő. Ezzel a funkcióval határozták meg a gázmaszkszűrő újrafelhasználhatóságát. Például az „Individual Respiratory Protective Equipment” [29] című albumban a „CO” márkájú gázálarc-szűrők szerepelnek, amelyeket 50 grammos tömegnöveléssel (a kezdetihez képest) kellett volna cserélni.
A fent említett album [29] és az „Ipari gázálarcok és légzőkészülékek” katalógus [12] a „G” márkájú szovjet gázálarcos dobozokat írja le, amelyeket a higany elleni védelemre terveztek. Élettartamuk 100 üzemórára (részecskeszűrő nélküli doboz) vagy 60 üzemórára (részecskeszűrővel ellátott doboz) volt korlátozva, ami után a szűrőt újakra kellett cserélni.
A Respiratory Protection angol nyelvű kiadásában. Alapelvek és alkalmazások” [30] és a „Gőzszűrők roncsolásmentes vizsgálata” [31] című cikk egy módszert ír le a használt és új gázszűrők hátralévő élettartamának roncsolásmentes meghatározására. Ennek érdekében a szennyezett levegőt átengedik a szűrőn, és megmérik a szennyező anyagok koncentrációját a tisztított levegőben. A tisztított levegőben lévő szennyező anyagok koncentrációjának pontos mérése lehetővé teszi a fel nem használt szorbens mennyiségének becslését. A tesztelés élettartamra gyakorolt hatásának csökkentése érdekében rövid távú szennyezett levegő utánpótlást alkalmaznak. A vizsgálatok eredményeként a szorpciós kapacitás csökkenése egy új szűrő szorpciós kapacitásának mintegy 0,5%-a. A módszert alkalmazták az angol Martindale Protection Co által gyártott szűrők 100%-os minőségellenőrzésére is (10 mikroliter 1-brómbutánt fecskendeztek a légáramba), valamint a Waring Ltd. és a Rentokil Ltd. dolgozóinak kiadott szűrők tesztelésére is. A módszert a Chemical Defense Establishment alkalmazta az 1970-es évek elején. Erre az igazolási módszerre szabadalmat adtak ki [32] .
A „Vasúti fuvarozásban dolgozók személyi védőfelszerelései” [33] katalógus két módszert ír le röviden a gázálarcszűrő szorbensének telítettségi fokának objektív értékelésére. Az "Univerzális RPE" szakasz szerzője, T. S. Tikhova spektrális és mikrokémiai módszerek alkalmazását javasolta. A spektrális módszer a gázálarc dobozában található káros anyag jelenlétének mintavétellel, majd acéloszkópon történő elemzésén alapul. A mikrokémiai módszer a gázmaszk töltetben lévő káros anyag jelenlétének rétegről rétegre történő meghatározásán alapul mintavétellel, majd kémiai módszerrel történő elemzésével.
A legmérgezőbb anyagoknál a szűrőhasználati idő rögzítésének módszere mellett a spektrális módszer (arzén és foszfor hidrogén, foszgén, fluor, klórorganikus vegyületek, fémorganikus vegyületek, valamint mikrokémiai módszerek (hidrogén-ciánsav) alkalmazása javasolt , cián).
Sajnos mindkét esetben nincs leírva, hogyan kell a töltőmintát eltávolítani a szűrőházból (általában nem szedik szét), és hogy ezután lehet-e majd használni a szűrőt, ha az elemzés azt mutatja, hogy kellően nagy mennyiséget tartalmaz. telítetlen szorbens.
Az Egyesült Államok erre a veszélyes anyagra vonatkozó egészségügyi és biztonsági szabványa ( 29 CFR 1910.1051 ) konkrét útmutatást ad a gázszűrők cseréjének időközére vonatkozóan ( Légzőkészülék kiválasztása 1910.1051(h)(3)(i) ) a minimális követelményeknek való megfelelés és a gázszűrő várható feltételei alapján. légzőkészülék használata az 1,3-butadién elleni védelem érdekében .
| Káros anyag koncentrációja | Szűrőcsere intervallum |
|---|---|
| 5 MPC-ig | 4 óránként |
| 10 MPC-ig | 3 óránként |
| 25 MPC-ig | 2 óránként |
| 50 MPC-ig | minden órában |
| Több mint 50 MPC | A munkáltató köteles csak szigetelő RPE-t használni - kellően hatékony |
Ha a vállalkozás rendelkezik olyan laboratóriummal, amely lehetővé teszi a szűrők gyártási körülmények közötti használatának szimulálását (olyan levegő átengedésével, amely ugyanúgy szennyezett, mint a gyártóhelyiségek levegője), akkor kísérletileg meghatározhatja a szűrő élettartamát. Ez a módszer különösen akkor hatékony, ha a levegőt különféle gázok és/vagy gőzök keveréke szennyezi, amelyek különböző módon befolyásolják a szűrő általi felszívódását (viszonylag nemrégiben dolgoztak ki matematikai modellt a különböző gázok szűrés közbeni kölcsönhatására). Ehhez azonban pontos információkra van szükség a légszennyezettségről, és ez általában nem következetes.
Egy másik lehetőség a laboratóriumi vizsgálatok alkalmazására a már használt szűrők hátralévő élettartamának ellenőrzése. Ha nagy, akkor az ilyen szűrők ilyen körülmények között hosszabb ideig használhatók (bizonyos esetekben többször is). Ebben az esetben a szennyező anyagok kémiai összetételére és koncentrációjára vonatkozó pontos információ nem szükséges. A szűrők élettartamára vonatkozó információk lehetővé teszik a cseréjük ütemezését. Ennek a módszernek az a hátránya, hogy az ilyen vizsgálatok bonyolult és költséges, szakképzett karbantartást igénylő berendezések használatát igényelhetik, ami nem mindig lehetséges. Egy felmérés szerint [34] 2001-ben az Egyesült Államokban az összes vállalat mintegy 5%-a végezte el a gázmaszk szűrők cseréjét a laboratóriumi vizsgálatok eredményei alapján.
Szűrők gyártási teszteléseHa a szennyeződések koncentrációja nem állandó, és nincs lehetőség (berendezések, szakképzett személyzet) a szűrők gyártást szimuláló laboratóriumi körülmények között történő tesztelésére, akkor ellenőrizheti, hogy a szűrőket időben kicserélték-e . Ennek érdekében meg lehet határozni a szűrővel tisztított levegő szennyezettségét abban az időpontban, amikor a szűrő munkahelyi használati ideje véget ér, vagy a végéhez közeledik. Ha egy ilyen méréssorozat azt mutatja, hogy a tisztított levegő szennyezettsége nem haladja meg a megengedett szintet, akkor nagy valószínűséggel feltételezhetjük, hogy a szűrőket nem későn cserélik ki. Ezzel az ellenőrzési módszerrel ellenőrizhető a légzésvédelmi program minősége (az a része, ahol meghatározzák a szűrőcsere eljárását). A módszer további előnye, hogy lehetővé teszi a felhasználás körülményeinek figyelembevételét - például magas páratartalom mellett az eddigi (2019-es) számítógépes programok (a következő részben ismertetjük) nem mindig teszik lehetővé az idő pontos előrejelzését. a védő hatásról.
Ennek a módszernek a használatához például megkérheti a munkavállalót, hogy hagyja el a szennyezett légkört; távolítsa el az egyik szűrőt; szereljen fel egy pólót a maszkra és egy szűrőt a pólóra; és csatlakoztasson egy mintavevő tömlőt a pólóhoz. Miután a munkavállaló belép a szennyezett légkörbe, levegőmintákat vesznek a pólóból. Ez lehetővé teszi, hogy olyan mintát kapjon, amely áthaladt a szűrőn (de nem a maszkból - az inhalációs szelep nem engedi be a levegőt a pólóba). A mintavételezett levegő egy megfelelő indikátorcsövön átvezethető , amely lehetővé teszi a káros anyag koncentrációjának meghatározását a tisztított levegőben. T-ként szabványos rögzítőelemet használhat a maszk szigetelő tulajdonságainak tesztelésére [10] .
Iráni munkavédelmi szakemberek ezt a módszert alkalmazták egy festékgyárban, és megállapították, hogy a legtöbb esetben túl későn cserélték ki a szűrőket. A szűrőcsere ütemezésének módosítása után ez a módszer azt mutatta, hogy a szűrőket mindig időben cserélték [35] .
Ez a módszer nem teszi lehetővé az RPE használata előtt a védőhatás idejének meghatározását. A fejlett országokban az 1970-es évek óta végeznek tudományos vizsgálatokat annak megállapítására, hogy lehetséges-e kiszámítani a légzőkészülék gázmaszkszűrőjének élettartamát, ha ismertek a használat körülményei. Ez lehetővé teszi a szűrők időben történő cseréjét bonyolult és drága berendezések használata nélkül, ha ismert a légszennyezettség.
Számítógépes szoftver a szűrő élettartamának kiszámításához
Az USA-ban az 1980-as évek óta Jerry Wood , a Los Alamos National Laboratory szakembere tudományos kutatásokkal foglalkozik a gázálarcos szűrők élettartamának matematikai modellezése terén [36] [37] [38] [ 39] [40] [41] [42] ; és más kutatók [43] . A Dubinin- Radushkevich adszorpciós izoterma [44] segítségével a Wood hosszú időn át kifejlesztett és továbbfejlesztett egy matematikai modellt és szoftvert, amely ma már nemcsak a szűrők élettartamának kiszámítását teszi lehetővé (a szorbens ismert tulajdonságaival, mennyiségével és geometriai alakjával). a szűrő), ha bármely anyag hatásának vannak kitéve, de akkor is, ha keverékeknek vannak kitéve (amikor egyes gázok megzavarják mások befogását) különböző hőmérsékleteken, páratartalom mellett és légáramlás esetén. Most az Occupational Safety and Health Administration (OSHA) a fejlesztését az Advisor Genius programba ültette át [45] . A program figyelembe veszi a szorbens tulajdonságait, a szűrő geometriáját és felhasználási feltételeit.
Jerry Wood publikált munkái az RPE gyártók által a fogyasztóknak kínált programok túlnyomó többségének alapjává, alapjává váltak [46] .
2000-re a világ vezető gyártói számos programot kínáltak a fogyasztóknak, amelyek lehetővé teszik az ilyen számítások elvégzését különböző számú káros gázra:
2. táblázat Számítógépes programok (2000) a gázszűrők élettartamának meghatározására [47] , eredeti forrás [46] .
| Számítógépes programok (2000) a gázszűrők élettartamának meghatározására | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| PPE gyártó - program neve | Gázok száma (2000) | A gázok fajtái | Hőmérséklet tartomány °С | Relatív páratartalom % | Légáramlás l/perc |
| AO Safety – Merlin [48] | 227 | szerves és szervetlen | 0-50 | <50, 50-65, 65-80, 80-90 | könnyű, közepes és kemény munka |
| 3M – 3M élettartam [49] | 405 (2013-ban több mint 900) | szerves és szervetlen | 0, 10, 20, 30, 40, 50 | <65, >65 | 20, 40, 60 |
| MSA – Patron élettartam kalkulátor [50] | 169 | szerves és szervetlen | szabadon választott | 0-100 | 30, 60, 85 |
| Észak ezGuidev. 1.0 [51] | 176 | szerves és szervetlen | szabadon választott | <65, 66-80, >80 | 30, 50, 70 |
| Survivair Cart Life [52] | 189 | szerves és szervetlen | -7 és +70 között | <65, 66-80, >80 | 30, 50, 70 |
A 3M program [49] 2013-ban már lehetővé tette több mint 900 káros gáz és kombinációik szűrőélettartamának kiszámítását, több száz gázt és ezek kombinációit vehette figyelembe az MSA program [50] . Mindkét program figyelembe veszi a káros gázok koncentrációját és a levegőfogyasztást (az elvégzett munka súlyossága: könnyű, közepes vagy nehéz), valamint egyéb paramétereket. A Drager kifejlesztett egy nagy adatbázist a veszélyes vegyi anyagokról VOICE néven (regisztráció szükséges). Ez az adatbázis (amerikai verzió) tartalmazza az End-of-ServiceLife Calculator szűrőélettartam-számító programot , amely figyelembe veszi a szennyezett levegő koncentrációját és a kívánt áttörést (tisztított levegőben); hőmérséklet, nyomás és páratartalom; lehetővé teszi a munka intenzitásának kiválasztását a 7 lehetséges közül, és magas légszennyezettség esetén teljes arcmaszk használatát javasolja [53] .
Az elülső részbe kényszerített levegőellátással rendelkező RPE programot Bullard fejlesztette ki [54] .
A hőmérséklet, a páratartalom, a légáramlás és a gázkoncentráció hatása a szűrő élettartamáraScott kifejlesztett egy programot [55] , amely –10 és +40°C közötti hőmérsékleten, 3–95%-os relatív páratartalom mellett, 20–80 l/perc légáram mellett működik, és több mint 300 káros anyagot vesz figyelembe, mint pl. valamint ezek kombinációi. Az alábbiakban példákat mutatunk be a Scott gázálarc-szűrő (742 OV - szerves vegyületek) élettartamára gyakorolt hatásának kiszámítására a hőmérséklet és a páratartalom (balra), a levegő koncentrációja és az áramlási sebesség (jobbra) különböző anyagok hatásának és 1-es nyomásnak kitéve. atm.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Látható, hogy a páratartalom és/vagy hőmérséklet növekedése, valamint a levegő koncentrációjának és/vagy áramlásának növekedése csökkenti a szűrő élettartamát. A vízben oldódó gázok szűrésekor az élettartam kismértékben függ a levegő relatív páratartalmától.
Ennek a szűrőcsere-módszernek az az előnye, hogy lehetővé teszi a hagyományos szűrők használatát, és pontos kiindulási adatok (alkalmazási feltételek, nedvszívó tulajdonságok, szűrőgeometria) megléte esetén azok időben cserélhetők. A légszennyezettség azonban gyakran változó, és az elvégzett munka jellege nem mindig stabil (vagyis változik a légáramlás), ezért a dolgozók megbízható védelme érdekében javasolt a lehető legrosszabbhoz közeli értékeket venni. számításokat. Ugyanakkor a legjobb körülmények között működő szűrőket idő előtt kicserélik. Ez a technika jelentős hátránya.
A levegőszennyezés kémiai összetételének hatása a szűrők élettartamáraA különböző koncentrációjú anyagok szűrőre gyakorolt hatásának vizsgálati eredményei alapján táblázatokat állítanak össze a szűrő élettartamáról ilyen körülmények között [56] .
A Szovjetunióban 1974-ben megjelent egy katalógus [57] (és 1982-ben újra kiadták [12] ), amely tájékoztatást adott a szabványos szovjet szűrők élettartamáról 63 káros gáz hatásának kitéve 5, 15, 100 ill. akár 1000 MPC. Az alábbiakban egy része az aeroszolszűrővel ellátott "A" gázdoboz adatainak ebből a katalógusból. A légáramlásról, a hőmérsékletről és a páratartalomról nem áll rendelkezésre információ. A gázmaszk szűrő élettartama nagymértékben függ a káros gáztól.
| Anyag | Koncentráció | ||
|---|---|---|---|
| 5 MPC | 15 MPC | 100 MPC | |
| Anilin | 90 óra | 40 óra | 10 óra |
| Aceton | 20 óra | 6 óra | 1 óra |
| Xilidin | 40 óra | 20 óra | 5 óra |
| xilol | 50 óra | 20 óra | 4 óra |
| szén-diszulfid | 40 óra | 20 óra | 5 óra |
| Pentaklór-fenol | 75 óra | 25 óra | 3 óra |
| Furfurol | 180 óra | 90 óra | 18 óra |
| Klór-etán | 30 óra | 8 óra | 1,5 óra |
1982 utáni további ilyen irányú munkáról nincs információ. Ezeknek a katalógusoknak az adatai később bekerültek az Egyéni Védőeszközök kézikönyvébe [58] .
A gázmaszk szűrők védőhatási idejének kiszámításának pontossága programok segítségével, és azok alkalmazásaAz OSHA webhely táblázatokat tartalmaz a szabványos szűrőélettartam értékekről (vagyis egy olyan szűrőről, amely megfelel a tanúsítás minimális követelményeinek) több tucat különböző káros anyagnak való kitettséghez különböző koncentrációkban - ami lehetővé teszi az élettartam hozzávetőleges meghatározását. Arról is tájékoztatást ad, hogy ezen értékek pontossága (Jerry Wood programjával számolva) jó összhangban van a különböző káros anyagokra és eltérő felhasználási feltételekre vonatkozó (kísérleti) mérési eredményekkel. Az összehasonlítást azonban mérsékelt páratartalom esetén végeztük el.
A 2004-es adatok [59] szerint az aktív szén felületére történő nedvesség bejutása, a szorbens pórusainak vízzel való feltöltése jelentősen csökkentheti a szűrő élettartamát attól függően, hogy milyen káros anyagot fog fel. Ráadásul ennek a befolyásnak a kiszámítása (a dokumentum elkészítésekor) lehetetlen volt. Jerry Wood ezt figyelembe vette [39] [41] a programja fejlesztésével. Talán a fejlesztései bekerültek a 3M programba. A cikk [60] mindenesetre összehasonlította a védőhatás számított és mért idejét olyan esetekben, amikor a szűrőt 6 különböző osztályba tartozó szerves anyag hatásának volt kitéve: heptán (alkánok), metil-izobutil-keton (ketonok), toluol (aromás vegyületek). ), tetraklór-etilén (halogénezett alkán), n-butil-acetát (észter) és szek-butanol (alkoholok). 50%-os relatív páratartalom mellett a különbség soha nem haladta meg a 30%-ot, egyes anyagoknál pedig elhanyagolható volt. De a páratartalom növekedésével (a heptánt, toluolt és metil-izobutil-ketont ellenőriztük) 70%-ig a heptán és a toluol esetében csökkent a számított élettartam (a program figyelembe vette a páratartalom növekedését), és kiderült, hogy fele az igazi. A metil-izobutil-keton esetében pedig a páratartalom 85% -ra történő növelésével a számított élettartam 11-szeresére csökkent, ugyanakkor háromszor kisebb lett, mint a valódi. Így az élettartamot befolyásoló összes tényező figyelembevétele még nem valósult meg a 3M programban.
A dolgozók mérgező gázokkal szembeni védelmének javítása érdekében japán szakértők számos tanulmányt végeztek, köztük a gázálarcszűrők védő hatásának modellezését. [61]-ben az élettartam kiszámításának pontosságát tesztelték, amikor a szűrőt 10 anyag hatásának (aceton, benzol, toluol, szén-tetraklorid, ciklohexán, n-hexán, n-heptán, metil-acetát, metanol, 2-propanol) tették ki. ). Jerry Wood programja kiváló eredményeket mutatott minden anyag esetében 50% vagy annál kisebb relatív páratartalom mellett. A páratartalom növekedésével a pontosság csökkent. A szerzők arra a következtetésre jutottak: ha a káros anyag jól oldódik a vízben, akkor a számítások pontossága jó (és esetenként az élettartam is megnő - a káros anyag feloldódhat a kapillárisokat teljesen kitöltött vízben, és nem fogja meg aktív szénnel, de vízzel; a metanol élettartama nő a páratartalommal). Ugyanakkor az aktív szén pórusainak vízzel való feltöltése megakadályozza a vízben rosszul oldódó anyagok beszorulását. Például a ciklohexán páratartalmának 50%-ról 65%-ra történő növelésével a számított élettartam 175 percről 143 percre csökkent (a program figyelembe vette a levegő páratartalmát); de a mért 169-ről 12 percre csökkent. A tanulmány hátránya, hogy a kényelem kedvéért a szerzők olyan koncentrációtartományban dolgoztak (10 káros anyag esetében), amelyek nem feltétlenül felelnek meg ezen anyagok MPC-jének.
Ennélfogva mérsékelt páratartalom mellett a Jerry Wood's MultiVapor™ szoftver 2.2.3-as verziója lehetővé teszi a HRV pontos kiszámítását. Valószínűleg más programok is képesek erre. De 60-65% és magasabb páratartalom mellett, valamint a vízben rosszul oldódó anyagoktól való védelem mellett olyan hatások jelentkeznek, amelyeket a program még nem vesz figyelembe; és a védőhatás számított ideje észrevehetően alacsonyabb ( vagy magasabb ) lehet, mint a valós. Ilyen esetekben az [59] -ben javasolt az élettartam kísérleti mérési eredményeinek felhasználása (amit egyes szervezetek térítés ellenében végeztek). Használhat szigetelő RPE-t is.
Iráni szakértők ellenőrizték, hogyan cserélik ki időben a szűrőket a festékgyártó üzemben. Kiderült, hogy az újakra cseréléskor a felük már nem védi a dolgozókat. A szűrő paramétereinek meghatározását és a gyártótól a szorbens paramétereinek megszerzését követően a [62] szerzői ezt az információt (a legrosszabb várható légszennyezettségre vonatkozó adatokkal együtt) bevitték D. Wood MultiVapor programjába. A számítások alapján a szűrőcsere ütemezése megváltozott - 4 óránként kezdték cserélni, és nem 2-3 naponta. A teszt azt mutatta , hogy az ütemezés megváltoztatása után minden szűrő jól megtisztította a levegőt (közvetlenül az újakra való csere előtt).
Hasonló eredményre jutottak egy autógyárban [28] : a szűrők cseréjekor „a maszk alatti szag megjelenésével” 2-3 műszakban egyszer cserélték, 16-24 óra elteltével (teljes használati idő). Az ellenőrzés kimutatta, hogy 10 szűrőből (közvetlenül az újakra való csere után) 7 már nem védi a festőket. A szűrők tesztelése és élettartamuk kiszámítása lehetővé tette egy új ütemterv összeállítását - 4 óránkénti csere. Egy 10 szűrőből álló teszt azt mutatta, hogy mindegyik védi a dolgozót a használat teljes ideje alatt.
Az instabil légszennyezettség esetén használt gázszűrők időben történő cseréje érdekében olyan eszközöket használhat, amelyek figyelmeztetik a dolgozót a szűrő élettartamának végéhez közeledően - Élettartam-kijelzők (ESLI ). Az ilyen mutatók aktívak és passzívak. A passzív indikátorok gyakran használnak színváltó érzékelőelemet, amelyet a szűrőbe helyeznek bizonyos távolságra a tiszta levegő kimenetétől (így a színváltozás még azelőtt megtörténik, hogy a káros gázok áthaladnának a szűrőn). Az aktív jelzőkben pedig az érzékelő jelét arra használják, hogy fény- vagy hangjelzést adjon a dolgozónak - így elhagyja a szennyezett légkört és kicseréli a szűrőt.
Az Országos Munkahelyi Biztonsági és Egészségvédelmi Intézet (NIOSH) szakemberei követelményeket [8] [63] dolgoztak ki az ilyen mutatókra. Különösen az élettartamuk 90%-ának lemerülése előtt kell működniük – hogy a dolgozónak legyen ideje elhagyni a szennyezett légkört, a passzív jelzők esetében pedig az érzékeny elemet úgy kell elhelyezni, hogy a dolgozó láthassa azt, amikor egy védőfelszerelést visel. gázmaszk. A követelményeket a 42 CFR 84 légzőkészülék tanúsítási szabvány tartalmazza, például a 84.255 szakasz [64] .
Passzív szűrő élettartamának végét jelző jelzők[7] szerint az első passzív mutatót 1925-ben dolgozták ki [65] . Jelzőpapírt használt, amely egy átlátszó ablak mentén helyezkedett el, amely a szűrő bemenetétől a kimenetig terjedt. A színes terület hosszának változásával megállapítható volt, hogy a szorbens melyik része nem fogyasztódott el.
1957-ben Németországban szabadalmaztattak egy indikátort, amely a dolgozó látómezejében volt a maszk alatti térben [66] . A mutató hátránya, hogy kellően magas koncentrációban működött - a maszk alatt.
1976-ban szabadalmaztattak egy szűrőt, amely vinil-kloriddal reagáló indikátorpapírt használt a csere szükségességének észlelésére [67] .
1987-ben a Dragerwerk szabadalmaztatott egy indikátort, amely megváltoztatta a színét, és a szorbens belsejében egy üregben helyezkedett el [68] Olyan szűrőket fejlesztettek ki, amelyekben a szorbens egy része szagú anyaggal (például izoamil-acetáttal) telített volt. Amikor egy mérgező gáz elérte ezt a szorbenst, az kiszorította a szagú anyagot, és a dolgozó úgy érezte, hogy a szűrőt ki kell cserélni [69] [70] .
1979-ben az American Optical Corporation számos szabadalmat kapott a légzésvédő szűrő élettartamának végét jelző jelzőkre, amelyeket vízben oldódó és vízben oldhatatlan szerves vegyületeket felfogó szűrőkben való használatra szántak [71] . Sajnos ennek az indikátornak a használatakor a fő probléma az volt, hogy a szavatossági ideje (használat előtt) lényegesen rövidebb volt, mint magának a szűrőnek és a szorbensnek az eltarthatósága - [72] szerint a gyártás után 2 év elteltével a nem használt szűrők mutatói megváltozott a színe, ezért az ilyen szűrőket Japánban nem tanúsítják.
2002 februárjában sok passzív indikátorral rendelkező szűrőt kivontak a forgalomból, mert amikor teljes arcmaszkra szerelték őket, a jelző nem volt látható a légzésvédő használata közben [73] .
A North Safety Products többféle passzív indikátorral ellátott szűrőt gyárt - savas gázok (hidrogén-klorid, hidrogén-fluorid, kén-dioxid, hidrogén-szulfid), szerves vegyületek gőzei elleni védelemre; ammóniából; valamint higanyból és klórból. Ezeknek az indikátoroknak az a hátránya, hogy csak bizonyos gázokra figyelmeztetik a dolgozót, különböző gázokkal szennyezett légkörben történő használat esetén nem tudnak megfelelően figyelmeztetni.
A 3M a higany és a klór elleni védelemre tervezett passzív indikátorgázszűrőket gyárt és értékesít [74] .
| Káros gáz | Indikátor | Színváltozás |
|---|---|---|
| Akrilnitril | Kálium-permanganát | Lila a barnán |
| Ammónia | Vörös lakmusz | Piros a kéken |
| Benzol | Na 2 Cr 2 O 7 | Narancstól sötétzöldig |
| Vinil-klorid | Kálium-permanganát | Lila a barnán |
| Kén-dioxid SO2 | Indofenol | Sötétkék fehéren |
| Szén-monoxid CO | Palládium-klorid | Barna-piros feketén |
| hidrogén-szulfid | Kongói vörös | Piros a kéken |
| Sósav | Kongói vörös | Piros a kéken |
| 1,1,1-triklór-etán | Na 2 Cr 2 O 7 | Narancstól sötétzöldig |
| Klór | Indofenol | Sötétkék fehéren |
A passzív indikátorok előnye alacsony költségük, hátránya pedig, hogy működésük észleléséhez a dolgozónak figyelnie kell a mutatót, és ezt az elvégzett munka jellege nem mindig teszi lehetővé. Ezenkívül a színváltozások időben történő észleléséhez jó világításra van szükség. A színvakok nem használhatják ezeket a szűrőket.
A Szovjetunióban 1960-ra légzőkészüléket fejlesztettek ki a hidrogén-szulfiddal szemben [75] . Szabványos gázálarcos dobozt használtak, amelyet úgy módosítottak, hogy behelyeztek egy indikátort, amely megváltoztatta a színét, amikor a hidrogén-szulfid megközelítette a tisztított levegő kivezető nyílását.
A közelmúltban átlátszó műanyag gázálarcos dobozokat fejlesztettek ki, amelyek ioncserélő gyantafogót használnak az ammónia felfogására, megváltoztatva a színét, ahogy telítődik [76] . A CJSC Insorb által gyártott ilyen szűrők gyakorlati alkalmazásáról nincsenek publikációk, de arról számoltak be, hogy használatuk lehetővé tette a szűrők idő előtti cseréjének elkerülését is [77] .
Hasonló szűrőket (teljesen átlátszó testtel és színváltó szorbenssel) ismertet a [78] . A hidrogén-szulfid és más savas gázok elleni védelem érdekében a szűrőben szorbenst használnak - makropórusos KU-23 szulfokationát átmeneti fémek (réz, kobalt, nikkel) formájában; valamint rézionokkal módosított KU-23-15/100 ammónia abszorpciójára. Amikor a gáz felszívódik, a szemcsék színe megközelítőleg világoskékről feketére változik. A szűrők élettartama körülbelül 1,7-2-szer hosszabb, mint a hasonló Cupramit szorbens szűrőké.
A NIOSH szakemberei optikai indikátorokat fejlesztettek ki, amelyek figyelmeztethetik a szorbens hidrogén-cianiddal [79] és hidrogén-szulfiddal [80] való telítettségét . Az indikátorok kobinamidot használtak.
Passzív HMI-jelzők [7]
Yablick 1925-ös szabadalom [65]
ChemMotif 2000
THO 1998 és Linders [69]
TNO 2004 [70]
Dragerwerk 1986 [68]
Wallace 1975
Wallace 1975 [81]
Roberts 1976 [67]
KNK-szabadalom 2001
Dragerwerk 1957 [66]
Az aktív jelzőfényeknél a dolgozó figyelmeztetésére fény- vagy hangriasztást alkalmaznak, amelyet általában egy gázálarcszűrőbe szerelt érzékelő jel vált ki. Az ilyen indikátorok lehetővé teszik a szűrők időben történő cseréjét bármilyen megvilágításnál, és nem szükséges a dolgozónak figyelnie a jelző színére. Olyan dolgozók is használhatják őket, akiknek nehézséget okoz a különböző színek megkülönböztetése.
A [7] szerint az egyik első aktív indikátor egy 1965-ben kifejlesztett szűrő volt, amelyben két vezetéket viasszal kötöttek össze [82] . Amikor a viaszt szerves vegyületek gőzeivel meglágyították, a vezetékek összeértek, és egy figyelmeztető lámpa kigyulladt. A készülék hátránya a bonyolultsága és a működés hőmérsékletfüggősége volt.
Wallace szabadalmaztatott egy légzőkészülék figyelmeztető rendszert, amely mérgező gázokat észlel. Ebben a kialakításban két elektródát (amelyek közül legalább az egyik alacsony olvadáspontú szigetelővel, például viasszal vonták be) mélyen a szűrőbe helyeztek. A szerző megállapította, hogy mérgező gázok jelenlétében a szén elkezd felmelegedni, ez megolvasztja a viaszt és lezárja az aktív szénben lévő elektródák közötti elektromos áramkört, ami riasztást indít el [81] .
Az American Optical szabadalmaztatott egy érzékelőt, amely a szűrőtartóban vagy a maszk alatt volt. Az aktív szén felületén a gázok adszorpciója során felszabaduló hőre reagált. Az érzékelő figyelte a hőmérsékletet, amely emelkedett, amikor a gázt szén adszorbeálta. [83]
Ezt követően a kémiai ellenállásokat és a félvezető érzékelőket széles körben alkalmazták.
1989-ben szabadalmaztattak egy készüléket, amely figyelmeztetett a káros gázok megjelenésére. Egy elektrokémiai érzékelő segítségével észlelte őket. Az eszközt a maszk és a szűrő közé kellett beépíteni [84] .
1991-ben a Transducer Research, Inc. beszámolt egy aktív nyomjelző sikeres tesztjéről, amelyben az érzékelő reagált a ciklohexán gőzeire. Érzékelőként vegyi ellenállást használtak; ciklohexán észlelésekor a LED jelzés aktiválódott [85] .
2002-ben Japánban kifejlesztettek egy légzőkészüléket a szűrő után elhelyezett érzékelővel [86] .
2003-ban olyan légzőkészüléket fejlesztettek ki, amelynek félvezető érzékelője a szűrő és a maszk között volt elhelyezve [87] . A készülék hátránya a nagy energiafogyasztás volt – minden műszakban cserélni kellett az elemeket.
2002-ben szabadalmat szereztek egy olcsó, szűrőbe szerelt száloptikai érzékelőre [88] . Az eszközt az alacsony költség, az egyszerűség és a különféle szennyezésekre való reagálási képesség jellemezte.
2002-ben a Cyrano Sciences kifejlesztett egy „elektronikus orrot”, amely 32 különböző érzékelőből áll. Jeleik mikroszámítógéppel történő feldolgozása lehetővé tette a különféle káros anyagok jelenlétének meghatározását [89] .
Különböző szervezetek aktívan dolgoznak ki jobb élettartam-mutatókat [7] .
A műszaki problémák megoldása és az aktív élettartam-kijelzőkre vonatkozó megállapított követelmények megléte ellenére 1984-től (az első tanúsítási szabvány a mutatók követelményeivel) 2013-ig egyetlen aktív indikátorral rendelkező szűrőt sem tanúsítottak az USA. Kiderült, hogy a szűrőkre vonatkozó követelmények nem teljesen pontosak, a munkáltatókkal szemben támasztott követelmények nem kötelezik őket egészen konkrétan az ilyen indikátorok használatára, ezért az RPE-gyártók a kereskedelmi kudarctól tartanak új, szokatlan termékek értékesítése során - bár továbbra is folytatnak kutatás-fejlesztési munkát. . Ezért egy légzőkészülék alkalmazási tanulmány alapján (amely kimutatta, hogy az Egyesült Államokban több mint 200 000 ember lehet kitéve káros gázoknak a szűrők idő előtti cseréje miatt) a Munkahelyi Biztonsági és Egészségügyi Intézet Személyi Védőeszközök Laboratóriuma (NPPTL) ( NIOSH ) megkezdte az aktív indikátor fejlesztését. A munka elvégzése után, annak eredményei szerint tisztázásra kerülnek a jogszabályi követelmények, a munkáltatóval szemben támasztott követelmények, és az így létrejövő technológiák átkerülnek az iparba új RPE-ben való felhasználásra [90] .
A Szovjetunióban és az Orosz Föderációban nincsenek publikációk az aktív mutatók fejlesztéséről;
[91] megemlíti egy "gázanalizátor elhelyezését egy kereskedelmi forgalomban kapható elülső rész (SHMP) átlátszó szelepdobozában", amely az FPC abszorber kidolgozásának pillanatát szabályozza ("Indicator" készlet).
Aktív HMI-jelzők [7]
Amerikai optikai [83]
Auergesellschaft 1989 [84]
Auergesellschaft 1989
Bernard 1998 [88]
Dragerwerk 1994
FOGS 1998
Geraetebau 1991
Shigematsu 2002 [86]
Stetter 1991 [85]
Nagy mennyiségű szorbenst tartalmazó, alacsony szennyezőanyag-koncentrációjú anti-gázszűrők használatakor, vagy rövid használat esetén használat után sok fel nem használt szorbens marad a szűrőben. A szűrő utólagos tárolása során a bezárt gázok molekuláinak egy része deszorbeálódhat, és a koncentrációkülönbség miatt (a bemenetnél nagyobb a koncentráció, a tisztított levegő kimeneténél kevesebb), vándorolnak a kimenetre. 1975-ben [94] egy metil-bromidnak kitett szűrők vizsgálata kimutatta, hogy az ilyen migráció miatt a szűrő újrafelhasználásakor a tisztított levegőben lévő káros anyagok koncentrációja meghaladhatja az MPC -t (még akkor is, ha tiszta levegőt fújnak át a szűrőn ):
A 10 °C-os forráspontú szűrőgázmaszkok alkalmazásának alsó hőmérsékleti határának korlátozása annak a ténynek köszönhető, hogy az alacsony füstölésű szerves anyagokat az aktív szén enyhén felszívja vékony rétegekben ... Ezenkívül , a t bp = 10 °C-os szorbeált gőzök gyors újraeloszlása következtében a szűrődoboz töltése felett lehetséges azok kifújása, ami a gázálarcban dolgozó személy mérgezéséhez vezethet .
– (172. o. [78] )A dolgozók egészségének védelme érdekében az Egyesült Államok törvényei nem teszik lehetővé a gázálarcszűrők újrafelhasználását, hogy megvédjék az „illékony” káros anyagoktól – még akkor sem, ha a szűrő első használatakor a szorbens részlegesen telített volt. A szabványok szerint a 65 °C alatti forráspontú anyagok „illékonynak” minősülnek. A vizsgálatok azonban kimutatták, hogy még 65 °C feletti forrásponton sem lehet biztonságos a szűrő újrafelhasználása. Ezért a gyártónak minden olyan információt át kell adnia a vásárlónak, amely a gázmaszkszűrők biztonságos használatának megszervezéséhez szükséges. Vagyis azokban az esetekben, amikor a programszámítások (lásd fent) azt mutatják, hogy a folyamatos szűrő élettartama meghaladja a 8 órát (2. és 3. táblázat), a jogszabály egy műszakra korlátozza az alkalmazást.
A Szovjetunióban és az Orosz Föderációban széles körben használták és használják a nagy méretű, sok szorbenst tartalmazó gázálarcos dobozokat. Az ilyen szűrők nagy szorpciós kapacitása bizonyos mértékig enyhíti a káros gázok kivándorlásának következményeit a korábban használt szűrő tárolása során. Ennek eredményeként e jelenség ritkább megnyilvánulása miatt, valamint azért, mert az Orosz Föderációban az RPE gyártói nem felelősek használatuk következményeiért (és a munkáltató ritkán felelős a munkavállalók egészségének károsodásáért). , a különböző szerzők egyértelműen és szisztematikusan javasolják a gázmaszk szűrők használatát nemcsak ismételten, hanem többször is. Például [95] több hónapig javasolta a gázszűrők használatát (bizonyos esetekben). Az ilyen általános ajánlások nem teszik lehetővé annak meghatározását, hogy mikor biztonságos ezt megtenni (és hányszor), és mikor nem.
A cikk [42] eljárást ad a káros anyagok koncentrációjának kiszámítására a szűrő újrafelhasználásának kezdetekor (amely lehetővé teszi annak pontos meghatározását, hogy mikor lehetséges biztonságosan újrafelhasználni), de ezek a tudományos eredmények még nem tükröződnek. a gyártók által összeállított szabványokban vagy a légzőkészülékek használatára vonatkozó irányelvekben (ahol az újrahasználat is gyakran tilos). A cikk USA-ban dolgozó szerzője meg sem próbálta harmadszorra gázmaszkszűrő használatát fontolóra venni.
A gázszűrők élettartamának kiszámítására szolgáló szoftver fejlesztőjének webhelyén letölthet egy programot, amely lehetővé teszi a káros anyagok koncentrációjának kiszámítását közvetlenül a szűrő újrafelhasználásának megkezdése után (amely lehetővé teszi annak meghatározását, hogy ez elfogadható-e) [ 96] .
Már az 1970-es években kifejlesztettek olyan szálas szűrőanyagokat, amelyek nemcsak aeroszolokat, hanem gáznemű anyagokat is képesek felfogni. Ehhez vagy a szálak közötti kis szorbens részecskéket, vagy speciális, gázok elnyelésére képes szálakat használtak [97] [98] . A szorbens részecskék vagy szálak kis átmérője jelentősen megnöveli a gázelnyelő felületet, ami javítja a gázbefogást.
Maga a szűrő félálarc tömege azonban kicsi (~8-20 gramm), és a benne lévő szorbens tömege jóval kisebb, mint egy elasztomer félálarc hagyományos cserélhető gázálarc szűrőjében (a kb. a szűrő 300 grammra korlátozódik [99] [100] , és a szorbens jellemző tömege körülbelül 60 gramm). Ezért, ha a levegő folyamatosan mozog kívülről befelé, az ilyen szűrő élettartama jelentősen csökken. A kutatás [101] kimutatta, hogy ez lehet például egy vagy két óra. Az ilyen szűrő félálarcok magas költségével együtt ez megnehezíti az 1 MPC-t meghaladó koncentrációjú káros gázok elleni védekezést. Azonban még ha van is kilégzőszelep, a szűrő félálarcban lévő levegő nemcsak kívülről befelé, hanem belülről kifelé (kilégzéskor) is áthalad a szűrőn. Ez a kilélegzett levegő párásodik, és a szűrővel való érintkezése megnedvesíti a szorbenst. Például oldószergőzök felfogása esetén ez jelentősen csökkentheti az élettartamot, és még problémásabbá teszi a gázszűrő félálarcok használatát, ha a gázkoncentráció meghaladja az 1 MPC-t.
Oroszországban a levegő hőmérséklete gyakran 0°C alatt van. A tanulmány [102] kimutatta, hogy -5 ÷ -15°C hőmérsékleten már 15-30 perc elteltével sok szűrős félálarcban (tiszta levegőben használva) a légzési ellenállás kezd meghaladni a megengedettet. Ennek oka a nedvesség felhalmozódása és megfagyása a szűrőanyag környezetében, ami megnehezíti a levegő átjutását. A nedvesség ilyen felhalmozódása és jégképződés a szűrőanyag szorbens részecskéinek és/vagy getterszálainak felületén megakadályozhatja, hogy káros gáznemű anyagokat egyáltalán felfogjanak.
Néhány PPE-kereskedő [103] és szakértő [104] azonban az Orosz Föderációban azt javasolja, hogy a fogyasztók szűrős félálarcokat használjanak, ha a gáznemű légszennyezés koncentrációja jelentősen meghaladja az 1 MPC -t (például akár 20-40-szer) . Ennek nincs analógja az iparosodott országokban, nem írják elő az RPE használatának megválasztását és megszervezését szabályozó jogszabályok az USA-ban [105] , Nagy-Britanniában [106] és Németországban [107] , és semmilyen módon nem támasztják alá. . Ezen túlmenően az ilyen célra történő felhasználásuk nem teszi lehetővé az élettartam meghatározását a fent említett elérhető szoftver segítségével (mivel ilyen alkalmazás a fejlődő országokban nem lehetséges, ezért egyáltalán nem biztosított).
A szűrős gázálarcok akkor használhatók a gáznemű káros anyagok elleni védekezésre, ha azok koncentrációja nem haladja meg az 1 MPC-t – vagyis amikor nem annyira veszélyesek az egészségre, hanem egyszerűen irritálják a dolgozót (szaglás stb.) [108] . A beszállítók által kínált szűrős félálarcok nem PPE-ként, hanem csak aeroszol elleni védelemmel rendelkeznek [109] .
Mivel az illat maszk alatti használata nem mindig teszi lehetővé a gázszűrők időben történő cseréjét, és mivel a szagok megkülönböztetésének képessége személyenként változó, és különböző körülményektől függ, az Egyesült Államok Munkaügyi Minisztériumának Munkaügyi Biztonsági és Egészségügyi Hivatala (OSHA) ) megtiltotta ennek a módszernek az alkalmazását az élettartam végének meghatározására. Az Egyesült Államok jogszabályai (lásd a légzőkészülékek használatának megválasztására és megszervezésére vonatkozó törvényi szabályozást ) [6] arra kötelezik a munkáltatót, hogy a szűrők cseréjére csak két módot alkalmazzon - ütemterv szerint, illetve a szolgálati idő lejártának jelzése szerint. élettartam mutató - mivel csak ezek a módszerek biztosítják a dolgozók egészségének megbízható megőrzését (és az ellenőröknek szóló utasítások A Munkaügyi Biztonsági és Egészségügyi Hivatal Munkavédelmi Hivatala konkrét útmutatást ad az ilyen követelmények betartásának ellenőrzésére [110] ). Másrészt a kormányzati hatóságok kötelezik a gyártókat, hogy a fogyasztót minden szükséges információval ellássák a szűrőcsere ütemezéséhez.
Hasonló követelmények vannak az RPE használatának megválasztását és megszervezését szabályozó munkavédelmi szabványban is az EU-országokban [111] . Angliában a légzőkészülékek kiválasztásáról és használatáról szóló kézikönyv azt javasolja, hogy ha RPE-t használ a káros gázok elleni védelemhez a szűrőcseréhez, tájékozódjon a gyártótól, cserélje ki a szűrőket ütemezetten, használjon élettartam-kijelzőket, és ne napi egy óránál hosszabb ideig javasolja a gázálarc használatát (miközben az 1. osztályú szűrők egyszeri használat után ajánlott, a 2. osztályú - legalább hetente egyszer, a 3. osztályú - a gyártó utasításai szerint, és tiltja az újrahasználatot, ha védve a migrációra képes illékony anyagoktól). [112]
Japánban a szűrőcserét a munkáltatónak kell elvégeznie a gyártó utasításai szerint (meghatározott alkalmazásoknál, azaz ütemezetten - mint az Egyesült Államokban); a dolgozó érzékszerveinek szubjektív reakciója a szennyezett levegő maszkba való bejutására nem a szűrőcsere módszere - hanem csak a munkahely elhagyásának oka (többek között az RPE meghibásodásának jelei) [113] .
A meghatározott célokra megfelelő és megfelelő RPE kiválasztásáért és használatáért a munkáltató felelőssége [115] [116]
— de nem a gyártó [117] [118] (amely nem adja meg a vevőt a szükséges információkkal), és nem az állam (amely elállt szabályozási kötelezettségeitől).
Mint fentebb említettük, a káros gázok molekuláinak aktív szénnel való megkötésekor az adszorpció miatt a molekula és a szén közötti kötés nem túl erős, és lehetséges a korábban befogott molekulák elválasztása és magával ragadása a szorbensből. Ezt az első világháború alatt fedezték fel - használt gázálarcos szűrőket, a későbbi hosszú távú tárolás során (nem hermetikus tartályokban), "elveszítette" a korábban felfogott klórt (nagyon lassan, így nem volt veszélyes), és amikor újra felhasználták gáztámadások, megvédhetik a katonákat. Természetesen az ilyen "természetes regenerációt" a vegyi fegyverek elleni védelem gázálarca-használata közötti meglehetősen hosszú szünetekkel magyarázták - az iparban pedig egyáltalán nem hasonló a helyzet. Ezenkívül a káros gázok egy része, amikor felfogják, erősebb kötést képez a szorbenssel, mint a klór és az aktív szén.
Ezért speciális technológiákat fejlesztettek ki a használt gázmaszk szűrők helyreállítására. A korábban befogott káros anyagok deszorpciójához kedvezőbb feltételek megteremtését alkalmazták. Ehhez az 1930-as években vízgőzt vagy felmelegített levegőt [119] [120] , vagy más módszert [121] alkalmaztak . A regenerálást a szorbens gázálarc dobozból történő kiürítése után, vagy közvetlenül a dobozban, szétszerelés nélkül végeztük.
1967-ben kísérletet tettek ioncserélő gyanták felhasználására abszorberként. A szerzők a szorbens granulátum regenerálását javasolták (a gázálarc dobozból való kirakodás után) lúg- vagy szódaoldattal [122] .
A tanulmány [94] azt is kimutatta, hogy metil-bromiddal való érintkezést követően a használt gázálarc-szűrők hatékony regenerálása lehetséges, ha azokat meleg levegővel fújják (100–110°C, áramlási sebesség 20 l/perc, időtartam kb. 60 perc).
A (186. o. [78] ) említi az anioncserélők (AN-221, AN-511) szorbensként történő alkalmazását a hidrogén-fluorid elleni védelem érdekében. A regeneráláshoz javasoljuk, hogy a szorbenst 5% -os NaOH -oldattal vagy szódaoldattal mossák.
Az iparban a levegő és gázok tisztítása során folyamatosan és szisztematikusan történik a szorbensek alkalmazása és regenerálása a szűrőkben, mivel ezzel pénzt takarítanak meg a szorbens cseréjén, illetve az ipari szűrők regenerálása körültekintően és szervezetten végezhető. módon. De mivel a gázálarcos légzésvédőket különböző emberek széles körben használják különféle körülmények között, lehetetlen ellenőrizni a légzőkészülékek gázmaszkos szűrőinek regenerálásának pontosságát és helyességét, valamint (a műszaki megvalósíthatóság és jövedelmezőség ellenére) a gázálarc regenerációját. szűrők RPE nem kerül végrehajtásra.
Szűrő RPE használatakor az egészségre (és a környezetre) káros anyagok halmozódnak fel szűrőikben. A gyártók az útlevelekben és a kezelési útmutatókban rendszerint jelzik, hogy a használat befejezése után a szűrőket úgy kell ártalmatlanítani, hogy az ne károsítsa a környezetet, és a nemzeti jogszabályok előírásainak megfelelően. De részleteket (hogyan kell csinálni) nem közölnek. [123] szerint például Sterlitamak városában évente mintegy 6000 használt szűrőt szállítanak az ipari vállalkozásokból egy hagyományos hulladéklerakóba.
A szerzők a szűrőkben lévő káros anyagok mennyiségének felmérése után (a tanúsítás során történő tesztelésük követelményei alapján, amelyek nem feltétlenül felelnek meg pontosan a valós felhasználás feltételeinek) arra a következtetésre jutottak, hogy a használt szűrők az 1-4. veszélyességi osztályba tartoznak; a szilárd háztartási hulladéklerakókba való elszállításuk a talaj, a légköri levegő és a talajvíz másodlagos szennyezéséhez vezet; és ennek megelőzése érdekében meg kell szervezni a használt szűrők központosított gyűjteményét.
Olyan körülmények között, amikor az Orosz Föderációban [124] nincs törvényi szabályozás a légzőkészülékek használatának megszervezésére , amikor a munkavédelmi szakembereket nem tanítják meg az RPE használatának megválasztására és megszervezésére (és gyakorlatilag nincs megfelelő képzési segédeszköz) , amikor a gyártók nem adják meg a fogyasztóknak az élettartam-szűrők meghatározásához szükséges információkat, és határozottan nem akarnak érdeklődni az iránt, hogy mi történik a termék (lélegeztetőkészülékek) értékesítése, a légzésvédő szűrők időben történő cseréje és a biztonságosságuk lehetőségének meghatározása után. az újrafelhasználás komoly problémát jelenthet – különösen akkor, ha olyan káros gázok ellen védekezünk, amelyeknek nincs figyelmeztető tulajdonsága, vagy csökkentett egyéni munkavállalói érzékenység esetén.
Korábban, az élettartam végét jelző indikátorok, illetve az élettartam kiszámítására alkalmas szoftverek kifejlesztése előtt különböző körülmények között (és egy másik, akkor még megoldatlan probléma miatt - a szűretlen levegő szivárgása a maszk és az arc közötti réseken keresztül) a szakemberek. az USA-ban megpróbálták teljesen betiltani a légzőkészülékek szisztematikus használatát, csak javításra, karbantartásra stb. engedélyezve használatukat. [125] A fejlett országok jogszabályai előírták, hogy a munkáltató kizárólag szigetelő PPE -t használjon a káros gázok elleni védelemhez, amelyeknek nincs figyelmeztető tulajdonságuk. (132. o., 11.2 (b) bekezdés [26 ] ) (például tömlős légzőkészülékek). Az élettartam végét jelző mutatók és a szűrők élettartamának kiszámításának lehetősége hiányában ez a módszer segíthet a dolgozók egészségének megőrzésében az Orosz Föderációban.
A légzőkészülék szűrőinek cseréjének meghatározásával kapcsolatos problémák az Egyesült Államok [126] és az EU [106] [107] szabványaihoz vezettek, amelyek lehetővé teszik, hogy csak légzőkészüléket használjanak azonnali életveszélyes légszennyezés esetén.
A szűretlen levegőnek a maszk és az arc közötti réseken keresztül történő szivárgása miatt a szűrős légzőkészülék hatékonysága lényegesen alacsonyabb lehet, mint a gázmaszkos szűrők levegőtisztítási foka. Részletekért lásd: Légzőkészülék helyszíni tesztelése és Légzőkészülék elvárásai .
