Компания 3М: эксперты рассказали о принципах выбора эффективных противоаэрозольных фильтрующих полумасок с дополнительной противогазовой защитой
20.10.2020 11:50:00
Известно, что достичь гарантированной защиты работников от вредного фактора производственной среды можно только при обеспечении его эффективными СИЗ и должном обучении их применению. Проблема выбора эффективных СИЗ сегодня является очень актуальной. Она подкреплена с одной стороны желанием работодателя не потратить «лишние» бюджеты на охрану труда, с другой – рост профессиональных заболеваний и их социальные аспекты. Действующие в Российской Федерации Межотраслевые правила обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты основаны на принципе нормирования. Такой принцип не гарантирует защиту работника с помощью СИЗ при имеющихся условиях труда на его рабочем месте, поскольку в Типовых нормах бесплатной выдачи сертифицированных СИЗ не учитываются защитные свойства СИЗ и особенности трудового процесса на конкретном рабочем месте.
Известно, что достичь гарантированной защиты работников от вредного фактора производственной среды можно только при обеспечении его эффективными СИЗ и должном обучении их применению. Проблема выбора эффективных СИЗ сегодня является очень актуальной. Она подкреплена с одной стороны желанием работодателя не потратить «лишние» бюджеты на охрану труда, с другой ─ рост профессиональных заболеваний и их социальные аспекты.
Действующие в Российской Федерации Межотраслевые правила обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты основаны на принципе нормирования. Такой принцип не гарантирует защиту работника с помощью СИЗ при имеющихся условиях труда на его рабочем месте, поскольку в Типовых нормах бесплатной выдачи сертифицированных СИЗ не учитываются защитные свойства СИЗ и особенности трудового процесса на конкретном рабочем месте. Как известно, неадекватность подбора СИЗ, несоответствие их производственным факторам риска может привести к травмам отравлениям и смертям работников, а работодателя ─ к экономическим потерям от перечисленных несчастных случаев. Для того чтобы обеспечить работников эффективными СИЗ, современному специалисту по охране труда необходимо разбираться во всех тонкостях и аспектах проблемы.
В рамках статьи мы рассмотрим основные принципы, которыми необходимо руководствоваться при выборе такого вида СИЗОД, как противоаэрозольные фильтрующие полумаски с дополнительной противогазовой защитой (далее противогазоаэрозольные полумаски).
Загрязнения воздуха производственной зоны, можно разделить на два основных типа: аэрозоли (туман, дым, пыль) и газы, пары (пары органических растворителей, газы, выделяющиеся в процессе производства). Исходя из природы вещества, присутствующего в воздухе, необходимо применять соответствующие СИЗОД. Для защиты от аэрозолей применяются противоаэрозольные СИЗОД с фильтрующий полумаской или с изолирующей лицевой частью. Для защиты от газов и паров ─ противогазовые СИЗОД (фильтры) с изолирующей лицевой частью.
Для большинства предприятий характерно одновременное присутствие в воздухе рабочей зоны аэрозолей и газов. Для таких условий труда особенно важно выбрать эффективный респиратор, поскольку воздействие газа на организм человека более опасно, чем воздействие большинства аэрозолей. Традиционно, для этих целей используются противогазоаэрозольные СИЗОД (комбинированные фильтры) с изолирующей лицевой частью, и такой вариант защиты безусловно является надежным. Также существует практика использования противоаэрозольных фильтрующих полумасок с дополнительной защитой от газов и паров. Однако применение таких СИЗОД имеет ряд ограничений, которые необходимо учитывать.
Рассмотрим подробнее, что из себя представляют противогазоаэрозольные полумаски.
Обычно производители позиционируют такие полумаски только для защиты от газов и паров при их концентрации ниже ПДК, т.е. когда отсутствует опасная концентрация газов и паров, нет угрозы жизни и здоровью рабочего, а есть необходимость только защитить человека от неприятного запаха. Но на некоторых предприятиях рабочие вынуждены на регулярной основе применять фильтрующие противоаэрозольногазовые полумаски для защиты от газов и паров при их концентрации выше ПДК. Причины могут быть разные: экономические, специфические условия труда и т.д.
Согласно ТР ТС 019/2011 «О безопасности СИЗ» все фильтрующие СИЗОД классифицируются на противоаэрозольные, противогазовые и противогазоаэрозольные (комбинированные) с различными вариантами лицевых частей. Для каждого класс разработана нормативная документация, регулирующая их функциональность и свойства. Для противоаэрозольных полумасок с дополнительной защитой от газов и паров не существует стандартов, регулирующего функциональность и защитные свойства противогазовой защиты этих СИЗОД. С точки зрения сертификации и маркировки, данные изделия являются исключительно противоаэрозольными фильтрующими полумасками. Это значит, что дополнительная противогазовая защиты никак не регулируется нормативной документацией, не проверяется, и не контролируется компетентными органами.
Такая ситуация создает предпосылки к тому, что у производителя во-первых нет стимула для создания эффективной и высококачественной продукции, во-вторых позволяет указывать в инструкции на полумаски степень защиты от 1 до 20 ПДК, зачастую не имея на это подтверждающих испытаний и документов.
Поэтому для того чтобы выбрать действительно эффективные противогазоаэрозольные полумаски и защитить здоровье рабочих необходимо разобраться как работают такие полумаски и в чем принципиальное отличие их конструкции.
Прежде всего, необходимо помнить, что защитные свойства фильтрующих полумасок от газов и паров напрямую зависят от типа и качества применяемых материалов. В настоящее время производителями разработано большое количество различных фильтрующих композиционных материалов. Они, как правило, представляют собой химически активные волокна, либо содержат в себе сорбенты и пропитки, позволяющие задерживать и/или дезактивировать вредные вещества. Такими материалами, например, могут являться: нетканый вискозный материал, карбонизованный и ативированный при высокой температуре (около 350-400 °С) и пропитанный раствором солей меди, хрома, серебра и ЭДТА [1], ионообменная смола [2], полиимид/углеродное волокно/хемосорбционное волокно (ВИОН) [3], мультиструктурный полиакрилонитрил/силикатное нановолокно [4], текстильное волокно с нанесенным активированным углем [5, 6] и т.д.
Одним из наиболее эффективных фильтрующих материалов, является полипропиленовое волокно, содержащее частицы активированного угля, с двух сторон также покрытое полипропиленовым волокном, несущим статический заряд [7]. Такой материал позволяет защитить человека и от аэрозолей и от опасных газов и паров в низкой концентрации.
Полипропиленовое волокно, содержащее частицы активированного угля является сейчас одним из наиболее популярных материалов, использующихся в фильтрующих полумасках с защитой от газов и паров. Защитные свойства таких материалов напрямую зависят от качества используемого угля, его количества и принципа нанесения. Ниже приведены фотографии образцов фильтрующего материала трех разных полумасок, снятые с помощью оптического микроскопа (увеличение 3.5Х), на которых видно различие в количестве и принципе нанесения частиц активированного угля на полипропиленовое волокно.
Рис.1. Полумаска № 1. Активированный уголь равномерно распределен в объеме волокна
Рис. 2. Полумаска № 2. Активированный уголь в большом количестве нанесен
на волокно только сверху.
Рис. 3. Полумаска № 3. Активированный уголь в небольшом количестве нанесен
на волокно только сверху.
На рис.1 показан образец содержащего активированный уголь волокна, полученного по технологии [7]. При применении данной технологии активированный угль наносится непосредственно в процессе формирования нетканого полипропиленового полотна, это позволяет достичь равномерного распределения частиц угля по всему объему. На рис. 2 изображен фильтр, произведенный по другой технологии ─ частицы активированного угля нанесены поверх нетканого полотна. При такой технологии количество активированного угля в полотне ограничено площадью поверхности, и, соответственно, меньше, чем в образце, показанном на рис. 1. На рис. 3 приведен пример фильтра, когда производитель использовал значительно меньшее количество угля, для нанесения его на поверхность полотна.
Стоит отметить, что некоторые полумаски имеют ошибки в дизайне, например в некоторых неформованных полумасках, противогазовый слой не запаян герметично по зоне обтюрации, в результате чего образуется зазор, не покрытый противогазовым слоем, что приводит к попаданию газов в подмасочное пространство в обход фильтра.
Ниже представлены результаты сравнительных испытаний трех разных противогазоаэрозольных полумасок, имеющих защиту от кислых газов. Респираторы помещали в тест-камеру и пропускали воздушный поток с влажностью 50% со скоростью 20 л/мин, содержащий тест-вещество. В качестве тест-вещества использовали сернистый ангидрид в концентрации 50 ppm, что соответствует 10 ПДК. Время защитного действия определяли как время от момента помещения полумаски в испытательную камеру и до момента, когда концентрация тест-вещества после полумаски достигала 5 ppm (1 ПДК).
Рис 4. Полумаска № 1, время защитного действия 36 минут.
Рис. 5. Полумаска № 2, время защитного действия 13 минут.
Рис. 6. Полумаска №3, концентрация SO2 под маской ─
15 ppm сразу после начала теста.
Как можно видеть из графиков, различные полумаски, предназначенные для защиты пользователя от одного и того же газа, фактически демонстрируют совершенно разные защитные свойства вплоть до полного их отсутствия (рис. 6). Во многом, поэтому такие СИЗ нельзя применять при опасных для жизни и здоровья концентрациях.
Так же имеет большое значение характер кривой зависимости концентрации тетс-вещеста после полумаски от времени. При эффективной фильтрации тест-вещества, кривая идет около нулевого значения в течение практически всего теста, затем резко увеличивается до значения ПДК (рис. 4). Несмотря на то, что полумаска №2 продемонстрировала время защитного действия 13 минут, она начала пропускать значительное количество тест-вещества с самого начала (через 7 мин. концентрация за полумаской была 2 ppm, для полумаски №1 значение под маской 2 ppm было через 21 мин.). Это означает, что человек, использующего полумаску № 2, начинает получать отравляющее вещество сразу после одевания.
Для противоаэрозольных респираторов с дополнительной противогазовой защитой качество прилегания приобретает еще большее значение, чем для обычных противоаэрозольных фильтрующих полумасок. Это связано с тем, что газы обладают белее высокой летучестью и проникающей способностью, чем аэрозоли. Также ПДК для газов и паров гораздо ниже, чем для аэрозолей. Даже при очень эффективной противогазовой фильтрующей способности невозможно добиться эффективной защиты человека, если полумаска не прилегает плотно к лицу. В тоже время, даже при хорошем прилегании полумаски, пользователь не будет защищен от вредного воздействия газов и паров, если фильтрующий материал не способен их уловить или нейтрализовать.
Таким образом, при выборе фильтрующих полумасок с дополнительной защитой от газов и паров следует обращать внимание на следующие аспекты:
─ производитель должен заявлять защитные свойства противогазоаэрозольной полумаски от конкретных газов и паров (а не от всего спектра промышленных газов и паров);
─ необходимо проверить наличие сертификата соответствия, маркировки в соответствии с требованиями ТР ТС 019-2011;
─ полумаски с угольным слоем демонстрируют более эффективную защиту от вредных газов и паров, чем прочие;
─ эффективность полумаски напрямую зависит от количество угля в полумаске и способа его нанесения на полотно;
─ следует убедиться, что противогазовый фильтрующий материал герметично запаян по зоне обтюрации;
─ проверить плотность прилегания к лицу конкретного рабочего, защиту и безопасность, которого необходимо обеспечить.
Сегодня для многих производственных компаний и опытных специалистов по охране труда очевидно, что за счет применения некачественных и дешевых СИЗОД достичь результатов и сберечь здоровье рабочих невозможно. Современные реалии требует применения исключительно эффективных СИЗОД, не только обеспечивающих реальную защиту персонала на рабочих местах, но и оправдывающих затраченные на них средства.
БИБЛИОГРАФИЯ:
[1] Патент РФ 2254915 C1, 12.042004.
[2] Патент РФ 2202387 C2, 25.06.2001.
[3] Патент РФ 2188682 C1, 17.12.2001.
[4] На Ванга, Инсон Си, Ни Ванг, Ганг Сун, Мохамед Эль-Невеи, Салем С. Аль-Деяб, Бин Динг, Полиакрилонитрил-силикатные нановолокнистые мембраны с многоуровневой структурой для высокопроизводительной фильтрации воздуха, Технологии Разделения и Очистки, 2014, 126, стр. 44-51.
[5] Патент США 4677019 A, 07.05.1985.
[6] Патент США 4459332 A, 12.09.1983.
[7] Патент США 4868032 A, 22.08.1986.
Васильев Е.,
Гизатуллин Ш.,
Спельникова М.
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ИСТОЧНИК:
Материал для публикации любезно предоставлен ЗАО «3М Россия».
БЕСПЛАТНАЯ ПОДПИСКА НА ЕЖЕНЕДЕЛЬНЫЙ ОБЗОР
КЛИНСКОГО ИНСТИТУТА ОХРАНЫ И УСЛОВИЙ ТРУДА
Отборная и актуальная информация на электронную почту
Все публикации
