Лекция №13. Средства индивидуальной защиты.

ФИЛЬТРУЮЩИЕ СИЗОД

К фильтрующим СИЗОД относятся гражданские, детские и промышленные противогазы, дополнительные патроны, патроны зашитные; универсальные, респираторы и простейшие средства защиты. Очистка воздуха от вредных примесей осуществляется на принципах фильтрации и сорбции.

Принцип фильтрации основан на осаждении и удержании аэрозольных частиц (пыли, тумана, мороси) на волокнах противоаэрозольного фильтра (ПАФ). В качестве фильтра используются волокнистые материалы различной природы ( целлюлозы, асбеста, стекловолокна, полимерных волокон, ваты, марли и т.д.).

Защитные свойства ПАФ характеризуются коэффициентом фильтрации (проницаемости, проскока) Кф, т.е. отношением концентрации аэрозолей после фильтра к их концентрации до фильтра.

К_ф = (С_п – С₀) 100% (может быть в пределах от 0,0001 до 0,1%),

где С_п и С₀ – концентрация аэрозолей до и после фильтра соответственно.

Принцип фильтрации используется во всех гражданских и детских противогазах, некоторых образцах промышленных противогазов, а также респираторах.

Очистка воздуха от газо(паро)образных вредных примесей осуществляется на принципе сорбции. Этот принцип предполагает физическую адсорбцию, химическую сорбцию (хемосорбцию) и ее разновидность — каталитическую сорбцию. Для прохождения хемосорбции и каталитической сорбции на сорбенте в него добавляются:

♦ медь в виде СuО, Си₂O — 5—7%;

♦ хром в виде CuCrO₄, CrO₃ — 1,2—2%;

♦ серебро в виде Ag₂O — 0,04%.

Физическая адсорбция (или просто адсорбция) — концентрирование молекул газа или пара на поверхности или в объеме микропор твердого сорбента в результате межмолекулярного взаимодействия между молекулами пара (газа) и атомами (молекулами) твердого тела.

Адсорбция легколетучих веществ на сорбенте, особенно при повышенных температурах, может быть недостаточна. Поэтому используются хемосорбционные и каталитические принципы поглощения.

Оксиды меди на поверхности адсорбента вступают во взаимо­действие с синильной кислотой:

2HCN + CuO = Cu(C)₂N + Н₂O.

Адсорбированная на сорбенте влага вызывает гидролиз неко­торого количества HCN:

HCN + Н₂O = HCOONH₄

с образованием муравьино-кислого аммония.

Каталитические процессы поглощения связаны в основном с ускорением реакций окисления и гидролиза (в данном случае в присутствии оксида меди):

HCN + O₂ = 2HOCN

где оксид меди ускоряет окисление HCN до циановой кислоты.

При каталитическом гидролизе в присутствии медно-хромового окисла (CuOCr₄) поглощается хлористый циан:

ClCN + 2Н₂O = NH₄Cl + CO₂

Углерод является катализатором гидролиза фосгена:

СОС1₂ + Н₂O =2НС1 + СO₂.

Принцип сорбции используется во всех фильтрующих противо­газах, дополнительных патронов и некоторых образцах респираторов (РПГ, РУ-60).

Защитные свойства сорбента (шихты) характеризуются динами­ческой активностью (т), т.е. количеством вещества, поглощенным за время защитного действия (от момента начала непрерывного посту­пления в шихту зараженного воздуха с постоянной концентрацией вредной примеси до ее появления за шихтой в концентрации равной пороговой):

m = С₀ • V • t₃; [г],

где С₀ концентрация вредной примеси, поступающей в шихту, г/м ; V- объем легочной вентиляции, м³; t – время защитного действия, с.

Величина m, определяемая в лабораторных условиях, может быть использована лишь для оценочных расчетов, так как в практических условиях С₀ и V — величины переменные.

Из формулы следует, что, зная т, можно определить t₃, которое зависит от С₀ и физической нагрузки, испытываемой человеком.

Учитывая то, что адсорбционные силы не способны удержать аэрозоли на поверхности гранул углей сорбента, а поры их недоступны (малы) для аэрозолей шихта не обеспечивает защиту от аэрозолей.

Из изложенного следует, что фильтрующе-поглощающая коробка (ФПК), т.е. противогазовая коробка, должна содержать ПАФ и сорбент (шихту). Причем ПАФ должен располагаться в начале тока воздуха, а затем сорбент. В таком случае сорбент будет «преградой» для молекул испаряющегося (мороси, тумана) и возгоняющегося (сублимирующегося) вещества, аэрозольные частицы которых были за­держаны противоаэрозольным фильтром.

Для подвода воздуха от ФПК к органам дыхания служит лицевая часть, основными частями которой являются шлем-маска с очковым узлом и клапанная коробка.

Герметизация лицевой части обеспечивается в узле соединения с ФПК и полосе контакта шлем-маски с лицом человека (полосе обтюрации). При вдохе в подмасочном пространстве создается разрежение. В это время внешний воздух, минуя ФПК, может попасть в подмасочное пространство. Этот процесс называется подсосом и характери­зуется коэффициентом подсоса Кп.

Кп может быть в пределах от 0,0001—0,1%. Таким образом, основными показателями фильтрующих СИЗОД являются:

♦ коэффициент фильтрации (проницаемости) Кф;

♦ динамическая активность (т);

♦ коэффициент подсоса Кп.

Другими показателями, в частности фильтрующих противога­зов, являются сопротивление дыханию и ограничение поля зрения.

Сопротивление дыханию — это разность давлений воздуха в ат­мосфере и в пространстве под шлем-маской и выражается в мм водяного столба. Зависит от плотности ПАФ, толщины слоя сорбента и скорости движения вдыхаемого воздуха. В покое составляет 17— 21 мм, а при беге до 25 мм водяного столба.

Поле зрения зависит от шлем-маски. Наибольшим полем зрения обладает шлем-маска противогаза ГП-7ВМ М-80, которая имеет очко­вые стекла треугольной формы с закругленными углами. В настоящее время выпускаются шлем-маски с панорамным «стеклом».