Защита населения в чрезвычайных ситуациях

4.4. Использование средств индивидуальной защиты

Вопрос о создании средств защиты человека от вредных, ядовитых и смертельных веществ наиболее остро встал в годы Первой мировой войны (1914-1918).

В апреле и мае 1915 г. немецкие войска произвели газобаллонные атаки хлором против французских и русских войск, а в июле того же года применили отравляющее вещество кожно-нарывного действия.

Если применение хлора в газообразном состоянии вызвало необходимость создания средств индивидуальной защиты органов дыхания (в 1915 г. химик-органик Н.Д. Зелинский создал противогаз), то последующее применение немецкими войсками иприта в капельно-жидком состоянии - создание средств индивидуальной защиты кожи.

В современных условиях мы являемся свидетелями химических и радиационных аварий, пожаров и взрывов, в процессе которых в атмосферу попадают ОХВ и РВ в виде паров (газов), аэрозолей (пыль, дым, туман, морось) и капельно-жидком состоянии. Для защиты от них и предназначены средства индивидуальной защиты (СИЗ) (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Классификация средств индивидуальной защиты

Средства индивидуальной защиты органов дыхания

Фильтрующие СИЗОД

К фильтрующим СИЗОД относятся гражданские, детские и промышленные противогазы, дополнительные патроны, патроны защитные 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) К_ф, т. е. отношением концентрации аэрозолей после фильтра к их концентрации до фильтра.

где С_п и С_о - концентрации аэрозолей после фильтра и до 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, Сu₂О, и СuО₄ - 5-7%;
• хром в виде СuСrО₄, СrО₃ - 1,2-2%;
• серебро в виде Аg₂О - 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:

2НСN + СuО Си(С)₂N + Н₂О.

Адсорбированная на сорбенте влага вызывает гидролиз некоторого количества НСN:

НСN + Н₂О НСООNН₄

с образованием муравьино-кислого аммония.

Каталитические процессы поглощения связаны в основном с ускорением реакций окисления и гидролиза:

где оксид меди ускоряет окисление НСN до циановой кислоты.

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

Углерод является катализатором гидролиза фосгена:

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

Защитные свойства сорбента (шихты) характеризуются динамической активностью (m), 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 = С_о x V x t₃; [ r ],

где С_о - концентрация вредной примеси, поступающей в шихту, г/м³;

V - объем легочной вентиляции, м³;

t₃ - время защитного действия, с.

Величина m, определяемая в лабораторных условиях, может быть использована лишь для оценочных расчетов, т. к. в практических условиях С_о и V - величины переменные.

Из формулы следует, что, зная m, можно определить t₃ , которое зависит от С_о 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 К_п:

Кп может быть в пределах от 0,0001-0,1%.

Таким образом, основными показателями фильтрующих СИЗОД являются:

• коэффициент фильтрации (проницаемости) К_ф ;
• динамическая активность (m);
• коэффициент подсоса К_п.

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".

Гражданские и детские противогазы

Гражданские (ГП-5, ГП-5М, ГП-7, ГП-7В, ГП-7ВМ) и детские (ПДФ-Д, ПДФ-Ш, ПДФ-2Д, ПДФ-7 и КЗД) противогазы предназначены для защиты органов дыхания от паров и аэрозолей ОВ, ОХВ, РВ и БС в условиях содержания кислорода в воздухе не менее 18%.

Противогаз состоит из фильтрующе-поглощающей коробки (ФПК) и лицевой части. Кроме того, в его комплект входят сумка для переноса, средства борьбы с обледенением и запотеванием очкового узла лицевой части и различные принадлежности.

ФПК изготовлена из металла или пластмассы. В коробке расположены противоаэрозольный фильтр (ПАФ) и сорбент (шихта), состоящий из зерен или гранул угля-катализатора (активированного) с диаметром 1,0 - 1,5 мм и пористой структурой. Поверхность микропор 1 см³ угля больше 100 м².

Гражданские противогазы

В комплект противогаза ГП-5 входят фильтрующе-поглощающая коробка ГП-5, лицевая часть ШМ-62У (которая представляет собой шлем-маску пяти ростов, изготовленную из натурального или синтетического каучука, с вмонтированными очковым узлом и клапанной коробкой), сумка, гидрофобный трикотажный чехол, коробка с незапотевающими пленками и утеплительные манжеты.

Противогаз ГП-5М отличается от противогаза ГП-5 шлем-маской. Шлем-маска ШМ-66МУ, входящая в комплект противогаза ГП-5М, в отличие от ШМ-62У, имеет переговорное устройство мембранного типа и вырезы для ушей. Клапанные коробки ШМ-62У и ШМ-66МУ имеют два выдыхательных и один дыхательный клапан.

В состав комплекта ГП-7 входят: фильтрующе-поглощающая коробка ГП-7К и лицевая часть в виде маски (МГП) объемного типа трех ростов. Коробка ГП-7К по конструкции аналогична коробке ГП-5, но имеет меньшее сопротивление дыханию за счет изменения состава ПАФ. Маска МГП имеет наголовник в виде пластины с пятью лямками (две щечные, две височные и одна лобная), на которых сделаны уступы для регулирования их длины при подгонке маски по размеру головы. Улучшенная конструкция переговорного устройства маски обеспечивает четкое понимание передаваемой речи, значительно облегчает пользование средствами связи (телефоном, радио).

В комплект противогаза ГП-7В входит лицевая часть МГП-В, которая аналогична лицевой части МГП, но дополнительно под переговорным устройством имеет приспособление для приема воды, представляющее собой резиновую трубку с мундштуком и ниппелем. Мундштук человек берет в рот, а ниппель присоединяется к фляге с водой.

У противогаза ГП-7ВМ маска М-80 имеет очковые стекла треугольной формы с закругленными углами, что увеличивает поле зрения при пользовании противогазом. Коробка ГП-7К может быть подсоединена к одной и той же маске как с левой, так и с правой стороны.

Детские противогазы

Детский противогаз ПДФ-Д предназначен для детей дошкольного возраста (от 1,5 до 7 лет), противогаз ПДФ-Ш - для детей школьного возраста (от 7 до 17 лет), а ПДФ-7 - для детей как младшего (от 1,5 лет), так и старшего возраста. Противогазы ПДФ-Ш и ПДФ-Д комплектуются фильтрующе-поглощающими коробками ГП-5 и лицевыми частями МД-3 или ШМ-62У. Лицевая часть МД-3 - это объемная маска из мягкой эластичной резины с очками и наголовником.

Более совершенными моделями являются детские противогазы ПДФ - 2д для детей дошкольного и ПДФ-2Ш - школьного возрастов. В комплект этих противогазов входят фильтрующе-поглощающая коробка ГП-7К, лицевая часть МД-4 (аналогична МГП).

Лицевая часть в виде маски, входящая в комплект противогаза, имеет существенное преимущество по сравнению со шлемом-маской, Регулируемая система крепления маски на голове человека позволяет обеспечить герметизацию подмасочного пространства при минимальном механическом воздействии лицевой части на голову. Указанная возможность реализуется за счет индивидуальной подгонки маски (индивидуального положения лямок наголовника).

Следует отметить, что противогазы ГП-7, ГП-7В, ГП-7ВМ, ПДФ-2Д, ПДФ-2Ш, укомплектованные фильтрующе-поглощающей коробкой ГП-7К, можно применять для защиты от радионуклидов йода и его органических соединений.

Подгонка противогаза

Определяется рост шлем-маски по результатам обмера:

ШМ-62У, ШМ-66МУ - головы по замкнутой линии, проходящей через макушку, щеки и подбородок (до 63 см - нулевой; 63-66 см - первый; 66-68,5 см - второй; 68,5-71 см В, М-80 - горизонтального и вертикального обхватов головы: по замкнутой линии проходящей спереди по надбровным дугам, сбоку на 2-3 см выше ушной раковины и сзади через наиболее выступающую точку головы; вертикального - как для ШМ-62У. По сумме двух измерений определяется рост шлем-маски (табл. 4.10).

Примечание.

Положение упоров лямок указано в последовательности - лобная, височные, щечные.

МД-1, МД-3 - высоты лица, т. е. расстояния между самой нижней частью подбородка и точкой наибольшего углубления переносицы.

По сумме измерений, используя таблицы, определяется требуемый типоразмер шлем-маски: рост маски и положение (номера) упоров лямок наголовника.

После определения роста шлем-маски противогаз в целом проверяется на герметичность. Для этого необходимо надеть шлем-маску, сделать выдох, закрыть резиновой пробкой (ладонью) отверстие на дне коробки и сделать глубокий вдох. Если воздух под лицевую часть не проходит, значит, противогаз исправен и подогнан.

Камера защитная детская

Камера защитная детская (КЗД-4, КЗД-6) предназначена для защиты детей в возрасте до 1,5 лет в интервале температур от - 10 ° С до + 26 ° С. В комплект входит оболочка, металлический каркас, поддон, зажимы и плечевая тесьма.

Оболочка изготовлена из прорезиненной ткани. Она монтируется на разборном металлическом каркасе, который вместе с поддоном образует кроватку-раскладушку. В оболочку камеры вмонтированы два фильтрующе-сорбирующих элемента, через которые воздух снаружи, очищаясь, проникает внутрь камеры. Для наблюдения за ребенком в оболочке камеры имеются два смотровых окна, а для ухода - рукавица из прорезиненной ткани. Ребенок помещается в камеру через специальное отверстие, которое герметизируется. Переносится камера с помощью плечевой тесьмы. Непрерывный срок пребывания ребенка в камере - 6 часов. Подготовленная к использованию камера весит около 4 кг .

Отличия КЗД-6 от КЗД-4: удлинена рукавица, сделано приспособление для крепления детского питания и имеется полиэтиленовая накидка (в случае дождя предохраняет диффузионно-сорбирующий элемент от попадания воды).

Защита детей в камере основана на том, что диффузионный материал диффузионно-сорбирующих элементов, обладая необходимой пористостью, обеспечивает проникновение кислорода в камеру, поглощение ОВ (ОХВ) и выход углекислого газа из нее за счет разности концентраций этих газов внутри и вне камеры.

Дополнительные патроны

Дополнительные патроны к фильтрующим противогазам разработаны с целью расширения их возможностей по защите от ОХВ. Дополнительный патрон ДПГ-1 предназначен, в основном, для защиты от оксида углерода, а дополнительный патрон ДПГ-3 - от аммиака. В ДПГ-1 оксид углерода (СО) окисляется до углекислого газа (СО₂) с помощью гопкалита, состоящего из 60% диоксида марганца (МnО₂) и 40% оксида меди (СuО). Для осушения воздуха в состав ДПГ-1 входит селикагель (высушенный гель оксида кремния SiО₂ , обработанный хлористым кальцием СаСl₂). Чтобы обеспечить использование ДПГ-1 и ДПГ-3 с противогазами малого габарита, в состав комплекта дополнительных патронов включена соединительная трубка. В общую фильтрующе-поглощающую систему дополнительный патрон подсоединяется за фильтрующе-поглощающей коробкой по току воздуха (между коробкой и лицевой частью).

Защитные свойства фильтрующе-поглощающих систем представлены в табл. 4.11.

Примечания:

1. "0" означает, что защита отсутствует.
2. Время защитного действия дано для скорости воздушного потока 30 л/мин, относительной влажности воздуха 75% и температуре окружающей среды от - 30 °С до + 40 °С; для оксида углерода, оксида этилена и хлористого метила от - 10 °С до + 40 °С.
3. Для детских противогазов время защитного действия по ОХВ (при скорости воздушного потока 15 л/мин) примерно в 2 раза больше.

Патрон защитный универсальный (ПЗУ)

ПЗУ - это новейшее средство защиты органов дыхания от химически опасных веществ, содержащихся в воздухе в виде газов, паров и аэрозолей. Он обеспечивает эффективную защиту от окиси углерода, аммиака, хлора, сероводорода, хлористого и фтористого водорода, синильной кислоты, фосгена, окислов азота, аминов, ароматических углеводородов, органических кислот и спиртов и других химически опасных веществ. Патрон используется в комплекте с лицевой частью фильтрующего противогаза.

В комплект ПЗУ входят: патрон ПЗУ, противоаэрозольный фильтр (ПАФ), соединительная трубка и сумка.

Патрон ПЗУ имеет форму цилиндра, изготовлен из жести, снаряжен осушителем, гопкалитом и катализатором. У него две навинтованные горловины: верхняя - для присоединения соединительной трубки и нижняя - для присоединения фильтрующе-поглощающей коробки или фильтра ПАФ. Для предохранения шихты от увлажнения парами воды верхняя горловина герметично закрывается навинтным колпачком с резиновой прокладкой, нижняя - ввинтной пробкой.

На его цилиндрическую поверхность нанесена маркировка: условное обозначение - ФГ-120, наименование предприятия-изготовителя, дата изготовления (месяц и две последние цифры года), номер партии, серия, номер и масса патрона с заглушками с точностью до грамма.

Время защитного действия патрона ПЗУ по отдельным веществам приведено в табл. 4.12.

Примечание.

При использовании патрона ПЗУ с фильтрующе-поглощающей коробкой ГП-5, ГП-7К время защитного действия по ряду веществ (хлор, фосген, хлористый циан и др.) существенно возрастает.

В работе патрона ПЗУ допускается перерыв при условии его обязательной герметизации.

Патрон ПЗУ имеет сопротивление постоянному потоку воздуха 14 мм вод. ст., массу - не более 810 г.

Очистка воздуха от окиси углерода в патроне осуществляется за счет каталитической реакции с выделением тепла, поэтому наличие в атмосфере опасных концентраций окиси углерода можно установить по разогреву патрона. Легкий ожог руки указывает на концентрацию 10-12 мг/л. Время пребывания в этой среде не должно превышать 15 мин. Если патрон вспучился, началось обгорание краски, а горячий воздух обжигает слизистые органов дыхания - это значит, что в атмосфере окиси углерода значительно больше 12 мг/л. В таком случае необходимо немедленно покинуть загазованное место и дальнейшую работу производить только в изолирующих дыхательных аппаратах.

ПАФ имеет форму цилиндра, состоит из корпуса с навинтованной горловиной для присоединения к ПЗУ.

Фильтр ПАФ имеет сопротивление постоянному потоку воздуха 2 мм вод. ст. и снижает концентрацию аэрозолей от 100 до 1000 раз. Масса не более 100 г.