stringtranslate.com

Противогаз

Британский шлем времен Первой мировой войны, ок.  1915 г.
Противогаз Зелинского–Кумманта , разработанный в 1915 году, был одним из первых современных противогазов с полной защитой головы, съемным фильтром и очками с проушинами, показанным на фотографии на солдате армии США ( фото USAWC )
Индейские погонщики мулов и мул в противогазах, Франция, 21 февраля 1940 г.
Польский противогаз SzM-41M KF, использовавшийся с 1950-х по 1980-е годы.

Противогаз — это средство индивидуальной защиты, используемое для защиты пользователя от вдыхания загрязняющих веществ, находящихся в воздухе , и токсичных газов. Маска образует герметичную крышку над носом и ртом, но может также закрывать глаза и другие уязвимые мягкие ткани лица. Большинство противогазов также являются респираторами , хотя слово «противогаз» часто используется для обозначения военного снаряжения (например, полевой защитной маски), область применения, используемая в этой статье. Противогазы защищают пользователя только от проглатывания или вдыхания химических веществ, а также предотвращают контакт с глазами пользователя (многие химические вещества воздействуют через контакт с глазами). Большинство комбинированных фильтров противогазов работают около 8 часов в биологической или химической ситуации. Фильтры против определенных химических веществ могут работать до 20 часов.

Токсичные вещества в воздухе могут быть газообразными (например, хлор или горчичный газ ) или твердыми частицами (например, биологические агенты ). Многие фильтры обеспечивают защиту от обоих типов.

Первые противогазы в основном использовали круглые линзы из стекла , слюды или ацетата целлюлозы , чтобы обеспечить обзор. Стекло и слюда были довольно хрупкими и требовали частой замены. Более поздний стиль линз Triplex (линза из ацетата целлюлозы, зажатая между стеклянными) [1] стал более популярным, и наряду с простым ацетатом целлюлозы они стали стандартом в 1930-х годах. Панорамные линзы не были популярны до 1930-х годов, но есть некоторые примеры того, что они использовались даже во время войны [ необходимо разъяснение ] (Австро-венгерский 15M). Позже стал использоваться более прочный поликарбонат .

Некоторые маски оснащены одним или двумя компактными контейнерами для воздушного фильтра, прикрученными к входным отверстиям, в то время как другие оснащены большим контейнером для фильтрации воздуха, соединенным с противогазом с помощью шланга, который иногда путают с респиратором с подачей воздуха , в котором подается альтернативный запас свежего воздуха (кислородные баллоны).

История и развитие

Устройства раннего дыхания

По данным журнала Popular Mechanics , «в Древней Греции в качестве противогаза использовалась обычная губка ...» [2] В 1785 году Жан-Франсуа Пилатр де Розье изобрел респиратор .

Примитивные образцы респираторов использовались шахтерами и были представлены Александром фон Гумбольдтом в 1799 году, когда он работал горным инженером в Пруссии . [3] Предшественник современного противогаза был изобретен в 1847 году Льюисом П. Хаслеттом , устройство, которое содержало элементы, которые позволяли дышать через нос и мундштук, вдыхать воздух через фильтр в форме луковицы и выдыхать воздух обратно в атмосферу. [4] В First Facts говорится, что «противогаз, напоминающий современный тип», был запатентован Льюисом Фектиком Хаслеттом из Луисвилла, штат Кентукки , который получил патент 12 июня 1849 года. [5] Патент США № 6529 [6], выданный Хаслетту, описывал первый «ингалятор или протектор легких», который отфильтровывал пыль из воздуха.

Ранние версии были созданы шотландским химиком Джоном Стенхаусом в 1854 году [7] и физиком Джоном Тиндаллом в 1870-х годах. [8] Другой ранней конструкцией был «Safety Hood and Smoke Protector», изобретенный Гарретом Морганом в 1912 году и запатентованный в 1914 году. Это было простое устройство, состоящее из хлопчатобумажного капюшона с двумя шлангами, которые свисали до пола, позволяя владельцу дышать более безопасным воздухом, находящимся там. Кроме того, в концы шлангов вставлялись влажные губки для лучшей фильтрации воздуха. [9] [10]

Первая мировая война

Немецкие солдаты в противогазах, 1916 г.

Первая мировая война вызвала первую необходимость в массовом производстве противогазов с обеих сторон из-за широкого применения химического оружия . Немецкая армия впервые успешно применила отравляющий газ против войск союзников во время Второй битвы при Ипре , Бельгия, 22 апреля 1915 года. [11] Немедленным ответом стала вата, завернутая в муслин, выданная войскам к 1 мая. За этим последовал респиратор Black Veil , изобретенный Джоном Скоттом Холдейном , который представлял собой ватный тампон, пропитанный абсорбирующим раствором, который закреплялся на рту с помощью черной хлопковой вуали. [12]

Стремясь улучшить респиратор Black Veil, Клуни Макферсон создал маску из химически поглощающей ткани, которая надевалась на всю голову: брезентовый капюшон размером 50,5 см × 48 см (19,9 дюйма × 18,9 дюйма), обработанный химикатами, поглощающими хлор, и снабженный прозрачным слюдяным окуляром. [13] [14] Макферсон представил свою идею в Британский военный департамент по борьбе с химическими веществами 10 мая 1915 года; вскоре после этого были разработаны прототипы. [15] Конструкция была принята британской армией и представлена ​​как Британский дымовой капюшон в июне 1915 года; Макферсон был назначен в Военный комитет по защите от ядовитых газов. [16] Более сложные сорбирующие соединения были добавлены позже в дальнейшие итерации его шлема ( шлем PH ), чтобы противостоять другим используемым дыхательным отравляющим газам, таким как фосген , дифосген и хлорпикрин . Летом и осенью 1915 года Эдвард Гаррисон , Бертрам Ламберт и Джон Садд разработали большой коробчатый респиратор. [17] [ требуется лучший источник ] Этот противогаз имел жестяную банку с абсорбирующими материалами, соединенную шлангом, и начал выпускаться в феврале 1916 года. Компактная версия, малый коробчатый респиратор , стала универсальной с августа 1916 года. [ необходима цитата ]

В первых противогазах Первой мировой войны изначально было обнаружено, что древесный уголь является хорошим абсорбентом отравляющих газов. Около 1918 года было обнаружено, что древесный уголь, изготовленный из скорлупы и семян различных фруктов и орехов, таких как кокосы , каштаны , конские каштаны и персиковые косточки, работает намного лучше, чем древесный уголь . Эти отходы собирались у населения в рамках программ переработки для оказания помощи военным. [18]

Первый в мире эффективный фильтрующий противогаз с активированным углем был изобретен в 1915 году русским химиком Николаем Зелинским . [19]

Противогаз для лошадей
1916, русские солдаты

Также во время Первой мировой войны, поскольку собак часто использовали на передовой, был разработан специальный тип противогаза, который собак обучали носить. [20] Другие противогазы были разработаны во время Первой мировой войны и в последующее время для лошадей в различных конных подразделениях, которые действовали вблизи линии фронта. [21] В Америке были произведены тысячи противогазов для американских и союзных войск. Mine Safety Appliances была главным производителем. Эта маска позже широко использовалась в промышленности. [22]

Вторая мировая война

Британская пара в противогазах у себя дома, 1941 год.

Британский респиратор Anti-Gas (Light) был разработан в 1943 году британцами. [23] Он был сделан из пластика и резиноподобного материала, что значительно уменьшило вес и объем по сравнению с противогазами Первой мировой войны, и более плотно и удобно прилегал к лицу пользователя. Главным усовершенствованием была замена отдельного фильтра-контейнера, соединенного со шлангом, на легко заменяемый фильтр-контейнер, привинченный сбоку противогаза. Кроме того, он имел сменные пластиковые линзы. [ необходима цитата ]

Современная маска

Развитие противогазов с тех пор отражало развитие химических агентов в войне, удовлетворяя потребность в защите от все более смертоносных угроз, биологического оружия и радиоактивной пыли в ядерную эпоху. Однако для агентов, которые наносят вред через контакт или проникновение через кожу, таких как кожно-нарывные или нервно-паралитические агенты , одного противогаза недостаточно, и необходимо надевать полную защитную одежду в дополнение к защите от контакта с атмосферой. В целях гражданской обороны и личной защиты люди часто покупают противогазы, поскольку считают, что они защищают от вредных последствий атаки с использованием ядерных, биологических или химических ( NBC ) агентов, что верно лишь отчасти, поскольку противогазы защищают только от респираторного поглощения. Большинство военных противогазов разработаны так, чтобы защищать от всех агентов NBC, но они могут иметь фильтрующие коробки, устойчивые к этим агентам (более тяжелые) или только к агентам подавления беспорядков и дыму (более легкие и часто используемые в учебных целях). Существуют легкие маски исключительно для защиты от агентов подавления беспорядков, а не для ситуаций NBC. [ необходима цитата ]

Хотя тщательная подготовка и наличие противогазов и другого защитного снаряжения могут свести на нет последствия атаки с применением химических веществ, вызывающие потери, войска, которые вынуждены действовать в полном защитном снаряжении, менее эффективны в выполнении задач, быстро устают и могут быть психологически затронуты угрозой нападения с применением этого оружия. Во время Холодной войны считалось неизбежным, что на поле боя будет постоянная угроза ОМП, и поэтому войскам требовалась защита, в которой они могли бы оставаться полностью функциональными; таким образом, защитное снаряжение и особенно противогазы эволюционировали, чтобы включить инновации с точки зрения повышения комфорта пользователя и совместимости с другим оборудованием (от питьевых устройств до трубок искусственного дыхания, систем связи и т. д.).

Иранский солдат в защитной маске американской винтовки М17 на передовой ирано-иракской войны

Во время ирано-иракской войны (1980–88) Ирак разработал свою программу химического оружия с помощью европейских стран, таких как Германия и Франция [24] , и использовал его в больших масштабах против иранцев и иракских курдов. Иран не был готов к химической войне. В 1984 году Иран получил противогазы из Республики Корея и Восточной Германии , но корейские маски не подходили для лиц не из Восточной Азии , фильтр действовал всего 15 минут, а 5000 масок, купленных в Восточной Германии, оказались не противогазами, а защитными очками для распыления краски. Еще в 1986 году иранские дипломаты все еще ездили в Европу, чтобы купить активированный уголь и модели фильтров для производства защитного снаряжения внутри страны. В апреле 1988 года Иран начал внутреннее производство противогазов на заводах Iran Yasa. [25]

Пионеры в противогазах. СССР , 1937 г.

Принципы построения

Поглощение — это процесс втягивания в (обычно более крупное) тело или субстрат, а адсорбция — это процесс осаждения на поверхности. Это может использоваться для удаления как твердых частиц, так и газообразных опасностей. Хотя может иметь место некоторая форма реакции , это не обязательно; метод может работать за счет притягивания зарядов . Например, если целевые частицы заряжены положительно, можно использовать отрицательно заряженный субстрат. Примерами субстратов являются активированный уголь и цеолиты . Этот эффект может быть очень простым и высокоэффективным, например, использование влажной ткани для покрытия рта и носа при спасении от пожара. Хотя этот метод может быть эффективным для улавливания твердых частиц, образующихся при сгорании, он не отфильтровывает вредные газы, которые могут быть токсичными или которые вытесняют кислород, необходимый для выживания.

Безопасность старых противогазов

Срок службы противогазов ограничен абсорбционной способностью фильтра. Фильтры перестают обеспечивать защиту при насыщении опасными химикатами и со временем деградируют, даже если они герметичны. Большинство противогазов имеют герметичные колпачки над воздухозаборником и хранятся в вакуумных пакетах, чтобы предотвратить деградацию фильтра из-за воздействия влажности и загрязняющих веществ в обычном воздухе. Неиспользованные фильтры противогазов времен Второй мировой войны могут вообще не защищать пользователя и могут быть вредны при ношении из-за долгосрочных изменений в химическом составе фильтра. [ необходима цитата ]

Сравнение советского фильтра ГП-5, содержащего асбест, и безопасного современного фильтра.

Некоторые фильтры противогазов времен Второй мировой войны и советской холодной войны содержали хризотиловый асбест или крокидолитовый асбест . [26] [27] [28] в то время не были известны как вредные. Достоверно неизвестно, как долго эти материалы использовались в фильтрах.

Обычно маски с 40-миллиметровыми соединениями являются более современной конструкцией. Резина со временем разрушается, поэтому упакованные неиспользованные маски «современного типа» могут треснуть и протечь. Канистра US C2 (черная) содержит шестивалентный хром ; исследования, проведенные Химическим корпусом армии США, показали, что уровень в фильтре приемлем, но при использовании следует проявлять осторожность, так как это канцероген . [29]

Современная классификация фильтров

Фильтр выбирается в зависимости от токсичного соединения. [30] Каждый тип фильтра защищает от определенной опасности и имеет цветовую кодировку:

Фильтры частиц часто включаются, поскольку во многих случаях опасные материалы находятся в форме тумана, который может быть захвачен фильтром частиц до попадания в химический адсорбер. В Европе и юрисдикциях с аналогичными правилами, такими как Россия и Австралия, типам фильтров присваиваются суффиксные номера для указания их емкости. Для опасностей, не связанных с частицами, предполагается уровень «1», а число «2» используется для указания лучшего уровня. Для частиц (P) всегда указываются три уровня с номером. [30] В США только часть частиц дополнительно классифицируется по рейтингам фильтрации воздуха NIOSH . [31]

Тип фильтра, который может защитить от нескольких опасностей, обозначается европейскими символами, соединенными друг с другом. Примеры включают ABEK, ABEK-P3 и ABEK-HgP3. [30] A2B2E2K2-P3 — это наивысший рейтинг фильтра из имеющихся. [ когда? ] Совершенно другой класс фильтров «multi/CBRN» с оливковым цветом используется в США. [31]

Фильтрация может быть дополнена воздушным насосом для улучшения комфорта пользователя. Фильтрация воздуха возможна только при наличии достаточного количества кислорода. Таким образом, при работе с удушающими веществами , или когда вентиляция плохая или опасности неизвестны, фильтрация невозможна, и воздух должен подаваться (с помощью системы SCBA) из баллона под давлением, как при подводном плавании.

Использовать

Противогаз для младенца времен Второй мировой войны 1939 года в Монмутском полковом музее . Этот дизайн покрывал всего младенца, за исключением ног.
Работник питомника растений надевает респиратор для защиты от инсектицидов, распыляемых в теплицах, 1930 год.

Современная маска обычно изготавливается из эластичного полимера разных размеров. Она оснащена различными регулируемыми ремнями, которые можно затянуть для обеспечения хорошей посадки. Важно то, что она соединена с фильтрующим картриджем около рта либо напрямую, либо с помощью гибкого шланга. Некоторые модели содержат питьевые трубки, которые можно подсоединить к бутылке с водой. Для пользователей, которым они необходимы, также доступны корректирующие линзы.

Маски обычно проверяются на соответствие перед использованием. После того, как маска установлена, ее часто проверяют различными провокационными агентами. Изоамилацетат , синтетический банановый ароматизатор и камфара часто используются в качестве безвредных провокационных агентов. В армии слезоточивые газы, такие как CN , CS и хлорид олова в камере, могут использоваться для того, чтобы дать пользователям уверенность в эффективности маски. [32]

Недостатки

Защита противогаза имеет некоторые недостатки. Носитель типичного противогаза должен прилагать дополнительные усилия для дыхания, и часть выдыхаемого воздуха повторно вдыхается из-за мертвого пространства между лицевой частью и лицом пользователя. Воздействие углекислого газа может превышать его OELs (0,5% по объему/9 граммов на кубический метр для восьмичасовой смены; 1,4%/27 граммов на м 3 для 15-минутного воздействия) [33] во много раз: для противогазов и эластомерных респираторов до 2,6% [34] ); [35] а в случае длительного использования могут появиться головная боль [36] , дерматит и угри [37] . Учебник по охране труда и промышленной безопасности Великобритании рекомендует ограничить использование респираторов без подачи воздуха (то есть не PAPR ) одним часом. [38]

Реакция и обмен

Этот принцип основан на том, что вредные для человека вещества обычно более реактивны, чем воздух. Этот метод разделения будет использовать некоторую форму обычно реактивного вещества (например, кислоту ) , покрытую или поддерживаемую каким-либо твердым материалом. Примером являются синтетические смолы . Они могут быть созданы с различными группами атомов (обычно называемыми функциональными группами ), которые имеют различные свойства. Таким образом, смола может быть адаптирована к определенной токсичной группе. Когда реактивное вещество вступает в контакт со смолой, оно связывается с ней, удаляя ее из потока воздуха. Оно также может обмениваться с менее вредным веществом на этом участке.

Хотя это было грубо, гипошлем был временной мерой для британских войск в окопах, которая обеспечивала по крайней мере некоторую защиту во время газовой атаки. По мере того, как шли месяцы и отравляющий газ использовался все чаще, были разработаны и внедрены более сложные противогазы. Есть две основные трудности с конструкцией противогаза:

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Румпф, Ганс Гашютц .
  2. ^ " Популярная механика ". Январь 1984. С. 163
  3. ^ Фон Гумбольдт, Александр (1799). Ueber die unterirdischen Gasarten und die Mittel, ihren Nachtheil zu vermindern: Ein Beytrag zur Physik der praktischen Bergbaukunde. Брауншвейг, Фридрих Видег.
  4. ^ "Изобретение противогаза". Ян Таггарт. Архивировано из оригинала 2 мая 2013 года.
  5. ^ Дробницки, Джон А.; Асаро, Ричард (2001). «Исторические фабрикации в Интернете». В Su, Di (ред.). Эволюция справочных и информационных услуг: влияние Интернета . Бингемтон, Нью-Йорк: Haworth Information Press. стр. 144. ISBN 978-0-7890-1723-9.
  6. ↑ US 6529A, Хаслетт, Льюис П. , «Защитник легких», выпущен 1849-06-12 
  7. ^ Элвин К. Бенсон (2010). Изобретатели и изобретения. Salem Press. ISBN 978-1-58765-526-5.
  8. ↑ Окружающая среда и ее влияние на человека: симпозиум, проведенный в Гарвардской школе общественного здравоохранения 24–29 августа 1936 г. в рамках празднования трехсотлетия Гарвардского университета, 1636–1936 гг. Гарвардская школа общественного здравоохранения. 1937 г.
  9. ↑ Гейтс, Генри Луис-младший; Хиггинботам, Эвелин Брукс (29 апреля 2004 г.). Жизни афроамериканцев. Oxford University Press. ISBN 9780199882861.
  10. ^ "Гарретт Август Морган". PBS Who Made America? . Он продал капюшоны ВМС США, и армия использовала их во время Первой мировой войны.
  11. ^ "Первое использование отравляющего газа". Национальный музей и мемориал Первой мировой войны . Получено 18 августа 2024 г.
  12. ^ Wetherell & Mathers 2007, стр. 157.
  13. ^ Виктор Лефебюр (1923). Загадка Рейна: Химическая стратегия в мирное и военное время . The Chemical Foundation Inc. ISBN 0-585-23269-5.
  14. ^ "Macpherson Gas Hood. Accession #980.222". Архивы провинциального музея The Rooms (Сент-Джонс, Нидерланды) . Получено 5 августа 2017 г.
  15. ^ Майер-Магуайр и Бейкер 2015.
  16. ^ "Биографическая запись Макферсон, Клуни (1879 - 1966)". livesonline.rcseng.ac.uk . Получено 22 апреля 2018 г. .
  17. ^ "The UK". База данных противогазов . Архивировано из оригинала 2008-07-09.
  18. ↑ « Некогда бесполезные вещи, которые внезапно стали ценными» , ежемесячный журнал Popular Science , декабрь 1918 г., стр. 80, отсканировано с помощью Google Books.
  19. ^ Кожевников, AB (2004). Великая наука Сталина: времена и приключения советских физиков (иллюстрированное, переизданное издание). Imperial College Press. С. 10–11. ISBN 978-1-86094-419-2. Получено 28 апреля 2009 г. .
  20. ^ «Противогазы для собак / Тупые герои фронта», Popular Science, ежемесячник, декабрь 1918 г., стр. 75, отсканировано Google Books
  21. ^ «Противогазы для защиты лошадей и собак на войне» Popular Mechanics , июль 1934 г., нижняя стр. 75
  22. ↑ Pittsburgh Post-Gazette, 30 ноября 1960 г.
  23. ^ «Респиратор противогазовый (легкий) MKII: с ранцем и содержимым».
  24. ^ "Иракский ученый сообщает о немецкой и другой помощи иракской программе по химическому оружию". fas.org . Получено 28.06.2021 .
  25. ^ Зандерс, Жан Паскаль (7 марта 2001 г.). «Использование химического оружия Ираном: критический анализ прошлых утверждений». CNS Briefings . James Martin Center for Nonrelease Studies. Архивировано из оригинала 20 марта 2015 г. Получено 27 марта 2016 г.
  26. ^ "Отчет Портон-Дауна о наличии асбеста в респираторных канистрах времен Второй мировой войны" (PDF) . стр. 2 (резюме). Архивировано (PDF) из оригинала 2019-05-02.
  27. ↑ Бернс, Джудит (13 мая 2014 г.). «Запретите противогазы военного времени, сказали школам». BBC News . Получено 21 августа 2018 г.
  28. ^ Дейл, Дэвид Х.; Хаммар, Сэмюэл П.; Колби, Томас В. (6 декабря 2012 г.). Патология легких — Опухоли. Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4612-2496-9.
  29. ^ "РУКОВОДСТВО ОПЕРАТОРА" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2016-04-29 . Получено 2022-02-05 .
  30. ^ abc "Руководство по выбору и использованию фильтрующих устройств" (PDF) . draeger.com. Архивировано из оригинала (PDF) 26 мая 2012 г. . Получено 22 февраля 2013 г. .
  31. ^ abc "Бюллетень OSHA: Общие рекомендации по защите органов дыхания для работодателей и работников". Управление по охране труда и промышленной гигиене .
  32. ^ "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 октября 2012 г. . Получено 9 июля 2010 г. .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
  33. ^ Попова, Анна, изд. (2018). «Вещество № 2138 Углекислый газ». Гигиенический норматив 2.2.5.3532-18. Предельно допустимые концентрации токсичных веществ в воздухе рабочих мест [ГН 2.2.5.3532-18 Предельно допустимые содержания (ПДК) вредных веществ в атмосфере рабочей зоны]. Москва: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. п. 170. Архивировано из оригинала 11 марта 2022 г. Проверено 01 октября 2020 г.
  34. ^ Средние значения для нескольких моделей; некоторые модели могут обеспечивать более сильное воздействие углекислого газа.
  35. ^ Синкуле, Э.; Тернер, Н.; Хота, С. (2003). «Автоматизированный дыхательный и метаболический симулятор (ABMS) для проверки CO2 для воздухоочистительных респираторов с электроприводом и без него, респираторов для воздушных линий и противогазов». Американская конференция и выставка промышленной гигиены, 10–15 мая 2003 г. Даллас, Техас: Американская ассоциация промышленной гигиены. стр. 54.копия
  36. ^ Lim, ECH; Seet, RCS; Lee, K.-H.; Wilder-Smith, EPV; Chuah, BYS; Ong, BKC (2006). «Головные боли и маска N95 среди поставщиков медицинских услуг». Acta Neurologica Scandinavica . 113 (3). John Wiley & Sons: 199–202. doi :10.1111/j.1600-0404.2005.00560.x. ISSN  0001-6314. PMC 7159726. PMID  16441251 . 
  37. ^ Крис CI Фу, Энтони TJ Гун, Юнг-Хиан Леоу, Чи-Леок Го (2006). «Неблагоприятные реакции кожи на средства индивидуальной защиты от тяжелого острого респираторного синдрома – описательное исследование в Сингапуре». Контактный дерматит . 55 (5). John Wiley & Sons: 291–294. doi :10.1111/j.1600-0536.2006.00953.x. ISSN  0105-1873. PMC 7162267. PMID 17026695  . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  38. ^ The Health and Safety Executive (2013). Средства защиты органов дыхания на работе. Практическое руководство. HSG53 (4-е изд.). Crown. стр. 59. ISBN 978-0-71766-454-2. Получено 10 июня 2018 г. .

Библиография

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Противогаз».