CC BY
345
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И ЛИКВИДАЦИЯ ЧС
УДК 614.842.68:658.34; 614.842.866
А.Б. Боярский, В.М. Решетников
АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ ЧЕЛОВЕКА В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
В статье приведены методы и результаты экспресс-анализа производимых в России средств индивидуальной защиты как традиционным способом, так и с использованием современных технологий. СИЗОД не только классифицируются автором, что существенно облегчает их выбор под конкретную задачу, но и сравниваются, выявляя современные тенденции развития изделий и технологий.
Ключевые слова: фильтрующие средства индивидуальной защиты, защита органов дыхания, выбор СИЗОД.
A. Boyarsky, V. Reshetnikov
ANALYSIS OF PERSONAL RESPIRATORY PROTECTION EQUIPMENT IN EMERGENCY SITUATIONS
The article presents methods and the results of the express analysis of the personal protective equipment with the help of high technologies and traditional method in Russia. The authors suggest classification and comparative characteristics of personal respiratory protection equipment that makes their choice easier for a concrete task.
Keywords: filtering personal protective equipment, respiratory organs protection, choice personal respiratory equipment.
Большая плотность размещения химических предприятий вокруг индустриальных и жилых центров, транзитное перемещение через них железнодорожных составов с ёмкостями, содержащими разнообразные агрессивные химические вещества в виде сырья и продуктов, сети нефте- и газопроводов - всё это содержит потенциальную опасность возникновения чрезвычайных ситуаций, о чём свидетельствуют аварии в Свердловске, Арзамасе, Уфе и др. городах. В этих условиях особо важное значение приобретают вопросы защиты персонала предприятий и населения от аварийно химически опасных веществ (АХОВ), в том числе защиты органов дыхания.
Возможность и продолжительность эвакуации людей из зоны заражения обусловливает необходимость наличия и размещения в данной зоне СИЗОД. Поэтому на объектах с массовым пребыванием людей обязательно обеспечение людей не только простейшими, но и профессиональными средствами индивидуальной защиты органов дыхания и зрения.
Из числа серийно выпускаемой и подготовленной к производству продукции предлагается использование большой группы индивидуальных фильтрующих средств защиты органов дыхания: респираторов, самоспасателей и противогазов различного назначения. Большинство из них предназначаются для защиты органов дыхания персонала предприятий и населения при выходе их из аварийной зоны и эвакуации при чрезвычайных ситуациях. В нашей статье мы остановим внимание на респираторах и самоспасателях.
В настоящее время выпускаются следующие классы респираторов: респираторы противо-аэрозольные ГОСТ 12.4.041-89, например:
респиратор Лепесток-200, Лепесток-200М, Лепесток-40;
респиратор У-2К, У-2КМ;
респиратор Кама-200, Кама-2000П;
респиратор Уралец-П;
респиратор Ф-62Ш со сменными фильтрами;
полумаски фильтрующие ГОСТ Р 12.4.191-99, такие как FFP1 Уралец, FFP1 Уралец V, FFP2 ФП Уралец, FFP2 ФП Кама-2000, FFP2 ФП Кама-У-2КМП;
респираторы противоаэрозольные лёгкие ГОСТ 12.4.041-89: респиратор Уралец-ГП, респиратор Кама-2000ГП, респиратор У-2ГПм;
респираторы патронного типа: респиратор РПГ-67 противогазовый, респиратор РУ-60М газопылезащитный, респиратор РПА-ГП противогазоаэрозольный, респиратор противогазовый КР СОРБИ РПГ-01.
Отдельно следует отметить средства защиты, рекомендуемые для спасателей, которые имеются не только в МЧС России, но и практически во всех министерствах и ведомствах, а также в органах исполнительной власти различного уровня. Для спасателей рекомендуется группа проти-вопылевых респираторов, таких как: Ф-62Ш, У-2К, Уралец-П и Кама-200, группа противогазовых респираторов (РПГ-67, КР СОРБИ РПГ-01) и группа газопылезащитных респираторов (РУ-60М, РПА-ГП, Кама-А, Кама-М). Первые могут быть применены в случаях, когда в атмосфере кроме пыли исключается присутствие газо- или парообразных вредных веществ. Обладая высокой пыле-ёмкостью, респиратор Ф-62Ш может использоваться спасателями при проведении ремонтно-восстановительных работ (разборка завалов и т. п.) в условиях высокой запылённости атмосферного воздуха (до 500 мг/м3), в том числе радиоактивной пылью. При меньшей запылённости (до 200 мг/м3), целесообразно использовать более комфортабельные облегчённые респираторы, такие как У-2К, Кама-200. Вторые - противогазовые респираторы предназначены для применения в атмосфере, заражённой парами и газами АХОВ, например аммиака и хлора, применяя при этом соответствующие марки защитных патронов. Третьи - газопылезащитные респираторы - предназначены для использования при наличии в воздухе одновременно паров, газов и аэрозолей. В частности, респираторы Кама-А и РУ-60М рекомендуются для спасателей при ликвидации последствий аварий, землетрясений и других стихийных бедствий, когда в атмосфере кроме пыли имеются трупные запахи, а респираторы Кама-М и РУ-60М-СН - для защиты органов дыхания спасателей от радиоактивной пыли, радиоактивного йода, йодорганических соединений и других АХОВ. Безусловно, наибольшими защитными свойствами обладает данная группа респираторов.
Сложившиеся направления научно-технической деятельности, связанные с разработкой изделий и материалов на основе углеродных сорбентов и с созданием фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), предусматривают наличие фильтрующе-поглощающей системы, размещённой в противогазовой коробке или защитном патроне. Это в целом соответствует задачам, о которых сказано выше, но вместе с тем, предполагает ряд недостатков. Во-первых, достаточно большая масса, более 0,3 кг, во-вторых, увеличенные габариты, за счёт крепления защитных патронов, в-третьих, необходимость сборки перед применением. Это дало нам основание проводить исследование, направленное на возможность сохранения защитных свойств респираторов, исключая применение защитных патронов, тем самым снижая вес и уменьшая габариты данного вида СИЗОД. Такую задачу можно решить созданием композиционных фильтрующе-сорбирующих материалов (КФСМ).
Изготовление образцов КФСМ осуществлялось следующим образом: образец нетканой подложки пропитывается связующим (латексом) путём окунания в раствор латекса с последующим удалением избытка связующего с помощью поджимных валков, затем на одну сторону подложки насыпается равномерно слой дроблёного активного угля и образец подвергается сушке в течение 15 мин при температуре 70 °С, после сушки избыток угля удаляется встряхиванием, оставшийся уголь покрывается слоем фильтрующего материала.
Окончательное получение образца осуществлялось наложением двух слоёв полученного материала неткаными подложками друг к другу и фильтрующим материалом с наружной стороны.
Схема построения композиционного состава фильтрующе-сорбирующего материала приведена на рис. 1.
Рис. 1. Композиционный состав образцов фильтрующе-поглощающего материала: 1 - нетканая подложка; 2 - слой угля или поглотителя, закреплённый с помощью связующего; 3 - фильтрматериал
На основе многочисленных испытаний были получены различные композиционные фильт-рующе-сорбирующие материалы, из которых разработана компоновка для корпуса респиратора, обладающего полизащитными свойствами. Компоновка фильтрующе-сорбирующих материалов в корпусе респиратора представлена на рис. 2.
Грубодисперс-ный аэрозоль
Тонкодисперсный аэрозоль
Кислые газы, пары органических веществ
Пары аммиака, пары органических веществ
Радиоактивный йод, пары метилиодида
Рис. 2. Компоновка фильтрующих материалов в корпусе респиратора: 1 - оболочка наружная - материал «спанбонд»; 2 - оболочка фильтрующая - материал ФПП-15-1,5; ФПП-15-1,0; 3 - оболочка сорбирующая - картон с КТ-1 два слоя; 4 - оболочка сорбирующая - материал хемосорбционный «Мегасорб-ХМ»; 5 - оболочка внутренняя - полотно фильтрующее термоскреплённое
Такая компоновка фильтрующих материалов позволила создать и запустить в серийное производство принципиально новые образцы СИЗОД, одним из представителей которых является респиратор облегчённый сорбирующий «РОС».
Респиратор облегчённый сорбирующий «РОС» предназначен для защиты органов дыхания различных категорий населения (школьников старшего возраста, взрослого трудоспособного населения, пенсионеров), производственного персонала промышленных предприятий, работников
структур и формирований ГО и ЧС от радиоактивной пыли, газовой фазы радионуклидов и паров аварийно химически опасных веществ.
Респиратор может применяться при техногенных авариях на радиационно и химически опасных объектах, в условиях применения ядерного оружия, а также в бытовых условиях для защиты от вредных веществ (растворители, краски, сельскохозяйственные ядохимикаты и др.).
Респираторы изготавливаются трёх ростов: 1, 2, 3.
Преимущества конструкции. Конструкция и материал обтюратора, удобное оголовье обеспечивают плотное и надёжное прилегание респиратора к лицу во время работы.
Достоинства:
комбинированная защита от широкого перечня вредных веществ;
плотное и надёжное прилегание к лицу; комфортные условия работы. Состав. Респиратор представляет собой полумаску (1) из фильтрующе-сорбирующих материалов, снабжённую клапаном выдоха (2), обтюратором (3), оголовьем, выполненным из двух эластичных лент (4) с пряжками (5) для регулирования натяжения.
Рис. 3. Респиратор облегчённый сорбирующий
Таблица 1
Технические характеристики
Показатели Значение показателя
Начальное сопротивление респиратора постоянному потоку воздуха при расходе 30 дм3/мин, Па, не более: на вдохе на выдохе 120 60
Время защитного действия от АХОВ при 10 ПДК, мин, не менее: - хлор, аммиак, ацетонитрил, сернистый ангидрид, сероводород, водород фтористый, диметиламин, нитрил акриловой кислоты, формальдегид - синильная кислота - водород хлористый, фосген, хлорпикрин, сероуглерод 30 240 600
Коэффициент проницаемости стандартного масляного тумана, %, не более 0,8
Коэффициент проницаемости по пыли, %, не более 0,05
Снижение начальной концентрации радиоактивного йода и его органических соединений, раз, не менее 100
Масса респиратора, г, не более 200
Гарантийный срок хранения, лет, не менее 5
Перспективным направлением в развитии СИЗОД является разработка самоспасатей. Фильтрующие самоспасатели - это аппараты с открытой схемой дыхания окружающим воздухом, вдох осуществляется из окружающей атмосферы через фильтрующий патрон, где очищается воздух, выдох - через клапан в атмосферу. Самоспасатели выпускаются всегда в собранном виде, го- 13
Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2011'3
товом к применению в ЧС, быстро надеваются неподготовленным персоналом и населением и обеспечивают кратковременную защиту (15.. .30 мин) для выхода из района ЧС.
В настоящее время на российском рынке широко представлены фильтрующие индивидуальные средства защиты органов дыхания, зрения и головы: самоспасатели фильтрующие - газоды-мозащитный комплект ГДЗК, самоспасатель фильтрующий противопожарный СФП-1, фильтрующий самоспасатель - капюшон защитный «Феникс». Они отличаются более эффективной защитой человека в сравнении с представленными ранее респираторами, но и более высокой ценой.
Газодымозащитный комплект ГДЗК является индивидуальным средством защиты органов дыхания. Самоспасатель предназначен для защиты органов дыхания, глаз, лица и кожных покровов головы от дыма и токсичных газов (оксид углерода, хлористый водород, цианистый водород, акролеин, аммиак, окислы азота, двуокись серы, фенол, хлор и др.), образующихся при пожаре и других ЧС. Предназначен для применения взрослыми и детьми старше 12 лет для защиты от токсичных продуктов горения при самостоятельной эвакуации из помещений во время пожара. Технические характеристики: время защитного действия - не менее 30 мин; гарантийный срок хранения - 5 лет; масса изделия - не более 800 г; приведение в состояние «готово» - не более 20 с.
Самоспасатель фильтрующий противопожарный СФП-1 предназначен для самостоятельной эвакуации человека из помещений во время пожара или при других аварийных ситуациях, требующих применения СИЗОД. Время защитного действия самоспасателя при воздействии оксида углерода (CO), хлористого водорода (HCl), цианистого водорода (HCN), акролеина CH2=CH-CHO не менее 15 минут. Самоспасатель фильтрующий СФП-1 является средством защиты одноразового применения. Самоспасатель СФП-1 обеспечивает: защиту органов дыхания, зрения и кожи лица от вредных веществ; защиту головы от воздействия открытого пламени; быстрый (в течение 1 минуты) перевод в рабочее состояние; возможность речевого общения между людьми; видимость опознавательных знаков.
Фильтрующий самоспасатель - капюшон защитный «Феникс» предназначен для защиты органов дыхания, глаз и кожи лица от паров, газов и аэрозолей опасных химических веществ (включая продукты горения) при эвакуации из зданий, сооружений и объектов различного назначения.
Прозрачная маска изготовлена из полиамидной плёнки. Фильтрующе-поглощающий элемент позволяет обеспечивать защиту от хлора, аммиака, синильной кислоты, циклогексана и др. Зажим для носа и загубник дают некоторые неудобства при эксплуатации, эти решения не обеспечивают бесспорных преимуществ.
Выбор СИЗОД сегодня обусловлен не только предполагаемым вредным воздействием и другими техническими свойствами, временем планируемой эвакуации и стоимостью. Приведённые выше примеры традиционных и современных отечественных фильтрующих средств защиты выявляют основные тенденции в развитии технологий и решений фильтрующих СИЗОД, которые также необходимо учитывать при определении оптимального средства: унификация (сокращение) ростовочного ассортимента, расширение спектра защиты (АХОВ), рост количества органов защищаемых одним изделием, повышение эластичности и эффективности обтюрации, увеличение времени защитного действия, снижение сопротивления дыханию, расширение обзора, совершенствование эргономики и комфорта изделий, снижение массы и габаритных размеров, одноразовое применение.
По нашему мнению, в наибольшей степени этому соответствует самоспасатель портативный универсальный гражданской защиты «ЗЕВС»-СПУ-ГЗ, который предназначен для индивидуальной защиты органов дыхания, глаз и головы человека от воздействия аварийно химически опасных веществ (АХОВ), опасных биологических аэрозолей (БА), радиоактивных веществ (РВ), радиоактивной пыли (РП) и других аэрозолей в виде пыли, дыма и тумана.
Данный самоспасатель может применяться для экстренной эвакуации гражданского населения, персонала предприятий и детей старше 12 лет из зоны техногенных аварий, задымлений, пожаров на промышленных предприятиях, атомных электростанциях, трубопроводах, любом виде транспорта, в гостиничных комплексах, учебных заведениях, административных зданиях и др., при перевозке опасных химических веществ, террористических актах, сопровождающихся загрязнением окружающей среды веществами, опасными для здоровья человека. Самоспасатель «ЗЕВС»-СПУ-ГЗ является фильтрующим СИЗОД одноразового действия.
Основные характеристики
Рис. 4. Самоспасатель портативный универсальный гражданской защиты «ЗЕВС»-СПУ-ГЗ
Таблица 2
пасателя «ЗЕВС»-СПУ-ГЗ
Показатели Значение показателя
Начальное сопротивление самоспасателя постоянному воздушному потоку с объёмным расходом 30 дм3/мин, Па, не более: на вдохе на выдохе 147 88
Время защитного действия, мин, не менее, при концентрации: - монооксида углерода 0,70 г/м3 - аммиака 0,30 г/м3 - циклогексана 1,00 г/м3 - диоксида серы 0,20 г/м3 - гидрида серы 0,20 г/м3 - ацетонитрила 0,10 г/м3 - хлористого водорода 0,05 г/м3 - хлора 0,03 г/м3 - диметиламина 0,03 г/м3 - сероуглерода 0,03 г/м3 - циан водорода 0,01 г/м3 - хлорциана 0,01 г/м3 - хлорпикрина 0,01 г/м3 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
Коэффициент проницаемости через фильтрующе-поглощающую коробку самоспасателя по радиоактивным веществам, %, не более, при концентрации паров: - йода 131 - 10-5 Ки/м3 - йодистого метила - 10-5 Ки/м3 2 2
Общее поле зрения в самоспасателе составляет, %, не менее 70
Масса самоспасателя, г, не более - в упаковке - без упаковки 500 400
Габаритные размеры самоспасателя при размещении в сумке, см 14x14x9
Гарантийный срок хранения, лет, не более 5
Самоспасатель «ЗЕВС»-СПУ-ГЗ состоит из защитного капюшона со смотровым окном, эластичным герметизирующим воротником, эластичными тесьмами, подмасочника с клапанами вдо-
ха и выдоха, фильтрующе-поглощающей коробки. Самоспасатель герметично упаковывается в пакет и поставляется в сумке для ношения и хранения.
Самоспасатель «ЗЕВС»-СПУ-ГЗ обеспечивает эффективную защиту органов дыхания, глаз и лица человека в течение 20 минут от газов и паров АХОВ, токсичных продуктов горения и др. веществ различных классов: монооксид углерода; аммиак; хлор; циклогексан; диоксид серы; гидрид серы; ацетонитрил; хлористый водород; диметиламин; сероуглерод; циан водорода; хлорциан; хлорпикрин; соединения радиоактивного йода; опасные биологические аэрозоли; аэрозоли (пыль, дым, туман), в том числе радиоактивные.
Самоспасатель «ЗЕВС»-СПУ-ГЗ обеспечивает защиту от АХОВ при температуре окружающей среды от минус 10 до плюс 60 °С, от токсичных продуктов горения, включая монооксид углерода, при температуре от 0 до плюс 60 °С.
Достоинства: универсальная защита от широкого перечня вредных веществ; безопасная эвакуация в течение 20 минут; наличие подмасочника дополнительно предотвращает проникновение токсичных веществ в органы дыхания; портативный, компактный, простой и удобный в эксплуатации; один универсальный размер для взрослых и детей старше 12 лет; время перевода самоспасателя в рабочее положение не более 20 секунд.
Таким образом, одним из перспективных направлений совершенствования СИЗОД следует считать создание композиционных фильтрующе-сорбирующих материалов и на их основе компоновок для корпусов респираторов, а также самоспасателей, обладающих такими свойствами, как унификация (по ростовочному ассортименту, спектру защитных свойств и количеству органов, защищаемых одним изделием), снижение до минимума сопротивления дыханию и сектора обзора, эргономика и комфорт.
Литература
1. Постановление Правительства РФ от 04.09.2003 г. № 547 «О подготовке населения в области защиты от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» // Журн. Гражд. оборона. 2004, № 1. -С. 33 - 35.
2. Соловьянов А.А. Оценка опасности и прогнозирование аварий, связанных с выбросом химических веществ. // РХЖ.. 1993. Т. 37, № 4. - С. 66 - 74 .
3. Ширков И.В. Защита населения и войск ГО от поражений токсическими веществами. // Журн. Гражд. защита. 2000. № 4. - С. 37 - 38.
4. Басманов П.И., Каминский С.М., Коробейникова А.В. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Справочное руководство. СПб.: ГИПП «Искусство России», 2002. С. 400.
5. Кошелев В.Е., Тарасов В.И. Просто о непростом в применении средств защиты дыхания. Для отделов охраны труда в промышленных предприятиях. Пермь: Агентство «Стиль-МГ», 2007. С. 280.
6. ГОСТ 12.4.034-78. ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Классификация. М.: Изд-во стандартов, 1978. С. 6.
7. Шкрабо М.Л., Конохова Г.И., Стариков В.П. Промышленные противогазы и респираторы (каталог)/ НИИТЭХИМ. Черкасы, 1982. С. 42.
8. Олонцев В.Ф. Общая классификация СИЗОД, работающих на производстве. / III Всероссийская на-учно-практ. конф. « Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности». Л.: 1997. Т. 1. - С. 285 - 286.
9. ГОСТ 10182-75. Противогазы промышленные фильтрующие. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1975.
10. ГОСТ 12.4.041-78. ССБТ. Респираторы фильтрующие. Общие технические требования. М.: Изд-во стандартов, 1978.
11. Каминский С.Л., Никифоров И.Н. Противопылевые респираторы. Методические рекомендации по выбору и применению. Л.: Изд-во ВЦСПС. 1975.
12. Проблемы разработки и испытания средств индивидуальной защиты органов дыхания. / Сбор. науч. трудов под ред. И.Н. Никифорова. М.: Изд-во ВЦСПС. 1977. С. 72.
13. Противогазы фильтрующие. Общие технические требования. ССБТ. ГОСТ 12.4.041-78. М.: Изд-во Стандартов, 1978.
14. Респираторы фильтрующие. Общие технические требования. ССБТ. ГОСТ 12.4.041-78. М.: Изд-во Стандартов, 1978.
15. Физиолого-гигиенические требования к изолирующим средствам индивидуальной защиты. М.: Изд-во МЗ СССР, 1981. С. 48
16. Боярский А.Б., Олонцев В.Ф. Проблема защиты населения и персонала атомной промышленности от паров радиоактивного йода и йодорганических соединений. Межд. науч.-техн. конф. Пенза: 2007. -С. 17 - 18.
