ФИЛЬТРУЮЩИЙ ИОНИТОВЫЙ ПРОТИВОГАЗ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ФИЛЬТРУЮЩИЙ ИОНИТОВЫИ ПРОТИВОГАЗ

Канд. техн. наук А. И. Вулих, Ю. А. Шивандронов, М. К. Загорская, канд. хим. наук В. Л. Богатырев

Новосибирский завод химических реактивов и Институт неорганической химии Сибирского отделения АН СССР

Промышленные противогазы, применяемые в настоящее время, содержат в качестве поглотителей физические сорбенты (активированный уголь, силикагель, диатомит и др.), пропитанные растворами химических реагентов. Сравнительно сложный и разнообразный состав поглотителей и трудность их регенерации препятствуют децентрализованному изготовлению или регенерации противогазных патронов. Вместе с тем удельная емкость поглотителей относительно невелика. Поэтому противогазная коробка, рассчитанная даже на однократное использование, содержит большое количество сорбента и представляет собой громоздкое и тяжелое устройство, требующее отдельной подвески и шлангового соединения с противогазной маской.

В последние годы выполнен ряд работ по токсикологии ионитов. В частности, токсичность этих материалов была исследована Е. В. Штанниковым и В. А. Журавлевым. Авторы показали, что кислотно-щелочная обработка ионитов для удаления примесей обеспечивает безвредность воды, очищенной ионитами.

Нами совместно с А. В. Николаевым и одновременно с чешским исследователем Э. Крейцаром опубликованы результаты изучения поглощения газов (аммиак, хлор, сернистый газ) ионитами в динамических условиях. Установлено, что абсолютно сухие иониты в динамических условиях почти не сорбируют газов, но уже при 20—25% влажности емкость ионитов как поглотителей газов становится равной обменной емкости в растворах.

При протекании химически активного газа через слой ионита происходит растворение газа в воде, содержащейся в ионите, а затем молекулы газа или ионы соединения, образовавшегося при реакции газа и воды, взаимодействуют с ионитом.

Мы испытали в широком интервале концентраций и скорости газа поглощение в динамических условиях из газовоздушных смесей аммиака, аминов (катионитом КУ-2 в водородной форме), окислов серы, хлора, хлористого водорода (анионитами АВ-17 и ЭДЭ-10П в гидроксильной и карбонатной формах). Во всех случаях достигнуто полное поглощение основных и кислых газов, причем емкость ионитов (в воздушносухом состоянии при обычных значениях относительной влажности воздуха) до проскока извлекаемого газа уже в слое высотой 2 см составляла 80—90% полной обменной емкости, т. е. 4 мг-экв/г для катионита КУ-2 и около 3 мг-экв/г для анионита АВ-17. (Проскок фиксировался с помощью газоанализаторов УГ-1 и УГ-2 при концентрациях газов =0,002—0,005 мг/л.) Продукт взаимодействия оказывается химически связанным, например по реакциям:

И'ОН + БО. ИНБОз и т. д. ,

где И и И' — радикалы функциональных групп катионита и анионита соответственно.

Сравнительные данные о динамической активности стандартных1 и нонитовых противогазов для защиты от некоторых газов приведены в таблице. Условия испытания ионитовых противогазов приняты те же, что и условия испытания стандартных. Обшие условия испытаний, не указанные в таблице: высота слоя ионита 30 мм, влажность ионита 25—30%, скорость пропускания газовоздушной смеси 30±3 л/мин, абсолютная влажность воздуха 9±1 мг/л, температура 20±2°.

Из таблицы видно, что удельная динамическая емкость ионитовых противогазов значительно выше. Вместе с тем ионитовые поглотители легко регенерируются, как показано далее, полностью восстанавливая динамическую емкость.

Весьма важна возможность применения смесей ионитов в различных ионных формах (особенно смесей катионитов и анионитов), позволяющих вводить в реакции с газами такие комбинации ионов, которые несовместимы в растворах или солевых смесях, предназначенных для противогазовых поглотителей: Н+ и ОН-, Н+ и С032-, N2^+ и ОН-, Н+ и БгОз2- и т. д. Смеси ионитов могут, как показали эксперименты, задерживать одновременно несколько различных по химическим свойствам газов и паров. Достаточно увлажненный слой ионитов поглощает также аэрозоли, например туман серной кислоты или дым хлористого аммония:

МН4С1 + ИН ^ И'ОН -» ИЫН4 + И'С! н2о.

1 Для стандартных противогазов приняты паспортные данные.

Динамическая активность стандартных и ионитовых противогазов

Поглощаемый газ Концентрация газа в воздухе (в мг/л) Стандартный противогаз (без фильтра) Ионнтовый противогаз

марка вес сорбента (в г) время защитного действия (в мин.) удельная динамическая активность (в мин!г) марка сорбент вес сорбента (в г) время защитного действия (в мин.) удельная динамическая активность (в мин/г)

Аммиак ..... Сернистый газ . . Хлор . . • • . . Хлористый водород ...... ? 3+0,1 8,6+0,3 5,0+0,3 5,0+0,3 кд в в в 600 700 700 700 240 90 Не указано То же 0,4 0,13 ки ви ВИ ВИ КУ-2 в Н-фор-ме АВ-17 в СОз-форме То же » » ООО О 1— г—. (— 50 30 35 40 0,7 0,43 0,50 0,57

Наиболее универсальными поглотителями являются высокоионизированные монофункциональные смолы (КУ-2, ОБС-3, СБВ и АВ). Для поглощения сильнокислотных и сильноосновных газов могут, по-видимому, оказаться более эффективными карбоксильные катиониты (например, КБ-4) и аниониты со вторичными и третичными амино-

Противогазная коробка с ионитовым поглотителем и противодымным фильтром. I — корпус (винипласт); 2, 9 — решетки (винипласт); 3— сетка (капрон, сито № 46); 4— кольцо (поролон); 5, 10— кольца (винипласт); 5—ионит (слой 25—30 мм); 7 — сетка (капрон, сито № 25); 8 — прокладка (прореженный поролон); 11 — пружина; 12 — обойма (винипласт); 13 — закрепляющее кольцо (винипласт); 14 — фильтр от респиратора РП-5.

группами (например, ЭДЭ-10П), емкость которых достигает 8—9 г-экв/кг. Для поглощения газов или паров органических веществ с крупными молекулами будут, очевидно, эффективны крупнопористые иониты (КУ-2П для аминов и т. п.).

Аниониты в ОН- или СОз-формах могут быть использованы так же, как поглотители углекислоты в изолирующих противогазах:

2И'ОН + <Ю2 Иа'СОз + Н20 Иг'СОз + С02 + НгО 2Н'НС03.

Благодаря набуханию аниониты наряду с углекислотой поглощают и влагу.

Устройство коробки фильтрующего ионитового противогаза, испытанной в течение нескольких месяцев в производственных условиях при защите от аммиака, показано на рисунке. В нижнюю часть коробки вмонтирован противопылевой фильтр от респиратора РП-5. Поглотителем является катионит КУ-2 (фракция +0,7 мм) в водородной форме. В коробку загружается 50—70 г воздушносухой смолы (слой 25—30 мм). Общий вес коробки с противопылевым фильтром 200—250 г1; коробка может непосредственно привинчиваться к маске противогаза, не стесняя работающего. Сопротивление дыханию не выше, чем у коробки марки «КД».

Противогазная коробка с загрузкой 50 г катионита КУ-2 в Н-форме (в пересчете на сухую смолу) поглощает до проскока 3,5 г аммиака и при средней концентрации газа 0,1 мг/л обеспечивает непрерывную работу в течение 30 часов. Практически рабочий пользуется коробкой до очередной регенерации от 2 недель до 1 месяца.

Ионитовые противогазы с успехом и явным экономическим эффектом могут заменить применяемые в настоящее время типы промышленных противогазов. Это относится пока к наиболее активным в химическом отношении газам и парам, но дальнейшие исследования позволят, по-видимому, использовать иониты самостоятельно или в комбинации с физическими сорбентами и химическими поглотителями для весьма широкого круга объектов санитарно-химической защиты.

Вместе с тем следует провести специальные токсикологические исследования ио-нитов как поглотителей для противогазов, поскольку имеющиеся в литературе сведения о токсичности ионитов касаются обработки воды и растворов и не могут быть распространены на процессы взаимодействия с газами. Данные о химических свойствах ионитов свидетельствуют об отсутствии у них побочных реакций с такими газами, как аммиак, сернистый газ и хлористый водород (эти газы неспособны взаимодействовать с ионитами иначе, чем в реакции нейтрализации или присоединения). Но предварительное санитарно-гигиеническое изучение газов-окислителей или сильных восстановителей органических газов и паров необходимо.

ЛИТЕРАТУРА

Вулих А. И., Николаев А. В., Загорская М. К. и др. Докл. АН СССР, 1965, т. 160, №5, с. 1072.—Штанников Е. В., Журавлев В. А. Гиг. и сан., 1965, № 2, с. 21, —Кге1саг Е., СЬеш. Ргитуз1., 1965, т. 15, с. 77. — О с б о р н Дж. Г. Синтетические ионообменники. М., 1964, с. 17.

Поступила 24/Х1 1964 г.

УДК 615.712.1-099-036.2-092:616.12-073.97

ИЗМЕНЕНИЯ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В УСЛОВИЯХ ХРОНИЧЕСКИХ ОКСИУГЛЕРОДНЫХ ИНТОКСИКАЦИЙ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Канд. мед. наук И. И. Даценко Кафедра общей гигиены Львовского медицинского института

Клиника хронических оксиуглеродных интоксикаций нуждается в дополнениях, и это тесно связано с отсутствием единого мнения о механизме действия окиси углерода (СО). Одним из ведущих признаков отравления этим газом является поражение сердечно-сосудистой системы. Естественно, что в литературе, посвященной этому вопросу, уделено много внимания описанию сердечной патологии. Нельзя, однако, не отметить, что данные различных авторов чаще всего основаны на патологоанатомических исследованиях и реже—на электрокардиографических наблюдениях, а главное, проведены в условиях острого отравления СО. В условиях же хронических оксиуглеродных интоксикаций изменения ЭКГ освещены крайне недостаточно, поэтому нам казалось вполне оправданным изучение этих сдвигов при длительном влиянии небольших концентраций СО, что имеет место на производстве. Вместе с тем нельзя не учитывать, что на производстве, где рабочие подвергаются воздействию СО, на них влияют дополнительно и другие факторы среды. Вот почему мы сочли необходимым предварительно изучить изменения ЭКГ в условиях эксперимента на животных. Целью этих опытов явилось установление нарушений, характерных исключительно для СО, что дало бы

1 Для сравнения: стандартная коробка «КД» весит около 1 кг.