CC BY
13
УДК 614.89-036.8-073.916
МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАЩИТНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ПО РАДИОАКТИВНЫМ АЭРОЗОЛЯМ
С. М. Городинский, Л. С. Еськова-Сосковец, А. Ф. Кобылкин, А. И. Климова, М. И. Рохлин, Э. А. Фишевская, В. А. Чередниченко, В. Л. Щербаков (Москва)
При использовании средств индивидуальной защиты органов дыхания и кожных покровов большое гигиеническое значение имеет исследование их эффективности. Степень защиты органов дыхания и кожных покровов, которую обеспечивает то или иное средство индивидуальной защиты, принято называть защитной эффективностью. Она определяется соотношением степеней загрязнения внешней атмосферы и вдыхаемого воздуха (для средств защиты органов дыхания) и уровней загрязнения защитной и специальной одежды и кожных покровов (при оценке средств защиты кожи).
Количественная оценка защитной эффективности особенно важна при применении средств индивидуальной защиты (респираторы, противогазы, изолирующие комплекты) для работ с высокотоксичными и радиоактивными веществами с чрезвычайно малыми предельно допустимыми уровнями загрязнения кожных покровов и предельно допустимыми концентрациями в зоне дыхания.
Экспериментальное количественное определение эффективности средств индивидуальной защиты, предназначенных для работ с радиоактивными изотопами, оказалось затрудненным при использовании существующих способов оценки в связи с их недостаточной чувствительностью.
Принятые в настоящее время способы определения защитной эффективности по прониканию аммиака или хлора в подкостюм-» ное пространство защитных комбинезонов и изменению окраски пропитанного соответствующим индикатором белья дают только качественную характеристику эффективности изолирующих комплектов. Манометрический способ исследования герметичности недостаточно чувствителен.
В связи с этим возникла необходимость разработки нового, более совершенного метода оценки эффективности средств индивидуальной защиты непосредственно по радиоактивным изотопам. Такой метод должен быть, во-первых, высокочувствительным, чтобы имелась возможность достоверно определять чрезвычайно малые количества радиоактивных веществ во вдыхаемом воздухе и на кожных покровах; во-вто-рых, используемая в эксперименте аэродисперсная система должна быть относительно устойчивой, чтобы концентрация радиоактивного ве-* щества на протяжении всего времени опыта оставалась постоянной и равномерной по объему камеры; в-третьих, метод должен обеспечивать определение защитной эффективности различных средств защиты при деформациях, вызываемых движениями работающих, что позволит использовать полученные данные без дополнительных допущений или пересчетов.
Одним из важных требований является также универсальность метода, т. е. возможность применять его для определения эффективности самых различных средств защиты органов дыхания и поверхности ко-I жи человека (средств индивидуальной защиты, призванных предотвратить попадание радиоактивных аэрозолей в органы дыхания и на поверхность кожных покровов). Кроме того, должна быть предусмотрена
возможность моделирования реальных условий применения индивидуальных средств защиты, а также соблюдение правил радиационной безопасности при проведении испытаний.
Для исследования защитной эффективности средств индивидуальной защиты и загрязненности спецодежды и кожных покровов использовали специально разработанную лабораторную установку (рис. 1). Эта установка снабжена необходимым оборудованием, позволяющим проводить эксперименты по оценке эффективности различных средств
т^ччччччтччччччччччт^
Рис. 1. Схема установки для исследования средств индивидуальной защиты.
/ — фундамент; 2 — наружная защитная оболочка камеры; 3 — внутренняя рабочая камера; 4 — подъемные двери; 5 — магистраль подачи сжатого воздуха; 6 — стоки в спецканализацию; 7 — патрубок вытяжной вентиляции; 8 — дистанционная система регулирования вытяжной вентиляцией камер; 9 — фильтрующая коробка в системе выброса воздуха из камеры; 10— вентиль тонкой регулировки вытяжной вентиляцией рабочей камеры; 11 — микрофон и динамик системы двусторонней связи; 12—клапаны давления и разрежения; 13 — манометры; 14 — система звуковой и световой сигнализации перепада давления; 15 — воздуходувка для продува рабочей камеры; 16 — ультразвуковой генератор радиоактивного аэрозоля; 17 — вентилятор; 18 — система подачи воды и моющего раствора в камеры; 19 — штуцера отбора проб воздуха.
индивидуальной защиты непосредственно на испытателях с использованием радиоактивных веществ.
Основными узлами установки являются: камера, состоящая из внутренней рабочей (объем 3,5 м3) и внешней защитной (объем 13 м3) оболочек, ультразвуковой генератор радиоактивного аэрозоля и стенд измерений. Оболочки изготовлены из легкодезактивируемого винипласта. Перед каждым опытом камеру проверяют на герметичность методом химической индикации. Специально разработанный ультразвуковой генератор создает аэрозоли различных радиоактивных изотопов, обеспечивая в рабочей камере стабильную заданную активную концентрацию аэрозольных частиц с наиболее проникающими размерами. Распределение размеров частиц аэрозоля, получаемого с помощью
ультразвукового генератора, близко к монодисперсному. Средний геометрический радиус аэрозольных частиц с твердой дисперсной фазой составляет 0,4 мк при стандартном геометрическом отклонении 1,6 при частоте ультразвука 800 кгц.
Стенд измерений позволяет контролировать радиоактивную загрязненность воздуха в соответствующих точках камеры и подкостюм-г ного пространства, а также загрязненность фильтров, поверхностей
защитной и специальной одежды, белья и кожных покровов.
Коэффициент защиты органов дыхания (К3) выражают формулой:
где А1 — активная концентрация аэрозоля во внешней среде (в камере); Аг — активная концентрация аэрозоля во вдыхаемом воздухе при использовании данного средства защиты.
В некоторых случаях удобно пользоваться производной величиной
от коэффициента защиты: коэффициентом проникания Кпр = 100%
и защитной эффективностью Э= 100% —• I Эффективность защиты кожных покровов выражают отношением
где Nв —загрязненность верхнего слоя одежды; УУК —загрязнен-
" к
ность кожных покровов. Исследование эффективности средств индивидуальной защиты сводится к определению концентраций радиоактивного аэрозоля в камере, в различных точках подкостюмного пространства (при исследовании защитных комплектов) и вдыхаемом воздухе (при изучении средств защиты органов дыхания). Характер и закономерности загрязнения кожных покровов, специальной и защитной одежды изучают путем измерения и сопоставления уровней их загрязнения радиоактивными веществами.
Типовая схема эксперимента по описываемому методу заключается в следующем. Испытатель в исследуемом средстве защиты входит во внутреннюю камеру, где после ее герметизации создают определен-* ную активную концентрацию аэрозоляКонцентрацию аэрозоля выбирают в зависимости от условий эксплуатации изучаемого средства! индивидуальной защиты.
Следует указать, что лабораторная установка может быть применена для экспериментов с животными и для других радиобиологических исследований с радиоактивными аэрозолями.
Экспериментально подобранный режим работы ультразвукового генератора дает возможность создавать и поддерживать в камере активную концентрацию аэрозоля на заданном уровне.
Типичный график изменения активной концентрации в камере в ходе опыта приведен на рис. 2. ^ Скорость отбора пробы воздуха и методика измерения обеспечива-
ют получение значений активной концентрации в камере непосредственно в кюри-литрах через 2—3 мин. после начала отбора каждой пробы. Это позволяет в случае необходимости регулировать величину активной концентрации в камере, меняя режим работы генератора. Следует заметить, что перед пуском радиоактивного аэрозоля в камеру ее в
1 В наших опытах использовался стронций-89. Он является чистым (5-излучате-к лем, без дочерних продуктов распада, с периодом полураспада 51 день, имеет жесткое
Р-излучение — 1,46 Мэв, что позволяет эффективно измерять небольшие величины активности. Могут быть использованы и другие изотопы, например фосфор-32.
течение 30 мин. обеспыливают, для того чтобы избежать осаждение генерируемого аэрозоля на крупных частицах пыли.
Испытатель в камере во время опыта выполняет комплекс определенных упражнений, имитирующих самые тяжелые (в отношении подсоса загрязненного воздуха из окружающей атмосферы в пододежное про-I странство) условия экс-
плуатации. Эти упражнения (10 приседаний с последующим поднятием на
о>
4 -
1
'2 носки и одновременным
вытягиванием рук вверх)
I 1_I_I_ ■_повторяются через каж-
¡0 20 30 <10 30
еошядые Ю—15 мин. Во время
1у//лг1уи опыта постоянно регист-
Рис. 2. Активная концентрация аэрозоля в камере, рируется состояние ОСНОВ-/ — на высоте 0,2 м\ 2 — на высоте 1 м\ 3 — на высоте 2 м. НЫХ функциональных систем организма испытателя. В наших наблюдениях каких-либо сдвигов, выходящих за пределы физиологической нормы, не отмечено.
Особое внимание требует обеспечение безопасности исследования. Возможность попадания радиоактивного аэрозоля в органы дыхания и на кожные покровы испытателя практически исключена. Этого достигают использованием в необходимых случаях респиратора «Лепесток», который приклеивают к лицу испытателя по линии обтюрации клеем БФ-2, а также комбинезона и капюшона из материала ФПГ1-15.
Кожные покровы имитируют пластинами (размером 100X150 мм) из искусственной кожи, прикрепленными в нескольких местах к комбинезону с помощью полосок из клеящей пленки.
Пробы воздуха в рабочей камере отбирают из различных по высоте точек, что позволяет судить о распределении аэрозоля в ее объеме и при необходимости усреднить концентрацию.
В зависимости от конструкции исследуемого средства защиты определение активной концентрации во вдыхаемом воздухе в каждом конкретном случае имеет некоторые особенности. Так, в изолирующем костюме типа ИКАП, где подкостюмное пространство является дыхательным мешком, во время опыта вдох осуществляется через фильтр из материала ФПП-15, закрепленный на полумаске. На этом фильтре осаждается радиоактивный аэрозоль из воздуха, поступающего в органы дыхания. При исследовании средств индивидуальной защиты с принудительной подачей воздуха, например пневмокостюмов типа Л Г, в качестве дыхательного фильтра, как правило, используют респиратор «Лепесток». Кроме того, в комплектах с поддувом чистого воздуха в различных точках подкостюмного пространства отбирают дополнительные пробы воздуха для получения данных о распределении активной концентрации аэрозоля в этом пространстве. Во всех перечисленных вариантах отбора проб используют метод концентрирования активности на различных фильтрах (РМП-3, РМП-20, фильтр полумаски НПЗК, «Лепесток» и т. д.) с последующим измерением их на радиометрической установке.
На основании предварительного определения легочной вентиляции испытателя при аналогичной физической работе и полученной активности фильтров рассчитывают концентрацию аэрозоля во вдыхаемом воздухе.
Сопоставляя эту концентрацию с активностью аэрозоля в камере, устанавливают коэффициент защиты органов дыхания.
Загрязнение спецодежды и кожных покровов исследуют следующим образом. После выхода испытателя из рабочей камеры измеряют загрязненность всех частей одежды и тела его, начиная с верхнего ком-
бннезона и кончая кожными покровами. В качестве радиометра используют прибор «Тисс» с датчиком «ТЧ», отградуированным по выбранному изотопу. Уровни загрязнения сопоставляют между собой и с концентрацией аэрозоля в камере.
По окончании каждого эксперимента рабочую камеру вентилирует и тщательно дезактивирует одетый в пневмокостюм 'сотрудник с помощью стационарной системы, которой оборудована установка.
Вход и выход из камеры осуществляется через межкамерное пространство с обязательной сменой обуви и дополнительной спецодежды. Межкамерное пространство в данном случае используют как санитарный шлюз. В нем, как и в рабочей камере, имеется душ для дезактивации средств защиты и стенок камеры.
Межкамерное пространство постоянно вентилируется с выбросом воздуха в специальную вытяжную вентиляцию. Таким образом, полностью исключается попадание радиоактивного изотопа за пределы камеры в рабочее помещение.
Длительность каждого эксперимента рассчитывают с учетом задач исследования, вида испытываемого средства защиты, условий его эксплуатации, возможности улавливания радиоактивного аэрозоля на аналитические фильтры с последующим их измерением на радиометрической установке и других факторов.
С помощью описанного метода проведен широкий комплекс исследований, связанных с количественной оценкой защитной эффективности, средств индивидуальной защиты от радиоактивных веществ. В результате были получены объективные сопоставимые данные об эффективности различных средств индивидуальной защиты, позволяющие разработать рекомендации по их использованию в конкретных условиях и наметить пути дальнейшего совершенствования.
Поступила 21/111 1966 г.
