ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ПРОТИВОРТУТНЫХ РЕСПИРАТОРОВ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Г. Б. ГАЛЬПЕРИН. И. О. ЧИБАКОВ, 1990

УДК 614.894.3: [613.632:615.916:546.49

Г. Б. Гальперин, И,О. Чибаков

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И ЗАЩИТНЫХ

СВОЙСТВ ПРОТИВОРТУТНЫХ РЕСПИРАТОРОВ

Институт биофизики Минздрава СССР, Москва

В течение ряда лет для защиты органов дыхания от паров ртути применяют легкие сорб-ционно-фильтрующие респираторы типа «Лепесток-Г» [4, 5]. Конструктивно респиратор «Лепе-сток-Г» состоит из трех слоев материала ФП, средний из которых наполнен сорбентом — порошкообразным активированным углем, импрег-нированным йодом [1]. Последний в данном случае необходим для надежной хемосорбции паров ртути в тонком слое активированного угля. Поверхностная плотность сорбента (масса на единицу площади фильтра) составляет 3,5± ±0,5 мг/см2, содержание йода — 13+3% от массы сухого сорбента. Начальное сопротивление постоянному воздушному потоку при объемном расходе 30 л/мин находится в пределах 45±15 Па [6].

С целью изучения возможности улучшения эксплуатационных и защитных свойств противо-ртутных респираторов проведены исследования по оценке динамической активности сорбционно-фильтрующих элементов (СФЭ) относительно паров ртути; В работе использован экспресс-метод [3].

В ходе исследований установлено, что с увеличением содержания йода в сорбенте до 15—20 % его динамическая активность возрастает. Дальнейшее увеличение количества йода приводит к незначительному повышению динамической активности. Последнее можно объяснить кинетикой сорбции самого йода и прочностью удерживания его активированным углем. Избыточная часть йода слабо удерживается сорбентом и в течение определенного времени десорбируется. Оптимальное содержание йода, согласно полученным нами данным, составляет 10% от массы сорбента, что также подтверждается в работе И. В. Петрянова (и соавт. [6]. В соответствии с техническими условиями1 срок хранения респиратора составляет 6 мес со дня изготовления. В исследованиях мы изучали возможность увеличения этого срока.

На рис. 1 представлена зависимость динамической активности СФЭ респиратора «Лепе-сток-1» от срока его хранения. Как видно, динамическая активность значительно снижается в течение первого года хранения респиратора, а затем, когда в сорбенте остается достаточно

прочно удерживаемая часть иода, динамическая активность практически не изменяется.

Одной из основных эксплуатационных характеристик респиратора является его сопротивление дыханию, которое зависит от фильтрующего материала и повернхостной плотности сорбента.

В наших исследованиях мы оценивали влияние массы сорбента на сопротивление СФЭ постоянному воздушному потоку. С целью исключения влияния влажности высушенные в одинаковых условиях сорбенты наносили на фильтрующий материал ФПС-70-0,2, высушенный в этих же условиях.

Оценку сопротивления СФЭ постоянному потоку воздуха при его объемном расходе 30 л/мин осуществляли по ГОСТу 10188—74. На рис. 2 отражена зависимость сопротивления СФЭ респиратора постоянному воздушному потоку от массы сорбента.

В соответствии с техническими условиями2 респиратор «Лепесток-Г» рассчитан на защиту от паров ртути при их концентрации в воздухе до 100 ПДК (1 мг/м3). Однако результаты проведенных ранее исследований [2] показали, что коэффициент проникания паров ртути через респиратор «Лепесток-Г», главным образом по полосе обтюрации, составляет 1,15+0,53%, а это не позволяет применять его при концентрациях паров ртути в воздухе, превышающих

50 ПДК (0,5 мг/м3).

Используя результаты исследований, представляется целесообразным оптимизировать параметры респиратора «Лепесток-Г».

Массу сорбента (Мс) можно рассчитать по формуле:

М,

М

рт

а

(1)

где Мрт — масса ртути, уловленная сорбентом СФЭ при эксплуатации респиратора в течение рабочей смены, мг; а — средняя динамическая активность сорбента, мг ртути на 1 мг сорбента;

М

рт

(2)

где V — объем воздуха, вдыхаемый за 6-часовую рабочую смену, м3; С — предельная концентрация паров ртути, до которой допустимо применение респиратора «Лепесток-Г», 0,5 мг/м3;

V — V-т,

(3)

где V — объемный расход воздуха, равный

1 Респиратор универсальный «Лепесток-Г». Технические

условия. ТУ 95.489—78.

2 Там ж е.

0J5 Ц/О

DOS

1

1

1

1

О 6 PUCj

/2 /8 •

v. .

Рис. 1. Зависимость динамической активности СФЭ респиратора «Лепесток-Г» от срока хранения.

По оси абсцисс — время от момента изготовления СФЭ респиратора «Лепесток-Г» (мес); по оси ординат — динамическая активность СФЭ респиратора «Лепесток-Г» (в мг/мг).

Рис. 2. Зависимость сопротивления СФЭ воздушному потоку от массы сорбента (уголь, импрегнированный спиртовым раствором йода).

• По оси абсцисс — масса сорбента (в мг/см2); по оси ординат —

сопротивление воздушному потоку (в Па).

30 л/мин (0,03 м3/мин); т — общее время работы в респираторе в течение 6-часовой рабочей смены, мин.

Подставляя выражения (2), (3) в формулу (1), получаем:

М,

v-т-С

а

(4)

С учетом нижней границы доверительного интервала среднее значение динамической активности активированного угля, импрегнированного спиртовым раствором йода, составило в наших экспериментах 0,34 мг/мг по йоду. Исходя из результатов исследований, оптимальное содержание йода в сорбенте составляет 10%. Тогда динамическая активность йодированного сорбента будет равна 0,034 мг/мг.

Подставляя в формулу (4) числовые значения, получаем:

М,

0,03-360.0,50 0,034

158,8

Принимая во внимание снижение динамической активности сорбента при хранении респиратора в течение двух лет3, с учетом нижней

3 Два года — срок хранения протпвоаэрозольных респираторов типа «Лепесток» в соответствии с ГОСТом 12.04.028—76. По этой причине срок хранения респиратора «Лепесток-Г» не может превышать срок хранения фильтрующего материала ФП.

границы доверительного интервала (см. рис. 1) увеличиваем полученное значение Мс втрое:

158,8X3=476,4 мг.

Общая площадь СФЭ респиратора «Лспе-сток-Г» равна 300 см2. Определяем поверхностную плотность сорбента (Мп):

Мп=476,4: 300= 1,44 мг/см2

1,5 мг/см2.

Анализируя зависимость, представленную на рис. 2, видим, что при уменьшении массы сорбента в респираторе «Лепесток-Г» от 3,5 до 1,5 мг сопротивление постоянному потоку воздуха снижается на 15—16 Па. Следовательно, начальное сопротивление постоянному воздушному потоку при объемном расходе 30 л/мин будет ниже приблизительно на 30%. Это в свою очередь улучшает эксплуатационные и защитные свойства респиратора.

Таким образом, с учетом срока хранения респиратора, равного 2 годам, оптимальная поверхностная плотность сорбента должна составлять 1,5 мг/см2 при содержании в нем йода 10%.

Литература

1. Борисов II. Б., Борисова Л. И., Петрянов И. В. // Гиг. и сан. — 1977. — № 3. — С. 54—56.

2. Борисов Н. Б., Гальперин Г. Б., Гояьдштейн Д. С. и др.//Там же. — 1982. — № 8. — С. 57—59.

3. Гальперин Г. Б., Чибаков И. О. //Средства индивидуальной защиты и методы оценки их качества на производстве. — Свердловск, 1986. — С. 52.

4. Каминский С. Л., Басманов П. И. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. — М., 1982.

5. Кощеев В. С., Гояьдштейн Д. С., Шатский С. Н. и др. // Гиг. труда. — 1983. — № 8. — С. 38—40.

6. Лепесток (Легкие респираторы) / Петрянов И. В., Кощеев В. С., Басманов П. И. и др. — М., 1984.— С. 187— 192.

Поступила 14.02.89

Summary. The major results of studies on the assessment of the dynamic activity of sorption — filtering respirators relative to mercury vapours are presented. It has been shown that the term for the storage of the respirator "Lepestok-G" can be increased from 6 months, starting from the date of production — according to the established technical rules, — up to 2 years. The surface density of the sorbent can be reduced from 3.5 down to 1.5 mg/sm2, which will make it possible to significantly reduce the initial resistance to breathing and to improve the operational and protective properties of the respirator.