Средства индивидуальной защиты (работников)/СИЗ органов дыхания/Научные исследования

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Для защиты работников от ингаляционного поступления вредных веществ в организм, при недостатке кислорода, и защиты лица и головы, во многих случаях используют средства индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), в том числе в опасных для жизни условиях.

Для того, чтобы их применение снизило риск развития профессиональных заболеваний, острых отравлений и гибели рабочих, в разных странах проводились научные исследования. Ниже представлен обзор некоторых из полученных результатов, которые заставили изменить требования к выбору и организации использования таких СИЗ во всех развитых и многих развивающихся странах.

Значительное отличие защитных свойств в лабораторных и реальных условиях[править]

Пример измерений эффективности респиратора (на рабочем месте). Обозначения: (1) Персональный пробоотборный насос, (2) Кассета и фильтр для определения концентрации (в зоне дыхания), (3) Кассета и фильтр для определения концентрации (под маской), (4) Линия отбора проб (из зоны дыхания), (5) Линия отбора проб (из маски). Одновременное измерение концентрации вредных веществ во вдыхаемом воздухе (под маской) и в зоне дыхания позволяет оценить вклад респиратора в уменьшение воздействия воздушных загрязнений

Начиная с 1970-х в развитых странах начали проводить исследования для определения коэффициента защиты СИЗ органов дыхания, не только в лабораторных условиях, но и непосредственно на рабочих местах. Обычно одновременно отбирали две пробы воздуха, из маски и снаружи, определяли отношение концентраций воздушных загрязнений во вдыхаемом воздухе и в окружающем, а отношение второй к первой считали коэффициентом защиты. При проведении исследований именно для определения эффективности СИЗОД все работники были обучены, маски индивидуально подобраны, респираторы исправны, при защите от газов фильтры меняли вовремя, во время замера за каждым работников непрерывно наблюдали (если маска снималась или поправлялась - результат измерений не учитывали). Все исследования, проводившиеся компанией 3М, показывали высокий уровень защиты (её продукции). А несколько исследований, проведённых специалистами по профзаболеваниям, выявили настолько плохую защиту рабочих, что области допустимого применения некоторых СИЗОД уменьшили в десятки раз[1].

Такие исследования проводили и в СССР, начав их гораздо раньше, чем на западе. Но их проводили не систематично, а главное - результаты не использовали для установления границ допустимого применения респираторов, так, чтобы рабочим не выдавали заведомо ненадёжные средства защиты. Многие исследования выявляли недостаточную эффективность СИЗОД даже при своевременном применении (что не всегда возможно).

Поскольку у самых распространённых СИЗОД (фильтрующих, без принудительной подачи воздуха в маску) защитные свойства сильно зависят от способности маски плотно, без зазоров прилегать к лицу, и не сползать во время работы, были изучены разные способы обнаружения зазоров между маской и лицом[2]. В США (приложение А[3]) с 1980-х годов, и в других развитых странах позднее, эти индивидуальные проверки стали обязательными для всех случаев использования СИЗОД работниками в опасной атмосфере.

Замена противогазных фильтров[править]

Фильтр, заранее предупреждающий об окончании срока службы. Внизу: сорбент, меняющий цвет при насыщении; вверху: активированный уголь даёт запас времени при насыщении 1 слоя.

В начале 20-го века считалось, что работник может обнаружить момент окончания срока службы фильтра по появлению запаха вредного газа в маске, и сможет поменять фильтр вовремя. Кроме того, никаких других способов замены фильтров в то время не было.

Затем применение этого способа ограничили защитой от газов, у которых есть "хорошие предупреждающие свойства" (запах, раздражение органов дыхания и/или глаз и т.п.). Однако оказалось, что из-за привыкания, отвлечения внимания на выполнение работы, пониженной индивидуальной чувствительности, хотя бы часть рабочих меняет фильтры запоздало, и портит здоровье. Поэтому с 1990-х использование ненадёжной реакции органов чувств запретили полностью.

В результате длительных исследований, и использования результатов испытаний фильтров их производителями, в научном атомном центре США был разработан алгоритм и написана универсальная программа для установки на компьютер, позволяющие вычислять срок службы фильтра с известными свойствами в известных условиях. Алгоритм был использован ведущими производителями СИЗОД для создания собственных программ[4]. При расчёте срока службы в условиях высокой относительной влажности воздуха алгоритм может дать ошибочный результат, недооценивая снижение срока службы из-за полного заполнения пор сорбента водой.

Томография показывает концентрации газов и их перемещение в сорбенте при хранении фильтра[5][6][7]

При повторном использовании фильтров работник может отравиться из-за десорбции накопившегося при первом применении токсичного вещества, в развитых странах стараются запретить неоднократное использование (кроме случаев, когда доказано, что это безопасно), см. графики слева[6].

Из-за сочетания субъективных, а также объективных причин, выпуск устройств, заблаговременно предупреждающих работника о необходимости заменять фильтр, практически прекращён (End of Service Life Indicator, ESLI).

Использование современных высококачественных фильтрующих СИЗ органов дыхания, с 2014 года полумасок 3М серии 6000, а с 2018 года СИЗОД с принудительной подачей отфильтрованного воздуха - не позволило устранить или даже сильно, заметно снизить профессиональную заболеваемость органов дыхания при электролизном получении никеля (Кольская ГМК), за 2004-19 гг. 190 случаев у 130 рабочих[8].

Ограничения применения из-за негативного влияния СИЗОД на работников[править]

Применение СИЗ органов дыхания оказывает неблагоприятное воздействие на работника. Нагрузка, создаваемая тяжёлыми автономными дыхательными аппаратами, повышенная температура вдыхаемого воздуха (у дыхательных аппаратов с закрытым контуром); сопротивление вдоху и выдоху; высокое содержание углекислого газа и пониженное содержание кислорода в воздухе, вдыхаемом из маски, и другие факторы оказывают негативное влияние на работника. В результате, если при планировании работы не учли влияние СИЗОД, с большой вероятностью может оказаться, что хотя бы часть людей не сможет использовать их непрерывно и своевременно при выполнении работы в загрязнённой атмосфере. Соответственно, защитный эффект может сильно снизиться.

В четвёртом издании английского учебника по выбору и использованию СИЗОД рекомендуется организовать работу так, чтобы при использовании (самых распространённых и недорогих) фильтрующих СИЗОД без принудительной подачи воздуха в лицевую часть работники использовали их непрерывно не более 1 часа. При необходимости непрерывно работать в загрязнённой атмосфере больше часа следует использовать СИЗОД с принудительной подачей отфильтрованного воздуха в лицевую часть вентилятором[9]. Это улучшает газовый состав вдыхаемого воздуха ("выдувая" из маски насыщенный углекислым газом выдохнутый воздух), и снижает сопротивление дыханию.

В немецкую версию первого издания стандарта Европейского Союза включили выдержку из "Технических правил по опасным веществам, TRgA 415", раздел "Ограничение длительности использования средств защиты органов дыхания и изолирующих защитных костюмов без теплообменника". Для фильтрующих СИЗОД без принудительной подачи воздуха длительность непрерывного применения ограничена двумя часами, затем перерыв для восстановления, до 30 минут[10], фрагмент ниже.

Также указано, что длительность работы зависит и от многих других факторов, например от температуры воздуха.

Специалисты НИИ охраны труда провели исследование влияния фильтрующих СИЗОД на молодых людей (возраст 21-23 года). Выполнялась физическая и операторская работа, 15 и 6 минут, затем всё повторялось. Два из шести здоровых участников, с плохой физической подготовкой, оказались не способны длительное время использовать противогаз, и прекратили эксперимент (у одного обнаружилась кровь в моче). Были сделаны выводы: людей с плохой физической подготовки (т.е. без проверки) не следует привлекать к выполнению физической работы, требующей использования СИЗОД, и общая длительность использования СИЗ не должна превышать 3 часа за смену[11].

Примечания[править]

  1. ↑ Капцов В.А., Чиркин А.В. Выбор работодателем средств индивидуальной защиты органов дыхания в зависимости от результатов их испытаний на рабочих местах (обзор) / ФБУН "Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана" Роспотребнадзора // Гигиена и санитария. — Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2019. — том 98. — № 8. — С. 845-850. — DOI:10.18821/0016-9900-2019-98-8-845-850 ISSN 0016-9900.
  2. ↑ C.D. Crutchfield, E.O. Fairbank, S.L. Greenstein Effect of Test Exercises and Mask Donning on Measured Respirator Fitангл. // AIHA & ACGIH Applied Occupational and Environmental Hygiene. — Taylor & Francis, 1999. — В. 12. — Vol. 14. — С. 827-837. — DOI:10.1080/104732299302062 ISSN 1521-0898
  3. ↑ Стандарт США (действующий) US Standard 29 CFR 1910.134 «Respiratory protection» - OSHA. Перевод: PDF Wiki
  4. ↑ Капцов В.А. и др. Замена противогазных фильтров СИЗОД (лекция) Архивировано 15 апреля 2021 года.
  5. ↑ Berezovska I., Fettaka H., Salmon T., Toye D., Lodewyck P. Redistribution of a mixture of organic vapours inside an activated carbon filterангл. // Chemical Engineering Journal. — Elsevier B.V., 2015. — Vol. 280. — С. 677–681. — DOI:10.1016/j.cej.2015.05.129 ISSN 1385-8947.
  6. ↑ 6,0 6,1 Капцов В.А., Панкова В.Б., Чиркин А.В. Риск многократного применения противогазных фильтров респираторов (обзор литературы) // Роспотребнадзор Гигиена и санитария. — 2022. — том 101. — № 2. — С. 174-179. — DOI:10.47470/0016-9900-2022-101-2-174-179 ISSN 0016-9900. копия
  7. ↑ На графиках по горизонтальной оси - расстояние в слое сорбента, по вертикальной оси - относительная концентрация одного или двух газов (суммарно), получившаяся при использовании компьютерной томографии
  8. ↑ Сергей Алексеевич Сюрин, Александр Александрович Ковшов, Марина Николаевна Кирьянова, Алена Владимировна Шильниковская Профессиональные болезни органов дыхания работников, занятых в производстве никеля // ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора Гигиена и санитария. — 2022. — том 104. — № 8. — С. 1035-1042. — DOI:10.47470/0016-9900-2025-104-8-1035-1042 ISSN 0016-9900.
  9. ↑ The Health and Safety Executive Respiratory protective equipment at work. A practical guide. — 4 edition. — Crown, 2013. — 59 p. — (HSG53). — ISBN 978-0-71766-454-2.
  10. ↑ Technisches Komitee (TC) 79 „Atemchutzgerate“. Приложение 4. Ограничения по времени применения средств индивидуальной защиты органов дыхания (Anhang 4: Tragezeitbegrenzungen von Atemschutzgeräten) // ÖNORM CR 529:1993. Anleitung zur Auswahl und Anwendung von Atemschutzgeräten / European Committee for Standardization. — 1 Auflage. — Brüssel: Deutsches Institut für Normung, 1993. — S. 115-116. — 120 S. — (Deutsche Fassung).
  11. ↑ Фаустов С.А., Андреев К.А Разработка режима труда и отдыха при использовании тяжелых средств индивидуальной защиты органов дыхания // ФГБНУ «НИИ медицины труда» и Роспотребнадзор Медицина труда и промышленная экология. — Москва: 2003. — № 2. — С. 25-31. ISSN 0016-9919
Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=Средства_индивидуальной_защиты_(работников)/СИЗ_органов_дыхания/Научные_исследования&oldid=2650192