Химическая энциклопедия
"ПРОТИВОГАЗЫ"

ПРОТИВОГАЗЫ , ср-во защиты органов дыхания, лица и глаз человека от вредных в-в, находящихся в атмосфере в виде паров, газов и аэрозолей.

В зависимости от принципа действия различают фильтрующие и изолирующие П. В фильтрующем П. наружный зараженный воздух очищается от содержащихся в нем вредных примесей и затем поступает в органы дыхания. Выдыхаемый воздух удаляется наружу. Очистка атм. воздуха основана на сорбции (поглощении паров и газов) и фильтрации (удержании частиц аэрозоля). Как более простые по устройству фильтрующие П. получили наиб. распространение.

В изолирующем П. органы дыхания, лицо и глаза изолированы от окружающей зараженной атмосферы. Дыхание обеспечивается подачей дыхат. смеси из индивидуальных источников воздухоснабжения или подачей воздуха, пригодного для дыхания, из чистой зоны. Выделяющийся в процессе дыхания СО₂ поглощается в спец. патроне или выбрасывается в атмосферу.

Фильтрующие П. По назначению совр. фильтрующие П. подразделяются на войсковые, гражданские и промышленные. Войсковые и гражданские П. предназначены для защиты от радиоактивной пыли, ОВ и бактериальных аэрозолей; промышленные П.-от вредных примесей на произ-ве. Общий вид войскового и гражданского фильтрующего П. показан на рис. 1.

Рис. 1. Фильтрующий противогаз: 1-фильтрующе-поглощающая коробка; 2 - лицевая часть противогаза; 3 - очковый узел; 4-шихга; 5-ПАФ; 6-кла- панная коробка.

Осн. части фильтрующего П.-фильтрующе-поглощаю-щая коробка (рис. 2) и лицевая часть. Коробка содержит два осн. элемента - противоаэрозольный фильтр (ПАФ), в к-ром происходит очистка воздуха от аэрозолей (радиоактивной пыли, аэрозолей ОВ и др. токсичных в-в, бактериальных аэрозолей), и шихту, к-рая обеспечивает поглощение паров (газов) токсичных в-в.

Рис. 2. Разрез коробки пром. противогаза большого габарита (стрелками обозначено направление движения воздуха): 1-корпус коробки; 2-горлрвина коробки; 3-ПАФ; 4-большой перфорир. цилиндр; 5-шихта; 6-малый перфорир. цилиндр; 7 - противопылевый тампон; 8 - пружина.

ПАФ представляет собой спец. фильтрующий материал, изготовленный на основе волокон целлюлозы (каркас) и волокон асбеста, стекловолокон, а также синтетич. волокон (фильтрующая компонента). Частицы аэрозоля задерживаются на волокнах фильтрующего материала в осн. за счет сил адгезии. Электрозаряженные фильтрующие материалы ("фильтры Петрянова") способны задерживать частицы в результате электростатич. взаимодействия. Очистка воздуха от частиц, размер к-рых превышает промежутки между волокнами фильтрующего материала, осуществляется, как на сите.

ПАФ очищает воздух от аэрозолей в течение длит. времени. Лишь при очень длит. пользовании в условиях высоких концентраций аэрозолей может появиться эффект "забивания" ПАФ, проявляющийся в резком увеличении его аэродинамич. сопротивления. Защитные св-ва ПАФ характеризуются коэф. проницаемости, представляющим собой отношение концентрации аэрозоля за фильтром к концентрации аэрозоля в зараженной атмосфере. Выражается обычно в процентах.

Шихта представляет собой слой сорбента, состоящего из активного угля с каталитич. и хемосорбционными добавками (обычно оксиды металлов), введенными в макро- и мезо-поры. Активный уголь обладает высокими адсорбц. св-вами по парам (газам) мн. вредных в-в. Поглощение этих в-в в шихте основано на физ. адсорбции. Адсорбируемость ряда в-в, особенно при положит. т-рах, низка, поэтому осн. процессами, обеспечивающими очистку воздуха от паров (газов) таких в-в, являются каталитич. р-ции и хемо-сорбция.

Защитные св-ва шихты по паро- и газообразным вредным примесям, находящимся в атм. воздухе, характеризуются временем защитного действия, к-рое определяется промежутком времени от начала поступления в шихту паровоздушной смеси до появления за ней предельно допустимых концентраций вредного в-ва.

Лицевая часть обеспечивает подведение очищенного в коробке П. воздуха к органам дыхания и защищает глаза и лицо от попадания на них вредных в-в. Она представляет собой резиновую маску или шлем-маску с очковым узлом и клапанами вдоха и выдоха. Шлем-маска удерживается на голове при помощи шлема, а маска при помощи наголовника с тесемками. Для сохранения громкости речи при использовании П. в нек-рых типах лицевых частей вмонтировано переговорное устройство. Для предохранения очковых стекол от запотевания в конструкции лицевой части имеется канал, подводящий более сухой вдыхаемый воздух к очкам. Против запотевания очковых стекол используются также незапотевающие пленки и спец. мыльные карандаши. Клапан вдоха необходим для уменьшения вредного пространства лицевой части (при его отсутствии часть выдыхаемого воздуха попадала бы в фильтрующе-поглощающую коробку), клапан выдоха-для удаления выдыхаемого воздуха в наружное пространство. Клапан выдоха-наиб. ответственная и вместе с тем наиб. уязвимая деталь клапанной коробки, т. к. при его неисправности (засорение, замерзание) зараженный воздух может проникать под лицевую часть.

Лицевые части изготовляют неск. размеров (ростов) и подбирают индивидуально по результатам измерений головы. Для определения правильности подбора лицевой части необходимо при надетом противогазе закрыть отверстие коробки или соединит. трубки ладонью руки и сделать глубокий вдох. Если дыхание при этом затруднено, то лицевая часть подобрана правильно, П. в целом герметичен. П. периодически проверяют в помещении (в палатке), атмосфера к-рого заражена хлорпикрином с концентрацией 8,5 мг/л. П. считается исправным и правильно подобранным, если в течение пятиминутного пребывания человека в этом помещении не ощущается раздражения глаз и запаха хлорпикрина.

Лицевая часть соединена с коробкой П. с помощью соединит. трубки или непосредственно. Степень изоляции органов дыхания от зараженной атмосферы оценивается коэф. подсоса, представляющим собой отношение концентрации вредной примеси, проникшей под лицевую часть, минуя фильтрующую коробку, к ее концентрации в наружном воздухе. Обычно выражается в проценгах.

П. снижают работоспособность человека. При пользовании П. человек испытывает сопротивление дыханию, гл. обр. на вдохе и частично на выдохе. Вдыхаемый воздух проходит через ПАФ и шихту, к-рые препятствуют прохождению воздуха, и во время вдоха в подмасочном пространстве создается разрежение. При выдохе наиб. сопротивление создается выдыхат. клапанами и в подмасочном пространстве давление оказывается нсск. повышенным. Сопротивление дыханию субъективно ощущается как затруднение дыхания при пользовании П. и является важнейшей его эрго-номич. характеристикой. К эргономич. характеристикам П. также относится мех. давление, оказываемое лицевой частью на кожные покровы верх. части головы и лица человека. В результате мех. давления наиб. сильные болевые ощущения м. б. в области надбровных дуг и по утолщенным краям шлем-маски. При работе в П., кроме того, приблизительно на 40% уменьшается поле зрения, снижается слышимость.

В системе мероприятий по охране труда большое значение имеет обеспечение работающих ср-вами защиты органов дыхания, в т.ч. пром. фильтрующими П. Выпускают след. марки пром. фильтрующих П. с коробками большого габарита: А, В, Г, КД, Е, М, СО, БКФ. Кроме букв. обозначений коробки разных марок различаются цветом окраски. Коробки промышленных П. выпускают как с ПАФ, так и без него. Если коробка имеет ПАФ, то на них наносят кроме соответствующей окраски белые вертикальные полосы. ПАФ могут быть снаряжены все промышленные П., за исключением П. марки СО. Назначение и маркировка разл. промышленных П. приведены в табл. 1.

Время защитного действия промышленных П. зависит от марки коробки и условий, в к-рых он используется. Данные о времени защитного действия промышленных П. приведены в табл. 2. Сопротивление дыханию при постоянном потоке воздуха (30 л/мин) для всех П., кроме марок СО и М, не более 176 Па (18 мм вод. ст.); для П. марки М-не более 245 Па, для марки СО-не более 196 Па. П., снаряженные ПАФ, обеспечивают также защиту от разл. аэрозолей (пыли, дыма, тумана). Коэф. проницаемости таких П. не более 0,01%.

Коробки П. марок А, В, КД, Г, Е (без ПАФ) дополнительно выпускают с индексом "8"; эти образцы характеризуются сравнительно небольшим сопротивлением дыханию (не более 78 Па), а их защитные св-ва по парам в-в находятся на уровне коробок, снаряженных ПАФ (табл. 2).

Выпускают промышленные П. с коробками малого габарита без ПАФ (марка МКП) и с ПАФ (МКПФ). Их маркировка, опознават. окраска и назначение в осн. соответствуют П. с коробками большого габарита. Различие состоит в том, что у коробок, снаряженных ПАФ, отсутствуют белые вертикальные полосы; у этих коробок в белый цвет окрашено дно. Коробка марки Г окрашена в черный цвет с желтой кольцевой полосой. Коробки малого габарита без ПАФ характеризуются временем защитного действия от 25 до 360 мин; у коробок, снаряженных ПАФ, защитные св-ва по парам приблизительно в два раза меньше.

Применение фильтрующих П. разрешается только в атмосфере, содержащей не менее 18% по объему своб. кислорода и не более 0,2-0,5% по объему вредных в-в.

Фильтрующие П. получили развитие во время 1-й мировой войны, после того как 31 мая 1915 немцы осуществили первую газобаллонную атаку с использованием С1₂ на русском фронте. Вначале ср-ва защиты органов дыхания представляли собой многослойные марлевые повязки и маски, пропитанные разл. жидкими в-вами (поглотителями), способными реагировать с нек-рыми ОВ, напр. хлором, фосгеном. Н. Д. Зелинский предложил (1915) для защиты органов дыхания сухой фильтрующий П., снаряженный древесным углем. Этот П. в дальнейшем существенно модернизировали.

Изолирующие П. обеспечивают наиб. универсальную защиту органов дыхания человека; их применяют в условиях недостатка в атмосфере кислорода или чрезвычайно ее высокой загазованности, а также при неизвестном составе загрязняющих воздух примесей. Различают изолирующие П. на основе сжатого О₂ и сжатого воздуха (в баллонах); на основе химически связанного О₂ - использование препаратов, выделяющих О₂ при взаимод. с СО₂ и Н₂О, находящихся в выдыхаемом воздухе; шланговые изолирующие П., в к-рых воздух для дыхания забирается из чистой зоны.

В состав комплекта изолирующего П. на основе сжатого О₂ входят: баллон с кислородом, находящимся под давлением 150 атм (14,7 МПа), патрон с поглотителем выдыхаемого СО₂, дыхат. мешок объемом ок. 5 л, редукционный вентиль, обеспечивающий равномерную подачу О₂ в дыхат. мешок, лицевая часть. Осн. части противогаза смонтированы в металлич. корпусе. Продолжительность пользования П. 1-2 ч. В изолирующем П. на основе сжатого воздуха выдыхаемый воздух сбрасывается в атмосферу.

В изолирующем П., основанном на химически связанном О₂, реализуется "маятниковое дыхание". При выдохе воздух, содержащий избыток паров Н₂О и СО₂, поступает в регенеративный патрон, снаряженный кислородсодержащими соед., в к-ром осуществляются р-ции:

4NaO₂ + 2СO₂ : 2Na₂CO₃ + 3О₂ 4NaO₂ + 2Н₂О: 4NaOH + 3О₂

Благодаря этим р-циям поглощаются СО₂ и пары Н₂О и одновременно выделяется О₂. Р-ции в патроне экзотермические, поэтому по мере использования патрон нагревается. Воздух, обогащенный О₂, поступает в дыхат. мешок, из него-в органы дыхания. Продолжительность пользования одним регенеративным патроном зависит от физ. нагрузки, выполняемой человеком, и может составлять от 1 до 5 ч.

В зависимости от способа подачи воздуха в лицевую часть шланговые П. делят на два вида: 1) самовсасывающие шланговые аппараты, в к-рых воздух для дыхания поступает по шлангу из чистой зоны в результате усилий, предпринимаемых человеком; 2) шланговые аппараты с принудит. подачей чистого воздуха в лицевую часть с помощью воздуходувок, вентиляторов или от сети сжатого воздуха, после его предварит. очистки. Шланговые П. обладают рядом достоинств-время защитного действия их не ограничивается ничем, кроме физиол. возможностей людей, благодаря постоянному избыточному давлению исключен подсос зараженного воздуха в подмасочное пространство и др.

Современные П. характеризуются высокой эффективностью. Однако надежная защита человека с их помощью м. б. достигнута лишь при условии рационального выбора и правильного применения соответствующих типов П. в конкретной обстановке.

Лит.: Промышленные противогазы и респираторы. Каталог, Черкассы, 1982; Каминский С. Л.. Басманов П. И., Средства индивидуальной защиты органов дыхания, М., 1982; Средства индивидуальной защиты, под ред. С. Л. Каминского, Л., 1989. Н.С. Поляков.