Риск многократного применения противогазных фильтров респираторов (обзор литературы)

При защите работников от чрезмерного воздействия воздушных загрязнений, находящихся в газообразном состоянии, с помощью фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) их эффективность определяется в том числе своевременной заменой фильтров, поскольку срок службы любого фильтра ограничен. Если срок службы превышает продолжительность работы в загрязнённой атмосфере, фильтр может использоваться неоднократно. Но во время хранения накопленные в нём токсичные вещества могут десорбироваться и мигрировать к отверстию для выхода очищенного воздуха так, что сам фильтр может стать источником опасности. Риск зависит от свойств газа и фильтра, количества накопленного вредного вещества, длительности и условий хранения. Поскольку субъективная реакция органов чувств работника оказалась ненадёжным критерием оценки срока службы фильтра, её запретили использовать для этой цели (и при однократном, и при неоднократном применении фильтров).

При подготовке настоящего обзора были использованы публикации Journal of the ISRP; National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH); US Occupational Health and Safety Administration (OSHA), Taylor & Francis, Springer, Oxford University Press; законодательные документы развитых стран, регламентирующие требования к применению СИЗОД; учебники и другие официальные источники.

Описаны немногочисленные научные исследования десорбции газов во время хранения фильтров, показывающие, что десорбция в опасной степени возможна при защите не только от органических соединений с низкой температурой кипения (Тк) (до 65 °С), но и при большей Тк, а также при защите от некоторых неорганических веществ. Показано сильное несоответствие между небольшим объёмом доступной научной информации и многообразием возможных ситуаций, в которых работник потенциально подвергается опасности из-за десорбции.

К настоящему моменту для профилактики отравлений работников используют запрет на применение фильтров более одной смены при защите от легко десорбирующихся веществ; запрет неоднократного использования без разрешения изготовителя фильтров; ограничение длительности применения фильтров. Также рекомендуется при большом непрерывном сроке службы фильтров (более суток) ограничить их использование так, чтобы продолжительность применения (включая период хранения) не превышала срок службы.

Описаны математические модели для прогнозирования риска при применении фильтров.

Заключение. Даны рекомендации по улучшению защиты работников, включающие улучшение сертификационных требований СИЗОД, разработку требований к их использованию, обучение специалистов по охране труда и работников.

Участие авторов:

Капцов В.А. — концепция и дизайн исследования, написание и редактирование текста;

Панкова В.Б. — обработка материала, написание и редактирование текста;

Чиркин А.В. — сбор материала и редактирование текста.

Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 14.09.2021 / Принята к печати: 25.11.2021 / Опубликована 10.03.2022

1. CSA Standard Z94.4-11. Selection, use, and care of respirators; 2012.

2. OSHA. Respirator Change Schedules; 2019. Available at: https://www.osha.gov/SLTC/etools/respiratory/change_schedule.html

3. Капцов В.А., Чиркин А.В. Совершенствование работоспособности фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания. Медицина труда и промышленная экология. 2021; 61(8): 497-502. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-8-497-502

4. Капцов В.А., Чиркин А.В. Замена противогазных фильтров СИЗОД; 2019. Доступно: https://ru.wikibooks.org/wiki/Замена_противогазных_фильтров_СИЗОД_(лекция)

5. Панкова В.Б. 2.2 Методы исследования верхних дыхательных путей. В кн.: Бухтияров И.В., Дайхес Н.А., ред. Профессиональные заболевания ЛОР-органов. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2021. https://doi.org/10.33029/9704-6069-6-ENT-2021-1-544

6. Berezovska I., Fettaka H., Salmon T., Toye D., Lodewyck P. Redistribution of a mixture of organic vapours inside an activated carbon filter. Chem. Eng. J. 2015; 280: 677-81. https://doi.org/10.1007/s10450-017-9874-5

7. Balieu E. Respirator filters in protection against low-boiling compounds. J.Int. Soc. Resp. Protect. 1983; 1: 125-38.

8. Hori H., Tanaka I. Breakthrough time of organic solvent vapors in adsorption column of activated carbon under intermittent airflow conditions. J. UOEH. 1993; 15(4): 267-75. https://doi.org/10.7888/juoeh.15.267

9. Aitken J., Apsley A., Hemingway M. Performance of organic vapour filters: Effects of discontinuous and multiple vapour exposures. Health and Safety Executive; 2005. Available at: https://www.hse.gov.uk/research/rrhtm/rr322.htm

10. Linders M.J.G., Baak P.J., van Bokhoven J.J.G.M. Exploratory investigation of the risk of desorption from activated carbon filters in respiratory protective device. Ind. Eng. Chem. Res. 2007; 46(12): 4034-9. https://doi.org/10.1021/ie060909b

11. Vuong F., Marsteau S., Silvente E., Vallieres C. The role of static diffusion during storage in the immediate breakthrough of activated carbon bed cyclically exposed to vapour. Adsorption. 2017; 23(2-3): 443-54. https://doi.org/10.1007/s10450-017-9874-5

12. Wood G., Snyder J. Estimating reusability of organic air-purifying respirator cartridges. J. Occup. Environ. Hyg. 2011; 8(10): 609-17. https://doi.org/10.1080/15459624.2011.606536

13. Abiko H., Furuse M., Takano T. Estimation of organic vapor breakthrough in humidified activated carbon beds: application of Wheeler-Jonas equation, NIOSH MultiVapor™ and RBT (Relative Breakthrough Time). J. Occup. Health. 2016; 58(6): 570-81. https://doi.org/10.1539/joh.15-0244-OA

14. Standard AS/NZS 1715:2009. Selection, use and maintenance of respiratory protective equipment. Joint Technical Committee SF-010. Sydney; 2009.

15. DIN EN 529:2006. Atemschutzgeräte - Empfehlungen für Auswahl, Einsatz, Pflege und Instandhaltung - Leitfaden. Brüssel, Europäisches Komitee für Normung; 2005. (in German)

16. JIS T 8150:2006. Guidance for selection, use and maintenance of respiratory protective devices. Tokyo: JSA; 2006.

17. OSHA Standard 29 CFR 1910.134. Respiratory Protection. Available at: https://www.law.cornell.edu/cfr/text/29/1910.134

18. M Technical Data Bulletin #142. Reuse of Organic Vapor Chemical Cartridges; 2012.

19. Standard ISO 16900-04:2015. Determination of gas filter capacity and migration, desorption and carbon monoxide dynamic testing. Geneva: ISO; 2015

20. Андреев И. Испытания противогазов Кумманта-Зелинского. Петроград; 1918.

21. Капцов В.А., Чиркин А.В. Об эффективности средств индивидуальной защиты органов дыхания как средства профилактики заболеваний. Токсикологический вестник. 2018; (2): 2-6.

22. Купчинский П.Д. Работа противогаза и его расчёт. Глава 2. М.; 1937.