Какое вещество использовалось в качестве фильтра

Изобретение противогаза: кем, когда и как создан

Первые упоминания о средствах, осуществляющих защиту органов дыхания от воздействия отравляющих веществ, появились еще несколько столетий назад. Сейчас подобные приспособления называются противогазом, и имеют обширную классификацию. Они могут использоваться на практике как индивидуально, так и в комплекте с другими защитными средствами.

Из существующей истории развития противогаза трудно выделить истинного первого создателя того прототипа, который был заложен в современное устройство. Известно только, что мысли о создании подобных защитных средствах приходили ученым уже давно, еще до возникновения военной угрозы отравления химическими и ядерными материалами.

Первые упоминания

В средние века во время свирепствования чумы, люди, помогающие с больными, и лекари старались защитить себя с помощью масок с удлиненной носовой частью, похожей на клюв птицы. Причем этот «клюв» плотно наполняли специальными лечебными травами. Лекари считали, что воздух, проходящий через такой своеобразный травяной фильтр, очищается, и риск заражения уменьшается.

В начале XIX века при строительстве Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге рабочие, покрывавшие купола позолоченным составом, защищались от вредных паров с помощью самодельных стеклянных колпаков. В них через небольшое отверстие вставлялись шланги для подачи воздуха.

Первый противогаз, похожий по конструкции на современный вариант, был изобретен американским ученым – изобретателем Льюисом Хаслеттом, в 1847 г. Тогда это был крайне уникальный аппарат, в состав которого входил войлочный фильтр. Его цель состояла в задержке всех опасных для здоровья человека веществ.

На эту тему ▼
Респираторы и противогазы
Первые модели для защиты дыхания

Впоследствии данный противогаз пытались усовершенствовать. Меняли фильтры, конструкции, но подобное устройство помогало лишь задержать пыль, мелкие строительные частицы или вредные производственные примеси. Обеспечить полную защиту дыхательной системы человека от удушающих газов он был не в состоянии. В 1849 г. Хаслетт запатентовал свое изобретение под названием «легочный протектор».

Для того, чтобы защитить сотрудников пожарных частей от ядовитых горючих веществ гражданин США Гаррет Морган в 1912 г. придумал устройство, которое историки считают первым противогазом современного образца. Спустя 2 года в Германии изобретатель А. Драгер создал и запатентовал свой вариант противогаза.

История создания

Войска Красной Армии в противогазах

Наиболее активно вопросом разработки более совершенного защитного средства стали заниматься после химической атаки, которую осуществили немцы в мае 1915 г. Тогда в момент выпуска отравляющих веществ погибло чуть больше 8 тыс. солдат, в последующие несколько дней умерло еще 2 тысячи людей.

В то время за эвакуацию и санитарную обстановку в военной части отвечал Принц Александр Петрович Ольденбургкий, главной заслугой которого является открытие Института Экспериментальной Медицины в северной столице Он дал поручение ученому – химику В.Н. Ипатьеву заняться поиском эффективных мер, противодействующих воздействию газов.

Кроме того, А.П. Ольденбургкий обратился к различным женским обществам в монастырях, гимназиях с просьбой приступить к созданию самодельных повязок из марлевого материала. Каждая из этих организаций сами проектировали свой тип масок и начинали его массовое производство. На первых порах контролирующих органов не было, так как не существовало единого мнения о том, как должна выглядеть эта маска, и какие материалы следует использовать.

Большой прорыв в этой области дало изобретение Николая Дмитриевича Зелинского, известного русского и советского химика-органика, одного из основоположников органического катализа. В начале XX века он заведовал петербургской научной лабораторией министерства финансов. Там он и пришел к решению – применить обычный уголь для фильтрации воздуха. Проведя различные опыты, в которых Н. Зеленский использовал разные виды угольного сырья, он доказал, что этот вид полезного ископаемого действительно способен не только задерживать, но и поглощать опасные для здоровья человека газы.

Дополнительный материал: История средств защиты дыхания. Респираторы и противогазы

Лучших результатов ученый достиг при использовании угля, который подвергался повторному обжигу. Он получил название «активированный». Все первичные испытания проводились в специально отведенном помещении министерства финансов.

Суть их заключалась в следующем, в изолированной комнате доводили концентрацию сернистого газа до опасного уровня, затем запускали людей, предварительно надев на них марлевые маски. Они имели несколько слоев, между которыми помещали обработанный и размельченный уголь. Самый лучший результат достигался того, когда самодельные маски правильно и плотно обхватывали нижнюю часть лица испытуемого.

На эту тему ▼
Самоспасатели
Основные виды и применение

О своих достижениях Н.Д. Зеленский докладывает на экстренном заседании специально созданной комиссии по защите против газовых атак в Санкт-Петербурге. Впоследствии выступает с докладом о проведенном эксперименте в г. Москве. Члены комиссии принимают решение начать производство противогазов на основе угля, тем более, что на территории России дефицита в этом виде полезного ископаемого не было.

Данное устройство представляло собой прямоугольную коробку, в верхнюю часть которой вставлялся шлем из резины. В самом коробе имелись тонко сделанные из металла сетки, расположенные послойно. Между ними и помещали уголь, изготовленный по методу химика Н. Зелинского.

Вдох и выдох осуществлялись только через специальный фильтр. Само устройство положено было носить сбоку на шее, так оно быстро приводилось в активное положение.

Зимой 1915 г. было выяснено, что произведенный таким образом фильтр, является самым лучшим защитным средством от агрессивного воздействия газов. На следующий год подобное изобретение было представлено царскому двору. Однако в массовом количестве противогазы так и не стали выпускаться.

Только весной 1916 г. под давлением Генерального штаба, в обход комитета по химической защите, Н.Д. Зеленский получил заказ на изготовление и выпуск 200 тыс. противогазов с угольным фильтром. Для этого были задействованы печи газовых заводов и винных складов.

Так выглядит история противогаза кратко, но прежде чем добиться необходимых и действенных результатов было совершенно немало погрешностей и неверных расчетов.

Дальнейшее развитие

Советские противогазы из марли

При создании первого состава для пропитки марлевых повязок была допущена химическая ошибка, которая делала использование маски крайне опасным. Первичные образцы обрабатывались гипосульфитом, который вступая в реакцию с хлором, образовывал серную кислоту.

На эту тему ▼
Фильтрующий противогаз ГП-7
Описание и ТТХ

Она при взаимодействии с кислородом приводила к появлению токсичного сернистого газа. При дыхании он попадал в организм человека, и приводил к удушью, расстройству речевой функции и даже отеку легких.

Кроме того, такой вариант пропитки совершенно не защищал от фосгена, который применялся немецкими войсками для борьбы с противником. В срочном порядке стали искать вещество, способное нейтрализовать действие фосгена. Таким средством оказался уротропин, полученный химиком А.М. Бутлеров в 1859 г. Он использовался в медицинской сфере.

История создания противогаза с использованием уротропина привела к созданию нового типа противогазов – ГП-7, который сейчас используется для защиты от аммиака и других опасных АХОВ.

Фильтры для противогазов с опасным составом

На сегодняшний день есть несколько неудобных фактов о противогазах фильтрующего типа, которые редко озвучиваются в профессиональной среде. В данной статье мы разберем один из них. Речь пойдёт о вреде для органов дыхания, для защиты которых эти СИЗОД и разрабатывались.

Сферы применения и принцип действия фильтрующих противогазов

Фильтрующие противогазы относятся к самым распространённым средствам индивидуальной защиты органов дыхания.

• в вооружённых силах;
• персоналом промышленных предприятий;
• сотрудниками аварийно-спасательных служб;
• в системе гражданской обороны, где предназначены для использования, в случае необходимости, населением, в том числе и детьми.

1. лицевая часть изолирует и герметизирует подмасочное пространство от загрязнённой (заражённой) атмосферы;
2. при вдохе заражённый воздух поступает в коробку, где последовательно очищается от аэрозольных частиц с помощью противоаэрозольного фильтра из воздухопроницаемого фильтрующего материала, а затем от паров (газов) опасных химических веществ в поглощающем слое сорбента (часто на основе активного угля);
3. очищенный в коробке воздух поступает в подмасочное пространство, а затем в органы дыхания человека;
4. выдыхаемый воздух удаляется из лицевой части наружу через клапаны выдоха.

Способы повышения эффективности фильтров производителями

Именно очистка загрязнённого воздуха от паров и газов опасных химических веществ представляет определённую сложность, так как существует великое множество веществ, от которых необходимо обеспечить защиту человека. Вредные вещества существенно различаются по своим физико-химическим и токсическим свойствам. А механизм физической адсорбции, который реализуется в активных углях, не всегда справляется с очисткой загрязнённого воздуха от паров и газов некоторых весьма опасных веществ, особенно при положительной температуре.

В результате многолетних исследований, порой методом проб и ошибок, были найдены необходимые «помощники» для активного угля. Определёнными технологическими приёмами эти «помощники» в виде добавок вводятся в пористую структуру активного угля.

С участием добавок, введённых в активный уголь, в коробке противогаза реализуются такие дополнительные принципы очистки, как химическая сорбция (хемосорбция) и каталитической поглощение. При этом в результате химического взаимодействия нейтрализуются опасные вещества.

Таким образом, на основе активных углей были получены хемосорбенты и угли-катализаторы, характеризующиеся универсальной способностью поглощать и нейтрализовать пары (газы) конкретных веществ во всём температурном диапазоне использования фильтрующего противогаза. И задача очистки воздуха от большинства «проблемных» веществ была решена.

Канцерогены, как побочный продукт в фильтрах

Как выяснилось позднее, некоторые вещества, введённые в пористую структуру активного угля, сами представляют опасность, например, обладают канцерогенным действием по отношению к человеческому организму, т.е. способны вызвать онкологические заболевания («рак»).

В настоящее время к классу канцерогенов, в частности, отнесены химические соединения никеля и шестивалентного хрома, которые могут применяться в качестве добавок к активному углю. В частности, хлорид никеля содержится в хемосорбенте, который предназначен для обеспечения защиты от аммиака. Шестивалентный хром в виде хромата меди находится, например, в угле-катализаторе типа К-5.

Химические соединения никеля и шестивалентного хрома находятся в списке санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 1.2.2353-08 «Канцерогенные факторы и основные требования к профилактике канцерогенной опасности», которые утверждены постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 21 апреля 2008 года № 27. Юридическим лицам и индивидуальным предпринимателям, деятельность организаций которых может привести к возникновению канцерогенной опасности, необходимо проводить мероприятия, направленные на устранение или уменьшение этой опасности.

Отказ от опасных фильтров

Информация о канцерогенной опасности факторов, включенных в настоящие санитарные правила, должна указываться в технической документации на производство и применение веществ и продуктов, санитарно-эпидемиологических заключениях на продукцию.

На сегодняшний день во многих странах отказались от применения этих и им подобных веществ в качестве добавок к сорбентам, предназначенным для снаряжения коробок. Основные компании-производители сорбентов в своей рекламной и технической документации специально указывают, что их продукция не содержит химические соединения никеля и хрома.

К сожалению, некоторыми хемосорбентами ХПА-Н и углями-катализаторами, содержащими соответственно соединения никеля и шестивалентного хрома, продолжают снаряжаться отдельные коробки и дополнительные патроны к фильтрующему противогазу. Особое коварство хлорида никеля заключается в том, что его канцерогенное действие проявляется уже при низкой концентрации в воздухе, а органами-мишенями являются полость носа и лёгкие. Преимущественным путём поступления в организм шестивалентного хрома также являются органы дыхания. Таким образом, опасность существует там, где её совсем не ждёшь.

Рекомендации по подбору фильтров

• Внимательно изучать информацию, указанную на этикетке
  Крупные производители, дорожащие своей репутацией, всегда указывают на корпусе фильтра информацию об отсутствии данных веществ.
• Приобретать фильтры только в специализированных магазинах и профильных организациях
  Не приобретайте фильтры с рук и в неизвестных фирмах, т.к. высок шанс нарваться на контрафакт. Продавец обязан предоставить сертификат на поставляемую продукцию. И ни в коем случае покупайте фильтры с истёкшим сроком годности. Данные экземпляры уже не пригодны для защиты.
• Не заказывать фильтры на заграничных площадках (Алиэкспресс, Ebay и т.п.) Данные фильтры предназначены для зарубежного рынка и не соответствуют высоким требованиям ГОСТ и СанПиН, предъявляемым к СИЗОД, реализуемым на территории Российской Федерации. Не говоря уже о том, что содержимое таких фильтров может не соответствовать маркировке.

Автор статьи: Профи

Обеззараживание воды

Вода является средой обитания для множества бактерий и вирусов. Поэтому не удивительно, что столько усилий постоянно направляется на ее обеззараживание, на устранение микроорганизмов. Ведь они могут привести к самым неприятным последствиям, в том числе, к болезням и даже смерти.

Основные способы обеззараживания

1. Хлорирование;
2. Ультрафиолет;
3. Озонирование;
4. Ультразвук;
5. Электрический разряд

В СНГ одним из основных является хлорирование. В воду добавляется хлор, т.е. довольно сильное ядовитое вещество, которое убивает вирусы, бактерии. Не все, конечно, но самые опасные, способные привести к болезням и смерти.

Обработка воды озоном

Для обеззараживания используется также озонирование. Кстати, оно даже эффективнее хлорирования, хотя, также имеет свои минусы. Вот, к примеру, озон при прочих равных условиях убивает вирус полиомиелита за 2 мин, а хлор – за 180 мин. Озон способен убрать из воды простейших, вирусы, бактерии, а также их споры, цисты и пр.

Если говорить о гигиенической точке зрения, то озонирование – лучший метод устранения из воды биологической составляющей. Даже если для обработки жидкости использовалось избыточное количество озона, никакого вреда от этого не будет, он просто превратиться в кислород. К тому же, данный метод обеспечивает отсутствие канцерогенов в воде, ее хорошие органолептические показатели.

Также обработка озоном помогает воде избавиться от неприятных запахов и вкуса. Это происходит благодаря окислению различных минеральных и органических соединений, которые часто входят в состав жидкости. Они распадаются и перестают каким-либо образом влиять на вкус и на запах воды. Озон справляется даже с тяжело поддающимися соединениями, такими как фенолы, сернистые и цианистые соединения и др.

Также этот газ используется для обезжелезивания воды в случаях, когда железо находится в воде в виде коллоидных частиц или органических соединений. И все благодаря своим окислительным свойствам. Вышеуказанные соединения переходят в нерастворимую форму, после чего их можно отделить любым механическим фильтром.

Удобства и сложности метода

Озонирование очень эффективно, однако требует больших расходов, энергозатрат, применения сложных устройств и обучения кадров тонкостям работы с ними. Не стоит забывать также, что озон не обладает таким пролонгированным действием как, скажем, хлор. После озонирования лучше всего пропускать жидкость через угольный фильтр. Также при воздействии на воду данного газа образуются побочные продукты.

В СНГ озонирование используется не очень широко. К примеру, для обработки жидкости, взятой из открытых источников, используется хлор. В любом случае, перед тем, как пить воду, лучше всего очистить ее с помощью какого-либо подходящего именно вам фильтра для воды.

Обработка ультрафиолетом

Нередко применяется для обеззараживания ультрафиолет. Он разрушает клетки микроорганизмов. При этом различные фрагменты вирусов и бактерий остаются в жидкости. Часто используется для обработки воды в бассейнах.

Прежде всего, определим, что УФ излучение – это электромагнитное излучение, которое занимает диапазон между 10 и 400 нм. Для того чтобы обеззаразить воду, используется длина волн от 200 до 200 нм.

Способ проведения дезинфекции с помощью ультрафиолетового излучения был известен еще в начале 20 века. В то время, в двух европейских странах – Германии и Франции, было возведено несколько станций для обработки воды из артезианских скважин.

Почему УФ лучи обладают бактерицидным действием?

Все объясняется рядом проходящих под их воздействием фотохимических реакций в структурах молекул РНК и ДНК микроорганизмов, в результате чего РНК и ДНК наносятся необратимые повреждения, и живая составляющая воды больше не может существовать.

Как проводится обеззараживание?

С помощью стерилизатора. Это корпус из металла со встроенной УФ лампой (их может быть и несколько), которая в целях защиты помещена в специальную кварцевую трубку. Вода поступает в корпус и омывает ее, тем самым, обеззараживаясь. Обратим внимание, что чем выше доза облучения, тем больше микроорганизмов нейтрализуется. Эффективнее всего обеззараживать ультрафиолетом воду, которая соответствует определенным требованиям в отношении ее цветности, прозрачности, количеству растворенного железа и т.д.

Плюсы и минусы данного метода?

1. Лучшее соотношение в сравнении с другими способами (озонирование и хлорирование) качества и стоимости.
2. Оборудование, с помощью которого осуществляется обработка жидкости, не требует особого обслуживания и специально обученного персонала.
3. Применение такого метода не влечет за собой создание специальной системы безопасности, как в случае с озонированием и хлорированием.
4. Ультрафиолет в любых дозах не меняет химический состав воды.
5. Помимо вегетативных излучение устраняет также и спорообразующие бактерии, которые выживают при обработке воды хлором. Кроме того, ультрафиолет довольно эффективен в отношении вирусов.

1. Если вода не соответствует необходимым параметрам, т.е. является слишком мутной и цветной, эффективность УФ обработки значительно снижается, т.к. жидкость плохо просвечивается.
2. Требуется постоянный уход за УФ лампами. Их необходимо очищать от образовавшихся налетов, загрязнений.
3. Вода, обработанная ультрафиолетом, может повторно заразиться, что не страшно, к примеру, хлорированной воде.
4. После обработки жидкости УФ излучением, микроорганизмы погибают, но их части никуда не деваются. Поэтому лучше всего провести еще и более тонкую фильтрацию.

Многолетний опыт использования ультрафиолетового излучения показывает, что при соблюдении всех правил и норм, а также при использовании дозы облучения не ниже определенного значения, данный метод является эффективным.

Каким бы способом вода ни была обеззаражена, перед употреблением рекомендуется очистить ее дополнительно с помощью одного из бытовых фильтров для воды. К примеру, хлор из жидкости практически на 100% может удалить проточная система. А максимально тонкую очистку воды осуществляет фильтр обратного осмоса.

Другие способы обеззараживания воды

Многие не знают, но бактерии и вирусы устраняются также при помощи ультразвукового и электрического воздействия. Хотя, данные способы применяются не очень часто. Ультразвук требует большого количества энергии, используется для обработки небольших объемов влаги. Электрические заряды, благодаря образуемым ударным волнам, приводят к гибели большинства микроорганизмов.

В быту нередко применяется кипячение. Известно, что 12 минут непрерывного кипячения приводят к гибели практически 100% неспорообразующих микроорганизмов. Если же во влаге присутствуют споры, то они начнут расти через некоторое время после того, как вода остынет.

Для каждого конкретного случая выбирается подходящий способ обработки. Нет универсальной технологии, которая бы подошла всем без исключения.

Что использовать дома?

Вряд ли мы сможем повлиять на то, какими способами дезинфекции воды пользуются службы водоканала. Мы получаем результат их работы, т.е. жидкость определенного качества из-под крана. И уже сами решаем, что нам с этим делать – пить то, что предлагается, или как-то улучшать свойства воды, чтобы она была вкуснее и безопаснее.

Обратный осмос

Чтобы надежно очистить воду от бактерий, вы можете установить у себя дома фильтр обратного осмоса. Это система, состоящая из нескольких картриджей (обычно 4 и более), которые последовательно избавляют воду от примесей.

• Не используются химические реагенты для очищения воды.
• Эффективная очистка.
• Экономичное обслуживание.
• Возможность использовать воду для самых разных целей.
• Помимо микробов удаляется еще 98% разнообразных примесей.

Обратный осмос является одним из самых эффективных фильтров в борьбе с примесями в водопроводной воде, с микроорганизмами. Все благодаря продуманному сочетанию элементов очистки, а также благодаря мембране. Поры в ней настолько маленькие, что просочиться сквозь них могут лишь молекулы воды. А все примеси, в том числе, микроорганизмы, бактерии не могут пробраться сквозь мембрану и уходят в канализацию.

Фильтры обратного осмоса могут использоваться для очистки воды от присутствующих в ней бактерий в случаях, когда вода предназначается для маленьких деток, причем, кипячение не требуется. Родителям не нужно будет переживать о качестве используемой жидкости. Оно будет великолепным.

Такие системы выпускаются самыми различными производителями – российскими, американскими, китайскими, украинскими, итальянскими и т.д. Вот, к примеру, фильтры обратного осмоса Гейзер способны гарантировать вам долгие годы эффективной службы. Или Atoll. Отличное качество по привлекательным ценам.

Проточные фильтры со специальными картриджами

Также для того, чтобы очистить воду от микробов, используются специальные проточные фильтры. Они характеризуются тем, что среди нескольких картриджей один уж точно будет предназначен для устранения микроорганизмов.

Приводим пример. Фильтр Гейзер, в котором – одних из основных фильтрующих материалов является Арагон. Отличное решение для очистки воды от микроорганизмов. Гейзер Арагон Био – это множество крошечных лабиринтиков. Микроорганизмы попадают в них и не могут выплыть, остаются в материале. Там, благодаря воздействию частичек серебра, не могут размножиться. В результате вода, прошедшая сквозь данный картридж, избавляется от бактерий и вирусов.

• Осуществляется эффективная очистка воды.
• Вода после фильтра вкусная и полезная.
• Картридж сам подсказывает, когда его нужно менять или регенерировать.
• Можно подобрать вид картриджа на основе Арагона для воды определенного качества (жесткой, мягкой).
• Воду можно пить без кипячения.
• У картриджей на основе уникального материала большой ресурс.

Очистка воды от бактерий особенно нужна в тех случаях, когда используется вода из поверхностных источников. Именно в такой жидкости могут присутствовать различные микроорганизмы, в том числе, способные вызвать заболевания. Конечно, на местных водоканалах она обеззараживается хлором, но, к сожалению, часто этого бывает не достаточно.

Если же жидкость берется из подземных источников, то очищения воды от бактерий не требуется, разве что, для надежности. Т.к. в артезианских водах бактерий не имеется.

Какой фильтр купить?

Тут каждый пусть решает сам, с небольшой помощью продавцов-консультантов. Для питья стоит рассматривать модели фильтров под мойку. Если качество воды у вас совсем низкое, то лучше подойдет обратный осмос. Он не только с бактериями справится. Если вы просто хотите улучшить качество используемой воды, сделать ее вкуснее, убрать посторонние запахи, а также обезопасить себя и своих близких от бактерий, лучше обратите внимание на проточные системы.

Фильтры для противогаза

Фильтры для противогазов вы можете заказать в нашем интернет-магазине перейдя по этой ссылке.

Комбинированный фильтр, предназначенный для защиты от кислых газов, тип «БКФ». Для своевременной замены использован прозрачныйкорпус и специальный сорбент, меняющий цвет по мере насыщения (End of Service Life Indicator ESLI). Фильтр производится, предположительно, в г. Дзержинск Нижегородской области (РФ).

При работе в условиях возможного загрязнения воздуха, для защиты людей в первую очередь должны использоваться технологические и организационные мероприятия, и средства коллективной защиты (вентиляция и др.), а если этого окажется недостаточно — средства индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), респираторы и промышленные противогазы. В тех случаях, когда в воздухе достаточно много кислорода, а вредные воздушные загрязнения могут быть уловлены, широко используются фильтрующие СИЗОД. В них для обеспечения рабочих пригодным для дыхания воздухом используется окружающий загрязнённый воздух рабочей зоны — после его очистки фильтрами. Срок службы противогазных фильтров ограничен и не всегда легко предсказуем.

Классификация фильтров респираторов

Существуют изолирующие респираторы (в которых для дыхания не используется окружающий воздух) и фильтрующие респираторы (в которых для дыхания используется окружающий воздух после очистки фильтрами), см. Классификация респираторов.

Для очистки воздуха в фильтрующих респираторах могут использоваться различные фильтры, в зависимости от вида загрязнений окружающего воздуха:

• противоаэрозольные (вредные вещества в виде пыли, дыма и тумана);
• противогазные (вредные вещества в газообразном состоянии — газы, пары);
• комбинированные (прот

Противоаэрозольные фильтры

Принцип работы

Для очистки воздуха от аэрозолей используют фильтры, которые состоят из большого числа тонких волокон. При прохождении воздуха через такой фильтр он огибает волокна, меняя направление движения. Относительно крупные частицы (большие 5 мкм) по инерции не успевают изменить направление движения, сталкиваются с волокном и прилипают к нему (инерционное улавливание). Если частица изменяет направление движения так, что может пройти мимо волокна, но расстояние от её центра до поверхности волокна меньше её радиуса, то она касается волокна и прилипает к нему (улавливание касанием). Если частица очень маленькая (меньше 0.05 мкм), то под действием ударов молекул она совершает хаотичные движения из стороны в сторону относительно своей «усреднённой» траектории, и за счёт этого может столкнуться с волокном (улавливание с помощью диффузии). При наличии электрического заряда на волокне и/или частице появляются кулоновские и/или поляризационные силы, способствующие улавливанию частиц — особенно мелких, до 1 мкм. Иллюстрация разных способов улавливания аэрозолей

Испытания

При сертификации фильтров и фильтровальных полумасок их проверяют в лабораторных условиях. Измеряется их сопротивление дыханию и проникание аэрозоля контрольного вещества (с заданными свойствами) при определённом расходе воздуха. Как контрольное вещество часто используют аэрозоль, состоящий из частиц хлорида натрия (твёрдые частицы); парафинового масла и диоктилфталата (жидкие частицы). Так как проникание частиц через фильтр зависит от их размера, то при проверке используют такие частицы, размер которых близок к «наиболее проникающим». Если после этого в производственных условиях через фильтр будет проходить воздух, загрязнённый промышленной пылью другого размера, то степень очистки будет выше. При загрязнении фильтра уловленной пылью его свойства изменяются. Поэтому при сертификации фильтры могут проверяться на запыление — их свойства проверяют после того, как они уловили такое количество пыли, которое может попасть на них в течение 1 смены (например — 200 мг на 1 комплект фильтров). При попадании некоторых аэрозолей на фильтры (например — масляного тумана), сделанные из волокон, содержащих электрический заряд, последний может уменьшаться и пропадать, что ухудшает степень очистки фильтров. Фильтры, предназначенные для использования в таких условиях имеют другую маркировку и проверяются при воздействии других аэрозолей.

Классификация

В настоящее время в ЕС и в РФ принята похожая классификация противоаэрозольных фильтров. А в США классификация противоаэрозольных фильтров отличается от европейской.

Таблица 1. Классификация противоаэрозольных фильтров в ЕС и в РФ (приводится их обозначение и степень очистки) и фильтрующих полумасок (FFP)

Устойчивость при воздействии жидких частиц	ЕС — для улавливания аэрозоля твёрдых частиц (S)	ЕС — для улавливания аэрозоля из твёрдых и жидких частиц (SL)	РФ
Высокоэффективные фильтры 3 класса	Р3S (99.95 %)	Р3SL (99.95 %)	P3 (99.95 %)
Фильтрующие полумаски 3 класса	FFР3S (99 %)	FFР3SL (99 %)	FFP3 (99 %)
Фильтры средней эффективности 2 класса	Р2S (94 %)	Р2SL (94 %)	P2 (94 %)
Фильтрующие полумаски 2 класса	FFР2S (94 %)	FFР2SL (94 %)	FFP2 (94 %)
Фильтры низкой эффективности 1 класса	Р1S (80 %)	Р1SL (80 %)	P1 (80 %)
Фильтрующие полумаски 1 класса	FFР1S (80 %)	FFР1SL (80 %)	FFP1 (80 %)

Сменные противоаэрозольные фильтры имеют белую окраску.

Респираторы — фильтрующие полумаски изначально разрабатыввались как одноразовое средство защиты. Но на практике их часто использовали неоднократно. В связи с этим новый стандарт ЕС (EN 149:2001+A1:2009 «Respiratory protective devices — Filtering half masks to protect against particles — Requiremments, testing, marking») и ГОСТ Р 12.4.191-2011 требуют указывать возможность неоднократного использования (R) или его невозможность (NR), например: FFP3 R (допустимо неоднократное использование), FFP2 NR (для однократного использования). В отличие от стандарта ЕС (обозначения S, SL) и стандарта США (обозначения N, R, Р), стандарт РФ не позволяет определить — допустимо ли использование фильтра (фильтрующей полумаски) при воздействии жидких аэрозолей, которые способны нейтрализовывать электрические заряды волокон, что ухудшает эффективность очистки.

Таблица 2. Классификация фильтров и фильтрующих полумасок в США (приводится их обозначение и степень очистки)

Маслостойкость	Для улавливания аэрозоля, не содержащего масла	Для улавливания аэрозоля, содержащего масло, в течение только 1 смены	Для улавливания любого аэрозоля
Высокоэффективные фильтры	N100 (99.97 %)	R100 (99.97 %)	P100 (99.97 %)
Фильтры средней эффективности	N99 (99 %)	R99 (99 %)	P99 (99 %)
Фильтры низкой эффективности	N95 (95 %)	R95 (95 %)	P95 (95 %)

Цвет фильтра класса Р100 — фиолетовый, у P95, P99, R95, R99 и R100 — оранжевый, у N95, N99 и N100 — (цвет Teal — птица чирок). Среди фильтрующих полумасок наиболее распространёнными являются N95, которые примерно соответствуют FFP2 (ЕС/РФ).

Замена противоаэрозольных фильтров

При использовании респираторов без принудительной подачи воздуха замену фильтров обычно проводят при таком загрязнении фильтра, когда становится трудно дышать; или при повреждении фильтра. В США не-маслостойкие фильтры (тип R) нужно заменять каждую смену.

При использовании респираторов с принудительной подачей воздуха фильтры обычно заменяют по мере их загрязнения — когда вентилятор уже не может обеспечить подачу требуемого количества воздуха. Для проверки расхода воздуха изготовители СИЗОД делают разные приспособления. У Airstream Helmet сделана пластинка с отверстиями, которая «присасывается» к отверстию для входа воздуха при достаточно большом расходе, и падает под действием силы тяжести при недостаточно большом расходе. 3М сделала «поплавок», который вставляется в шланг (недущий от блока фильтрации на поясе к маске). Это приспособление «всплывает» в потоке подаваемого воздуха, и величина подъёма зависит от расхода воздуха.

Часть респираторов с принудительной подачей воздуха оснащена датчиками расхода воздуха или датчиками избыточного давления под маской, и их показания могут использоваться для своевременной замены фильтров.

Противогазные фильтры

Принцип работы

Для очистки воздуха от вредных газов обычно используется поглотитель (сорбент) и/или катализатор. Как поглотитель часто используется активированный уголь, обладающий большой площадью поверхности. Для улучшения улавливания его могут пропитывать разными химическими соединениями. За счёт диффузии молекулы вредных газов достигают его поверхности и улавливаются. Катализатор может использоваться для обезвреживания вредных газов при протекании химической реакции (например СО → СО₂. Если для эффективной работы сорбента или катализатора нужно, чтобы воздух был достаточно сухой, то перед ними размещают поглотитель влаги.

Классификация

Классификация советских противогазных фильтров

Таблица 3. Советские противогазные коробки
Марка	Тип коробки и опознавательная окраска	От чего защищает
А	коричневая	Пары органических соединений (бензин, керосин, ацетон, бензол, толуол, ксилол, сероуглерод, спирты, эфиры, анилин, галоидоорганические соединения, нитросоединения бензола и его гомологов, тетраэтилсвинец), фосфор- и хлорорганические ядохимикаты
В	жёлтая	кислые газы и пары (сернистый газ, хлор, сероводород, синильная кислота, окислы азота, хлористый водород, фосген), фосфор- и хлорорганические ядохимикаты
Г	двухцветная — чёрная и жёлтая (по вертикали)	пары ртути, ртутьорганические соединения на основе этилмеркурхлорида
Е	чёрная	мышьяковистый и фосфористый водород
КД	серая	аммиак, сероводород и их смесь
М	красная	окись углерода в присутствии органических паров (кроме практически не сорбирующихся веществ, например метана, бутана, этана, этилена и др.), кислых газов, аммиака, мышьяковистого и фосфористого водорода
СО	белая	окись углерода
БКФ	защитная с белой вертикальной полосой	кислые газы и пары, пары органических веществ, мышьяковистый и фосфористый водород, пыль, дым и туман
Информация ниже взята из источника
ВР	Нет данных	для защиты от кислых газов и паров, радионуклидов, в том числе радиоактивного йода и его соединений
МКФ	Нет данных	для защиты от кислых газов и паров, паров органических соединений, мышьяковистого и фосфористого водорода
Н	Нет данных	для защиты от оксидов азота
Б	Нет данных	для защиты от бороводородов (диборан, пентаборан, этилпентаборан, диэтилдекаборан, декаборан) и их аэрозолей
ФОС	Нет данных	для защиты от паро-газообразных фторпроизводных непредельных углеводородов, фреонов и их смесей, фтор- и хлормономеров
ГФ	Нет данных	для защиты от газообразного гексафторида урана, фтора, фтористого водорода, радиоактивных аэрозолей
УМ	Нет данных	для защиты от паров и аэрозолей гептила, амила, самина, нитромеланжа, амидола
П-2У	Нет данных	для защиты от паров карбонилов никеля и железа, оксида углерода и сопутствующих аэрозолей
С	Нет данных	для защиты от оксидов азота и сернистого ангидрида

В тех случаях, когда имелся противоаэрозольный фильтр, коробка дополнительно защищала от пыли, дыма и тумана, и на ней имелась белая вертикальная полоса.

Классификация противогазных фильтров в ЕС и РФ (современная)

Таблица 4. Современная классификация и маркировка противогазных фильтров в ЕС и РФ для средств индивидуальной защиты без принудительной подачи воздуха

Марка фильтра (цвет)	Защищает от:	Фильтр низкой эффективности	Фильтр средней эффективности	Фильтр высокой эффективности
А (Коричневый)	Органические газы и пары с температурой кипения выше 65°С, рекомендованные изготовителем	A1	A2	A3
В (Серый)	неорганические газы и пары, за исключением оксида углерода, рекомендованные изготовителем	В1	В2	В3
E (Жёлтый)	диоксид серы и другие кислые газы и пары, рекомендованные изготовителем	Е1	Е2	Е3
K (Зелёный)	Аммиак и его органические производные, рекомендованные изготовителем	К1	К2	К3

Кроме того существуют:

• противогазные фильтры для защиты от специальных соединений SX (фиолетовые, используемые в респираторах без принудительной подачи воздуха), которые не разделяют на классы.
• противогазные фильтры для защиты от органических соединений с низкой температурой кипения, рекомендованные изготовителем АХ (коричневый, только для однократного применения, используемые в респираторах без принудительной подачи воздуха), которые не разделяют на классы.

Если противогазный фильтр предназначен для защиты от нескольких разных вредных газов, то в его обозначении приводится перечень обозначений для отдельных видов улавливаемых вредных газов, например: А2В1, цвет — коричнево-серый.

Маркировка противогазных фильтров в США

Работодатель должен гарантировать, что используемые на рабочем месте фильтры будут иметь маркировку и цветовое кодирование, и что эта маркировка не будет удаляться и будет удобночитаема. При этом в США требуют, чтобы фильтры выбирались не по их цвету, а по надписи, где точно указаны вредные вещества, от которых защищает фильтр, и ограничения по его применению.

Таблица 5. Маркировка противогазных фильтров в США (2010г)

Вредное вещество	Цветовая маркировка
Кислые газы	Белый
Органические пары	Коричневый
Фильтры для защиты от химического, биологического и радиоактивного воздействия (CBRN)	Чёрный
Аммиак	Зелёный
Аммиак и метиламин	Зелёный
Монооксид углерода	Голубой
Кислые газы, органические пары и аммиак	Коричневый
Формальдегид	Бледно-коричневый (смуглый)
Кислые газы, аммиак, монооксид углерода и органические соединения	Красный
Другие газы и пары, не перечисленные выше	оливковый цвет

Оранжевый цвет может использоваться для окраски всего корпуса фильтра, или как полоска. Но этого цвета нет в таблице, и для определения того, от чего защищает фильтр с такой маркировкой, следует прочитать надпись

Испытания

При сертификации противогазных фильтров в лаборатории проверяется время их защитного действия при воздействии некоторых вредных газов, перечисленных ниже.

Комбинированный фильтр в разрезе. Внизу, первым по ходу воздуха — противоаэрозольный фильтр (белый, гофрированный), выше — отделение для гранул сорбента (они высыпались).

Таблица 6. Испытания противогазных фильтров при сертификации (РФ)

марка	Контрольное вещество
А	Циклогексан С6Н12
В	Хлор Cl2, Сероводород SH2, Циановодород HCN
Е	Диоксид серы SO2
К	Аммиак NH3
NO-P3	Оксид азота NO (NO2)
Hg-P3	Пары ртути Hg
AX	Диметилэфир СН3ОСН3, Изобутан С4Н10
SX	Определяется изготовителем фильтра

Важно отметить, что все стандарты по сертификации противогазных фильтров, предназначены только для того, чтобы проверить — соответствуют ли эти фильтры определённому минимальному набору требований, и поэтому эти стандарты и написанные в них значения нельзя использовать для определения защитных свойств в производственных условиях — там, где они будут использоваться.

• Существуют сотни вредных для здоровья газов. Но в стандартах, перечисленных в конце статьи, нет ни одного, который бы предусматривал испытания респираторов при воздействии сотен вредных веществ, и эти стандарты не позволяют определить срок службы противогазных фильтров при воздействии таких веществ.
• В тех случаях, когда в воздухе рабочей зоны есть именно те вещества, которые указаны в стандарте, нужно учитывать, что из-за различий в: расходе воздуха, температуре и влажности воздуха, концентрации вредных веществ (между лабораторными и производственными условиями) срок службы фильтра может значительно отличатся от величины, указанной в стандарте.

Поэтому стандарты по сертификации противогазных фильтров нельзя использовать для определения их срока службы. Для этого в развитых странах изготовители респираторов дают конкретные указания для конкретных вредных веществ или их сочетания, и конкретных условий применения. Такая информация может предоставляться в виде бесплатного программного обеспечения: MSA — Cartridge Life Calculator, Пример 3М, Пример).

Замена противогазных фильтров

Своевременная замена противогазных фильтров является очень сложной технической проблемой, и способы её решения описаны в отдельной статье Способы замены противогазных фильтров респираторов.

Комбинированные фильтры

В комбинированном фильтре есть противогазный фильтр и противоаэрозольный фильтр. поэтому их маркировка состоит из перечня обозначений, относящихся к противогазному фильтру, и обозначений класса противоаэрозольного фильтра. Цвет такого фильтра состоит из цветов противогазного фильтра и белой полосы (противоаэрозольный фильтр). Например: А2В1Р3, цвет — коричневый + серый + белый.

Кроме того, существуют:

• фильтры для защиты от окислов азота NO-P3 (Красно-белый), и для защиты от соединений ртути Hg-P3 (Сине-белый), которые изготавливаются вместе с противоаэрозольным фильтром высокой эффективности.