Stali klienci
Login:

Hasło:

załóż nowe konto
BIBLIOTEKA
ARTYKUŁY

Ochrona układu oddechowego przed pyłami, dymami i mgłami toksycznymi

   Na przykładzie doboru ochron układu oddechowego do zagrożeń aerozolami toksycznymi przedstawione są problemy wynikające z braku konsekwentnego systemu postępowania w takiej sytuacji. Przedstawiona jest sugestia analizy "wskaźnika ochronności" jako podstawowego kryterium doboru wzorowanego na NIOSH Respirator Decision Logic.

1. KRYTERIA DOBORU OCHRON UKŁADU ODDECHOWEGO

   Typowa sytuacja z jaką spotykają się producenci i dystrybutorzy ochron dróg oddechowych to telefon od zdesperowanego BHPowca z pytaniem co ma zakupić dla konkretnego stanowiska pracy: malarza, galwanizera, spawacza. Od wiedzy i doświadczenia pytającego i odpowiadającego bardzo często zależy życie lub zdrowie pracownika.
Poziom tej wiedzy jest na ogół niski, a co gorsza przepisy i dostępne materiały informacyjne są często niejasne i niekonsekwentne.
Celem niniejszej prezentacji jest wskazanie sposobu dobierania ochrony przed aerozolami toksycznymi i uczulenie zarówno dostawcy jak i odbiorcy na ewentualne pułapki na tej drodze.

1.1. Podział ochron układu oddechowego

Są dwa sposoby zapewnienia pracownikom świżego powietrza do oddychania.
Można go zopatrzyć w:
  • maskę oczyszczającą powietrze
  • maskę oczyszczającą z dmuchawą
Przypadek drugi odrzucimy jako banalny; dysponując źródłem czystego powietrza zastanawiamy się jedynie czy to źródło nosić na plecach, przy pasie, czy plątać nogi w wężu zasilającym.
Interesuje nas pierwszy przypadek.
Ustalmy teraz generalny rodzaj zagrożenia.
Mogą nim być:
  • aerozole
  • pary i gazy substancji szkodliwych
  • aerozole oraz pary i gazy substancji szkodliwych
Ograniczmy się zgodnie z tytułem referatu do aerozoli i ustalmy jaki rodzaj ochron dróg oddechowych można stosować:
  • półmaski jednorazowe
  • ochrony wyposażone w filtry wymienne lub wielokrotnego użytku
Te drugie mogą działać na zasadzie wymuszenia przepływu popwietrza przez materiał filtracyjny:
  • oddechem pracownika
  • wentylatorem (dmuchawą)
W obu tych przypadkach możemy filtry umieścić w konstrukcji:
  • ustnika
  • ćwierćmaski
  • pólmaski
  • pełnej maski
a dodatkowo, ochrony z wymuszonym obiegiem powietrza mogą być oparte o konstrukcję kaptura lub hełmu. Jak widać, kluczowym elementem wszystkich tych ochron są filtry.

1.2. Klasyfikacja filtrów

Klasyfikacja przyjęta w Europie przewiduje trzy klasy filtrów:
  • P1 - filtr przeciwko pyłom, dla których NDS jest nie mniejszy od 2 mg/m3 (z wyłączeniem pyłów azbestu)
  • P2 - filtr przeciwko pyłom, dymom i mgłom, dla których NDS jest nie mniejszy od 0,05 mg/m3 oraz pyłom azbestu
  • P3 - filtr przeciwko pyłom, dymom i mgłom, dla których NDS jest mniejszy od 0,05 mg/m3
   Natychmiast po wprowadzeniu tej klasyfikacji zaczeły się niekonsekwencje w oznaczaniu wyrobów tymi klasami. Aby zrozumieć jak groźna może być ona dla potencjalnego użytkownika należy przypomnieć jaki podstawowy parametr i jakimi metodami jest badany przy określaniu klasy filtrów. Tym parametrem jest skuteczność filtracji. Bada się ją w Europie dwiema metodami:
  • testem aerozolu chlorku sodu,
  • testem mgły olejowej.
Pierwszy aerozol jest typowym aerozolem stałym: suche kryształki chlorku sodu zawieszone sa w powietrzu. Zbadanie filtrów tym aerozolem odpowiada więc na pytanie jak skuteczny będzie filtr przeciwko aerozolom stałym (pyły i dymy).
Drugi aerozol jest typowym aerozolem ciekłym: kropelki oleju zawieszone są w powietrzu. Zbadanie filtrów tym aerozolem odpowiada więc na pytanie jak skuteczny będzie filtr przeciwko aerozolom ciekłym (mgła). Wymagane skuteczności dla poszczególnych klas podano w taleli.

Klasa filtru Wskaźnik filtracji aerozolu przy przepływie 95 dm3/min. Opory przepływu przy przepływie
 

chlorek sodu

mgła olejowa

30 dm 3/min.

95 dm 3/min.

P1

maks. 20%

nie bada się

maks. 60 Pa

maks. 210 Pa

P2

maks. 6%

maks. 2%

maks. 70 Pa

maks. 240 Pa

P3

maks.0.05%

maks. 0.01%

maks. 120 Pa

maks. 420 Pa



   Pojawiły się w ostatnich latach bardzo skuteczne materiały filtracyjne uzyskiwane z włókien sztucznych metodą rozdmuchu w strumieniu gorącego powietrza (tzw. materiały pneumotermiczne). Istotnym mechanizmem filtaracji jest w nich mechanizm oddziaływań elektrostatycznych pomiedzy naładowanym włóknem i odmiennie naładowaną cząstką aerozolu. Filtry wykonane z tego materiału są bardzo skuteczne gdy bada się je metodą chlorku sodu, szybko natomiast tracą swoje właściwości filtracyjne gdy kropelki cieczy neutralizują ładunek na włóknach. Efekt ten uwidacznia się w tescie mgły olejowej, ale dopiero w trakcie dłuższego badania.
Są na rynku filtry oznakowane jako P2 niewytrzymujące testu mgły olejowej.
   Dla rozróżnienia, czy filtry nadają się jedynie do filtracji cząstek stałych (pyłów i dymów) czy również cząstek ciekłych (mgieł) wprowadza się obecnie oznakowanie rozróżniajace podklasy: P2S dla pyłów i dymów oraz P2SL dla pyłów, dymów i mgieł. Co gorsza zaczyna sobie torować drogę na rynek również podklasa P3S.
Dla porównania można podać, że USA konsekwentnie trzyma się swojej własnej klasyfikacji filtrów i używa dodatkowych testów dla ich oceny. Klasy filtrów wg standardów USA to:
  • przeciwko pyłom o NDS nie mniejszym niż 0,05 mg/m3
  • przeciwko dymom o NDS nie mniejszym niż 0,05 mg/m3
  • przeciwko mgłom o NDS nie mniejszym niż 0,05 mg/m3
  • przeciwko pyłom, dymom i mgłom o NDS mniejszym niż 0,05 mg/m3
  • przeciwko pochodnym radonu
  • przeciwko pyłom i mgłom zawierającym azbest
1.3. "Wskaźnik ochronności"

   Czy przedstawiona do tej pory informacja pozwala na dobranie ochrony układu oddechowego do konkretnego zagrożenia toksycznym aerozolem? Nie, gdyż własności filtrów nie sa do tego celu wystarczajace. Skutecznośąć działania ochrony układu oddechowego jest funkcja własności zarówno filtru jak i samej konstrukcji części twarzowej (maski, półmaski), a więc sprzętu kompletnego. Toksyczny aerozol może dostać się pod część twarzową, a następnie do układu oddechowego dwiema drogami:
  • przenikając prze materiał filtracyjny
  • przeciekając przez nieszczelności pomiedzy maską (półmaską) i twarzą
Pierwszą drogę opisaliśmy, a więc możemy z dużą precyzją określić ilość wnikającego aerozolu znając jego charakter i wyniki testów chlorku sodu i mgły olejowej. Ilość aerozolu wnikającego drugą droga możemy ocenić jedynie statystycznie badając reprezentatywną grupę użytkowników przez badanie przecieku.
Generalnie szacuje się, że:
  • przez nieszczelności półmaski jednorazowej może wnikać nie wiecej niż: 5 % aerozolu - dla półmaski klasy P1, 4 % - dla półmaski klasy P2 i 0.95 % dla półmaski klasy P3
  • przez nieszczelności półmaski wielorazowej (części twarzowej) nie wiecej niż 2 %
  • przez nieszczelności pełnej maski nie więcej niż 0,05 %
Jeżeli dodamy "przeciek" materiału filtracyjnego i "przeciek" części twarzowej to uzyskamy tzw. "przeciek całkowity". Jeżeli podzielimy 100 % przez tę wartość to uzyskamy krotność zmniejszenia stężenia przed i za maską czyli tzw. "wskaźnik ochronności".
Jeżeli przyjmiemy, że pod maska może być stężęnie równe conajwyżęj NDS, to wartość "wskażnika ochronności" określi nam automatycznie maksymalną wielokrotność NDS w powietrzu poza maską.
Są to oczywiscie wartości szacunkowe, brane z marginesu bezpieczęństwa dla większości użytkowników. Proszę zwrócić uwagę na słowo "większości". Jeżeli nie zbadamy dopasowania danej maski (półmaski) do naszej twarzy możemy być tą fatalną mniejszością. Proszę również zwrócić uwagę, że producent może gwarantować większą ochronność maski niż to wynika z granicznych wartości przecieków. Jeżeli producent gwarantuje, że jego filtry P2SL mają skuteczność 99,9 %, a nie 94 % jak wymaga norma, to przyjmując, że np półmaska ma 2 % przecieku a filtr 0,1 % uzuskujemy wskaźnik ochronności:

100/(2+0,1) = 47,6 a nie 100/(2+6) = 12,5

Tak postąpiła firma "SECURA" ze swoim filtrem P2SL.

2. ROBLEMY PRAKTYCZNEGO DOBORU OCHRON UKŁADU ODDECHOWEGO

Aby wspomniany na wstępie producent lub dystrybutor ochron układu oddechowego mógł bez najmniejszych wątpliwości zalecić dany model sprzętu musiałby od potencjalnego użytkownika otrzymać przykładowo taki komunikat: "mam zagrożenie ołowiem w postaci dymu tlenku ołowiu o stężeniu 1 mg/m3.
W ten sposób użytkownik określiłby:
  • rodzaj substancji toksycznej (ołów),
  • rodzaj i wielkość cząstek (cząstki stałe o rozmiarze submikronowym),
  • stężenie (1 mg/m3).
Producent znając NDS dla tlenku ołowiu (0,05 mg/m3) mógłby stwierdzić, ze potrzebna jest ochrona zmniejszająca to stężenie 20 razy.

W tym przypadku stosując półmaskę (2 % przecieku) ze standardowym filtrem (6 % przecieku) uzyskalibyśmy 12,5 krotne zmniejszenie stężenia. Nie zmieniając rodzaju ochrony (półmaska) ale stosując filtr o przecieku 0,1 % uzyskujemy 47,6 krotne zmniejszenie stężenia. Mamy więc alternatywę: zastosować standardowy filtr klasy P3 w pierwszym przypadku (0,01 % przecieku) i 49,8 krotne zmniejszenie stężenia o oporach początkowych 420 Pa lub filtr klasy P2SL o podwyższonej skuteczności i oporach 180 Pa. W drugim przypadku uzyskujemy zwiększony komfort oddychania i niższe koszty ochrony.

   Bardzo rzadko możemy od potencjalnego użytkownika uzyskać tak precyzyjne sformułowanie problemu. Częściej spotykamy się z następującą informacją: "pracuję w galwanizerni i mam 15 krotnie przekroczony NDS dla chromu".
Reakcja na takie zapytanie wymaga juz dużęj wiedzy u dystrybutora. Musi on wiedzieć w tym przypadku, w jakiej postaci wystepuje chrom w powietrzu w galwanizerni. Znajac rodzaj wykonywanych tam operacji musi on szukać ochrony przed aerozolem ciekłym. I znowu - jeżeli zaleci półmaskę ze standardowym filtrem P2SL to uzyska 12,5 krotne zmniejszenie stężenia; jeżeli założy standardowy filtr P3 - 49,8 krotne, a jezeli filtr P2SL o przecieku 0,1 - 47,6 krotne.

Proszę zwrócić uwagę, że w obu tych przypadkach granicę wskaźnika ochronności dla filtrów o dużej skuteczności (0,1 % lub 0,01 % przecieku) wymusza skuteczność dopasowania półmaski o wartości 2 % przecieku. Przekroczenie progu ok. 50 krotnego obniżenia stężenia wymaga zastosowania pełnej maski: (0,01 % przecieku filtr i 0,05 % maska) daje graniczną wartość wskaźnika ochronności 1666). Jeszcze więcej wiedzy wymaga od dystrybutora sformułowanie problemu: "pracuję w lakierni i potrzebuję ochronę układu oddechowego".

Jeżeli doświadczony dystrybutor nie zada w tej sytacji serii dodatkowych pytań ustalających rorzaj zagrożenia, to może przyczynić się nawet do wypadku śmiertelnego. Jeżeli nie mogąc ustalić szczegółów przeprowadzi następujace rozumowanie: zapewne jest tam lakierowanie natryskowe, mamy więc zarówno aerozol ciekły lakieru w rozpuszczalnmiku organicznym oraz rozpuszczalniki organiczne w postaci par i gazów. Jedynym rozwiązaniem jest w tej sytuacji zalecić pełną maskę z wkładami chemicznymi typu A. Jesli może uzyskać jakieś informacje o występujacych zagrożeniach może na podstawie uzyskanego wskaźnika ochronności zalecić półmaskę z wkładami A1 i filtrami P2SL.

3. PODSUMOWANIE

Podstawowym kryterium doboru ochron są obecnie wytyczne wynikające z norm. W zakresie ochron przed aerozolami toksycznymi jedynme wytyczne to granica wartości NDS-ów dla poszczególnych klas filtrów (2 mg/m dla klasy P1, do 0,05 mg/m dla klasy P2 i poniżej 0,05 mg/m dla klasy P3).399

   Takie "mechaniczne" kryteria, jak staralismy się wykazać nie prowadza do dboru optymalnej ochrony. Naszym zdaniem znacznie lepszym sposobem doboru ochrony jest konsekwentne trzymanie się analizy "wskaźnika ochronności". Jeszcze lepszym sposobem jest wprowadzenie konsekwentnego systemu dobierania ochron do każdej sytuacji. Taką droga dobiera się ochrony w USA. Obowiazuje opublikowany dokument : NIOSH Respirator Decision Logic, który prowadzac potencjalnego uzytkownika krok po kroku zmusza go do coraz bardziej precyzyjnego określenia rodzaju zagrożenia i do kolejnego odrzucania ochron, które w danej sytuacji nie spełniaja swojego zadania.

dr. inż. Włodzimierz Piłaciński, inż. Jan Michalak


  Deklaracje WE

  Karty katalogowe

  Instrukcje

  Artykuły

  Patenty

  Zastosowania

  Pytania


 
SECURA BC COPYRIGHT 2003-2013      iso 9001:2000