Kartuša ali posoda za dihala je vrsta filtra, ki odstranjuje pline, hlapne organske spojine (HOS) in druge hlape iz dihajočega zraka z adsorpcijo, absorpcijo ali kemorpcijo. Je ena od dveh vrst filtrov, ki jih uporabljajo respiratorji za čiščenje zraka, drugi pa so mehanski filtri, ki odstranjujejo samo delce. Obstajajo tudi kombinirani filtri. Če je zrak na delovnem mestu onesnažen s finimi delci ali škodljivimi plini, vendar vsebuje dovolj kisika (> 19,5% v ZDA;> 18% v RF), ljudje, ki delajo v onesnaženem zraku, pogosto uporabljajo respiratorje za čiščenje zraka, da jih delno zaščitijo z odstranjevanjem onesnaženja iz zunanjega zraka s pomočjo posod ali kartuš. Obstajajo vložki različnih vrst, ki jih je treba pravilno izbrati in zamenjati po ustreznem urniku.
Metode čiščenja
Absorpcija
Sorbenti lahko zajamejo škodljive pline. Ti materiali (aktivno oglje, aluminijev oksid, zeolit itd.) Imajo veliko specifično površino in lahko absorbirajo pline. Običajno se takšni sorbenti uporabljajo v obliki zrnc in z njimi je napolnjen naboj. Kontaminiran zrak potuje skozi plast zrnc sorbenta v vložku in premične molekule škodljivih plinov trčijo v površino sorbenta in ostanejo v njem. Sorbent je nasičene molekule nasičil in postopoma izgublja sposobnost zajemanja plinov. Torej, onesnažen zrak lahko prehaja skozi nasičen sorbent do plasti svežega sorbenta. Koncentracija škodljivih snovi v prečiščenem zraku se po dolgotrajni uporabi vložka poveča in lahko preseže dovoljeno mejo izpostavljenosti. Zato je življenjska doba kartuš omejena. Moč vezi med zajeto molekulo in sorbentom je majhna in molekula se lahko loči od sorbenta in spet pride v zrak. Sposobnost sorbenta, da zajame pline, je odvisna od lastnosti plinov in njihovih koncentracij, temperature zraka, relativne vlažnosti zraka, hitrosti zraka, ki ga porabi uporabnik, in številnih drugih dejavnikov. Conference listing
Kemisorpcija
Kemisorpcija uporablja kemično reakcijo med plinom in absorberjem. Za zajemanje se lahko uporabi sposobnost nekaterih škodljivih plinov, da kemično reagirajo z nekaterimi drugimi snovmi. Ustvarjanje močnih povezav med molekulami plina in sorbentom lahko dovoli večkratno uporabo plinskih posod - če ima dovolj nenasičenega sorbenta. Bakrove soli lahko tvorijo kompleksne spojine z amoniakom. Mešanica bakra (+2), cinkovega karbonata in TEDA lahko razstrupi vodikov cianid.
Z nasičenjem aktivnega oglja s kemikalijami lahko s hemisorpcijo material pomagamo, da tesneje poveže molekule ujetih plinov in izboljša zajemanje številnih škodljivih plinov. Nasičenost z jodom izboljša zajemanje živega srebra, nasičenost kovinskih soli izboljša zajemanje amoniaka, nasičenost kovinskih oksidov pa zajemanje kislih plinov.
Katalitska razgradnja
Nekatere škodljive pline lahko nevtraliziramo s katalitsko oksidacijo. Hopkalit lahko oksidira strupeni ogljikov monoksid (CO) v neškodljiv ogljikov dioksid (CO2). Toda učinkovitost tega katalizatorja močno upada z naraščanjem relativne vlažnosti. Zato je v posodah (pred takimi katalizatorji) nekaj sušilnega sredstva (sušilnega sredstva). Onesnažen zrak vedno vsebuje vodno paro in po nasičenju sušilnega sredstva - katalizatorja preneha nevtralizirati ogljikov monoksid.
Kombinirani vložki
Kombinirani ali večplinski vložki ščitijo pred različnimi škodljivimi plini z uporabo več sorbentov ali katalizatorjev, kot je potrebno. Primer je ASZM-TEDA Carbon, ki ga ameriška vojska uporablja v JRKB maskah. To je oblika aktivnega oglja, nasičena s spojinami bakra, cinka, srebra in molibdena, pa tudi s trietilendiaminom (TEDA).
Razvrstitev in označevanje
Izbor vložka je treba izvesti po določitvi sestave ozračja na delovnem mestu. Za izbiro pravih vrst kartuš v ZDA lahko delodajalec uporabi vodnik NIOSH ali priporočila proizvajalcev.
ZDA
V Združenih državah Amerike (ZDA) odobritev za klasifikacijo učinkovitosti filtracije delcev respiratornih vložkov in certificiranje za zaščito pred različnimi plini in hlapi upravlja Nacionalni inštitut za varnost in zdravje pri delu (NIOSH) kot del 84. naslova 42 zakonika. zveznih predpisov (42 CFR 84). Proizvajalci lahko preko NIOSH certificirajo kartuše, namenjene čiščenju zraka na delovnem mestu iz različnih plinastih onesnaževal.
Evropska unija in Ruska federacija
V EU in RF (Ruska federacija) lahko proizvajalci certificirajo kartuše, namenjene čiščenju zraka različnih plinastih onesnaževal. Oznake so zajete v EN14387, poleg tega se uporabljajo oznake delcev P1, P2 in P3. Na primer, A1P2 je koda za pogosto uporabljene filtre v industriji in kmetijstvu, ki zagotavljajo zaščito pred plini tipa A in pogosto pojavljajočimi se delci.
Odkrivanje konca življenjske dobe
Stare metode
Subjektivne reakcije senzoričnih sistemov uporabnikov
Uporaba kartuš v onesnaženi atmosferi vodi do nasičenja sorbenta (ali sušilnika - pri uporabi katalizatorjev). Koncentracija škodljivih plinov v prečiščenem zraku se postopoma povečuje. Vdor škodljivih plinov v vdihani zrak lahko privede do reakcije uporabnikovega senzoričnega sistema: vonj, okus, draženje dihal, omotica, glavobol in druge zdravstvene okvare (do izgube zavesti).
Ti znaki (v ZDA znani kot "opozorilne lastnosti" - str. 28) kažejo, da je treba onesnaženo delovno mesto zapustiti in kartuše zamenjati z novimi. (To je lahko tudi simptom ohlapnega prileganja maske na en obraz in uhajanja nefiltriranega zraka skozi reže med masko in obrazom). V preteklosti je ta metoda najstarejša.
Prednosti te metode - če imajo škodljivi plini opozorilne lastnosti pri koncentracijah, manjših od 1 PEL, bo nadomestek proizveden pravočasno (vsaj v večini primerov); uporaba te metode ne zahteva uporabe posebnih kartuš (dražjih) in dodatkov; zamenjava se zgodi, ko je to treba storiti - po nasičenju s sorbentom in brez kakršnih koli izračunov; sorpcijska sposobnost vložkov je popolnoma potekla (kar zmanjšuje stroške za zaščito dihal).
Pomanjkljivost te metode je, da nekateri škodljivi plini nimajo opozorilnih lastnosti. Na primer, v priročniku za izbiro dihal je seznam več kot 500 škodljivih plinov in več kot 60 jih nima opozorilnih lastnosti, za več kot sto pa teh podatkov ni. Torej, če uporabimo opozorilne lastnosti za zamenjavo kartuš, to v nekaterih primerih vodi do vdihavanja zraka s prekomerno koncentracijo škodljivih plinov. Tabela vsebuje seznam kemikalij, ki nimajo opozorilnih lastnosti.
Nepopoln seznam nekaterih škodljivih plinov in hlapov, ki nimajo opozorilnih lastnosti
Če je prag vonja pentaborana 194 PEL; in če je njegova koncentracija le 10 PEL, ni mogoče pravočasno zamenjati vložkov z vonjem - lahko bi jih "uporabljali" za vedno (ne morejo pa jih za vedno zaščititi).
Praksa je pokazala, da prisotnost opozorilnih lastnosti ne vodi vedno do pravočasne zamenjave kartuš. Študija je pokazala, da ima povprečno 95% skupine ljudi posamezni prag vohalne občutljivosti v območju od 1/16 do 16 od povprečja. To pomeni, da 2,5% ljudi ne bo moglo vohati škodljivih plinov v koncentraciji, ki je 16-krat večja od povprečnega praga zaznavanja vonja. Prag občutljivosti različnih ljudi se lahko spreminja za dva reda velikosti. To pomeni, da 15% ljudi ne diši pri koncentracijah 4-krat višjem pragu občutljivosti. Vrednost pragovnega vonja je močno odvisna od tega, koliko pozornosti ljudje posvečajo temu, in od njihovega zdravstvenega stanja.
Občutljivost ljudi se lahko zmanjša, na primer - pri prehladu in drugih boleznih. Izkazalo se je, da je sposobnost delavcev, da zaznajo vonj, odvisna tudi od narave dela, ki ga je treba opraviti - če zahteva koncentracijo, uporabnik na vonj ne reagira. Dolgotrajna izpostavljenost škodljivim plinom (na primer vodikovemu sulfidu) pri nizki koncentraciji lahko ustvari vohalno utrujenost, ki zmanjša občutljivost. V vseh teh primerih so uporabniki lahko izpostavljeni škodljivim snovem s koncentracijo večjo od 1 PEL, kar lahko privede do razvoja poklicnih bolezni.
To je bil razlog za prepoved uporabe te metode zamenjave kartuš v ZDA od leta 1996 (standard OSHA pri Upravi za varnost in zdravje pri delu).
Povečanje mase
Za zaščito delavcev pred ogljikovim monoksidom pogosto uporabljajo kartuše s katalizatorjem - hopkalitom. Ta katalizator s časom uporabe ne spreminja svojih lastnosti, ko pa se navlaži, se stopnja zaščite znatno zmanjša. Ker je v zraku vedno prisotna vodna para, se onesnažen zrak v vložku razvlaži (za uporabo katalizatorja). Ker je masa vodne pare v onesnaženem zraku veliko večja od mase škodljivih plinov, ujemanje vlage iz zraka vodi do bistveno večjega povečanja mase nabojev kot ujetih plinov. To je bistvena razlika in z njo lahko določimo, ali bomo še naprej uporabljali plinske kartuše brez zamenjave. Kartuša je bila stehtana in na podlagi stopnje povečanja njene mase se lahko odloči. Na primer, knjiga opisuje plinske kartuše (model "СО"), ki so bile nadomeščene po povečanju teže (glede na začetno) na 50 gramov.
Druge metode
Dokumenti so opisovali sovjetske kartuše (model "Г"), namenjene zaščiti pred živim srebrom. Njihova življenjska doba je bila omejena na 100 ur uporabe (kartuše brez filtra za delce) ali 60 ur uporabe (kartuše s filtrom za delce), nato pa je bilo treba kartuše zamenjati z novimi.
Dokumenti opisujejo nedestruktivno metodo določanja preostale življenjske dobe rabljenih in novih plinskih kartuš. Onesnažen zrak se je črpal skozi vložek. Stopnja prečiščevanja zraka je odvisna od tega, koliko nenasičenega sorbenta je v vložku. Zato natančno merjenje koncentracije plinov v očiščenem zraku omogoča oceno količine nenasičenega sorbenta. Onesnažen zrak (1-bromobutan) je bil črpan zelo kratek čas, zato takšni testi ne bistveno zmanjšajo življenjske dobe. Sorpcijska sposobnost se je zaradi absorpcije tega plina zmanjšala za približno 0,5% sorpcijske zmogljivosti nove kartuše. Metoda je bila uporabljena tudi za 100-odstotni nadzor kakovosti kartuš, ki jih proizvaja angleško podjetje Martindale Protection Co (10 mikrolitrov 1-bromobutana, vbrizganega v zračni tok), in za preverjanje kartuš, izdanih delavcem v podjetjih Waring Ltd in Rentokil Ltd. Ta metoda je bila uporabljena v obratu za kemijsko obrambo v zgodnjih sedemdesetih letih. Strokovnjaki, ki so razvili to metodo, so prejeli patent.
Dokument na kratko opisuje dve metodi objektivne ocene stopnje nasičenosti sorbenta v vložkih. Priporoča uporabo spektralnih in mikrokemičnih metod. Spektralna metoda temelji na ugotavljanju prisotnosti škodljivih snovi v vložku z vzorčenjem z naknadno analizo na posebni napravi (стилоскоп - na ruščini). Mikrokemijska metoda temelji na postopnem določanju prisotnosti škodljivih snovi v sorbentu z vzorčenjem z naknadno analizo s kemično metodo. Če je zrak onesnažen z najbolj strupenimi snovmi, je v knjigi priporočljivo omejiti trajanje uporabe kartuš, priporočljivo pa je uporabiti spektralno metodo (arsin in fosfin, fosgen, fluor, organoklorid, organometalne spojine) in mikrokemične metode (vodikov cianid, cianogeni).
Na žalost v obeh primerih ni opisa, kako izvleči vzorec sorbenta iz ohišja vložka (ohišje običajno ni snemljivo) in ali bo po tem preizkusu mogoče uporabiti vložek, če test pokaže, da ni veliko nasičenih sorbentov.
Sodobne metode
Certifikat kartuš zagotavlja minimalno vrednost njihove sorpcijske zmogljivosti. Ameriški standard OSHA za 1,3-butadien navaja posebno življenjsko dobo kartuš.
Laboratorijsko testiranje
Če ima podjetje laboratorij, ki ima ustrezno opremo, lahko strokovnjaki preskočijo onesnažen zrak skozi vložek in določijo njegovo stopnjo čiščenja. Ta metoda omogoča določitev življenjske dobe v okolju, kjer je zrak onesnažen z mešanico različnih snovi, ki vplivajo na njihov zajem s sorbentom (eden vpliva na drugi zajem). Metode izračuna življenjske dobe za take pogoje so bile razvite relativno nedavno. Vendar so za to potrebne natančne informacije o koncentracijah škodljivih snovi in pogosto niso trajne.