Замена противогазных фильтров средств индивидуальной защиты органов дыхания

Советские и российские учёные в книге (45-01) опубликовали ряд таблиц для определения срока службы фильтра (ФПК) при разных концентрациях хлора (Таблица 8) и других веществ.

Таблица 8. Фрагмент таблицы 1.5.4. (стр. 250)

В ячейках двух таблиц (выше) - срок службы фильтров моделей «А» (советская классификация, защита от органических соединений); с и без фильтра для улавливания аэрозолей, в часах. При отсутствии в стандартном корпусе фильтра для улавливания аэрозолей («б/ф») в него помещали больше сорбента, масса фильтра в сборе - около 1 кг. В (45-11) приводятся многочисленные диаграммы для определения срока службы, фрагмент на Рис. 18. Также авторы предложили упрощённую методику вычисления срока службы, для случая, когда срок службы уже известен при какой-то концентрации какого-то одного вредного вещества - пересчёт на другую концентрацию того же вещества. При этом влажность воздуха не учитывалась; авторы советовали (стр. 58 и 258) использовать значение 65% от вычисленного (для безопасности). 

Рис. 18. Фрагмент номограммы для определения срока службы противогазного фильтра большого габарита при разной концентрации хлора.

Недостатком замены фильтров по расписанию является то, что при его правильном составлении используется ожидаемый минимальный срок службы - для наихудших условий. А такие бывают не всегда; и в большинстве случаев фильтры будут заменяться до того, как они перестали защищать работника, что создаёт неудобства при работе и увеличивает расходы. Последний недостаток в условиях РФ отчасти компенсируется тем, что Фонд социального страхования разрешает использовать до 20% отчислений на профилактические мероприятия (117-02), включая закупку СИЗ и фильтров. В принципе, это создаёт условия, которые стимулируют работодателя использовать именно СИЗ, а не более эффективные средства коллективной защиты. То есть, текущие расходы на респираторную защиту (закупка фильтров) компенсироваться Фондом; а текущие расходы на использование средств коллективной защиты (например - оплата электроэнергии, потребляемой вентиляторами в вентиляционной системе) ФСС не компенсируется.

Российские производители не публикуют никаких материалов по этой теме. Возможно, они не ведут никакой работы по этому направлению.

«Умные» противогазные фильтры

Среди публикаций о СИЗ в последние годы стали появляться статьи об «умных» СИЗ (129), у которых, например, электронная начинка принципиально улучшает защиту работников, и позволяет (как декларируется) эффективно снизить классы труда. В области противогазных фильтров много раз предпринимались попытки разработать такие, которые бы предупреждали работника о необходимости замены. По данным подробного обзора (130-01) начиная с 1925 г. разработано (суммарно) более 60 фильтров с индикаторами. Они могут быть пассивными (например, прозрачное окошко в стенке фильтра, за которым размещён меняющий цвет реагент), и активными (датчик + усилитель + сигнализация). Но в продажу поступила небольшая их часть. В обзоре упомянуты фильтры для защиты от: ароматических хлор-содержащих соединений, алифатических кетонов, кислых газов [HCl, HF, SO2, H2S], органических соединений, аммиака, ртути, хлора. Затем большая часть моделей перестала изготавливаться. В то же время, для создания таких фильтров есть много возможностей. Только два примера: немецкая компания Drager изготавливает средства измерения концентрации газа (индикаторные трубки), в которых специальные реактивы меняют цвет при воздействии ~ полусотни разных газов. Но эта компания, также изготавливающая и продающая СИЗОД с 19-го века, не изготавливает ни одного фильтра с индикаторами. Scott и MSA разработали газоанализаторы массой 77 и 115 грамм, но не выпускают СИЗОД с соответствующими активными индикаторами (131). К сожалению, на рынке в РФ на момент подготовки материала было всего лишь 2 вида «умных фильтров»: для защиты от ртути (MSA, 3М); и для защиты от некоторых органических соединений (3М) (Рис. 19, 121-02).

Рис. 19. Индикаторы окончания срока службы фильтра: Слева - меняет цвет при воздействии ртути, с оранжевого на тёмный; справа - при воздействии органических соединений появляется и растёт цветная полоска.

Фильтр 3М «органические соединения» заслуживает отдельного обсуждения. Он был выпущен в продажу в ~ 2015 г., сертифицирован в РФ спустя два года Сертификат № ТС RU C-US СЩ18.В.00943 Серия RU № 0291582, выдан ФГБУ «ВНИИ труда», действует с 16.01.2017., упоминался в каталоге за 2017 г. (132-01). Но в широкую продажу он поступил только в 2019 г. - спустя 2,5 года после сертификации, и размещения информации о нём в каталоге. Индикатор (Рис. 19 справа) состоит из трёх слоёв - внутреннего светоотражающего; среднего из прозрачного полимера (набухает при поглощении органических веществ); и полупрозрачного наружного. Изменение толщины среднего слоя приводит к интерференции световых лучей, отразившихся от полупрозрачного наружного слоя, и светоотражающего внутреннего (как у тонкой оболочки мыльных пузырей), и изменению цвета. На индикаторе появляется цветная полоска, которая по мере насыщения сорбента движется в сторону отверстия для выхода воздуха. Сравнение сведений из описания фильтра с ПДКрз показало, что из полусотни веществ, для которых определена концентрация (когда меняется цвет), индикатор сработает не запоздало лишь для нескольких: Монобутилгликолевый эфир (0,96 ПДКрз); Толуол (0,6); 1-Пропилацетат (0,52); Изобутилацетат (0,48); Стирол (0,43); Метилэтилкетон (0,41); Хлорбензол (0,37); Изопропилбензол (0,29); Изоамиловый спирт (0,28); Бутилацетат (0,19); Ксилол и Этилбензол (0,17); Пентилацетат (0,16). При защите от Гексана и 2-Этоксиэтилацетата индикатор сработает при небольшом превышении ПДКрз.

У токсичных газов разные физические и химические свойства; и разная токсичность. Из-за сочетания этих разнообразий, попытка сделать универсальный индикатор вряд ли будет успешна. Например, индикатор 3М срабатывает при концентрации уайт-спирита в очищенном воздухе 2% от ПДКрз; и в то же время, при воздействии дихлорэтана - при 58 ПДКрз (а для изопропилового спирта - 158 ПДКрз). Возможно, в дальнейшем, индикатор будет изменён, и начнёт срабатывать при других концентрациях. Однако, в РФ нет никаких требований к подобным устройствам, фильтры с ними сертифицируются как обычные, и качество работы индикатора, каким бы оно ни было, хорошим или плохим - не проверяется вообще. Поэтому к рекламным заявлениям поставщиков следует относиться с осторожностью.

По данным NIOSH, разрешение сертифицировать фильтры с индикаторами было сделано ещё в начале 1970-х, и с тех пор ни один активный индикатор не был сертифицирован. В (128-11) указан ряд причин: например, по мнению изготовителей СИЗОД, требования законодательства к работодателю недостаточно конкретные; имеющиеся датчики - не универсальные, не очень дешёвые, не очень малогабаритные.

В то же время, в существующих в развитых странах условиях - закон обязывает менять фильтры вовремя. В подавляющем числе случаев работодатель определяет срок службы (наименьший, для «наихудшего случая») и составляет расписание их замены. Отсутствие индикаторов нередко вынуждает работодателей менять фильтры преждевременно, и поэтому может способствовать росту продаж фильтров. Не исключено, что и это обстоятельство - отчасти сдерживает производителей СИЗОД от выпуска на рынок своих многочисленных запатентованных (130-02) разработок.

В (45-21) упомянут изготавливавшийся в РФ «комплект Индикатор» с прозрачной клапанной коробкой между фильтром и маской, в которую помещался газоанализатор (стр. 270, сейчас не выпускаются). К сожалению, можно сказать, что разговоров об умных СИЗ много, но для СИЗ органов дыхания от газов - всё разговорами и ограничивается.

4. Неоднократное использование фильтра

Срок службы фильтра с большим количеством сорбента при небольшой концентрации газа может достигать десятков и сотен часов (при непрерывном использовании). На практике, его нельзя использовать так долго без перерывов. За время хранения фильтра, если молекулы газа улавливаются сорбентом за счёт адсорбции (межмолекулярного притяжения), они не образуют прочного соединения, и могут десорбироваться (оторваться от сорбента и попасть в воздух), перемещаясь (мигрируя) к отверстию для выхода очищенного воздуха. В некоторых случаях возможно превышение ПДКрз в момент начала повторного использования. Ниже показаны копии графиков - изменение концентрации этилацетата на выходе из фильтра СИЗОД.

Рис. 20. Слева: зелёный график - непрерывное использование 4,5 часов; а красный график получен при первом использовании фильтра 2 часа при концентрации 3564 мг/м3, и продолжении использования через 63 часа (133).

В начале повторного использования, концентрация в очищенном воздухе сразу достигла 714 мг/м3 (ПДКрз среднесменная 50 мг/м3, макс-разовая 200 мг/м3). Справа: зелёный график - непрерывная подача воздуха в фильтр; красный - подача 10 минут, потом перерыв 10 минут; затем цикл повторяли (134).

Предположим, что специалист по охране труда получил достоверную информацию о том, что срок службы фильтра 4 часа, а выполняемая работа требует использовать его лишь 1-2 часа. Можно ли использовать фильтр неоднократно? То есть, в общей сложности, 4 часа - но с перерывом? По этому вопросу есть разные мнения. Например, можно встретить рекомендацию использовать фильтр не только второй раз: «замена (фильтра - прим.) 1 раз в 2 месяца, годовая потребность 5 шт.» (15-02).

Вещества с низкой температурой кипения, в целом, десорбируются и мигрируют лучше, чем вещества с высокой температурой кипения. В РФ сертификационные испытания противогазных фильтров для защиты от органических веществ описаны в ГОСТе (135-01). Он предусматривает существование фильтров марок А (органические соединения с температурой кипения выше 65 град С); АХ (то же, с температурой кипения не выше 65 град С); и SX (для защиты от определенных газов и паров, установленных изготовителем). В соответствии с этим ГОСТом, при испытаниях проверка десорбции проводится лишь у фильтров SX. Наличие 2 видов фильтров для защиты от органических соединений (А и АХ) всё же даёт основания предполагать, что вещества с температурой кипения >65 град С не будут сильно мигрировать, а вещества с температурой кипения <65 град С - могут мигрировать. В литературе на русском языке о том, к чему приводят перерывы в использовании фильтра - подробно не писали.

4.1 Европейский Союз

Для подготовки СОТов в ЕС выпущен ряд учебных пособий, и в некоторых из них кратко упомянута проблема и даны рекомендации по снижению риска для работника. Они написаны в условиях, когда опасность миграции зависит от большого числа обстоятельств (которые трудно точно учесть), и в условиях, когда стандарте ЕС (44-03) про возможность неоднократного использования почти ничего не сказано. В стандарте написано лишь, что фильтры класса «AX» при защите от органических соединений с низкой температурой кипения следует использовать однократно; и что при получении разрешения от изготовителя фильтров, их и фильтры «A» можно использовать повторно.

В учебнике (101-02) нет никаких конкретных указаний о возможности неоднократного использования противогазных фильтров - кроме фильтра для защиты от ртути «Hg-P3» (при защите исключительно от ртути, суммарная продолжительность использования до 50 часов); и «AX» (однократно). Авторы советуют обращаться к изготовителю фильтров для получения необходимой информации (для конкретных условий применения). Кроме того, рекомендуется менять фильтры класса 1 не реже 1 раза в два дня; фильтры 2 класса - не реже 1 раза в неделю; и сразу при вскрытии упаковки фильтра делать на нём надпись - дата начала использования.

В учебнике (105-02) рекомендуется использовать фильтры «AX» только один раз, так как при защите от веществ с низкой температурой кипения опасность их десорбции и миграции большая. Все остальные фильтры рекомендуется использовать однократно (во Франции широко используют фильтры с небольшим количеством сорбента, которые крепят на маски); а если сорбционная ёмкость достаточно большая - можно использовать фильтр повторно, но лишь при защите от того же газа, что и при первом использовании (из-за риска вытеснения одного газа другим). Никаких конкретных советов, как определить, когда повторное использование возможно - нет.

В учебнике (103-02) рекомендуется использовать фильтры «AX» (при защите от веществ с низкой температурой кипения) или однократно; или неоднократно в пределах срока службы и в течение одной смены; или неоднократно - так, как это разрешит изготовитель фильтров для конкретного случая применения. Авторы считают недопустимым использование этих фильтров для защиты от смесей органических соединений с низкой и высокой температурой кипения. Фильтры «SX» рекомендуется использовать для защиты лишь от тех газов, которые указаны изготовителем. Если температура кипения газа ниже 65 град С, рекомендуется только однократное использование. Фильтры «Ng-P3» и «CO» рекомендуется использовать в пределах срока службы; и не более одной смены. «CO» с большой сорбционной ёмкостью (60 и 180 минут) - в пределах срока службы, в пределах 1 недели (приложение А 1.2.2 Gasfilter).

В учебнике (102-02) предупреждают о том, что в Нидерландах запрещено использовать противогазные фильтрующие СИЗОД при объёмной концентрации газа > 1%. Затем, для случаев их использования при рекомендуемом ограничении 0,05% по объёму (500 ppm), советуют менять фильтры не реже чем каждые 4 часа суммарной продолжительности их использования; и не более 1 смены. Для случая, когда ожидается большой срок службы, и вероятность десорбции и миграции низкая - рекомендуется заменять фильтры не реже 1 раза в неделю (но нет точных указаний, как определить, когда возможен описанный случай). Авторы предупреждают, что их рекомендации снижают риск, но не устраняют его полностью.

В учебнике (104-02) предупреждают о необходимости использовать фильтры «AX» при защите от соединений с низкой температурой кипения, и «NO-P3» при защите от окислов азота - только 1 раз. В отношении других фильтров и газов, рекомендуется заменять их после каждого использования, если иное не указано в руководстве по эксплуатации; и если повторное использование - не разрешено изготовителем.

4.2 Австралия, Канада, США

Законодательство, регулирующее выбор и применение СИЗОД в этих странах, в принципе - не запрещает повторное использование противогазных фильтров.

В стандарте Австралии (109-11) о возможности повторного использования противогазных фильтров сказано лишь то, что при ЧС, когда концентрация газов точно неизвестна, повторное применение недопустимо, и что для правильного применения в конкретных условиях необходимо проконсультироваться с изготовителем.

Канадский стандарт и учебник ничего не говорят о допустимости или недопустимости повторного использования фильтров. В них лишь указано, что периодичность замены фильтров и порядок выбора и применения СИЗОД должны определяться ответственным и квалифицированным лицом; а использование противогазных фильтров должно проводится с учётом информации, полученной от изготовителя.

При сертификации противогазных фильтров для защиты от органических соединений в США нет такого деления, как в ЕС - фильтры для защиты от веществ с низкой и высокой температурой кипения; проверка на десорбцию не проводится вообще. Но есть санитарные правила, регулирующие защиту работников от токсичных веществ. В них может быть раздел с требованиями к использованию СИЗОД. В правилах для веществ (акрилонитрил, 1,3-бутадиен, бензол, формальдегид, дихлорметан) от работодателя требуют всегда заменять фильтр в начале каждой новой смены (115-21). Общие требования к выбору и применению СИЗОД повторное применение фильтров, в принципе, не запрещают. В учебном пособии OSHA (Минтруда) сказано конкретно - можно неоднократно использовать любой фильтр в любом случае - но лишь когда есть факты, показывающие, что десорбция не создаст опасности для работника (например, информация от их изготовителя, или полученная при проверке при имитации повторного применения) (12-41). Использование информации от изготовителя позволяет учесть то, что степень десорбции и миграции может зависеть от свойств сорбента, которые изготовитель знает лучше. Производитель СИЗОД (138-01) разрешает использовать фильтры повторно тогда, когда у них большой срок службы, больший чем время первого использования и хранения до повторного использования. Например, при сроке службы 40 часов, фильтр можно использовать 2 смены подряд.

4.3 Результаты исследований и мнение учёных

Отсутствие чётких, однозначных и легко выполнимых на практике указаний в приведённых выше требованиях к работодателю и учебных пособиях связано с тем, что на десорбцию и миграцию влияет много факторов, которые разные в разных условиях использования СИЗОД, и которые сложно учесть. А часть авторов учебников не проводила исследования десорбции сама, пользуясь результатами научных исследований и мнением учёных, в какой-то степени. Ниже приводятся некоторые из них.

По данным (29-02) при воздействии на фильтры А1 и А2 изопропанола (температура кипения 82,4 град С) и циклогексана (80,7 град С), никакой разницы при непрерывном и не постоянным использованием фильтра не обнаружено (при перерывах, достигавших 1 недели). Тем не менее авторы отметили, что при хранении фильтров происходила значительная диффузия молекул - внутри фильтра (но без выхода веществ наружу).

Однако предположение о допустимости/недопустимости использовать фильтры повторно на основе одной лишь температуры кипения не может быть корректным. Если первый раз фильтр использовался недолго, он накопит мало газа, и даже при очень длительном хранении после первого использования это не создаст никакой опасности (Рис. 21 справа). В (136) фильтры после первого использования хранили в герметичном мешке. Оказалось, что концентрация газа в мешке (молекулы, десорбировавшиеся из фильтров) сильно зависит от того, сколько вещества было накоплено фильтром.

Рис. 21. При перераспределении в фильтре большого количества газа, уловленного за 2 часа, концентрация на выходе из фильтра превысила ПДКрз (слева). А если тот же фильтр накопил мало вредного вещества (использовался 1 час), это перераспределение может не создавать никакой опасности (справа).

По данным (137-01) при разработке критерия для деления веществ на «вещества с низкой температурой кипения» и «с высокой температурой кипения» (А и АХ) значение 65 град С выбрали, вообще говоря, произвольно. Именно эту величину взяли только потому, что у метанола (который плохо улавливается) температура кипения как раз 64,7 град С. Например, проверка 4 моделей фильтров (марки А) при воздействии метанола показала, что при использовании фильтра в течение половины срока службы, и последующего прокачивания через него чистого влажного воздуха (30 л/мин), происходит десорбция ранее уловленных молекул, и концентрация газа в выходящем из фильтра воздухе (в условиях эксперимента) достигала 786 мг/м3 (ПДКрз макс-разов. 15 мг/м3). Выбор 65 град С как границы позволил отнести метанол к «плохоулавливаемым веществам» - автоматически. В то же время вещества с меньшей температурой кипения (которые, вроде бы, должны улавливаться хуже) - ацетон (56 град С) и диэтиловый эфир (34,7 град С) - улавливаются лучше, чем метанол. В обзоре (138-02), со ссылкой на другую статью, приведён случай значительной десорбции этил ацетата (температура кипения 77 град С) после 63 часов хранения. В одинаковых условиях десорбция и миграция у гексана (tкип 69 град С) были меньше, чем у метиленхлорида (tкип 40 град С) (139-01).

В статье (137-02) Balieu сделан вывод - если при первом применении в фильтре накопилось немного вредного вещества, то повторное применение не создаст опасности; и отмечено, что десорбция и миграция возможны при улавливании не только органических соединений, но и некоторых других веществ. В обзоре (138-03) предложили изменить деление веществ на классы (по степени десорбции): делить их не на 2 класса, а на 3-4; и для каждого класса устанавливать разную продолжительность допустимого времени хранения (но без конкретных указаний - как именно делить вещества на категории). Таким образом, одна лишь температура кипения не является надёжным показателем того, будет ли десорбция (в опасной для здоровья степени).

Написанное в этом абзаце - не совет по использованию фильтров, а лишь пример того, что влияет на опасность десорбции, кроме температуры кипения, количества накопленного фильтром вещества, и длительности хранения. По данным (139-02) при воздействии на фильтр этилацетата, и его хранении 2 недели при температуре 3 град С, концентрация газа в выходящем из фильтра воздухе была вдвое ниже, чем у точно такого же фильтра, точно также обработанного, и хранившегося те же две недели - при комнатной температуре.

Не совершенные компьютерные программы, предлагаемые потребителям производителями СИЗОД (для определения срока службы), могут предупреждать о том, что повторное использование фильтра может быть небезопасно (без конкретных указаний - когда именно, и в какой степени). Эти предупреждения в значительной степени основаны на требованиях законодательства США, регулирующих требования к работе с отдельными токсичными веществами. Но такие требования в США есть лишь для небольшого числа токсичных газов, и соответственно - предупреждение может отсутствовать при наличии риска. С другой стороны, все требования (и предупреждения) не учитывают фактическое отсутствие риска тогда, когда фильтр накопил мало вредного вещества. Скорее, они отражают то, что на момент разработки требований ещё не умели учитывать влияние количества накопленного фильтром вредного вещества, свойства фильтра, продолжительность и условия хранения. Сравнительно недавно разработана программа, позволяющая имитировать повторное применение фильтра, и вычислить - какой будет загрязнённость воздуха при повторном применении (для разных условий при первом применении, разных свойств фильтра, и разной длительности хранения) (140-01). Программа учитывает свойства фильтра и газов (и их количество, накопившееся в фильтре при первом использовании). Единственный недостаток: качество вычислений пока не прошло независимой проверки.

В СССР, в книгах о СИЗОД, нередко приводились данные о сроке службы фильтров (порой достигавшие десятков и сотен часов). Авторы допускали многократное использование таких фильтров (с большим количеством сорбента). Но возможность десорбции и миграции, и потенциальную опасность для здоровья работника они при этом не рассматривали совсем. Например, рекомендовалось использовать фильтрующие СИЗОД при концентрации бензола 100 ПДКрз 100 часов (то есть - не менее 2 недель) (46-01); а в (15-03) при защите от органических соединений - примерно 1 месяц, или до появления запаха в маске. Справочно: в США при работе с бензолом требуют менять фильтры не реже чем в начале каждой смены, порог восприятия запаха бензола может быть ниже ПДКрз (141).

К сожалению, такая негативная традиция - сохранилась. В каталоге «Зелинский групп» 2020 г. (изданном на бумаге, стр. 19) кратко описан фильтр ДОТ М 600 (142). В том числе указано, что он «предназначен для многократного применения при защите от оксидов азота». В описании фильтра ДОТ ФОС 780 (143) сказано, что его можно использовать для защиты от органических соединений с температурой кипения менее 65 град С лишь 1 раз. А по всем другим фильтрам, этого и других производителей, никакой информации о допустимости (или недопустимости) повторного использования в описаниях фильтров нет.

Если бы в продаже было больше фильтров с индикаторами, предупреждающими об окончании срока службы, обеспечить безопасность при неоднократном применении фильтров было бы проще. Но они для большинства газов - не изготавливаются.

5. Парадоксы при замене противогазных фильтров в условиях РФ

5.1 Борьба с контрафактом

Законодательство обязывает работодателей использовать только сертифицированные СИЗОД (и фильтры). В то же время в СМИ, специализирующихся на охране труда, часто публикуют материалы о большой доле контрафакта на рынке, и необходимости тщательно проверять маркировку фильтров, сертификаты и др., чтобы предотвратить использование контрафактных (не сертифицированных, потенциально низкокачественных) противогазных фильтров. Например, в (144) подробно написано, как по маркировке определить, контрафактный ли фильтр, или нет; и не истёк ли его гарантийный срок хранения (до начала эксплуатации). Как и в подавляющем большинстве статей о СИЗОД, автор ни слова не сказала, как определить - когда заменять фильтры. Ниже рассмотрены возможные последствия использования контрафактных противогазных фильтров исключительно с точки зрения сохранности здоровья работников. Предположим, что на двух предприятиях есть рабочие места со схожими условиями, где воздух загрязнён газами (примерно одинаково).

На предприятии А в строгом соответствии с требованиями законодательства, провели специальную оценку условий труда, измерили загрязнённость воздуха на рабочих местах, приобрели не контрафактные высококачественные фильтрующие СИЗОД (с фильтрами, устанавливаемыми на маску, лёгкими и удобными), и начали их применять в соответствии с указаниями изготовителя (включая замену фильтров по появлении запаха в маске) и специалистов. Так как не все работники вовремя обнаруживали попадание газов в маску, часть их систематично заменяла фильтры запоздало, подвергаясь чрезмерному воздействию токсичных веществ. А так как в устанавливаемых на маску фильтрах мало сорбента, случаи запоздалой замены бывали очень часто.

На предприятии Б «сэкономили» - приобрели контрафактные фильтры. Но в них был сорбент, который мог поглощать токсичные газы - некоторое время. Зная, что качество фильтров невысокое, образцы фильтров проверили в условиях, имитирующих условия на рабочем месте. Выяснилось, что срок службы 1,5-2 часа. Поэтому рабочих и бригадиров проинструктировали - менять фильтры 1 раз в час; а также - если почувствует запах в маске (для подстраховки). В результате работники на предприятии Б, как правило, меняли фильтры вовремя, и были защищены лучше, чем на предприятии А. Написанное выше - не рекомендация использовать контрафакт, а только пример, иллюстрирующий плохую «стыковку» требований законодательства РФ и советов специалистов - с тем, что необходимо сделать для защиты здоровья работников на практике.

Почему может получиться так, что аккуратное использование СИЗОД с контрафактными фильтрами - может позволить защитить работников лучше, чем использование высококачественных сертифицированных СИЗОД в соответствии с всеми требованиями и рекомендациями? Парадоксальный результат объясняется сочетанием нескольких причин: отсутствие научно обоснованных требований к выбору и применению СИЗОД работодателем; не участием специалистов по профессиональным заболеваниям, специалистов по охране труда, и представителей профсоюзов в разработке требований к СИЗОД и их сертификации; плохая подготовка специалистов по охране труда; систематичная не регистрация большинства случаев развития профессиональных заболеваний; систематичная публикация советов и рекомендаций - порой совершенно неадекватного содержания.

5.2 Неправильный выбор фильтров

В литературе о СИЗОД обычно подчёркивается необходимость правильного выбора фильтров, т.к. они изготавливаются разных типов - для защиты от разных газов. Действительно, использование фильтра без катализатора для защиты от монооксида углерода может привести к очень тяжёлым последствиям. И использование фильтра для защиты исключительно от монооксида углерода (без сорбента) при воздействии других газов может создать опасность для жизни и здоровья работника. Однако упор на то, что необходимо правильно выбирать фильтры, и без обеспечения их правильного использования - не вполне корректен. Например, при определении срока службы с помощью программы MSA - она сама предлагает использовать фильтры разных типов для защиты от, например, органических соединений, и кислых газов. При неправильном выборе фильтра может получиться несколько меньший срок службы - но очистка воздуха будет происходить, и при своевременной замене защита работника будет обеспечена.

В книге (45-02) упомянута возможность использования для защиты от хлора фильтров 10 разных типов. А в каталоге (26-03) рекомендовано использовать для защиты от хлора фильтры пяти разных типов, для защиты от фтористого водорода и озона - трёх типов, для защиты от диметиламина и монометиламина - двух типов; для защиты от ядохимикатов (бутифос, гексахлорбутадиен, гексахлоран, гранозан, гексахлобензол, гептахлор, ДДТ, карбофос, метафос, метилмеркаптофос, метилниторофос, пентахлорфенол, пентахлорфенолят, рогор, трихлорметафос, хлорофос, тиофос) - двух типов.

Наконец, даже в противогазе Зелинского-Кумманта, применявшегося ещё во время первой мировой войны (145), один и тот же фильтр с активированным берёзовым углём использовался для защиты от: хлора, фосгена, иприта и других (боевых) отравляющих веществ (кислых газов, неорганических, и органических соединений). Поэтому правильнее будет не только выбирать фильтры того типа, которые больше соответствуют имеющимся загрязнениям, но учитывать, какой у них срок службы. Это, с учётом условий и характера работы, позволит подобрать наиболее подходящий, и обеспечить его своевременную замену.

Таблица. 8. Фрагмент советского каталога СИЗОД, 1982 г. Типы фильтров: А - для защиты от органических соединений, В - кислые газы, Г - ртуть, Е - арсин и HF, БКФ - разные газы. «с/ф», «б/ф» - с/без аэрозольного фильтра, индекс «8» - без аэрозольного фильтра, с низким сопротивлением дыханию.

Если «неправильный» выбор типа фильтра приводит лишь к снижению срока службы (примеры в таблице 8), то при своевременной замене это не создаёт никакой опасности для работника. А запоздалая замена «по появлению запаха», как рекомендует часть авторов и специалистов - создаёт. В каких-то случаях, возможно, рост расходов из-за более частой замены фильтров, будет компенсирован: большей доступностью выбранных фильтров, их ценой, и упрощением применения СИЗОД из-за снижения разнообразия используемых типов фильтров.

Рекомендации выбирать именно подходящий фильтр - правильны; но они не должны отвлекать внимание от того, что фильтр любого типа должен заменяться вовремя.

5.3 Сертификация, срок хранения до начала эксплуатации, и срок службы

Предположим, производитель начал выпуск фильтров марки В1. Для предотвращения попадания на рынок изделий низкого качества они проходят испытания при сертификации, а использование не сертифицированных фильтров работодателем - запрещено.

В соответствии с ГОСТом (135-02, таблица 2) этот фильтр должен при испытаниях очищать воздух, загрязнённый сероводородом при концентрации 0,1% по объёму, до концентрации 10 ppm (то есть, загрязнённость очищенного воздуха должна снижаться в 100 и более раз), не менее 40 минут. Это время (40 минут) не является сроком службы фильтра в конкретных условиях на рабочем месте. Причина в том, что на рабочем месте будет другая концентрация газа, возможно будут другие газы (а они улавливаются не так, как сероводород), будет другой расход воздуха. Наконец, концентрация сероводорода 10 частей на миллион по объёму (10 ppm) соответствует 14 мг/м3, а ПДКрз у этого газа - 10 мг/м3. Аналогично, сведения о длительности испытаний фильтров всех марок на стенде (описанные в ГОСТах) по другим веществам - также не являются показателями срока службы на рабочем месте.

Если изготовитель будет делать фильтры так, что они будут точно соответствовать требованиям ГОСТа (без запаса), может произойти следующее: при хранении в течение срока, указанного изготовителем (как гарантийный срок хранения фильтра до начала эксплуатации, например - 8 лет) может происходить некоторое ухудшение свойств сорбента. При отсутствии запаса, и ухудшении свойств сорбента, после 8 лет хранения фильтры могут уже не соответствовать требованиям, предъявляемым при сертификации. При выявлении этого у изготовителя могут возникнуть проблемы. Если фильтры будут испытываться сразу после изготовления, то из-за некоторой нестабильности свойств сорбента, и отсутствии запаса, испытания также могут показать их несоответствие сертификационным требованиям. Поэтому изготовитель фильтра решил разместить в нём больше сорбента, чтобы обеспечить выполнение требований с запасом. Например, у только что изготовленных фильтров, требуемое снижение концентрации сероводорода обеспечивается не 40, а 55 минут.

Если эти фильтры будут использоваться на рабочем месте при концентрации сероводорода 50 ПДКрз (500 мг/м3, 357 ppm, 0,036%), и при расходе воздуха, отличающемся от расхода при испытании при сертификации, при иных температуре и влажности - они обеспечат срок службы, отличающийся от 40 минут и от 55 минут (например, 110 минут). Такие же фильтры, после хранения в течение гарантийного срока (8 лет), из-за ухудшения свойств сорбента, могут обеспечить снижение загрязнённости при сертификационных испытаниях уже не 55 минут, а, например, 50 минут. И при их использовании на рабочем месте срок службы будет меньше чем у только что изготовленных - например, не 110, а 100 минут. При несоблюдении условий хранения (размещение фильтров помещении с повышенной влажностью и т.п.), способность сорбента поглощать газы может снизиться гораздо больше, чем при правильном хранении.

Если изготовитель делает фильтры, соответствующие сертификационным требованиям; и если он даёт информацию об их сроке службы в конкретных условиях на рабочем месте (например, бесплатные программы для вычисления срока службы), то произойдёт следующее: Для конкретных свойств данной модели фильтра, программа вычислит срок службы, соответствующий наихудшему возможному (в пределах гарантийного срока хранения). То есть, и для только что изготовленных фильтров, и для хранившихся 8 лет, она покажет, что их можно использовать до 100 минут. Использование фильтра после 8 лет хранения (или - при несоблюдении требований к хранению) приведёт к тому, что потребитель не сможет вовремя заменить фильтр, используя указания изготовителя - срок службы, может быть, станет меньше 100 минут - а программа это не учтёт. Возникнет опасность для здоровья работника.

Сочетание выполнения минимальных требований к фильтру при сертификации, не использование фильтров с истёкшим гарантийным сроком хранения, а также (важно) адекватных указаний изготовителя для определения срока службы при замене фильтров по расписанию - предотвращает запоздалую замену фильтров и чрезмерное воздействие вредных веществ на работника. Три периода времени - минимальный период, установленный в ГОСТе для испытаний при сертификации на стенде в лаборатории; гарантийный срок хранения до начала эксплуатации; и срок службы на рабочем месте - это всё разные величины.

В условиях РФ, при указаниях изготовителя «менять фильтры при появлении запаха в маске» (а не по расписанию), использование сертифицированных фильтров с истёкшим гарантийным сроком хранения - может создать опасность для здоровья и жизни работников, причём примерно такую же, что и использование сертифицированных, только что изготовленных фильтров: опасность зависит только от чувствительности органа обоняния. В результате неправильной организации использования СИЗОД потенциальная полезность от добросовестной сертификации - сильно снижается. А с точки зрения защиты здоровья работника, от сертификации чувствительности его органа обоняния (если бы это было возможно) эффект был бы несравненно больше, чем от сертификации фильтров.

Наличие сертификата, подтверждающего соответствие изделия требованиям Технического Регламента (146-01) позволяет поставщикам СИЗОД (и фильтров) утверждать, что их продукция безопасна. Но этот регламент не регулирует применение СИЗОД, и уже потому не может обеспечить их правильный выбор и правильное применение. В отношении фильтров, в самом регламенте нет никаких требований к их сроку службы даже при испытаниях в лаборатории на стенде - а только к сопротивлению дыханию, и некоторым другим показателям. Для сравнения, в США проверку противогазных фильтров «органические соединения» при сертификации проводят только по четырёххлористому углероду (в ЕС и РФ по 4 газам). Но там работодателя обязывают менять противогазный фильтр вовремя, и небольшой объём требований при сертификации компенсируется наличием конкретных подробных требований к применению. Они дополняют друг друга, обеспечивая безопасность. А в РФ есть только требования к минимальным техническим характеристикам изделий, которые сами по себе безопасность потребителя не обеспечивают. Практика показала, что они обеспечивают безопасность поставщика при появлении претензий (Приложение 4).

5.4 Преждевременная замена фильтров

Из-за широко используемой в РФ реакции органов чувств как признака необходимости менять фильтры, можно ожидать, что замена будет происходить или запоздало, или немного раньше, чем закончится срок службы. «Слишком преждевременная» замена фильтров «по появлению запаха» невозможна из-за нелинейности изменения концентрации загрязнений в очищенном воздухе. Например, даже при использовании чувствительного лабораторного оборудования, концентрацию загрязнений в очищенном воздухе бывает очень сложно измерить в течение первой половины срока службы.

Но есть альтернативная информация. По данным (147) при использовании противогазов для защиты от диизоцианатов, в фильтрах, которые заменяли новыми, было много неизрасходованного сорбента. При превышении ПДКрз до 100-200 раз, проверка на стенде показала, что фильтры использовали ~55-66% срока службы, и были жалобы рабочих. Авторы не дали объяснения результатам. В статье (148) отмечалось, что значительная часть фильтров выбрасывается при отработке 70-80%. В этом случае для замены фильтров использовалась реакция органов чувств работника на запах.

По данным (149-01), проникание загрязнённого воздуха через зазоры между полнолицевой маской (с панорамным стеклом) и лицом, при использовании СИЗОД на рабочем месте, может достигать 9% от вдыхаемого воздуха. Аналогично, коэффициенты защиты в исследовании (150) снижались до 12 (просачивание до 8%). Можно предположить, что при использовании противогазов при большой загрязнённости воздуха, образовании зазоров между маской и лицом, и использовании (в том числе, или преимущественно) реакции органов чувств на запах для замены, рабочие могли принять попадание неотфильтрованного воздуха в маску через зазоры за попадание через фильтр, сорбент которого перестал поглощать газы.

Так как поставщики СИЗОД в РФ систематично, значительно и совершенно необоснованно завышают эффективность своей продукции (см. Приложение 1), порой на порядки, а замена фильтров «по запаху» широко распространена - случаи, подобные описанным выше, могут происходить часто.

5.5 Использование предфильтра для увеличения срока службы противогазных фильтров

В некоторых случаях продавцы-консультанты, а также изготовитель СИЗОД (151) «Внимание: Предфильтры увеличивают срок службы противогазовых фильтров ? в 10 раз» (152), (132-02) «Производитель рекомендует использовать этот противогазовый фильтр с предфильтрами 3М™ … Использование предфильтров позволяет увеличить срок службы противогазового фильтра до 10 раз». советуют использовать противоаэрозольный предфильтр «для увеличения срока службы» противогазного фильтра. По конструкции, фильтр для очистки воздуха от газов состоит из гранул сорбента сравнительно большого размера (0,15-2 мм), между которыми есть большие зазоры, через которые мелкая пыль легко проходит, практически без улавливания. Но крупные пылинки могут отчасти улавливаться. На Рис. 22 показано, как задерживают частицы аэрозоля два противогазных фильтра разных изготовителей. По мнению автора, частицы улавливались в основном не гранулами, а материалом, удерживающим гранулы от высыпания из корпуса.

Фильтр для защиты от аэрозолей (пыль, туман) состоит из большого числа тонких волокон, переплетённых друг с другом, и он (обычно) не содержит сорбент. Запылённый воздух проходит между волокнами (включая токсичные газы), а частички пыли задевают волокна и прилипают к ним. Такой фильтр очищает воздух от аэрозоля, и не очищает от газов.

Если воздух загрязнён смесью газов и аэрозолей, и концентрация аэрозоля выше ПДКрз, то работодатель обязан использовать противогазные фильтры с противоаэрозольным предфильтром, или комбинированные фильтры, так как при использовании только противогазного фильтра работник не будет защищён от аэрозоля. При этом на гранулы сорбента будет попадать незначительное количество пылинок, не влияющих на его срок службы при защите от газов; а предфильтр (сам по себе) газы не улавливает, и тоже никак не повлияет на срок службы противогазного фильтра.

Рис. 22. Улавливание частиц аэрозоля противогазными фильтрами, источник (153).

Если воздух загрязнён смесью газов и аэрозолей, и концентрация аэрозолей не превышает 1 ПДКрз, работодатель может использовать противогазные фильтры с или без противоаэрозольных предфильтров - как захочет. В любом случае, попадание пыли на гранулы сорбента будет небольшим, предфильтр газы не улавливает, и использование (или не использование) предфильтра не повлияет на срок службы противогазного фильтра.

Если противогазный фильтр будет использоваться без предфильтра при большой концентрации аэрозоля, то крупные частицы будут оседать и на гранулах сорбента, особенно на передней их части - в слое сорбента, находящемся у отверстия для входа воздуха. Загрязнение остальных слоёв будет незначительным, т.к. мелкие частицы пройдут через зазоры между гранулами практически без задержки (Рис. 22); а тяжёлые крупные частицы будут по инерции сталкиваться с первым встретившимся препятствием (наружным слоем гранул). Это, может быть, несколько снизит срок службы за счёт ухудшения улавливания газа самым «внешним» слоем сорбента. Но в такой ситуации работник непрерывно, с самого начала работы в загрязнённой атмосфере, будет подвергаться чрезмерному воздействию аэрозоля, что недопустимо. Даже нетоксичная пыль может вызывать необратимые и неизлечимые заболевания - пневмокониозы.

Предфильтр должен использоваться при концентрации аэрозоля более 1 ПДКрз. Он никак не влияет на срок службы противогазного фильтра. Заявления о возможности увеличить срок службы противогазного фильтра за счёт его использования вместе с предфильтром ничем не обоснованы. При продаже фильтрующих противогазных СИЗОД в развитых странах, где их выбор и применение регулируется научно-обоснованными требованиями законодательства, и где специалистов по охране труда обучают выбору и применению СИЗОД (включая замену противогазных фильтров) - продавцы и поставщики подобные заявления никогда не делают. Программы для вычисления срока службы не предусматривают учёт того, используется ли фильтр с предфильтром.

Условия, в которых торгуют «Специалисты по продажам и технические специалисты 3M помогут вам определить …», источник на сайте поставщика. СИЗОД в РФ, значительно отличаются от условий в развитых странах. Возможно, такие заявления связаны с, например, невысоким уровнем подготовки специалистов по продажам СИЗОД; их желанием увеличить объём продаж, или иными причинами.

5.6 Использование фильтрующих полумасок для защиты от газов

В СССР и развитых странах был освоен выпуск фильтровального материала, содержащего некоторое количество сорбента, или такого материала, волокна которого могли, в некоторой степени, поглощать газы. Из этого материала начали изготавливать фильтрующие респираторы - полумаски, предназначенные (в основном) для защиты от пыли. Сейчас в РФ производители предлагают использовать их для защиты не только от пыли, но и от токсичных газов при концентрации, опасной для здоровья (более 1 ПДКрз, пример - статья авторов из 3М (154) ). А коллектив специалистов по СИЗОД не только рекомендовал использовать фильтрующие полумаски с добавкой небольшого количества сорбента при концентрации газов до 10-15 ПДКрз (при защите от, например, HF при концентрации 15 ПДКрз - 34 смены), но даже использовать многократно по истечении срока службы (15-11) «Отличительной особенностью респиратора «Нева» … является то, что их можно подвергать … регенерации. Материал выдерживает 30 циклов регенерации. Очистку производят вручную в растворе стирального порошка. Марку К регенерируют в 2-3% растворе соляной кислоты, марку В - в 5-7% растворе соды при температуре раствора не выше +45 °С. Сушат при температуре не выше 60 °С в расправленном виде.» Комментарий к цитате: по данным из доступных сертификатов, ни одна из противогазных фильтрующих полумасок при сертификационных испытаниях не проверялась как СИЗ органов дыхания для защиты от газов (см. ниже); EN ЕС и ГОСТы РФ возможность (и проверку) регенерации - не предусматривают..

С технической стороны, в таком фильтровальном материале сорбент находится в виде очень маленьких частиц, или тонких волокон, что позволяет использовать его более полно, чем если он находится в фильтре в виде крупных гранул (как упоминалось ранее, в гранулах часть сорбента в центре может не использоваться полностью). С другой стороны, масса фильтрующей полумаски - порядка 10 грамм, и в ней содержится очень и очень мало сорбента. Использование противогазного фильтра с обычным сорбентом (~20 грамм) показало, что он плохо защищает, и не соответствует требованиям к противогазным фильтрам (155). Поэтому такой фильтровальный материал может хорошо удавливать газы, но (при прочих равных условиях) его срок службы будет значительно меньше, чем у нормального противогазного фильтра с большим количеством сорбента. По результатам испытаний (156-01) фильтрующих противогазных полумасок, специалисты NIOSH пришли к выводу, что подобные изделия могут в какой-то степени защищать от газов какое-то время, но вряд ли смогут соответствовать требованиям к фильтрующим противогазным СИЗОД (именно из-за малого количества сорбента). При требованиях (157) к фильтрам класса А1 снижать концентрацию циклогексана в 100 раз при загрязнённости поступающего воздуха 35000 мг/м3, у фильтрующей полумаски (изучавшейся в (158) как средство защиты от запахов) проскок наблюдался через 5-12 минут при загрязнённости воздуха до 40 мг/м3. Кроме того, у подавляющего большинства фильтрующих противогазных СИЗОД (в РФ), фильтр отделён от маски клапаном вдоха, и влажный выдыхаемый воздух не увлажняет сорбент, и не сокращает его срок службы. А в фильтрующих полумасках, даже при наличии клапана выдоха, большая часть выдыхаемого воздуха проходит через фильтр, и это может сильно снизить срок службы при защите от плохо растворимых в воде газов. По данным (159) при температуре воздуха -15 град С волокна фильтрующих полумасок могут покрыться льдом (от влаги выдыхаемого воздуха) так, что уже через 15-30 минут даже сопротивление дыханию станет недопустимо высоким. То есть, и при менее низкой температуре, доступ газа к сорбенту будет затруднён, и очистка ухудшится. В США применение фильтрующих полумасок с добавкой активированного угля допускается при концентрации газа меньше 1 ПДКрз. Поэтому авторы (160) проверили 3 модели (две сделаны в США, одна в Израиле), измеряя - сколько времени они будут снижать концентрацию 3 газов всего лишь в 2 раза (при расходе воздуха 30 л/мин). В зависимости от концентрации газа и влажности, минимальный срок службы мог достигать, например, ~ одной минуты. Авторы сделали вывод: такие изделия можно использовать лишь тогда, когда концентрация газа значительно ниже 1 ПДКрз. загрязненность воздух фильтр ртуть

С юридической точки зрения, в РФ принят Технический Регламент ТР ТС 019/2011 (146-02) и есть ГОСТы, в которых установлены требования к фильтрующим противогазным СИЗОД. С 6 марта 2018 выполнение части требований ГОСТов стало обязательным (161). В частности, в ГОСТах есть требования к способности фильтра улавливать газы. Все доступные нам сертификаты на такие фильтрующие полумаски - не содержали никаких указаний, что эти изделия проходили испытания как противогазные СИЗОД. Для нужд МЧС был разработан ГОСТ (162) с требованиями к противогазным респираторам, которые (как ожидается) будут использовать при эвакуации тогда, когда загрязнённость воздуха не будет большой (жители домов, удалённых от предприятий, где может произойти авария, и т.п.). Требования этого стандарта к способности фильтра очищать воздух от газов гораздо менее жёсткие, чем в, например, ГОСТе по полумаскам с несъёмными фильтрами (163): по циклогексану (органическое соединение), промышленный СИЗОД должен снизить концентрацию с 3500 до ~35 мг/м3 в течение минимум 70 минут; а СИЗОД для эвакуации - с 400 до 80 мг/м3 минимум 20 минут. Но в сертификатах не указано, что фильтрующие полумаски соответствуют хотя бы второму ГОСТу. По мнению авторов (156-02), они и не могут пройти подобные испытания, т.к. в них на порядок меньше сорбента, чем в обычных промышленных противогазных фильтрах.

С медицинской точки зрения, для своевременной замены противогазных фильтров по расписанию (основной способ, используемый в развитых странах) необходимо знать их срок службы в конкретных условиях применения. Программное обеспечение западных изготовителей не позволяет определять срок службы таких полумасок, и потому их замена по расписанию - практически невозможна. Остаётся лишь менять «по появлению запаха в маске» - но и тут разработчики-продавцы нашли нестандартное решение. В сертификате Сертификат № ТС RU C-RU.AE44.B.00592 RU (Серия RU № 0075685) выдан АНО «Научно-технический центр стандартизации метрологии подтверждения соответствия (сертификации) “Тест-С-Петербург”», подписан С.Н. Богдановым и кхн А.В. Коробейниковой., выданном на фильтрующую полумаску АЛИНА-СО, рекомендовано использование при концентрации монооксида углерода (угарного газа) до 100 мг/м3 (= 5 ПДКрз, 20 мг/м3). У газа нет запаха даже при концентрации, опасной для жизни. Предположение о том, что в использован новый катализатор, способный работать при высокой влажности (выдыхаемого/окружающего) воздуха длительное время, плохо соответствует исключительно высокому качеству герметичной упаковки (толстый пластик со слоем фольги, Рис. 23, посередине), показывающей стремление надёжно изолировать изделие от окружающей среды. По данным разработчиков, использован новый катализатор, который более устойчив к воздействию влаги, чем гопкалит. Срок службы при расходе воздуха 30 л/мин и отн. влажности 70% может быть, например, 22-139 минут (164). Данные приведены для температуры воздуха 22 град С Разработчики рекомендуют использовать его, например, сотрудникам ДПС и для эвакуации при авариях (то есть, потенциально, зимой). Никаких сведений о сроке службы и допустимости применения при отрицательных температурах найти не удалось, а на упаковке указано, что «Срок службы респиратора зависит от условий применения и определяется его санитарно-гигиеническим состоянием и степенью физического износа. Респиратор подлежит замене при сильном увеличении сопротивления дыханию, а также в случае повреждения.».. Но ни в руководстве по эксплуатации, ни на упаковке, ни в сертификате - никаких сведений о сроке службы и способах его определения нет. Более того, изделие сертифицировалось лишь как противоаэрозольное, что подтверждается его описанием (165-01). Это наглядный пример того, какой специфичный и уникальный подход к сертификации СИЗОД и к обеспечению ими работников сложился в РФ за последние десятилетия.