Zagrożenia zawodowe
OCHRONA PRZED SMOGIEM

 

Badania półmasek filtrujących

 

Charakterystyka półmasek filtrujących wytypowanych do badań

 

Fot.  Półmaski filtrujące

W tab. 1. podano charakterystykę czterech dostępnych na rynku półmasek filtrujących stosowanych do ochrony przed smogiem, nieposiadających oznaczenia znakiem CE oraz jednej półmaski filtracyjnej przeznaczonej do ochrony przed smogiem posiadającej certyfikat oceny typu WE na zgodność jeszcze z dyrektywą 89/686/ EWG jako próbki odniesienia. Wszystkie półmaski poddano podstawowym badaniom w zakresie: penetracji aerozolem mgły oleju parafinowego, oporu wdechu oraz całkowitego przecieku wewnętrznego, w takim stanie jak otrzymano. Wskaźnik penetracji, czyli stosunek ilości cząstek penetrujących przez materiał filtracyjny do ilości cząstek w otoczeniu jest podstawowym parametrem, ujętym w normie, pozwalającym na ocenę skuteczności zatrzymywania cząstek aerozoli przez materiał filtracyjny stosowany w konstrukcji półmaski filtrującej. Wskaźnik penetracji cząstek aerozolu przez materiał filtrujący z zastosowaniem aerozolu - mgły oleju parafinowego stanowi wariant tzw. najgorszego przypadku (mediana średnicy Stokesa 0,4 µm). Oznacza to, że cząstka o średnicy charakterystycznej do modelowej mgły oleju parafinowego najszybciej penetruje materiał filtracyjny i najgłębiej wnika do układu oddechowego. Badanie oporu wdechu jest parametrem istotnym w ocenie walorów użytkowych półmasek filtrujących, natomiast badanie całkowitego przecieku wewnętrznego mówi nam o konstrukcji półmaski mającej wpływ na jej wskaźnik ochrony.

Wyznaczenie proponowanych parametrów umożliwiło ocenę półmasek „antysmogowych" dostępnych na rynku krajowym w zakresie ich skuteczności ochrony, tj. zdolności zatrzymywania cząstek szkodliwych aerozoli o średnicach znacznie mniejszych niż występujących w smogu.

 

Tabela 1. Charakterystyka półmasek filtrujących

 

Ozna-czenie próbki Typ półmaski filtrującej Strona zewnętrzna Charakterystyka półmaski od strony zewnętrznej   Strona wewnętrzna   Charakterystyka półmaski od strony wewnętrznej  
A Półmaska antysmogowa z filtrem N99 Rozmiar L Brak znaku CE   Korpus półmaski z neoprenu, fltr włókninowy, dwa zawory wydechowe i zacisk nosowy Nie posiada żadnych uszczelek  
B Półmaska antysmogowa Rozmiar uniwersalny Brak znaku CE   Półmaska typu tłoczonego wyposażona w zacisk nosowy Mała uszczelka nosowa
C* FFP3 NRD Przeznaczona do ochrony przed smogiem Rozmiar uniwersalny CE 1437   Półmaska typu tłoczonego posiadająca zawór wydechowy i zacisk nosowy Uszczelka na całym obwodzie czaszy
D Półmaska antysmogowa z filtrem N99 CASUAL Rozmiar M Brak znaku CE Korpus półmaski wykonany z tkaniny, półmaska wyposażona w zawór wydechowy Nie posiada żadnych uszczelek
E Półmaska antysmogowa z wkładem filtracyjnym Rozmiar M Brak znaku CE Korpus półmaski z neoprenu, wkład filtracyjny dwa zawory wydechowe i zacisk nosowy Nie posiada żadnych uszczelek  

* próbka odniesienia                                                                                                  

 

Metodyka badań

 

Komercyjnie dostępne półmaski filtrujące poddano w CIOP-PIB badaniom na zgodność z wymaganiami norm europejskich zharmonizowanych z dyrektywą 89/686/EWG/rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 2016/425 [11]. Badania podstawowych parametrów ochronnych i użytkowych umożliwiające określenie klasy ochrony półmasek prowadzone były zgodnie z metodyką opisaną w normach zharmonizowanych serii EN (EN 149:2001+A1:2009 [15], EN 13274-7:2008 [16], EN 13274-3:2005 [17], EN 13274-1:2001 [18] w zakresie:

  • penetracji aerozolu mgły oleju parafinowego - wyznaczenie wskaźnika penetracji mgły oleju parafinowego należy do standardowych metod badawczych służących do oceny właściwości filtracyjnych materiałów włókninowych wobec aerozoli ciekłych.
  • oporu oddychania (w fazie wdechu)
  • całkowitego przecieku wewnętrznego - badanie to (TIL) obrazuje, jak dopasowana jest dana półmaska do twarzy użytkownika.

 

Badanie penetracji aerozolu mgły oleju parafinowego

 

Celem wyznaczenia penetracji aerozolu mgły oleju parafinowego jest określenie skuteczności filtracji warstwy filtracyjnej, wchodzącej w skład czaszy półmaski. Przeprowadzono je zgodnie z metodyką opisaną w normach europejskich, dotyczących metod badań oraz wymagań w odniesieniu do półmasek filtrujących [16,17]. Podczas pomiarów wytwarzany w generatorze aerozol przepuszczano z natężeniem przepływu 95 l/min przez warstwę materiału filtracyjnego umieszczonego w uchwycie pneumatycznym o średnicy 100 mm. Stężenie aerozolu przed i za badanym materiałem filtracyjnym mierzono za pomocą fotometru laserowego.

Wartość wskaźnika penetracji mgły oleju parafinowego PPOM wyznaczano ze wzoru:

PPOM = l2- l0 / l1-l0 *100%

gdzie: l0,l1 i l2 oznaczają wskazania fotometru odpowiednio dla czystego powietrza oraz mieszaniny powietrza i mgły oleju parafinowego przed i za badaną próbką.

Odczytu wyniku dokonywano po trzech minutach badania, dzięki czemu określono wartość wskaźnika w początkowej fazie filtracji.

 

Opór oddychania

 

Pomiar oporu oddychania polega na prze-puszczeniu powietrza przez półmaskę założoną na model głowy przy stałym objętościowym jego natężeniu przepływu i ustaleniu spadku ciśnienia wewnątrz półmaski w odniesieniu do ciśnienia atmosferycznego. Badania przeprowadzono wg normy EN 13274-3:2005 przy natężeniu przepływu powietrza równym 95 l/min, czyli odpowiadającym wentylacji minutowej płuc podczas pracy ciężkiej. Odczytu ciśnienia dokonywano na cyfrowym mikromanometrze różnicowym.

 

Całkowity przeciek wewnętrzny

 

Na całkowity przeciek wewnętrzny składa się: penetracja przez materiał filtrujący, przeciek przez zawory wydechowe oraz przeciek wynikający z niedopasowania części twarzowej do twarzy użytkownika.

Badania całkowitego przecieku wewnętrznego zostały wykonane zgodnie z metodyką opisaną w normie EN 13274-1:2001 z udziałem uczestników o różnych wymiarach twarzy zaznajomionych z używaniem sprzętu ochrony układu oddechowego. Laboratoryjne badania TIL wykonano w warunkach normalnych, tzn. w temperaturze (20 ± 2) oC i wilgotności względnej powietrza (50 ±10)%.

Uczestnik badań przed wejściem do komory miał indywidualnie dopasowaną półmaskę do twarzy z wykorzystaniem licznika cząstek. Następnie po wejściu do komory wypełnionej aerozolem testowym chlorku sodu i podłączeniu sondy do pobierania próbek stężenia aerozolu spod części twarzowej półmaski do fotometru płomieniowego, maszerował po bieżni z prędkością 6 km/h, wykonując następujące ćwiczenia:

a)    2 min marszu bez poruszania głowy i bez mówienia (chód);

b)    2 min marszu obracając głowę z jednej strony w drugą (głowa L/P);

c)    2 min marszu poruszając głową w górę i w dół (głowa G/D);

d)    2 min marszu z mówieniem głośno liter alfabetu lub ustalonego tekstu (mowa);

e)    2 min marszu bez poruszania głowy i bez mówienia (chód).

 

Całkowity przeciek wewnętrzny obliczano na podstawie pomiarów wykonanych w ostatnich 100 sekundach każdego ćwiczenia, odnosząc stężenie substancji testowej w komorze do stężenia substancji testowej we wdychanym powietrzu.