Maski przeciwgazowe - najważniejszy środek ochrony dróg oddechowych

Maski przeciwgazowe, czyli podstawa osobistego zabezpieczenia NBC

Ciążące nad człowiekiem, sztucznie spowodowane zagrożenie biologiczne i chemiczne znane jest od wieków. Już w starożytności oblegane miasta bywały specjalnie zakażane za pomocą padliny, a w czasach średniowiecza wojska mongolskie stosowały zasłony dymne podczas swoich najazdów, celem zakamuflowania swoich ruchów i jednoczesnego porażenia przeciwnika środkami duszącymi. Jeszcze przed I wojną światową na arenie międzynarodowej poruszono temat zakazu stosowania bojowych środków trujących (BST), wprowadzając odpowiednie zapisy na łamach konwencji haskich z 1899 i 1907 roku.

Mimo wcześniejszych prób, po wybuchu I wojny światowej strony konfliktu szybko zaczęły szeroko stosować środki chemiczne, aby w konkretnych punktach złamać opór przeciwnika i wyrwać się z frontowego impasu. Dopiero w związku z masowym wykorzystaniem bojowych środków trujących na frontach Wielkiej Wojny, na poważnie poruszona została kwestia ochrony dróg oddechowych.

Jak powstały i rozwijały się maski przeciwgazowe?

Pierwsze maski przeciwgazowe były prostymi urządzeniami skupionymi tylko na odizolowaniu użytkownika od szkodliwych oparów. Przybierały formę szczelnych worków nakładanych na głowę, wykonanych z materiału nasączonego reagentami zwalczającymi gazy trujące, posiadających wizjer i zawór wydechowy. Badania i eksperymenty Nikołaja Zielińskiego, pochodzącego z imperium rosyjskiego profesora chemii organicznej, skutkowały opracowaniem filtra, pozwalającego na łatwiejszy przepływ i dokładniejsze oczyszczenie powietrza. Były to proste systemy, korzystające z wkładów węglowych, ale przynajmniej ułatwiające żołnierzowi oddychanie.

Maski przeciwgazowe z okresu I wojny światowej pozwalały jedynie na krótkotrwałe przebywanie w terenie skażonym i poruszanie się celem wydostania się z niego. Widoczność z nich była zbyt mała, aby skutecznie obsługiwać broń, komunikacja utrudniona poprzez braki środków przewodzących głos a kwestia gaszenia pragnienia w założonej masce nie istniała w ogóle. Ciekawostką jest, że szybko powstały specjalne maski dla frontowych zwierząt, zwłaszcza koni i mułów, będących podstawowymi środkami transportu przyfrontowego, oraz psów, powszechnie stosowanych jako posłańcy, wartownicy, lokalizatorzy rannych i środek przeciw szczurom.

W okresie międzywojennym doszło do boomu na rozwój ochrony przed BST. W wyniku traumy, jaką spowodowało wykorzystanie ich na froncie, obawiano się uderzenia chemicznego na głębokie zaplecze i cele cywilne. Wobec tego powstawało wiele organizacji paramilitarnych, skupionych na szkoleniu w zwalczaniu skażeń i edukowaniu ludności. W wojsku każdy żołnierz otrzymywał własną maskę przeciwgazową, przy czym stawały się one coraz bardziej wyspecjalizowane: te przeznaczone dla radiotelegrafistów posiadały wydajniejszy system foniczny, dla wojsk chemicznych miały większą odporność, powstały nawet specjalne maski przeznaczone dla rannych w głowę. Opracowywane były specjalne modele cywilne, o uproszczonych konstrukcjach, ale łatwiejsze i tańsze w produkcji, a nawet specjalne maski i kombinezony dla dzieci, nawet tak małych jak niemowlęta.

Druga wojna światowa nie okazała się jednak konfliktem chemicznym, ale pozostawiła po sobie kolejne zagrożenie – groźbę broni nuklearnej i towarzyszącej jej radiacji. Środki ochrony indywidualnej musiały zostać do niej dostosowane. Poszerzenie wachlarzu broni masowego rażenia o broń nuklearną ukształtowało istniejącą dziś kategorię zagrożenia NBC - Nuklearno-Biologiczno-Chemicznego. Pod tym kątem opracowywano kolejne generacje masek i filtropochłaniaczy z czasów zimnowojennych aż do czasów obecnych.

Wraz z ciągłym rozwojem poziomu ochrony poprawiano też ergonomię. Po 1945 roku maski, jakie wcześniej głównie pozwalały na średnio skuteczną obsługę broni oraz komunikację, zastępowane były nowymi generacjami, wygodniejszymi w długotrwałym użytku. Poprawiano jakość materiału, sposobów noszenia, czystość głosu, ale również rozpowszechniły się systemy podawania płynów oraz ambidekstralnego montażu filtrów. Zadbano również o możliwość jednoczesnego noszenia ochronników słuchu i systemów łączności. W wyniku tego funkcjonowanie bojowe w ubiorze ochronnym stawało się coraz łatwiejsze, a skuteczność żołnierza coraz wyższa.

Jakie rodzaje masek przeciwgazowych wyróżniamy pod względem zasad działania?

Pod względem modelu działania wyróżnia się maski przeciwgazowe izolacyjne i filtracyjne.

Maski przeciwgazowe izolacyjne funkcjonują w obiegu zamkniętym. Stosują recykling powietrza wydychanego. Dwutlenek węgla i para wodna są przetwarzane na tlen w tzw. pochłaniaczu regeneracyjnym, poprzez reakcję egzotermiczną spowodowaną kontaktem z wybranymi związkami chemicznymi. Następnie tlen zbiera się w worku oddechowym, skąd dostarczany jest do płuc użytkownika. Pochłaniacze regeneracyjne są jednorazowe i po zaktywowaniu działają nieprzerwanie. Niektóre izolacyjne maski przeciwgazowe występują w połączeniu z butlą tlenową. Wtedy pochłaniacz regeneracyjny służy maksymalnemu wydłużeniu czasu ochrony. Maski izolacyjne są mocno wyspecjalizowanymi przyrządami, charakteryzującymi się świetnymi właściwościami ochronnymi i długością działania, ale jednak skomplikowaną konstrukcją, dużą wagą i wysoką ceną. Zazwyczaj spotykane są w użytku służb ratunkowych, takich jak straż pożarna albo ratownictwo górnicze.

Maski przeciwgazowe filtracyjne to najbardziej rozpowszechniony typ. Opierają się na filtrowaniu powietrza pochodzącego z zewnątrz. Składają się z części twarzowej oraz filtropochłaniacza. Filtry posiadają wiele rodzajów, dostosowanych do konkretnych zagrożeń i wymaganego poziomu ochrony. Z uwagi na swoją dwuczęściową konstrukcję, łatwość montażu, zakładania, zdejmowania i transportu, a jednocześnie gwarantowanie odpowiedniego poziomu ochrony dla większości zastosowań, są to najbardziej rozpowszechnione maski przeciwgazowe w użytku wojskowym, resortowym i cywilnym. Bardzo ważne jest, aby wiedzieć, że maski filtracyjne, jako korzystające z zewnętrznego źródła powietrza, nie powinny być użytkowane przy zawartości tlenu w powietrzu wynoszącej poniżej 17%.

Spośród masek filtracyjnych wyróżnić można jeszcze jeden rodzaj, czyli kaptur ucieczkowy. Jest to lekkie, jednorazowe urządzenie zapewniające krótkotrwałą ochronę celem ucieczki ze strefy zagrożenia. Przybiera ono formę kaptura, wykonanego z cienkiego i nieprzepuszczalnego tworzywa, z wizjerem i zamocowanym na stałe fitropochłaniaczem.

Jakie typy masek wyróżniamy pod kątem rozmiaru?

Pod względem rozmiarów chronionej powierzchni wyróżnia się półmaski i maski pełnotwarzowe.

Półmaski to wersja zakrywająca nos i usta. Dla pełnej ochrony twarzy wymagają jednoczesnego założenia osłony wzroku, przy czym można ją dobrać według potrzeb. Posiadają jedno albo dwa gniazda z gwintem, służące montażowi filtra bądź filtropochłaniacza. Takie maski przeznaczone są głównie do użycia w przypadku funkcjonowania w pyle i zawiesinie, zwłaszcza podczas prac lakierniczych albo piaskowania. Posiadają jednak poziom ochrony pozwalający na zastosowanie ich w połączeniu z odpowiednią ochroną wzroku, domyślnie w formie gogli ochronnych, jako środek ochronny pośredni między improwizowanymi środkami ochrony dróg oddechowych a pełnoskalowymi maskami przeciwgazowymi.

Maski pełnotwarzowe chronią całą część twarzową, a osłona ust i nosa tworzy z osłoną oczu spójną całość. Mogą posiadać jedno lub dwa gniazda na filtropochłaniacze. Mogą również posiadać połączenie z filtropochłaniaczem za pomocą elastycznego węża. Ochrona wzroku w takich maskach, polega na panoramicznym wizjerze albo osobnych okularach, wykonanych z przezroczystego tworzywa o wysokiej wytrzymałości. Elastyczność użycia masek pełnotwarzowych tkwi w wyborze dostępnych filtropochłaniaczy. Mogą one być uniwersalne albo wyspecjalizowane przeciw konkretnemu zagrożeniu. Posiadają różne poziomu ochrony, w zależności od stężenia i wymaganego maksymalnego okresu ochrony.

Maski przeciwgazowe pełnotwarzowe stanowią najlepszy kompromis między rozmiarem a gotowością do natychmiastowego założenia. Obok użycia militarnego, jako podstawowego środka indywidualnej ochrony NBC, stosuje się je w ratownictwie jako aparaty ucieczkowe i środki ochrony do krótkotrwałego przebywania w strefie zagrożenia. Można je także stosować jako ochronę twarzy oraz dróg oddechowych w środowisku pracy związanym  z ryzykiem kontaktu z oparami chemicznymi, aerozolami i pyłami.

Z jakich elementów składa się współczesna maska przeciwgazowa?

Współczesna filtracyjna maska przeciwgazowa składa się z części twarzowej z nagłowiem taśmowym, urządzenia do przyjmowania płynów i filtropochłaniacza. Do tego dołączona jest torba nośna i manierka.

Część twarzowa, główny element konstrukcyjny i podstawa maski, posiada półmaskę z zaworem i gwintem do podłączenia filtropochłaniacza, komorę foniczną służącą przewodzeniu oraz wzmocnieniu głosu, układ wydechowy służący odprowadzeniu zużytego powietrza, wizjer panoramiczny albo okulary, system dostarczania napojów, składający się ze szczelnego zaworu i gumowego węża zasilającego (często zgodny z istniejącymi standardami bidonów, takimi jak Camelbak), oraz taśmy służące naciągnięciu i utrzymaniu maski na głowie.

Każdy model maski przeciwgazowej posiada kilka rozmiarów, opartych na konkretnych wymiarach, jakie należy zdjąć, aby znaleźć jak najlepiej dopasowaną wersję. W maskach z nagłowiem taśmowym możliwa jest dokładniejsza regulacje docisku.

Maska zazwyczaj posiada jedno lub dwa gniazda do montażu zewnętrznych filtropochłaniaczy. Wersje z dwoma punktami umożliwiają montaż pojedynczego filtra, przy jednoczesnym zaplombowaniu przeciwnego otworu, tak aby umożliwić obsługę broni przez osoby prawo- i leworęczne, albo zamontowanie dwóch filtropochłaniaczy tego samego rodzaju, celem osiągnięcia dłuższego czasu ochrony.

Współczesne filtropochłaniacze przyjmują formę cylindrycznych pojemników z cienkiej blachy albo tworzywa sztucznego, posiadających gwint. Najpopularniejszy standard montażowy to 40 mm STANAG 4155/EN 148-1.

Czym jest filtropochłaniacz?

Współczesne maski przeciwgazowe opracowane są celem chronienia przed wieloma zagrożeniami. Podstawa jest jednak stosowanie ich z odpowiednimi filtropochłaniaczami. Zgodnie z nazwą składają się one z dwóch podzespołów: filtra i pochłaniacza.

Filtry przeznaczone są do ochraniania przed cząstkami pyłowymi i ciekłymi aerozolami. Wartość ochrony wyraża się względem poziomu toksyczności konkretnego środka oraz jego najwyższym dopuszczalnym stężeniem (NDS). Pod względem poziomu ochrony wyróżnia się 3 kategorie:

• P1 - Klasa 1 - Nietoksyczne i niskotoksyczne pyły, w stężeniach ≥2 mg/m3 NDS - skuteczność filtracji na poziomie 80%
• P2 - Klasa 2 - Nietoksyczne, nisko- i średniotoksyczne pyły oraz aerozole, w stężeniach ≥0.05 mg/m3 NDS - skuteczność filtracji na poziomie 94%
• P3 - Klasa 3 - Wysokotoksyczne pyły oraz aerozole, w stężeniach ≤0.05 mg/m3 NDS - skuteczność filtracji na poziomie 99,95%

Filtry mogą być stosowane samodzielnie i jako część składowa filtropochłaniacza. Na obudowach filtropochłaniaczy filtry oznaczone są kolorem białym oraz oznaczeniem klasy. W zależności od kategorii różnią się konstrukcją wewnętrzną. Za filtrację odpowiadają warstwy materiału włóknistego, w przeszłości bywał to azbest, współcześnie jest to mikrowłókno szklane.

Pochłaniacze mają za zadanie zatrzymywanie szkodliwych związków gazowych. Dostosowane są do ochrony przed konkretnymi rodzinami gazów. Najpowszechniejszym stosowanym współcześnie materiałem chłonnym jest węgiel aktywny z różnymi odczynnikami. Pochłaniacze posiadają oznaczenia kodowe oraz kolorystyczne.

• A - Brązowy - Gazy i opary organiczne o temperaturze wrzenia powyżej 65°C
• AX - Brązowy - Gazy i opary organiczne o temperaturze wrzenia poniżej 65°C
• B - Szary - Gazy i opary nieorganiczne, z wyjątkiem tlenku węgla, np. chlor, siarkowodór
• E - Żółty - Gazy i opary kwaśne, np. dwutlenek siarki
• K - Zielony - Amoniak i organiczne pochodne amoniaku
• SX - Fioletowy - Określone przez producenta substancje, tzw. pochłaniacz specjalny
• NO - Niebieski - Tlenki azotu
• Hg - Czerwony - Opary rtęci

Pod względem poziomu ochrony pochłaniacze dzielą się na 3 klasy.

• Klasa 1 - Do maksymalnego stężenia toksycznego gazu 0,1% / 1000 ppm
• Klasa 2 - Do maksymalnego stężenia toksycznego gazu 0,5% / 5000 ppm
• Klasa 3 - Do maksymalnego stężenia toksycznego gazu 1% / 10000 ppm

Oznaczenie na opakowaniu filtropochłaniacza polega na odpowiednim kolorze, kodzie i numeracji klasy poziomu ochrony. 

Jakie są cywilne zastosowania masek przeciwgazowych?

Maski, obok swojej głównej funkcji ochronnej w przypadku kontaktu z BST, mogą też służyć zabezpieczeniu dróg oddechowych w środowiskach pracy związanych z wyziewami chemicznymi, albo obecnością pyły zawieszonego, takich jak lakiernictwo, piaskowanie, kominiarstwo, przemysł związany z toksycznymi środkami w formie oparów i aerozoli.

Obowiązujące w Polsce normy BHP określają 3 przypadki, kiedy występuje konieczność pracy w masce przeciwgazowej:

• Kiedy zawartość tlenu we wdychanym powietrzu wynosi mniej niż 17% - nakaz stosowania masek przeciwgazowych izolacyjnych.
• Kiedy praca ma miejsce w wysokiej temperaturze
• Kiedy we wdychanym powietrzu występuje ilość pyłów czy groźnych substancji, przekraczająca stosowne normy w tym zakresie

Maski przeciwgazowe stosowane są również w przypadku działań ratunkowych, w zadymieniu, zagrożeniu czadem albo innymi szkodliwymi gazami, przy awariach systemów grzewczych, maski izolacyjne stosowane są przy niskiej zawartości tlenu w powietrzu, a niektóre z nich mogą być stosowane pod wodą na głębokości do kilku metrów.

Same maski przeciwgazowe przeznaczona są do długotrwałego składowania, oczywiście przy zachowaniu odpowiednich warunków, podawanych przez producentów w instrukcjach. Będąc niewielkimi przedmiotami, stanowią potrzebny środek bezpieczeństwa przeciw różnym zagrożeniom. Przy posiadaniu maski przeciwgazowej na wypadek kryzysu należy jednak dbać o okres przydatności filtropochłaniaczy.