Маски и респираторы (ликбез, тезисно).
- Как измеряется степень защиты.
Принцип очень простой. Сравнивается количество аэрозольных частиц снаружи и внутри респиратора (через специальное пробное отверстие). Безразмерный индекс – результат деления внешней концентрации на внутреннюю характеризует защитные свойства респиратора. Чем больше, тем лучше. По-английски называется Fit Factor (FF).
- Определения разных типов респираторов, масок и типовые значения FF.
Хирургическая маска – простейшее (и самое дешёвое) средство защиты, предназначенное для защиты окружающих от человека, носящего маску. Защищает от крупных (больше 10 мкм) частиц и капелек, возникающих при глубоком дыхании, разговоре, кашле, чихании и т. п.
Современными нормативами даже не предназначены для численного измерения FF, так как даже 5 – уже хорошо (то есть внутрь попадает до 20% частиц). Дорогая, правильно одетая хирургическая маска может давать результат больше 20, самодельная обычно 10, дешёвая китайская, с резиновыми петельками для ушей, не дает практически никакой защиты.
Респиратор – средство индивидуальной защиты, предназначенное для использования во вредной для здоровья среде (с повышенной запылённостью, наличием вредных химических или биологических загрязнений). Респираторы по своей конструкции делятся на две основные группы. Первая группа – те, у которых фильтрующий элемент является в то же время частью каркаса респиратора. Их защитный фактор обычно находится в пределах 100-500.
Вторая группа (elastomeric respirators), та в которой фильтрующий элемент отделен от конструкции респиратора и может заменяться при загрязнении. Защитный фактор у них превышает 1000 и обычно составляет 5000-10000. Именно вторая группа может уже использоваться не только для защиты от частиц (аэрозолей), но и как элемент противохимической защиты при использовании специальных картриджей.
Тут надо сделать важное замечание. Аэрозольные фильтры (particulate) не защищают от химии в виде паров(газов). Но также и наоборот, химические картридже-фильтры не защищают (или очень плохо, на уровне дешёвой маски) от частиц-аэрозолей. Это связано со способом фильтрации и устройством фильтров. Фильтр — это не сито с мелкими отверстиями, а намного сложнее. Поэтому использовать респиратор, предназначенный для чисто противохимической защиты в качестве антибактериального (противовирусного) бесполезно.
- Факторы, влияющие на защитные свойства респираторов.
Защитные свойства самих фильтрующих материалов, использованных для изготовления масок и респираторов намного выше, чем измеренный FF после надевания. Вся защита «убивается» из-за просачивания частиц между лицом и краем маски. Даже у дешевых масок, сам фильтр даёт результат выше 50, а маска, сделанная из него. не больше 5. Связано это с особенностью конструкции и улучшить это практически невозможно.
Респираторы, в отличии от масок имеют специальную куполообразную конструкцию и гораздо лучше прилегают к коже. Кроме того, имеют специальные эластичные элементы по периметру.
У каждого фильтра есть аэродинамическое сопротивление потоку воздуха. Чем оно выше, тем больше перепад давления, возникающий при дыхании. Тем сильнее просачивание воздуха по краю маски(респиратора). Поэтому слишком плотный материал фильтра даёт худший результат для респиратора. Кроме того, это сказывается на качестве дыхания. Один из способов снизить сопротивление фильтра – увеличить его площадь. Поэтому многие фильтры имеют сложную форму (типа гармошки). Даже у дешёвых масок фильтр складывается несколько раз, а затем сшивается по краю для этих же целей.
- Респираторы и эффективность дыхания (СО2 и Ж.Е.Л.). Пассивные и активные респираторные системы.
Любая пассивная маска (респиратор) снижают эффективность дыхания. Это связано с двумя главными факторами: аэродинамическое сопротивление и увеличение паразитного объёма дыхательной системы.
Про второе стоит сказать подробнее. Любой респиратор или маска увеличивает остаточный объём дыхания из-за того, что скорость диффузии газов через даже самый слабый фильтр меньше скорости воздуха при вдохе-выдохе. Из-за этого эффективность процесса дыхания (как любого физического насоса) снижается. Это легко проверить, если попробовать дышать просто через достаточно длинную трубку безо всякого фильтра на конце. Через короткое время наступит чувство недостатка воздуха. Этот эффект тем сильнее, чем больше внутренний объём респиратора. Таким образом, маски в меньшей степени создают паразитный объём, но и худшую защиту из-за меньшей поверхности фильтра и неплотного прилегания. Но даже у маски концентрация углекислого газа при вдыхании повышена на 10-30% по отношению к обычному воздуху (0,37-0,5% против 0,29%). Это связано с тем, что дыхательный объём — объём выдоха-вдоха при спокойном дыхании, составляет около 0,5 литра и влияние даже 50-100 дополнительных миллилитров существенно и приводит к необходимости дышать глубже. Это подтверждается результатами измерения пробником, помещенным внутрь респиратора. У более совершенных и дорогих моделей этот эффект уменьшают за счёт специальных клапанов, которые уменьшают эффективный остаточный объём вдоха-выдоха. Этой проблемы лишены активные системы персональной защиты, когда очищенный воздух подаётся под повышенным давлением. Но у них есть один самый существенный недостаток – выдыхаемый воздух не фильтруется. То же самое касается респираторов с выпускными фильтрами. Поэтому они не используются в операционных.
- Оценка мер защиты.
Таким образом, принимая вероятностный механизм распространения аэрозолей и возможность заражения можно из всего вышесказанного оценить степень защиты при ношении масок, респираторов. Типовая маска даёт защиту порядка 5 (максимум -10). То есть в 5-10 раз снижает вероятность заражения респираторным путём. Много это или мало? Если короткое время находиться в месте с небольшим количеством людей, то достаточно неплохо.
Если же работать по 8 часов в плохо проветриваемом помещении с высокой плотностью людей (медработники, кассиры в магазинах и пр.), то защита чисто символическая. В данном случае существенно улучшить защиту может только хороший респиратор. Недостаток респираторов указан выше. Это затруднение дыхания и увеличение вдыхаемого СО2, даже при небольшой физической нагрузке. На открытом воздухе, на улице при расстоянии между людьми более 2 метров ношение масок полный абсурд.
Существенное снижение вероятности передачи инфекции и заражения — это принудительная приточно-вытяжная вентиляция с высоким коэффициентом воздухообмена, кратностью не меньше 10 (в час) в местах скопления людей. Это как в вагоне метро, к примеру. В остальном общественном транспорте, в лифтах, магазинах, поликлиниках этого практически никогда не бывает. А эффективность такого метода с одновременным ношением масок выросла бы многократно. Касательно ношения перчаток мое мнение – это просто «обскурантизм и поповство», достаточно гипотетически проследить потенциальные пути загрязнения в перчатках и без них.
Написал очень коротко, много вопросов и деталей не освещено, но в целом сойдёт.
0
