بررسی ماسکهای محافظ تنفسی
بررسی ماسکهای محافظ تنفسی
ضرورت بررسی
در تمام صنايع، کنترل آلاينده ها برای حفظ سلامتی کارکنان و محيط زيست يکی از مهمترين اهداف ايمنی و بهداشتی کارخانجات می باشد. در کنترل آلودگی هوا علاوه بر استفاده از تکنيکهای پيشرفته پالايش هوا، استفاده از وسايل حفاظت تنفسی فردی بعنوان آخرين راه حل، يک ضرورت است. برای انتخاب سيستمهای حفاظت تنفسی در مرحله اول بايد غلظت و نوع آلاينده های محيط مورد مطالعه و بررسی قرار گيرد.
سيستمهای حفاظت تنفسی و به ويژه ماسکها و فيلترهای متناسب، بايد با عنايت به نتايج مطالعات فوق انتخاب شوند. با در اختيار قراردادن ماسکهای غير استاندارد و نا مناسب، بدون بررسی آزمايشگاهی و کيفيت آنها، مسئولين در پرسنل ايجاد اطمينان نموده و باعث افزايش قرارگيری آنها در معرض آلاينده ها می شوند. بايد توجه داشت که مواد مورد استفاده در ساخت ماسک، آلرژی زا و يا مولد ذره نباشد. صاحبان صنايع و دست اندرکاران بهداشت حرفه ای کارخانجات می بايستی با آگاهی کامل از مشخصه های آلاينده های محيط کار خود، ماسک متناسب را برای حفظ سلامت کارکنان و افزايش بازدهی آنها در شرايط اقتصادی بهينه، ماسکهای حفاظت تنفسی را انتخاب کنند. به اين ترتيب، استفاده از ماسکهای گران قيمت، دارای کارايی بسيار بالا برای ربايش ذرات بسيار ريز، در يک کارخانه با محيط کاری دارای ذرات درشت، ضروری نبوده و توصيه نمی شود.
برخی ازعوامل آلودگی هوا:
- منواکسيد کربن که گازی بی رنگ و بی بو است مهمترين عامل آلودگی هوا می باشد
- دی اکسيد نيتروژن نيز سبب ايجاد بارانهای اسيدی می گردد.
- گاز ازن که بی رنگ و بی بو است به دليل قابليت تجزيه پذيری زياد سبب از بين رفتن بافت ريه می گردد.
- دی اکسيد گوگرد سبب کاهش سيستم دفاعی ريه ها و تشديد بيماريهای قلبی و تنفسی می گردد.
- ذرات معلق آلی که اغلب زير 10 ميکرون قطر دارند برروی قفسه صدری و سرطانی شدن ريه موثر است.
هدف استفاده از ماسکهای تنفسی
1- به علت کمبود اکسيژن هوا در محيط کار
2- به علت وجود آلاينده های گازی در محيط کار
3- به علت وجود آلاينده های ذره ای در محيط کار
در صورتيکه به خوبی بر شرايط محيط کار واقف نباشيم بايد از ماسکهای تنفسی که هر سه هدف فوق را تامين کند استفاده نمائيم. از سه مورد فوق کمبود اکسيژن جايگاه ويژه ای دارد بدان معنی که در ابتدا يک ماسک بايد بتواند اکسيژن مورد نياز فرد را تامين نموده و سپس آلاينده های محيط را جذب کند. ماسکهای فيلتردار می توانند فقط در هنگامی که غلظت اکسيژن در هوای محل کمتر از 17 درصد نباشد استفاده شوند. ميزان تنفس انسان در وضعيت عادی 15 ليتر درد قيقه و در وضعيت کارسنگين 120-90 ليتر در دقيقه می باشد.
ماسکها به دو دسته کلی شامل ماسکهای تصفيه هوای تنفسی و ماسکهای تامين کننده هوای تصفيه شده تقسيم می شوند. ماسکهای تصفيه هوای تنفسی به دو دسته کلی تقسيم می شوند که ماسکهای تنفسی ذره ای جهت گرفتن ذرات بوده و ماسکهای تنفسی گازی برای جذب و حذف گازها و بخارات بکار می روند. در صورتيکه هر دو نوع آلاينده در محيط وجود داشته باشد از ترکيب هر دو استفاده می شود.
آلاينده های هوا
آلاينده های هوا صدمات جدی را به ريه وارد می سازند که اغلب آنها برگشت ناپذير می باشد محيطهای کاری مختلف و مواجهه با فعاليتهای مختلف کاری خطرات متنوعی را می توانند بوجود آورند.
معمولا آلاينده های هوا به ذرات معلق مانند غبارها- دودها- مه و گردوآلاينده های گازی شکل مانند گازها و بخارات و بوهای مختلف تقسيم می شوند. ذرات ريز و معلق معدنی مانند ( ذغال سنگ-پنبه نسوز و غبار فلزات و دودها مانند روی-آهن-سرب و غبار اسيدها و رنگ دانه ها و حشره کشها و دود مواد نفتی دارای ذرات معلق آلاينده بوده که می توانند اثرات خورندگی، سميت و سرطان زايی و آسيب رساندن به محيط زيست را ايجاد نمايند.
آلاينده های گازی نيز که از فعل و انفعالات شيميايی پديد می آيند می توانند آلودگی را گسترش داده و حتی با گسترش زنجيره شيميايی آلاينده های ثانويه را نيز ايجاد کنند. بوها نيزکه اکثرا ناشی از عوامل شيميايی می باشد ممکن است دارای عناصر مواد شيميايی باشند بطور مثال خودروها هنگام کار ذرات ريز کربن و گازهای HO, NOxCO را توليد می کنند.
اصطلاحات:
آئروسل: حالت تعليق ذرات مايع يا جامد در گازها می باشد که قطر اين ذرات حدود 001/0 تا 100 ميکرومتر تغيير می کند ذرات آئروسل مايع تقريبا کروی شکل (آئروسلهایروغنی) هستند ولی آئروسلهای جامد معمولا برحسب منابع توليد شان اشکال کاملا متفاوت و پيچيده دارند مانند آئروسلهای معدنی که به شکل چند ضلعی نامنظم می باشند-آئروسلهای شيشه-پنبه کوهی و الياف گياهی و پشم که فيبروزنی Fibrous می باشند- آئروسلهای جامد کروی مانند دود-خاکستر فرار و گرده گلها.
گردوغبار:: گردوغبار در اثر مجزا شدن مواد مختلف جامد به ذرات بسيار کوچک تشکيل می شود و معمولا در هوا شناور و معلق می گردد. گردوغبار ممکن است منشا معدنی-شيميايی-آلی و يا حيوانی باشد. انتشار و پراکندگی آنها در محيط روی افرادی که باآن تماس پيدا می کنند برحسب جنس گردوغبار، اندازه ذرات و طول مدت استنشاق احتمالا ايجاد عوارض و بيماريهای گوناگونی می کنند.
ميست (مه): عبارتست از آئروسلهای مرئی که بصورت ذرات و قطرات ريز مايع در هوا توليد می گردد.
فيوم(دمه) : فيوم يادود فلزی عبارت است از ذرات جامدی که در اثر تراکم گازها پس از تصعيد از مواد مذاب توليد می گردند وتوليد آنها معمولا باانجام يک واکنش شيميايی مانند اکسيداسيون همراه
است. ذرات بزرگتر از يک ميکرون مستقيما از متراکم شدن بخارات يا بخارات فلزی توليد می شوند.
ماسکها:
فيلترها بايد بتوانند حفاظت در برابر ذرات 10-2/0MM را ايجاد نمايند. استفاده از ماسکهای رايج که نامشخص و فاقد تائيديه برای رفع آلودگی می باشند هيچ کمکی به پيشگيری از مضرات آلودگی هوا نمی کنند چون اين ماسکها فقط قادرند ذرات بالای 10 ميکرون را جذب نمايند و ليکن قطر همگی ذرات و گازهای آلاينده هوا زير 10 ميکرون می باشد
ماسکها مجموعه ای از لايه های اليافی می باشند که معمولا بصورت منظم چيده نشده اند با اين وجود ترجيحا نحوه قرار گرفتن الياف بايد بگونه ای باشد که جهت جريان هوا با آنها زاويه 90 درجه بسازد که اين نيز بستگی به تکنيکهای ساخت فيلتر(ماسک يکبار مصرف) دارد يک فيلتر مناسب فيلتری است که الياف آن تا آنجا که ممکن است از هم جدا باشند ولی وقتی که به آن از روبرو نگاه می شود هيچ سوراخ و درزی قابل تشخيص نباشد . فيلترهای اليافی از لنفهای سلولزی يا کتان و يا مخلوطی از سلولز و الياف پلاستيکی يا شيشه ای ساخته می شوند راندمان فيلتر و در نتيجه کارآيی آنها نيز بستگی به قطر الياف دارد.
فيلتر های اليافی(ماسک) براساس راندمان يک ليف منفرد و مجزا پايه گذاری می شود و برای بدست آوردن معادلات، ذرات را کروی شکل در نظر می گيرند راندمان يک ليف که به معنی توانايی آن برای حذف ذرات از جريان هوا می باشد تابعی از الگوی جريان هوا-قطر ليف-قطرو جرم حجمی ذره و بار الکتريکی ذره و ليف می باشد.
آزمون فيلترها (ماسکهای يکبار مصرف)
1- کارآيی
برای شناسايی فيلترهای مناسب انجام تست کارآيی و افت فشار لازم است. هر فيلتر دارای يک قابليت ربايش يا راندمان است. که بصورت زير محاسبه می گردد
E راندمان ربايش فيلتر (کارايی) %
N1 تراکم ذرات قبل از فيلتر E= N1- N2 *100 N1
N2 تراکم ذرات بعد از فيلتر
2-نفوذپذيری فيلتر (تخلخل)
نفوذپذيری فيلتر برابر با حاصل تفريق راندمان از عدد يک می باشد و با P نشان می دهند واحد آن درصد می باشد.
P= 1- E = N2 * 100
N1
N1 تراکم ذرات قبل از فيلتر
N2 تراکم ذرات بعد از فيلتر
3- دانسيته فشردگی (صلبيت)
برای فيلترهای اليافی، دانسيته از فرمول زير تعيين می شود که معمولا بين 01/0 تا 3/0 می باشد
:x دانسيته
X = 1- P
P: ميزان نفوذپذيری (تخلخل)
E = x
راندمان فيلتراسيون با افزايش ضخامت فيلتر افزايش می يابد و حجم هوای عبوری به نسبت حجم الياف کاهش می يابد Q
V: سرعت ................. = V
A
Q: هوای عبوری از فيلتر ليتر/ دقيقه
A: سطح مقطع فيلتر Cm2
نفوذپذيری ذرات با افزايش ضخامت فيلتر بصورت نمايی کاهش می يابد ذراتی که به سادگی در فيلتر گير می افتند در چند لايه اول جذب می شوند.
در يک فيلتر اليافی معين معمولا ذرات بين 05/0 تا 5/0 ميکرومتر کمترين راندمان ربايشی (E) را دارا می باشند بنابراين تمامی ذرات کوچکتر يا بزرگتر از اين گستره با راندمان بيشتری گير می افتند
4- افت فشار
مقاومت يا افت فشار در يک فيلتر حاصل اثر مقاومت هر ليف در برابر جريانی است که از آن عبور می کند. افت فشار يک فيلتر تابع نيروی نگهدارنده ای است که در اثر وجود تمامی ليفها و طرز قرار گرفتن آنها در فيلتر بوجود می آيد. برای محاسبه افت فشار از معادله ديويس (1973) بصورت زير استفاده می شود.
^P = htv0 f (X)
Df2
^P : افت فشار
Df : قطر الياف
Ht: ضخامت فيلتر
V0 : سرعت ذرات
F (X ) : ضريب تخلخل
افت فشار نسبت مستقيم با ضخامت فيلتر و نسبت معکوس با قطر الياف دارد.
بهترين فيلتر بايد حداقل افت فشار را داشته باشد.
5- فاکتور کيفيت:
معيار بسيار مفيد برای مقايسه فيلتر های گوناگون با ضخامتهای مختلف ، فاکتور مرغوبيت يا فاکتور کيفيت می باشد.
Qf = QT = Ln (1/P )
^ P P
Em = 1-P
Qf : فاکتور کيفيت
^P : افت فشار
P : نفوذپذيری فيلتر (تخلخل)
هر چه Qf در يک فيلتر بزرگتر باشد آن فيلتر مرغوب تر است.
حال که با روش آزمون فيلترها آشنا شديم بايد بدانيم بهترين ماسک به نمونه ای اطلاق می شود که دارای کارايی بالا برای ربايش ذرات و افت فشار پايين برای ايجاد کمترين فشار بر اعضای تنفسی کارگر باشد به اين ترتيب می توانيم محل استفاده ماسکهای مختلف را محاسبه کنيم و از نوع متناسب با نوع کار استفاده نمائيم.
فيلتر های غبارگير:
ماسکها برای جذب ذرات حتی ذرات بسيار کوچک کارآيی لازم را دارند در تئوری فيلتراسيون 5 اصل وجود دارد که ذرات بر اين اساس جذب می گردند.
1- حرکت بروانی: بيشترين اثر را برروی ذرات کوچک دارد
2- گير افتادن: بهترين اثر را برروی ذرات بزرگ دارد.
3- برخورد داخلی: بهترين اثر را برروی ذرات بزرگ دارد.
4- ته نشينی بر اساس وزن: بيشترين اثر را برروی ذرات بزرگ دارد.
5- جذب استاتيکی: قوی ترين اثر را برروی ذرات کوچک دارد.
بنابراين بيشترين نفوذ را ذراتی با قطر 6/0 ميکرون دارند.
همانطوريکه قبلا گفته شد ماسکهای تصفيه کننده هوا که روی صورت قرار گرفته و دارای فيلترهای قابل تعويض می باشند جهت گرفتن ذرات و گازو بخارات بکار می روند در صورتيکه فقط ذرات در محيط باشد از فيلترهای غبارگير گروه P استفاده می شود و در صورتيکه گازها در محيط کار باشند از فيلترهای گازی استفاده می گردد و در صورتيکه هر دو نوع آلاينده در محيط وجود داشته باشند از ترکيب هر دو استفاده می شود.