Испытания респираторов в производственных условиях
При работе в непригодной для дыхания атмосфере используют средства индивидуальной защиты СИЗОД — респираторы. Для сохранения жизни и здоровья рабочих важно, чтобы используемый респиратор обеспечивал такой уровень защиты, который соответствует загрязнённости воздуха. Существуют респираторы разных конструкций, и их защитные свойства в зависимости от конструкции заметно отличаются. Чтобы выбрать подходящий респиратор, нужно заранее знать, какой уровень защиты он обеспечит. Из-за случаев чрезмерного воздействия вредных веществ на рабочих, правильно и своевременно использовавших сертифицированные и исправные респираторы с высокоэффективными фильтрами, к концу 1960-х специалистам в промышленно развитых странах стало ясно, что реальная эффективность СИЗОД ниже той, которая ожидалась (на основании исключительно лабораторных испытаний)[1]. Поэтому, начиная с 1970-х гг., в промышленно развитых странах начали проводить испытания СИЗОД непосредственно во время работы в производственных условиях. Результаты этих испытаний показали, что реальная эффективность респираторов в целом значительно ниже, чем при испытании в лабораторных условиях. Поэтому при разработке нормативных документов, регулирующих выбор и организацию применения респираторов в развитых странах использовали результаты именно производственных испытаний.
История вопроса
После изобретения Шервудом в 1958 году первого индивидуального пробоотборного насоса[2][3] появилась техническая возможность одновременно измерять загрязнённость воздуха и снаружи маски респиратора, и загрязнённость вдыхаемого воздуха (под маской). Это позволяет определить эффективность СИЗОД. Но до 1970-х специалисты ошибочно считали, что защитные свойства респиратора в лабораторных и в производственных условиях не отличаются. Измерений эффективности респираторов в производственных условиях не проводили, а границы областей применения респираторов устанавливали на основании исключительно лабораторных испытаний.
Но результаты первых исследований показали, что в производственных условиях защитные свойства респираторов всех конструкций — непостоянны, и сильно зависят как от правильности их использования (непрерывная носка в загрязнённой атмосфере и т. п.), так и от просачивания загрязнённого воздуха под маску через зазоры между ней и лицом. Оказалось, что в производственных условиях эффективность респираторов значительно ниже, чем в лабораторных. Это заставило пересмотреть ограничения области применения СИЗОД разных конструкций, и побудило разработать требования к организации их применения, закрепив их в национальном законодательстве. Результаты производственных измерений также заставили уделять больше внимания техническим способам защиты (вентиляция, автоматизация и др.).
У респираторов с лицевой частью, плотно прилегающей к лицу (фильтрующие и эластомерные полумаски, полнолицевые маски) отличие между результатами лабораторных и производственных испытаний возникает из-за просачивания неотфильтрованного воздуха через зазоры между маской и лицом. Эти зазоры образуются из-за того, что во время работы сотрудники делают разнообразные движения, которые не делают испытатели в лаборатории, и даже правильно одетая маска «сползает». У респираторов с неплотно прилегающей лицевой частью загрязнённый воздух может также попадать в зону дыхания из-за «поддувания» при наличии сквозняков, которых нет при испытаниях в лаборатории.
Опубликованные результаты испытаний в производственных условиях
(1974)[4] Определялась эффективность респираторов, используемых шахтёрами. С помощью индивидуальных пробоотборников и пылеуловителей одновременно измерялись две концентрации пыли — снаружи маски и под маской. Так как респиратор защищает шахтёра лишь когда он одет, то с помощью двух терморезисторов (один под маской, другой на поясе) измерялась доля времени, которую использовался респиратор во время измерений (нагревание терморезистора выдыхаемым воздухом была признаком носки маски). Поскольку на применение респиратора влияет его удобность, изучалось отношение шахтёров к носке респиратора.
(1974)[5] Исследование показало, что респираторы могут быть хорошим дополнением к эффективной обеспыливающей вентиляции. Авторы рекомендовали проводить медобследования рабочих — при приёме на работу, и периодически.
(1975)[6] Проводились не одновременные замеры запылённости снаружи пневмокапюшонов (используемых при пескоструйных работах) и под ними. Они показали, что воздействие на рабочих превышает ПДК, и что подача под капюшон чистого воздуха значительно снижает его. Оказалось, что воздействие на рабочих в промежутках между выполнением заданий (когда респираторы сняты) может превышать ПДК, и что многие СИЗОД — неисправны. Авторы рекомендовали организовать правильное применение СИЗОД, снизить запылённость и использовать абразивный материал с меньшим содержанием кварца.
(1976)[7] Путём одновременного измерения концентраций SO2 снаружи полумаски и под маской были измерены Коэффициенты Защиты КЗ (отношение средней концентрации загрязнений воздуха снаружи маски к средней концентрации под маской). Учитывали только те результаты, когда респираторы использовались непрерывно. Обнаружилась положительная связь между удобностью респиратора и КЗ (так как у удобных респираторов ремни затягивали туже).
(1980)[8] Эффективность респираторов и других СИЗ определяли с помощью биомониторинга — измеряли концентрации стирола в выдыхаемом воздухе и в моче. Оказалось, что из-за слабой адсорбции стирола через кожу респираторы могут обеспечить эффективную защиту.
(1980)[9] Исследование ярко показало, что эффективность СИЗОД очень сильно зависит от организации их применения и от обучения рабочих: средний КЗ у одного рабочего, всегда одевавшего респиратор перед входом в загрязнённые помещения, оказался в 26 раз больше среднего геометрического КЗ всех остальных рабочих. Авторы поставили вопрос об разделении оценок эффективности респиратора (при правильном и непрерывном применении) и эффективности защиты рабочих (при реальном использовании).
(1983)[10] КЗ респиратора с принудительной подачей воздуха оказался значительно меньше ожидаемого (1000) — в 4.5-62 раза. Сильное несоответствие лабораторных и производственных результатов побудило провести дополнительное исследование)[11] для определения причин расхождения.
(1983)[11] Из-за неплотного прилегания лицевой части, и из-за того, что рабочие часто открывали поднимающийся лицевой щиток шлема с принудительной подачей воздуха (подача >184 л/мин, очистка >99.97 %), минимальные КЗ были очень низкими (два наименьших КЗ: 1.1; 1.2). Оказалось, что отдых рабочих в помещении с очищенным воздухом заметно уменьшает вредное воздействие, и что надёжно защитить рабочих одними респираторами нельзя. Обнаружилось, что при вычислении КЗ при одном замере по концентрациям разных веществ, дря разных веществ КЗ могут отличаться.
(1984)[12] Разнообразие КЗ, полученное в этом и в других исследованиях при непрерывной носке респираторов, побудили авторов предложить ограничивать область допустимого применения СИЗОД разных конструкций на основе измерений их КЗ в производственных условиях (при непрерывном использовании). Этот принцип, с некоторыми вариациями, используется в развитых странах и сейчас. Они предложили ограничивать применение так, чтобы в 95 % случаев КЗ превышал ожидаемый КЗ с вероятностью 90 %. Поэтому, используя результаты измерений, они предложили уменьшить ожидаемый КЗ полумасок с принудительной подачей воздуха под маску с 500 до 50.
(1984)[13] Сравнивались защитные свойства респираторов при их использовании рабочими с бородой и без бороды при воздействии крупнодисперсной пыли. Оказалось, что — в отличие от многих других исследований — наличие волос на лице не привело к значительному снижению КЗ. Возможно, это связано с тем, что быль была крупная. В настоящее время все западные руководства по эксплуатации респираторов требуют, чтобы лицо было чисто выбрито.
(1984)[14] Это исследование было третьим по счёту[11][12], в котором обнаружилось, что у респираторов с принудительной подачей воздуха (у которых в лаборатории КЗ стабильно превышает 1000) в производственных условиях при непрерывной носке КЗ ниже ожидаемого значения (1000): у респиратора 3М КЗ доходили до 28, а у Racal — до 42. Обнаруженные ранее низкие КЗ встревожили специалистов — они не понимали, почему при подаче более 170 л/мин заведомо чистого воздуха под неплотно прилегающую лицевую часть там оказывается много загрязнений.
- По результатам исследований граница области допустимого применения таких респираторов была снижена в 40 раз — с 1000 до 25 ПДК.
Авторы упоминают, что при изучении одного из проверявшихся респираторов в аэродинамической трубе при скорости воздуха 2 м/с при определённых направлениях обдува происходило снижение КЗ до 17. Исследование показало, что лабораторные испытания не могут служить достоверным показателем надёжности СИЗОД, и авторы призвали использовать для ограничения области применения СИЗОД измерения КЗ в производственных условиях при непрерывной носке.
- Измерения в производственных условиях заставили специалистов разработать терминологию для обозначения разных КЗ. В 1982—1985 публичное обсуждение[15][16][17] закончилось тем, что были даны определения для 6 разных КЗ (измеряемых в разных производственных и в лабораторных условиях), которые стали использоваться официально[18]. Например, по коллективному мнению специалистов, ожидаемый КЗ (ОКЗ, assigned PF APF) — это минимальный ожидаемый уровень респираторной защиты, который должен обеспечить исправный респиратор, применяемый в производственных условиях основной массе обученных и тренированных рабочих после проверки соответствия маски лицу (см. Ожидаемая степень защиты респиратора). Для определения ожидаемого КЗ рекомендовали использовать результаты измерений в производственных условиях, или значения ожидаемого КЗ у респираторов аналогичной конструкции.
- Также обнаружилось, что при сильном непостоянстве КЗ их средние значения определяются минимальными значениями КЗ[19]: Если при носке одной полумаски одним рабочим[20] в одном случае КЗ =19, а в другом =230 000, то проникание будет 5,26 % и 0 %, и среднее проникание = 2,63 %. То есть, средний КЗ = 38, а не 115 009. На средний КЗ сильнее влияют минимальные значения.
(1986)[21] При проведении измерений КЗ СИЗОД авторы сопоставили их с результатами биомониторинга — концентрациями свинца в крови. Обнаружилась взаимосвязь. Авторы заметили, что нарушение правил личной гигиены может привести к попаданию в организм значительного количества свинца — несмотря на носку эффективных респираторов.
(1986)[22] С помощью пассивных диффузионных мониторов измерялась эффективность полумасок (средние загрязнённости воздуха — вдыхаемого, и в зоне дыхания)при воздействии паров органических растворителей. Причиной чрезмерного воздействия было непостоянное использование респиратора в загрязнённой атмосфере.
(1987)[23] В этом исследования была допущена ошибка — для измерения концентрации пыли (содержащей цемент) под маской использовалось взвешивание. Сырой выдыхаемый воздух увлажнял пыль, и сушка фильтра не могла устранить увеличение веса. Поэтому в дальнейшем старались определять массу определённого элемента, и при вычислении КЗ указывали — для какого элемента он определён.
(1989)[24] Использование шлема с принудительной подачей воздуха, который присоединялся к непромокаемому костюму с помощью молнии, позволило получить большой средний геометрический ПКЗ ≈350 и надёжно защитить рабочих. Измерения показали, что нужно больше внимания уделять организации применения СИЗОД и организации выполнения работы.
(1990)[25] Измерения КЗ трёх моделей сертифицированных полнолицевых масок показало, что их КЗ в производственных условиях значительно меньше, чем в лаборатории (минимальное значение — 11, что в 81 раз меньше ожидаемого КЗ).
- В Европейском Союзе применение полнолицевых масок ограничили 40 ПДК (вместо 400—900 ранее), а в США — 50 ПДК.
(1990)[26] Исследование показало, что у сотрудников разных специальностей полумаски обеспечивают разный уровень защиты, и что у одного и того же рабочего при носке одной полумаски КЗ может изменяться в десятки раз.
(1991)[27] Измерение защитных свойств респираторов-полумасок показало, что они малоэффективны, и что в лабораторных условиях их защитные свойства значительно выше, чем в производственных.
(1992)[28] В обзоре измерений КЗ респираторов в производственных условиях авторы показали, что отличие результатов производственных испытаний от результатов лабораториях испытаний стимулировало проведение производственных испытаний, а организация, отвечающая за сертификацию СИЗОД в США (Национальный институт охраны труда NIOSH) предложила использовать производственные испытания для проверки сертифицируемых СИЗОД, и конкретизировать и упорядочить используемую терминологию. Показано, что недостаточное количество загрязнений под маской и недостаточная чувствительность аналитического способа не позволяют измерять большие КЗ, так как трудно найти рабочие места с достаточно большой загрязнённостью воздуха.
(1993)[29] При непрерывной носке КЗ у респиратора с принудительной подачей воздуха был выше, чем у полумаски (без принудительной подачи воздуха).
(1993)[30] Измеряли концентрации стирола под маской и снаружи, и проводили биомониторинг, измеряя концентрации миндальной и фенилгликсиловой кислот в моче (они образуются при разложении стирола, попавшего в организм). При непостоянной носке загрязнённость вдыхаемого воздуха уменьшилась в 4 раза, а вредное воздействие на организм в 3 раза. Рекомендовалось для определения воздействия стирола использовать биомониторинг.
(1993)[31] Для определения эффективности респираторов проводили биомониторинг — измеряли содержание цинка протопорфирина в крови (увеличивается при попадании свинца в организм). Оказалось, что воздействие свинца значительно снизилось. Авторы рекомендовали использовать результаты измерений для стимулирования использования респираторов и соблюдения правил личной гигиены.
(1993)[32] Изучались фильтрующие полумаски, обнаружилась положительная взаимосвязь между КЗ (использовались непрерывно) и загрязнённостью воздуха рабочей зоны.
(1995)[33] Объединив результаты проводившихся ранее измерений КЗ полумасок (при непрерывной носке), автор сделал вывод, что в большинстве случаев КЗ >10. Но он не учёл то, насколько непостоянны могут быть КЗ у отдельных рабочих, и что непрерывная носка возможна не всегда.
(1995)[34] Измерения показали, что у респираторов разных конструкций (четвертьмаски, полумаски, шлем с принудительной подачей воздуха) при непостоянном использовании схожие КЗ. Авторы опросили участников, чтобы выяснить недостатки разных СИЗОД при выполнении различных видов работ, и дали рекомендации по применению респираторов в разных условиях.
(1996)[35] Непрерывная носка полумасок стала хорошим дополнением к вентиляции, обеспечив надёжную защиту.
(1996)[36] Результаты показали, что использование респираторов в сочетании с техническими средствами может надёжно защитить рабочих.
(1996)[37] При использовании защитного капюшона с принудительной подачей воздуха не обеспечило надёжную защиту при абразивной очистке моста от старой краски. Обнаружилось, что воздействие свинца превысило ПДК.
(1996)[38] Руководитель респираторного отдела института стандартов ANSI объяснил, как ограничивали области допустимого применения СИЗОД разных конструкций (Ожидаемые КЗ). Использовались измерения КЗ в производственных условиях, или ограничения для респираторов аналогичной конструкции. Лишь при отсутствии такой информации использовали результаты измерений в лаборатории при имитации выполнении работы.
- Принятые в США ограничения области допустимого применения респираторов разных конструкций справедливы только при непрерывном использовании СИЗОД в загрязнённой атмосфере, что не всегда возможно.
(1998)[39] Изучались защитные свойства респираторов с принудительной подачей воздуха под полнолицевую маску, комплектация которого отличалась от заводской (использовали наиболее подходящие маски, удобные блоки очистки и дешёвые фильтры разных изготовителей). Из 21 случая только в 8 такие респираторы защищали рабочих. Получили минимальный КЗ=5 — что в 200 раз меньше ожидаемого (1000). Рекомендовали использовать менее пыльные способы работы, обучать рабочих и запретить использование неукомплектованных СИЗОД.
(1998)[40] Исследование показало, что КЗ респираторов одного типа (полумасок) — но разных моделей, значительно отличаются.
(1999)[41] При воздействии стирола на органы дыхания и кожу проводился биомониторинг. Оказалось, что адсорбция кожей невелика, и что носка респираторов сильнее влияет на вредное воздействие, чем носка защитной одежды.
(2000)[42] Авторы измеряли эффективность респираторов (наружную и подмасочную концентрации стирола), и проводили биомониторинг, измеряя концентрации стирола в моче. Оказалось, что эффективность защиты рабочего при непостоянном использовании респираторов значительно ниже, чем эффективность самих респираторов — воздействие на людей уменьшалось лишь на 5-60 %, и превышало допустимое.
(2000)[43] Измерение КЗ у полумасок с и без принудительной подачи воздуха показало, что при непостоянной носке они в большинстве случаев меньше ожидаемых (у первого СИЗОД ~85-91 % значений <50; у второго ~82-89 % значений <10).
(2000)[44] При изготовлении судов из стеклопластика воздействие стирола на рабочих зависело не только от респираторов, но и от загрязнённости воздуха в столовой, и при непрерывной носке СИЗОД надёжно защищают на рабочем месте. Точность измерений может зависеть от поглощения газов кожей.
(2000)[45] Измерение КЗ фильтрующих полумасок при их непостоянной носке показало, что — в сочетании с улучшением работы вентиляции, замены сухого подметания уборкой с пылесосом и др. во всех случаях загрязнённость вдыхаемого воздуха не превысила ПДК.
(2001)[46] Измерение КЗ респиратора с принудительной подачей воздуха, использовавшегося непрерывно (во время шлифования), показало что он >1000.
(2002)[47] Измерение КЗ полумасок показало, что при повышенной температуре и при непостоянной носке КЗ могут быть очень низкими, в половине случаев <2. Авторы рекомендовали сделать общеобменную вентиляцию, использовать прохладную столовую с чистым воздухом и использовать СИЗОД с принудительной подачей воздуха.
(2002)[48] Анализировались ограничения области применения разных СИЗОД. Сопоставив значения тех ожидаемых КЗ, который были установлены на основании производственных испытаний, с теми ожидаемыми КЗ, которые (из-за отсутствия дорогостоящих производственных испытаний) выбирали по аналогии, и учтя разрежение под маской при вдохе (причину просачивания через зазоры), авторы предложили снизить ожидаемые КЗ шланговых респираторов с непрерывной подачей воздуха под маску с 100 до 40.
- Сейчас в Англии действует предложенное авторами ограничение[49].
(2002)[50] Измерение КЗ индивидуально подобранных полумасок (применявшихся без перерывов) показало, что они обеспечивают надёжную защиту от сварочного аэрозоля.
(2003)[20] Изучалось, как соответствие маски лицу рабочего влияет на КЗ респиратора. Оказалось, что хотя КЗ — случайная непредсказуемая величина, зависящая от разных факторов, но при носке подходящей маски средние КЗ у рабочих заметно выше, чем при носке менее подходящей маски. Такие результаты, полученные и в лабораторных, и в производственных условиях, стали основанием для законодательного закрепления требования — подбирать маску индивидуально, и приборами проверять наличие зазоров. В одном случае у полумаски был получен большой КЗ = 230 000. Но при носке той же полумаски тем же рабочим при выполнении схожей работы в другой раз КЗ был 19. Результаты измерений КЗ у других рабочих показали такое же сильное непостоянство (например — 51 600 и 13).
(2004)[51] В[18] для описания защитных свойств респираторов определили, что ожидаемый КЗ — это коэффициент защиты, который обеспечивается респиратором для определённой доли рабочих с определённой вероятностью. Позднее, при обработке результатов измерений КЗ (отчасти из-за отсутствия результатов неоднократных измерений у одного рабочего, непрерывно использовавшего респиратор), ожидаемый КЗ фактически стали приравнивать к нижнему 5 % доверительному интервалу всех значений КЗ (при непрерывной носке) — без учёта их отличий у разных рабочих. Так как к 2004г сделали много неоднократных замеров КЗ у одного сотрудника (при непрерывной носке), Никас и Нейгхауз[51] попробовали определить — при каком ожидаемом КЗ будет надёжно защищены не менее 95 % рабочих более чем в 95 % случаев носки СИЗОД. Они учли непостоянство КЗ отдельного рабочего и непостоянство средних КЗ у разных рабочих. Оказалось, что при ожидаемом КЗ=10 эффективность полумасок будет недостаточной, и они советовали уменьшить ожидаемый КЗ до 5; и снизить ожидаемый КЗ шлемов с принудительной подачей воздуха.
(2004)[52] Минимальный коэффициент защиты фильтрующих полумасок (после индивидуального подбора и проверки) при защите от крупой пыли при непрерывном использовании превышал ожидаемый КЗ.
(2005)[53] Описан уникальный портативный прибор, позволяющий определять счётные концентрации частиц под маской и снаружи маски во время работы в реальном масштабе времени, учитывая оптический диаметр частиц 0.7-10 мкм (5 диапазонов размеров). Использование прибора при измерении КЗ фильтрующей полумаски при непрерывном использовании наглядно показало, что они очень непостоянны, и что мелкие частицы лучше проходят под маску.
(2005)[54] Авторы измеряли КЗ фильтрующих полумасок при воздействии грибов и различных микроорганизмов. Оказалось, что КЗ зависят от вида микроорганизма.
(2007)[55] Измерение КЗ полнолицевых масок (при непрерывной носке) показало, что рабочие надёжно защищены. За время измерений (1-3 часа) в 2 случаях из 52 рабочие снимали респираторы, чтобы что-то сказать друг другу, и эти результаты не учитывались. Но при снимании СИЗОД эффективность защиты рабочих может значительно снизиться. Это показывает, как важно правильно организовать применение СИЗОД, и при необходимости использовать переговорные устройства.
(2007)[56] Помимо измерений наружной и подмасочной концентраций растворителей (ксилола и этилбензола) проводился биомониторинг (измерялась концентрация метилгиппуровой кислоты в моче). С помощью установленной ранее взаимосвязи между концентрациями ксилола в воздухе и концентрациями метилгиппуровой кислоты в моче вычислили доли растворителя, поступающего в организм через лёгкие и кожу. Оказалось, что при КЗ респираторов 17-25 более половины ксилола поступает в организм через кожу. Авторы советовали использовать безопасные способы окраски, так как носка защитной одежды при высокой температуре воздуха в субтропиках затруднена.
(2007)[57] Авторы повторили вычисления ожидаемого КЗ, проводившиеся Никасом и Нейгхаузом[51], усложнив математическую модель, и добавив результаты новых исследований. Так как в новых исследованиях были большие КЗ, то получилось, что у полумасок ожидаемые КЗ = 10.
(2007)[58] При непрерывной носке фильтрующие полумаски обеспечили надёжную защиту сотрудников металлургического завода.
(2007)[59] При непрерывном использовании фильтрующих полумасок высокого качества обученными и тренированными рабочими после индивидуального подбора и проверки, при выполнении малоподвижной работы и воздействии крупнодисперсной пыли (которая плохо просачивается через зазоры между маской и лицом) самый маленький измеренный КЗ был больше ожидаемого КЗ=10 в 2.4 раза (=24). Но авторы не советовали увеличивать ожидаемый КЗ, так как в других условиях результат может оказаться значительно хуже.
(2008)[60] При правильном использовании респираторов с принудительной подачей воздуха рабочие были надёжно защищены. В этом и во многих других исследованиях загрязнённость воздуха под маской была меньше порога чувствительности использовавшегося метода анализа — во всех замерах, и авторы заметили, что для проверки СИЗОД трудно найти такие места, где была бы достаточная загрязнённость воздуха.
(2009)[61] При правильных выборе и использовании СИЗОД высокого качества в большинстве случаев загрязнённость воздуха под маской была ниже порога чувствительности использовавшегося метода анализа.
(2010)[62] Использование специального прибора[53] показало, что при воздействии частиц с большим оптическим диаметром коэффициенты защиты (при непрерывной носке) выше.
- При проведении этих исследований (26 исследований — при непрерывной носке респиратора; и 14 исследований — при реальном использовании, когда рабочие могли снимать респиратор) в США, Канаде, Англии, Франции, Италии и др. странах было сделано более тысячи измерений (при непрерывной носке) у более чем 340 рабочих, и более 500 измерений (при реальном использовании) у более чем 340 рабочих. Кроме исследований, опубликованных в бесплатно-доступных журналах, в платно-доступном журнале (Journal of the International Society for Respiratory Protection) и на конференциях опубликованы результаты ещё 32 исследований, а ряд проведённых исследований — не опубликован.
- Результаты этих исследований позволили получить правильное представление о реальной эффективности СИЗОД разных конструкций, и узнать, какие факторы на неё влияют. Применение биомониторинга позволило также определить эффект от использования респираторов — фактическое уменьшение попадания вредных веществ в организм. В развитых странах результаты этих измерений стали основанием для разработки национального законодательства, регулирующего порядок выбора и организации применения СИЗОД (см. Законодательное регулирование выбора и организации применения респираторов). В частности, так как наименьшие КЗ полумасок при постоянной носке достигают 1.6; и доходит до 1 при непостоянной носке, то в США не допускается их использование при загрязнённости воздуха >10 ПДК; а применение полнолицевых масок (минимальный КЗ при непрерывном использовании = 11[25]) ограничено в странах Европейского Союза 40 ПДК.
- Использование результатов измерений не только в лабораторных, но и в реальных производственных условиях позволило разработать научно обоснованные рекомендации по выбору и организации применения респираторов (см. Ожидаемая степень защиты респиратора).
Измерения эффективности респираторов в производственных условиях в СССР
- В 1967[63] в кубанском сельскохозяйственном институте было разработано средство индивидуальной защиты с принудительной подачей воздуха "Экран-1м". Оно было испытано в производственных условиях на с/х предприятиях и на 1 шахте, и успешно внедрено в 5 колхозах для защиты сотрудников при работе с ядохимикатами. Автор заметил, что применяемые тогда респираторы и противогазы малоэффективны, и по ряду причин рабочие отказываются их применять.
- В 1983[64] и 1988[65] Б. М. Тюриков и А. П. Гаврищук измеряли защитные свойства противопылевых респираторов (полумасок Кама, Лепесток, Пахтакор, РП-КМ, Снежок; и шлема с принудительной подачей воздуха Racal). Полученные ими КЗ противоаэрозольных полумасок (от 2.5 до 125) хорошо согласуются с результатами исследований, описанных выше, и показывают недопустимость использования полумасок без принудительной подачи воздуха при большой концентрации загрязнений. Это также показывают, что разработанные в СССР респираторы — полумаски (некоторые — полвека назад) по защитным свойствам, по крайней мере, не лучше западных моделей. Результаты этих производственных измерений противоречит всем опубликованным рекомендациям советских авторов (основанных, в основном, на результатах лабораторных измерений, и рекомендациях других авторов). Но важные результаты, полученные при проведении более чем 190 замеров, не привлекли к себе внимания, и на русском языке продолжают публиковаться необоснованные рекомендации использовать полумаски при загрязнённости воздуха до 1000 ПДК.
Полученные результаты побудили Бориса Михайловича Тюрикова разрабатывать респираторы с принудительной подачей воздуха, обладающих высокими защитными свойствами, что было подтверждено испытаниями в производственных условиях[66]. На основании проведённых научных исследований был налажен выпуск СИЗОД «НИВА» с принудительной подачей воздуха.
- В 1979[67] и в 1987[68] проводились исследования фильтрующих полумасок, у которых между волокнами фильтровального материала есть частицы сорбента, что позволяет им улавливать вредные газы при небольшой концентрации. Но измеряли КЗ по газу, а не по пыли — основного загрязнения, от которого должны защищать эти респираторы. Так как даже при определении КЗ только по аэрозолю — но по разным веществам — могут получиться различные КЗ для одного замера[60][11], то полученные результаты (коэффициенты защиты по газу) некорректно использовать для оценки КЗ фильтрующих полумасок по аэрозолям.
- В 1979[69] для защиты от хлористого метилена на судостроительном заводе пытались использовать СИЗОД с принудительной подачей воздуха (пневмокостюмов ЛГ-У и ЛГ-Т). Это было связано с тем, что вредное вещество попадало в организм не только через органы дыхания, но и через кожу. Измеренные высокие коэффициенты защиты (907 ЛГ-У и 9690 у ЛГ-Т) согласуются с результатами измерений защитных свойств респираторов с принудительной подачей воздуха, проводившихся в США. Меньшее значение у ЛГ-У объяснялось прониканием газа через материал костюма.
Анализ результатов измерений защитных свойств респираторов
- Результаты измерений показывали, что респираторы — ненадёжные средства защиты, их эффективность нестабильна, и они не могут заменять мероприятия по снижению загрязнённости воздуха — а лишь дополнять. Неудобства при носке, затруднения при общении[55], перегрев при повышенной температуре[47] и другие недостатки не всегда позволяют использовать их своевременно — а это может сделать их применение бессмысленным. Носка респиратора снижает работоспособность. Биомониторинг показал, что иногда и при своевременной носке респираторов вредные вещества могут попадать в организм другими путями (например — через кожу[56]) — иногда даже в большем количестве, чем через органы дыхания; и что КЗ рабочего — ниже КЗ респиратора[30].
- Но когда главным путём поступления вредных веществ в организм являются органы дыхания, и когда использование других — надёжных — способов (герметизация оборудования, вентиляция и т. п.) невозможно, или их использование не позволяет снизить загрязнённость воздуха до приемлемого уровня, то правильно выбранные и индивидуально подобранные респираторы, используемые обученными и тренированными рабочими в рамках программы респираторной защиты (выполняемой в соответствии с требованиями законодательства), и подходящие для имеющихся условий работы, могут обеспечить надёжную защиту.
Использование результатов измерений
Сравнение результатов испытаний респираторов в лабораторных и в производственных условиях показало, что лабораторные испытания не позволяют правильно оценить реальную эффективность респираторов (даже при их непрерывном использовании). Поэтому при ограничении области допустимого применения разных СИЗОД, закреплённого в законодательстве развитых стран (см. Законодательное регулирование выбора и организации применения респираторов), стали использовать результаты именно производственных испытаний. Это, например, привело с изменению ограничений для полнолицевых масок с высокоэффективными фильтрами с 100 до 50 ПДК (США), с 400 ПДК до 40 ПДК (ФРГ) и с 900 ПДК до 40 ПДК (Англия[49]); у респираторов с принудительной подачей воздуха: под неплотно прилегающую лицевую часть — с 1000 ПДК до 25 ПДК (США[14]), под полумаску - с 500 до 50 ПДК (США[12]), под полнолицевую маску - с 100 до 40 ПДК (Англия[48]). Результаты многочисленных производственных испытаний и их обсуждение специалистами привели к ограничению области допустимого применения полумасок 10 ПДК (США[70]).
Существенное отличие результатов лабораторных и производственных испытаний побудило NIOSH потребовать от изготовителей высокоэффективных СИЗОД проводить производственные испытания — как условие сертификации респиратора в США[28].
В СССР и в РФ не было и нет ни одного нормативного документа, который бы регулировал выбор и применение респираторов. Единых общегосударственных требований к работодателю в РФ нет, и области допустимого применения респираторов не ограничены. Из-за практически полного отсутствия производственных испытаний СИЗОД в производственных условиях рекомендации русскоязычных авторов — не обоснованы и обычно сильно завышены; их нельзя использовать. Поэтому при выборе и организации применения СИЗОД желательно использовать не рекомендации, основанные на лабораторных испытаниях, а опыт развитых стран, закреплённый в их законодательстве.
Рекомендуемые учебные пособия
(используются при подготовке специалистов по охране труда в США, разработаны на основании результатов испытаний респираторов в производственных условиях, и соответствуют требованиям законодательства к выбору и организации применения СИЗОД)
- Нэнси Боллинджер, Роберт Шюц «NIOSH Guide to Industrial Respiratory Protection» NIOSH, 1987 г. Есть перевод: «Руководство по применению респираторов в промышленности» 1987
- Нэнси Боллинджер: Руководство по выбору респираторов NIOSH, 2004 г. Есть перевод: Руководство по выбору респираторов. 2004
Литература
- ↑ Cralley L.V., Cralley L.J. 3A // Patty's Industrial Hygiene and Toxicology. — 2. — New York: Willey-Interscience, 1985. — Т. 2. — С. 677-678.
- ↑ Sherwood R.J. On the Interpretation of Air Sampling for Radioactive Particles (англ.) // American Industrial Hygiene Association Journal. — Taylor & Francis, 1966. — Vol. 27, no. 2. — P. 98-109. — ISSN 0002-8894.
- ↑ R. J. Sherwood and D. M. S. Greenhalgh. A Personal Air Sampler (англ.) // The Annals of Occupational Hygiene. — Oxford University Press, 1960. — Vol. 2, no. 2. — P. 127-132.
- ↑ Harris H.E., W.C. DeSieghardt et al. Respirator Usage and Effectiveness in Bituminous Coal Mining Operations (англ.) // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1974. — Vol. 35, no. 3. — P. 159-164.
- ↑ Revoir W.H. Respirators for Protection against Cotton Dust // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1974. — Т. 35, № 3. — С. 503-510.
- ↑ Samimi Behzad, Neilson A. et al. The Efficiency of Protective Hoods Used by Sandblasters to Reduce Silica Dust Exposure // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1975. — Т. 36, № 2. — С. 140-148.
- ↑ Moore D.E., Smith T.J. Measurement of protection factors of chemical cartridge, half-mask respirators under working conditions in a copper smelter // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1976. — Т. 37, № 8. — С. 453-458.
- ↑ Brooks S. M., L. Anderson et al. The Effects of Protective Equipment on Styrene Exposure in Workers in the Reinforced Plastics Industry // Archives of Environmental Health: An International Journal. — Taylor & Francis, 1980. — Т. 35, № 5. — С. 287-294.
- ↑ Smith T.J., W.C. Ferrel et al. Inhalation exposure of cadmium workers: effects of respirator usage // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1980. — Т. 41, № 9. — С. 624-629.
- ↑ Myers W.R., M.J. Peach III. Performance measurements on a powered air-purifying respirator made during actual field use in a silica bagging operation // The Annals of Occupational Hygiene. — 1983. — Т. 27, № 3. — С. 251-259.
- ↑ 1 2 3 4 Shane S. Que Hee; P. Lawrence. Inhalation Exposure of Lead in Brass Foundry Workers: The Evaluation of the Effectiveness of a Powered Air-Purifying Respirator and Engineering Controls // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1983. — Т. 44, № 10. — С. 746-751.
- ↑ 1 2 3 Lenhart S.W. and D.L. Campbell. Assigned protection factors for two respirators types based upon workplace performance testing // The Annals of Occupational Hygiene. — 1984. — Т. 28, № 2. — С. 173-182.
- ↑ Fergin S. Respirator Evaluation for Carbon Setters with Beards // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1984. — Т. 45, № 8. — С. 533-537.
- ↑ 1 2 Myers W.R., M.J. Peach et al. Workplace Protection Factor Measurements on Powered Air-Purifying Respirators at a Secondary Lead Smelter: Results and Discussion // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1984. — Т. 45, № 10. — С. 681-688.
- ↑ Letter to the Editor // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1982. — Т. 43, № 12. — С. А16.
- ↑ Letter to the Editor // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1983. — Т. 44, № 3. — С. В24-27.
- ↑ Letter to the Editor (respirator performance terminology) // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1985. — Т. 46, № 3. — С. В22-24.
- ↑ 1 2 Miller J.D. NIOSH Respirator Decision Logic. — National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). — DHHS (NIOSH), 1987. — 61 p.
- ↑ Sherwood R.J. Letters to the Editor // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1997. — Т. 58, № 3. — С. 251.
- ↑ 1 2 Zhuang Z., C. Coffey et al. Correlation Between Quantitative Fit Factors and Workplace Protection Factors Measured in Actual Workplace Environments at a Steel Foundry // American Industrial Hygiene Association Journal. — 2003. — Т. 64, № 6. — С. 730-738.
- ↑ Grauvogel Lawrence. Effectiveness of a Positive Pressure Respirator for Controlling Lead Exposure in Acid Storage Battery Manufacturing // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1986. — Т. 47, № 2. — С. 144-146.
- ↑ Larsen R.S. A Practical Field Method for Measuring the Effectiveness of Intermittent Respirator Usage // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1986. — Т. 47, № 12. — С. A775-А776.
- ↑ Reed L.D., Lenhart S.W. et al. Workplace Evaluation of a Disposable Respirator in a Dusty Environment // Applied Industrial Hygiene. — Taylor & Francis, 1987. — Т. 2, № 2. — С. 53-56.
- ↑ Akkersdijk H., C.F. Bremmer, C. Schliszka and T. Spee. Effect of Respiratory Protective Equipment on Exposure to Asbestos Fibres During Removal of Asbestos Insulation // The Annals of Occupational Hygiene. — 1989. — Т. 33, № 1. — С. 113-116.
- ↑ 1 2 Tannahill S.N., R.J. Willey and M.H. Jackson. Workplace Protection Factors of HSE Approved Negative Pressure Full-Facepiece Dust Respirators During Asbestos Stripping: Preliminary Findings // The Annals of Occupational Hygiene. — 1990. — Т. 34, № 6. — С. 541-552.
- ↑ Galvin K., S. Selvin and R. Spear. Variability in protection afforded by half-mask respirators against styrene exposure in the field // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1990. — Т. 51, № 12. — С. 625-631.
- ↑ Hery M., Mario Villa et al. Assesment of the performance of respirators // The Annals of Occupational Hygiene. — 1991. — Т. 35, № 2. — С. 181-187.
- ↑ 1 2 Johnson A.R., W.R. Myers et al. Review of respirator performance testing in the workplace: issues and concerns // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1992. — Т. 53, № 11. — С. 705-712.
- ↑ Gaboury A., Burd D.H. and Friar R.S. Workplace Protection Factor Evaluation of Respiratory Protective Equipment in a Primary Aluminum Smelter // Applied Occupational and Environmental Hygiene. — Taylor & Francis, 1993. — Т. 8, № 1. — С. 19-25.
- ↑ 1 2 Löf A., C. Brohede et al. The effectiveness of respirators measured during styrene exposure // International Archives of Occupational and Environmental Health. — Springer-Verlag, 1993. — Т. 65, № 1. — С. 29-34.
- ↑ Byung-Kook Lee, Choong-Won Lee, Kyu-Dong Ahn. The effect of respiratory protection with biological monitoring on the health management of lead workers in a storage battery industry // International Archives of Occupational and Environmental Health. — 1993. — Т. 65, № S1. — С. S181-S184.
- ↑ Wallis G., Menke R., Chelton C. Workplace field testing of a disposable negative pressure half-mask dust respirator (3M 8710) // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1993. — Т. 54, № 10. — С. 576-583.
- ↑ Nelson T.J. The Assigned Protection Factor of 10 for Half-mask Respirators // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1995. — Т. 56, № 7. — С. 717-724.
- ↑ Spear T.M., J. DuMond et al. Respirator Protection and Acceptability Among Agricultural Workers // Applied Occupational and Environmental Hygiene. — 1995. — Т. 10, № 7. — С. 595-605.
- ↑ Zhuang Z., W.R. Myers. Field Performance Measurements of Half-Facepiece Respirators—Paint Spraying Operations // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1996. — Т. 57, № 1. — С. 50-57.
- ↑ Myers W.R., Z. Zhuang, T. Nelson. Field Performance Measurements of Half-Facepiece Respirators—Foundry Operations // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1996. — Т. 57, № 2. — С. 166-174.
- ↑ Conroy L.M., R.M. Menezes-Lindsay et al. Lead, Chromium, and Cadmium Exposure during Abrasive Blasting // Archives of Environmental Health: An International Journal. — 1996. — Т. 51, № 2. — С. 95-99.
- ↑ Nelson T.J. The Assigned Protection Factor According to ANSI // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1996. — Т. 57, № 8. — С. 735-740.
- ↑ Riitta E.E. Riala and H.M. Riipinen. Respirator and High Efficiency Particulate Air Filtration Unit Performance in Asbestos Abatement // Applied Occupational and Environmental Hygiene. — 1998. — Т. 13, № 1. — С. 32-40.
- ↑ Myers W.R. and Z. Zhuang. Field Performance Measurements of Half-Facepiece Respirators: Steel Mill Operations // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1998. — Т. 59, № 11. — С. 789-795.
- ↑ Limasset J.C., P. Simon et al. Estimation of the percutaneous absorption of styrene in an industrial situation // International Archives of Occupational and Environmental Health. — 1999. — Т. 72, № 1. — С. 46-51.
- ↑ Gobba F., S. Ghittori, M. Imbriani, A. Cavalleri. Evaluation of half-mask respirator protection in styrene-exposed workers // International Archives of Occupational and Environmental Health. — 2000. — Т. 73, № 1. — С. 56-60.
- ↑ Spear T.M., J. DuMond et al. An Effective Protection Factor Study of Respirators Used by Primary Lead Smelter Workers // Applied Occupational and Environmental Hygiene. — 2000. — Т. 15, № 2. — С. 235-244.
- ↑ Weber R.A., H.E. Mullins. Measuring Performance of a Half-Mask Respirator in a Styrene Environment // American Industrial Hygiene Association Journal. — 2000. — Т. 61, № 3. — С. 415-421.
- ↑ Hanley K.W. and S.W. Lenhart. Manganese Dioxide Exposures and Respirator Performance at an Alkaline Battery Plant // Applied Occupational and Environmental Hygiene. — 2000. — Т. 15, № 7. — С. 542-549.
- ↑ Nelson T.J., T.H. Wheeler, T.S. Mustard. Workplace Protection Factors—Supplied Air Hood // American Industrial Hygiene Association Journal. — 2001. — Т. 62, № 1. — С. 96-99.
- ↑ 1 2 Wu Ming-Tsang. Assessment of the Effectiveness of Respirator Usage in Coke Oven Workers // American Industrial Hygiene Association Journal. — 2002. — Т. 63, № 1. — С. 72-75.
- ↑ 1 2 Clayton M.P., B. Bancroft and B. Rajan. A Review of Assigned Protection Factors of Various Types and Classes of Respiratory Protective Equipment with Reference to their Measured Breathing Resistances // The Annals of Occupational Hygiene. — 2002. — Т. 46, № 6. — С. 537-547.
- ↑ 1 2 Respiratory protective equipment at work A practical guide. — The Health and Safety Executive. — 2007. — 62 с. — ISBN 9780717629046.
- ↑ Don-Hee Han. Correlations between Workplace Protection Factors and Fit Factors for Filtering Facepieces in the Welding Workplace // Japan Science and Technology Agency Industrial Health. — 2002. — Т. 40, № 4. — С. 328-334.
- ↑ 1 2 3 Nicas M. and Neuhaus J. Variability in Respiratory Protection and the Assigned Protection Factor // Journal of Occupational and Environmental Hygiene. — Taylor & Francis, 2004. — Т. 1, № 2. — С. 99–109.
- ↑ Bidwell J. and L. Janssen. Workplace Performance of an N95 Respirator in a Concrete Block Manufacturing Plant (англ.) // International Society for Respiratory Protection Journal of the International Society for Respiratory Protection. — www.isrp.com, 2004. — Vol. 21. — P. 94-102.
- ↑ 1 2 3 Lee Shu-An, S.A. Grinshpun et al. Laboratory and Field Evaluation of a New Personal Sampling System for Assessing the Protection Provided by the N95 Filtering Facepiece Respirators against Particles // The Annals of Occupational Hygiene. — 2005. — Т. 49, № 3. — С. 245-257.
- ↑ Lee Shu-An, Atin Adhikari et al. Respiratory Protection Provided by N95 Filtering Facepiece Respirators Against Airborne Dust and Microorganisms in Agricultural Farms // Journal of Occupational and Environmental Hygiene. — 2005. — Т. 2, № 11. — С. 577–585.
- ↑ 1 2 Janssen L. and J. Bidwell. Performance of a Full Facepiece, Air-Purifying Respirator Against Lead Aerosols in a Workplace Environment // Journal of Occupational and Environmental Hygiene. — 2007. — Т. 4, № 2. — С. 123–128.
- ↑ 1 2 Fu-Kuei Chang, Mei-Lien Chen et al. Evaluation of dermal absorption and protective effectiveness of respirators for xylene in spray painters // International Archives of Occupational and Environmental Health. — 2007. — Т. 81, № 2. — С. 145-150.
- ↑ Cramp K.S. Statistical Issues with Respect to Workplace Protection Factors for Respirators // Journal of Occupational and Environmental Hygiene. — Taylor & Francis, 2007. — Т. 4, № 3. — С. 208-214.
- ↑ Janssen L., T.J. Nelson, Karen T. Cuta. Workplace Protection Factors for an N95 Filtering Facepiece Respirator // Journal of Occupational and Environmental Hygiene. — 2007. — Т. 4, № 9. — С. 698–707.
- ↑ Janssen L. and T.J. Nelson. Performance of an N95 Filtering Facepiece Respirator in a Grinding Operation // International Society for Respiratory Protection Journal of the International Society for Respiratory Protection. — www.isrp.com, 2007. — Т. 24. — С. 21-30.
- ↑ 1 2 Janssen L., Bidwell J. et al. Workplace Performance of a Hood-Style Supplied-Air Respirator // Journal of Occupational and Environmental Hygiene. — 2008. — Т. 5, № 7. — С. 438-443.
- ↑ Janssen L., Nicole V. McCullough. Elastomeric, Half-Facepiece, Air-Purifying Respirator Performance in a Lead Battery Plant // Journal of Occupational and Environmental Hygiene. — 2009. — Т. 7, № 1. — С. 46–53.
- ↑ Kyungmin Jacob Cho, S. Jones et al. Effect of Particle Size on Respiratory Protection Provided by Two Types of N95 Respirators Used in Agricultural Settings // Journal of Occupational and Environmental Hygiene. — 2010. — Т. 7, № 11. — С. 622–627.
- ↑ Воробъёв ВА. Индивидуальное защитное приспособление "Экран-1м". — Труды кубанского сельскохозяйственного института. — Краснодар, 1974. — Т. 82(110). — С. 17-22.
- ↑ Тюриков Б.М., Гаврищук В.И. Исследование средств индивидуальной защиты органов дыхания для работников кормопроизводства // Безопасность труда в животноводстве. Сб. науч. трудов.. — Орёл: ВНИИ охраны труда в сельском хозяйстве, 1983. — С. 86-90.
- ↑ Гаврищук В.И, Тюриков Б.М. Защита органов дыхания при работе с минеральными удобрениями. — Пути ускорения нормализации условий труда работников сельского хозяйства Сб. трудов. — Орел: ВНИИОТ ГАП СССР, 1988. — С. 116-121.
- ↑ Тюриков, Борис Михайлович. Улучшение условий и охраны труда работников АПК путем обоснования, разработки и использования дыхательных аппаратов. — Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, 2010. — 661 с.
- ↑ Никифоров И.Н., С.Л. Каминский и др. Результаты испытаний фильтрующих респираторов модели Снежок / Гл. ред. Цуцков М.Е.. — Комплексные проблемы охраны труда. Сборник научных работ институтов охраны труда ВЦСПС. — Москва: Профиздат, 1979. — С. 104-108.
- ↑ Вихлянцев А.В, Каминский С.Л. и др. Газопылезащитные респираторы Лепесток-В для работников цветной металлургии. — Развитие техники безопасности и производственной санитарии. Сборник научных работ институтов охраны труда ВЦСПС. — Профиздат, 1987. — С. 68-71.
- ↑ Хохлов Е.Н., Э.А. Смородин, Л.А. Миронов, И.Д. Синицына. Средства индивидуальной защиты от хлористого метилена // Технология судостроения. — Ленинград: : ЦНИИ Румб,, 1979. — Вып. 7. — С. 92-94.
- ↑ Nancy Bollinger. NIOSH Respirator Selection Logic. — NIOSH. — Cincinnati, OH: DHHS (NIOSH), 2004. — 32 p.