美国过滤式呼吸器具和标准
1995年美国俄克拉荷马市联邦政府大楼遭袭击事件,2001年9.11纽约世贸大厦、五角大楼被袭击,2000年的炭疽事件,使个体防装备在突发性事件中,对人员的安全、应急反应速、营救效果、事件控制、现场调查等方面的重要性凸显。为此NIOSH(美国国家职业安全与健康研究所)修订了过滤式呼吸器标准。这个过滤式呼吸器标准得到广泛应用具有指导意义,给我们学习国标GB2890-2009《自吸过滤式防毒面具》提供了比照样本。
1.过滤式呼吸器有3主面的特殊测试要求:
a.有毒气体防护时间测试;b.化学战争毒剂(CWA)穿透和渗透性测试;c.实验室呼吸防护水平(LRPL)测试。
1.1有毒气体防毒时间测试:
a.滤毒盒认证(NIOSH认证TC-23C类)用于半头罩的PAPR呼吸器,在不缺氧条件下从浓度不高于IDLH(危险浓度)的环境中逃生.
b.滤毒罐认证(NIOSH认证TC-14G类)用于全面罩CBRN APR和PAPR,在不缺氧的情况下,可用于从高于IDLH(危险浓度)条件下的逃生。
c. NIOSH认证使用标备的测试毒剂,在规定的浓度条件下测试防护时间,能够达到的防毒时间。
1.2滤毒盒、滤毒罐的级别:
有四个级别,分别为:CAP 1(15 min)、CAP 2(30 min)、CAP 3(45 min)和CPA 4(60 min),如果防毒时间能够超过60min,按每增加30min提高一个级别。
2.滤毒罐和滤毒盒的滤毒效率:
2.1滤毒罐
测试毒剂 |
挑战浓度(ppm) |
透过浓度(ppm) |
氨气(Ammonia) |
2500 |
12.5 |
氯化氰(Cyanogen Chloride) |
300 |
2 |
环己烷(Cyclohexane) |
2600 |
10 |
甲醛(Formaldehyde) |
500 |
1 |
氰化氢(Hydrogen Cyanide) |
940 |
4.7* |
硫化氢(Hydrogen Sulfide) |
1000 |
5.0 |
二氧化氮(Nitrogen Dioxide) |
200 |
1ppmNO或25ppmNO |
光气(Phosgene) |
250 |
1.25 |
磷化氢(Phosphine) |
300 |
0.3 |
二氧化硫(Sulfur Dioxide) |
1500 |
5 |
2.2滤毒盒
挑战毒剂 |
挑战浓度(ppm) |
终点透过浓度(ppm) |
氨气(Ammonia) |
1250 |
12.5 |
氯化氰(Cyanogen Chloride) |
150 |
2 |
环己烷(Cyclohexane) |
1300 |
10 |
甲醛(Formaldehyde) |
250 |
1 |
氰化氢(Hydrogen Cyanide) |
470 |
4.7* |
硫化氢(Hydrogen Sulfide) |
500 |
5.0 |
二氧化氮(Nitrogen Dioxide) |
100 |
1ppmNO或25ppmNO |
光气(Phosgene) |
125 |
1.25 |
磷化氢(Phosphine) |
150 |
0.3 |
二氧化硫(Sulfur Dioxide) |
750 |
5 |
3.测试条件:
3.1室温和流量:滤毒罐测试选择室温25±5°C,25±5% RH和80±5% RH两个湿度,64L/min连续流量;另外,对同样的挑战气体和挑战浓度水平,还要求在25±5°C、50±5% RH和100L/min流量下,必须保证至少有5min的防毒时间。
3.2对同时使用多个过滤元件的设计,测试流量平分。
3.3滤毒罐和滤毒盒在进行防毒时间测试之前还必须经耐受性与抗震等预处理。
4.测试毒剂:
测试毒剂有三类:a.工业用有毒化学品(TICs)、b.工业用有毒物质(TIMs)c.战争毒剂,共151种,确定其中的139种为呼吸性有害物质,选出有代表性的测试毒剂。微生物和放射性物质作为粉尘颗粒物类的滤料。
4.1测试毒剂分类
毒物数量 |
类别 |
61 |
蒸气压低于环己烷的有机蒸气 |
32 |
酸性气体 |
4 |
碱性气体 |
4 |
氢化物 |
5 |
氮氧化物 |
1 |
甲醛 |
32 |
颗粒物 |
4.2代表性毒剂
类别 |
TRA |
蒸气压低于环己烷的有机蒸气 |
环己烷 |
酸性气体 |
SO2、H2S、CNCI、COCI2、HCN |
碱性气体 |
氨 |
氢化物 |
磷化氢 |
氮氧化物 |
二氧化氮 |
甲醛 |
甲醛 |
颗粒物 |
DOP |
5.毒剂穿透和渗透性性测试
5.1化学毒剂穿透和渗透测试是测试的一个组成部分:选择了沙林(GB)和硫芥子气(HD)作为代表物。HD因其所具有的侵入性特点被选作呼吸器材料抗渗透性测试的代表,分别用蒸气和液滴测试,同时还用GB蒸气对过滤式呼吸器作长时间暴露测试。
5.2化学毒剂穿透和渗透的测试条件
实验室呼吸防护水平(LRPL),测试使用0.4~0.6чm的玉米油,测试环境浓度为20~40 mg/ m3。
5.3化学毒剂穿透和渗透测试表
认证种类 |
滤毒罐 |
滤毒盒 |
||
测试毒剂 |
CB |
HD蒸气 |
GB |
HD蒸气 |
浓度mg/ m3 |
2000 |
300 |
210 |
50 |
挑战时间min |
30 |
30 |
30 |
30 |
呼吸流量L/min |
40 |
40 |
40 |
40 |
峰值穿透Mg/m3 |
0.087 |
0.60 |
0.044 |
0.30 |
最大透过剂量mg-min/m3 |
2.1 |
6.0 |
1.05 |
3.0 |
最小防毒时间h |
6 |
6 |
8 |
8 |
6. 适合性检验,
按照标准程序,测试受试者佩戴呼吸器做在各种规定条件下所能达到的适合因数,为能够反映应急作业特点,在适合性检验标准动作共计11个,每个动作维持1min,按照以下顺序进行:正常呼吸、深呼吸、左右转头、上下抬头低头、大声说话或阅读、模拟射击瞄准动作、弯腰手触地和向上伸手、双手触地、双膝脆地,左右转头、扮鬼脸(笑和皱眉)、爬梯/扶梯(双人组合)、正常呼吸。
7. 注意事项
7.1按照防毒时间,滤毒罐分4个级别,即15、30、45以及60min,还增加了一氧化碳的防护选项,但不作为强制要求。
7.2过滤元件都是在同样条件下测试的,获得的认证级别越高,说明防护容量越大,但通常也会加大重量。
7.3使用CBRN过滤式呼吸器过滤元件要按规定时间进行更换。
7.4使用环境氧气含量在正常范围内。