防毒面具

呼吸防护用品按用途可分为防尘、防毒和供气式3类，按防护原理可分为过滤式（又称净化式）、自给式（又称隔绝式）。呼吸防护用品是预防尘肺病和职业中毒等职业病的重要防护产品，主要品种有防尘口罩、防毒面具、空气呼吸器、氧气呼吸器等。
防毒面具是一种过滤式呼吸防护用品，是利用面罩与人面部周边形成密合，使人员的眼睛、鼻子、嘴巴和面部与周围染毒环境隔离，同时依靠滤毒罐中吸附剂的吸附、吸收、催化作用和过滤层的过滤作用将外界染毒空气进行净化，提供人员呼吸用洁净空气。防毒面具一般由面罩、滤毒罐、导气管、防毒面具袋等组成。
防毒面具从结构上可分为导气管式防毒面具和直接式防毒面具2种。导气管式防毒面具由面罩、大型或中型滤毒罐和导气管组成。直接式防毒面具由面罩和小型滤毒罐组成。直接式防毒面具体积小、重量轻、便于携行。而导气管式防毒面具体积和重量都稍大一些，可提供较长时间的防护。
当人员佩戴防毒面具后，呼吸气路循环过程如图1所示，其中红色线条表示吸气气流，蓝色线条表示呼气气流。吸气时，染毒气体通过滤毒罐吸除有害物质后成为洁净空气，通过吸气活门进入面罩内，气流经口鼻罩或阻水罩引导进入人员呼吸道内；呼气时，人体呼出的气体经面罩呼气活门排入大气中。使用过程中，不断重复以上呼吸循环过程，直至停止使用。

面罩的结构

面罩是防毒面具的重要组成部分，是使人员面部与外界染毒空气隔离的部件。面罩一般由罩体、阻水罩（导流罩）、眼窗、通话器、呼（吸）气活门及头带组成，有的还根据需要设置有视力矫正镜片。

面罩的分类

面罩根据固定系统的不同，可分为头盔式、头带式和网罩式3种；根据眼窗的数量和大小，可分为双目式、单目式和全脸式3种。
头盔式面罩的主体与头顶部分连在一起，具有佩戴方便，佩戴后稳定性和气密性好等特点，但缺点是对头面部的压痛较大，影响听力，且对人员面型的尺寸变异范围适应性差，满足全体人员面型所需要的面罩规格较多。头带式面罩是用头带或头罩将面罩固定在人员的面部，优点是对人员头型和尺寸的适应性强，面罩规格少，不影响听力，缺点是佩戴相对较复杂，增加了对密合框的压力。网罩式则综合了上述2种固定系统的优点。

防护原理

面罩的防护效果取决于面罩各个接口的气密性，如眼窗、通话器、过滤罐等部位接口的气密性，即平常所说的面罩装配气密性。另外，我们可以将面罩密合框与人员头面部的密合部位也看作一个接口，这就是面罩最大接口的气密性问题，也是面罩在使用时最重要的佩戴气密性问题。
在面罩罩体的内侧周边有密合框，它是面罩与佩戴者面部贴合的部分或部件，由橡胶材料制成。在双目式和单目式面罩结构中，密合框与罩体主体是一个整体部件；在全脸式面罩结构中，密合框是一个独立的部件。密合框的功能是将面罩内部空间与外部空间隔绝，防止有毒、有害气体漏入面罩内部空间，保障防毒面具的呼吸系统正常工作，确保防毒面具的防护性能。密合框根据结构可分为单片型密合框、反折边型密合框（又称T型密合框）、双反折边型密合框（又称双T型密合框）、气垫管型密合框、海绵塑料垫密合框、波纹状密合框等6种。设计合理、性能优良的密合框能适应人头面型的变化，使绝大多数人佩戴面具后既达到气密的要求，又满足长期佩戴舒适性的要求。

佩戴方法

佩戴防毒面具时，使用者首先要根据自己的头型大小选择合适的面具。佩戴防毒面罩时，将中、上头带调整到适当位置，并松开下头带，用两手分别抓住面罩两侧，屏住呼吸，闭上双眼，将面罩下巴部位罩住下巴，双手同时向后上方用力撑开头带，由下而上戴上面罩，并拉紧头带，使面罩与脸部确实贴合，然后深呼一口气，睁开眼睛。
检查面罩佩戴气密性的方法是：用双手掌心堵住呼吸阀体进出气口，然后猛吸一口气，如果面罩紧贴面部，无漏气即可，否则应查找原因，调整佩戴位置直至气密。
佩戴时应注意不要让头带和头发压在面罩密合框内，也不能让面罩的头带爪弯向面罩内。另外，使用者在佩戴面具之前应当将自己的胡须剃刮干净。

滤毒罐的防毒原理

滤毒罐内的装填物是由吸附剂层和过滤层两部分构成。其中，吸附剂层是过滤有毒蒸气的，过滤层是过滤有害气溶胶的。滤毒罐根据装填方式的不同，分为轴流式（层装式）和径流式（套装式）2种。轴流式滤毒罐内的吸附剂层是以床层方式装填的，截面不变，气体沿滤毒罐轴向流动（见图3）。径流式滤毒罐内的吸附剂层是套装的，截面是变化的，气体沿滤毒罐直径方向流动（见图4）。

滤毒罐的分类

根据滤毒罐与面罩的连接方式不同，滤毒罐可分为直接式和导气管式2类。直接式滤毒罐直接与面罩相连，一般放置在面罩的嘴部正下方或左颊处，也有一些滤毒罐放置在面罩的右颊处，以便于左撇子佩戴者使用。还有一些面具左右颊均设有滤毒罐接口，可根据使用者的需要将滤毒罐放置在任意一处，未利用的接口可安装1副通话器；也可在左右两侧均装上滤毒罐而形成双罐型面具。直接式滤毒罐一般为轴流式结构。导气管式滤毒罐通过一波纹状橡胶导气管与面罩相连，一般为径流式结构，其体积、重量比轴流式的大，防毒性能也较轴流式有所增强。
对蒸气状毒剂的吸着和对有害气溶胶的过滤是2种不同的过程，只有在进一步弄清防毒原理的基础上，才能正确理解滤毒罐的防毒性能，正确运用防护面具。

吸附剂层的防毒原理

有毒蒸气是工业毒物的基本状态之一，主要通过呼吸器官、眼睛和皮肤伤害人员。不论何种工业毒物，也不论采用何种使用方法，有毒蒸气总是存在的。因此，对于有毒蒸气的防护是基本的，防毒面具都必须有吸着有毒蒸气用的吸附剂层。
防毒面具的吸附剂层，采用的是载有催化剂或化学吸着剂的活性炭。这种活性炭通常称为浸渍活性炭或浸渍炭，或称为防毒炭或催化炭。
活性炭是浸渍炭的基础，浸渍炭的防毒性能在很大程度上取决于活性炭的性能与质量。在活性炭的过渡孔和大孔表面上，载有铜、银、铬或钼、锌等金属氧化物，这就是浸渍活性炭。这些金属氧化物的加入数量，对防毒性能影响较大。除添加这些金属氧化物外，为进一步提高防毒性能和稳定性，有的浸渍炭上还加有少量的碱（氢氧化钠）、氮苯、葡萄糖、三乙二胺之类的化学药剂。
浸渍活性炭通过如下3种作用来达到防毒目的。
① 物理吸附作用。所谓吸附，是指流体分子在固体表面增稠或凝聚的现象。物理吸附是由吸附质与吸附剂分子间的力相互吸引发生的，被吸附分子保持着原来的化学性质，吸附热较低，无选择性，吸附和脱附速度较快，例如，活性炭对沙林、芥子气、氯等毒剂蒸气就是物理吸附作用。
② 化学吸附作用。化学吸附是由吸附质与吸附剂分子之间以类似化学链的力相吸发生的，吸附质与吸附剂形成表面化合物，吸附热较高，有选择性，通常不可逆。浸渍炭借助于添加金属氧化物来提高对难吸附毒剂的防毒能力。
在浸渍炭吸附光气时，炭上的水分能与之发生水解反应。所以，当滤毒罐受潮后，对光气的防护能力会有所提高。由于化学吸着作用是在炭上发生化学变化，所以过滤罐吸收氰化氢之类的毒剂失效以后，是不能用普通办法使之再生的。而借助物理吸附作用进行防护时，过滤罐失效以后还可以再生。
③ 催化作用。催化作用是指某些难被物理吸附和化学吸附的有毒蒸气，采用催化剂使之发生催化反应，可以显著提高化学反应速度，例如铜和铬的氧化物与难以吸附的氯化氰、砷化氢等起水解反应。浸渍炭上发生的催化反应，主要是空气中的氧和水，在催化剂的作用下，与毒剂发生反应。
应当指出，催化剂在反应中只是提高了化学反应的速度，本身并未发生化学变化，且会逐渐被反应生成物所覆盖，而失去催化作用。所以，利用催化作用进行防毒，其防毒能力是有限的。同时，某种催化剂只能对一两种毒剂起催化作用，某一种化学吸附剂也只限于吸附某一类毒剂，而物理吸附则具有广谱性（可在不同程度上吸附所有的毒剂）。浸渍活性炭就是依靠物理吸附、化学吸附和催化这3种作用，对毒剂进行可靠的防护。

过滤层的防毒原理

过滤层是专门用来过滤有害气溶胶的。生产过程中产生的毒烟（固体微粒）、毒雾（液体微粒）、放射性灰尘和含细菌、病毒的微粒等，称为有害气溶胶。过滤层对有害气溶胶的过滤过程与气溶胶微粒的化学性质关系不大，主要与其物理性质、运动特性有关。
过滤层过滤气溶胶的过程。目前常用的玻璃纤维过滤层是由许多层纵横交错的纤维网格组成，气溶胶微粒通过时，总有机会接触到纤维而被阻留。发生这种接触的诸多效应中，主要是截留效应、惯性效应、扩散效应和静电效应等4种，其中起主要作用的又是前3种效应。
滤烟层有2种：完全的与非完全的。完全的滤烟层采用过滤材料除去空气中的粒子，也就是说，过滤材料将大于孔隙的粒子挡在外面。然而，大部分面具的滤烟层是非完全滤烟层，这意味着它们含有比要除去的粒子直径大的孔隙，利用截留、沉降、惯性、扩散和静电效应的组合来去除粒子。真正发挥作用的组合过滤机理取决于粒子通过滤烟层的速率和粒子的尺寸，起主要作用的又是截留效应、惯性效应和扩散效应。
过滤层的防毒性能。气溶胶和蒸气是2种不同的物态，其物理和运动特性也不尽相同，所以，过滤层过滤气溶胶和吸附剂层吸着毒剂蒸气，具有完全不同的特点。吸附剂层吸着毒剂时，一开始在吸附剂层的尾气流中没有毒剂分子透过，一段时间以后，尾气中开始有毒剂分子出现，毒剂浓度由小变大，逐渐增加，最终达到防护的阈值而穿透面具过滤罐。而气溶胶通过过滤层时，一开始就有烟雾透过，发生瞬时穿透，并且在通常情况下穿透浓度基本不变，不随时间的延长而增大。
在使用防毒面具时，应根据生产环境中不同种类和性质的有毒蒸气、气体、有害气溶胶选择合适的滤毒罐。GB 2890-1995中规定了8种类型的滤毒罐，其中带过滤层的在罐上加注字母“L”。
编辑 冯瑾