Maska przeciwgazowa

Maska przeciwgazowa – indywidualne urządzenie, przylegające do twarzy i wykonane z gumy, silikonu lub innych materiałów, służące do ochrony dróg oddechowych, oczu i skóry twarzy przed działaniem bojowych środków trujących, pyłów radioaktywnych a także bakterii i wirusów chorobotwórczych. Maska przeciwgazowa ma zastosowanie militarne dla ochrony przed atakami z użyciem broni chemicznej, w przemyśle chemicznym, dla ochrony przed lotnymi zanieczyszczeniami przemysłowymi oraz górnictwie i pożarnictwie.

Fińska filtracyjna maska przeciwgazowa z 1939 r.

Maski przeciwgazowe występują zwykle w dwóch rodzajach:

  • Maski filtracyjne, które oczyszczają skażone powietrze za pomocą filtrów, filtropochłaniaczy albo pochłaniaczy.
  • Maski izolacyjne (np. o zastosowaniu medycznym), w których sprężone w wysokociśnieniowej butli powietrze doprowadzane jest do maski elastycznymi przewodami lub regenerowane na drodze reakcji z odpowiednimi substancjami chemicznymi.

HistoriaEdytuj

 
Wczesne brytyjskie maski projektu MacPhersona, 1915 r.
 
Rosyjscy żołnierze w maskach Zielinskiego z pochłaniaczami węglowymi, 1915 r.
 
Niemieccy żołnierze w maskach z pochłaniaczami węglowymi,
1916-1918 r.

Jako przykład pierwszych prymitywnych urządzeń chroniących drogi oddechowe mogą posłużyć maski wprowadzone w kopalniach w 1799 r. przez Alexandra von Humboldta (pruskiego inżyniera górnictwa)[1]. Protoplastą współczesnych masek przeciwgazowych był natomiast wynalazek amerykanina Lewisa Hasletta 1847 r., który opatentował w 1849 r. Urządzenie to wyposażone było w filtr i zawór wydechowy, umożliwiające oddychanie przez nos i usta[2][3]. Inny typ maski znanej jako Safety Hood and Smoke Protector opracował w 1912 r. amerykański wynalazca Garrett Morgan[4]. Jego urządzenie miało postać bawełnianego kaptura wyposażonego w dwa długie zwisające do ziemi węże umożliwiające oddychanie (w założeniach powietrze przy gruncie miało być mniej zanieczyszczone - w przypadku dymu). W celu lepszego filtrowania powietrza w ich końce wtykane były wilgotne gąbki.

Znaczący rozwój masek przeciwgazowych przypadł jednak dopiero na okres I wojny światowej i wiązał się z masowym wykorzystywaniem przez walczące strony gazów bojowych. W wyniku zastosowania przez Niemców chloru podczas II bitwy pod Ypres (1915), wojska ententy zareagowały doraźnym wyposażeniem żołnierzy w bawełniane chusty owinięte muślinem. Koncepcja ta została następnie rozwinięta przez szkockiego lekarza Johna Haldanea, który opracował tzw. Black Veil Respirator – wacik nasączony roztworem absorbującym chlor, przymocowany do ust za pomocą owijającej go materiałowej chusty[5][6]. Pomysł Haldena z użyciem substancji absorbującej został wykorzystany przez kapitana Cluny MacPhersona który jeszcze w 1915 r. rozwinął go opracowując własną maskę przeciwgazową. Miała ona postać zakrywającego całą głowę kaptura z płótna nasączonego substancjami absorbującymi chlor i wyposażona była w przezroczysty wizjer z miki. Maska MacPhersona została przyjęta na wyposażenie jako Hypo helmet (British smoke hood), a następnie ulepszona jako PH helmet (nasączony substancjami pozwalającymi absorbować oprócz chloru także inne gazy bojowe jak np. fosgen, difosgen, chloropikryna[7][8][9][10].

Również w 1915 r. rosyjski chemik Nikołaj Zielinski opracował pierwszą udaną maskę przeciwgazową wyposażoną w pochłaniacz zawierający węgiel aktywny (który zapewniał wyjątkowo dobre właściwości pochłaniania gazów bojowych)[11]. Niedługo potem maski przeciwgazowe oparte na jego pomyśle stały się standardem wśród wszystkich walczących stron, zaś sam układ konstrukcyjny maski Zielińskiego (szczelna część twarzowa połączona z osobnym pochłaniaczem wypełnionym aktywnymi substancjami chemicznymi) wykorzystywany jest do dziś.

BudowaEdytuj

Maski filtracyjneEdytuj

Typowa filtracyjna maska przeciwgazowa składa się następujących elementów:

  • Część twarzowa – zwykle wykonana z gumy lub silikonu, posiadająca otwory do patrzenia wykonane z przeźroczystego materiału, zawory wdechowy i wydechowy oraz gwint umożliwiający podłączenie odpowiedniego pochłaniacza. Nowoczesne konstrukcje masek mają często podwójny zawór wydechowy, aby uniemożliwić zasysanie skażonego powietrza w momencie rozpoczynania wdechu oraz membranę umożliwiającą komunikację głosową (np. maski wojskowe). Innym udogodnieniem są złącza umożliwiające spożywanie płynów, zwykle przy użyciu specjalnie przystosowanych manierek lub camelbaków.
  • Torba przeznaczona do przechowywania i transportu maski oraz dodatkowego wyposażenia, np. stosowanych w zimie wkładek zabezpieczających przed szronem lub zestawu odkażającego.
  • Pochłaniacz lub filtropochłaniacz - element mocowany na dole maski, wykonany z cienkiej blachy lub tworzywa sztucznego, uformowany w kształcie płaskiej lub podłużnej walcowatej puszki. Filtropochłaniacze najczęściej są zintegrowane z częścią twarzową maski, przykręca się je do gwintu lub mocuje za pomocą specjalnych zamocowań. Większe filtropochłaniacze, podczas użytkowania znajdujące się w torbie, przyłącza się do maski za pomocą giętkiej karbowanej rury.

Maski izolacyjne z zamkniętym obiegiem gazówEdytuj

Typowa izolacyjna maska przeciwgazowa składa się z następujących elementów:

  • części twarzowej połączonej karbowaną rurą łączącą z pochłaniaczem; nie ma ona żadnych zaworów
  • pochłaniacza regeneracyjnego, wypełnionego ponadtlenkiem sodu (NaO
    2
    ) lub częściej – ponadtlenkiem potasu (KO
    2
    )[12], i zaopatrzonego w specjalne urządzenie inicjujące
  • worka oddechowego wykonanego z nieprzepuszczalnej, nagumowanej tkaniny, zaopatrzonego w zawór usuwający nadmiar tlenu. Worek w niektórych modelach masek ma kształt toroidalny i jest zakładany na szyję użytkownika.
  • torby do przenoszenia maski i dodatkowego wyposażenia

Działanie maski polega na przetwarzaniu wydychanego dwutlenku węgla i pary wodnej w tlen. W trakcie wydechu zużyte powietrze przechodzi przez pochłaniacz regeneracyjny, po czym gromadzi się w worku. Następnie, kiedy rozpoczyna się wdech powietrze wraca tą samą drogą do płuc użytkownika. Regeneracja zużytego powietrza wewnątrz pochłaniacza odbywa się według reakcji:

4KO2 + 2CO22K2CO3 + 3O2

4KO2 + 2H2O4KOH + 3O2

Bilans objętościowy powyższych reakcji jest dodatni, co wymaga stosowania zaworów nadciśnieniowych do usuwania nadmiaru gazów[12].

Ponieważ reakcje są egzotermiczne, powietrze z pochłaniacza wychodzi podgrzane, co w wielu przypadkach jest niekorzystne. Pochłaniacz działa jednorazowo, musi zostać zużyty bez żadnych przerw w pracy i nie można wykorzystać go powtórnie.

Ze względu na fakt całkowitej izolacji od otoczenia, maska może być używana nawet przy bardzo wysokich stężeniach szkodliwych substancji, a także w warunkach braku tlenu w otaczającej atmosferze. Ponadto niektóre typy masek izolacyjnych przystosowane są do pracy pod wodą na głębokości do kilku metrów.

Zobacz teżEdytuj

PrzypisyEdytuj

  1. Alexander Von Humboldt: Ueber die unterirdischen Gasarten und die Mittel, ihren Nachtheil zu vermindern: Ein Beytrag zur Physik der praktischen Bergbaukunde. Braunschweig, Friedrich Vieweg, 1799. (ang.)
  2. The invention of the gas mask (ang.). Ian Taggart. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-05-2)].
  3. Historical Fabrications on the Internet. W: John A. Drobnicki, Richard Asaro: Evolution in Reference and Information Services: The Impact of the Internet. Binghamton, New York: Haworth Information Press, 2001, s. 144. ISBN 978-0-7890-1723-9. (ang.)
  4. Curator speaks about Medina's Little Wiz Fire Museum (ang.). cleveland, 2020-02-12. [dostęp 2020-07-29]. [zarchiwizowane z tego adresu (2020-02-21)].
  5. Timothy C. Marrs, Robert L. Maynard, Frederick R. Sidell: Chemical warfare agents : toxicology and treatment. Wyd. 2nd ed. Chichester, England: Wiley, 2007, s. 157-174. ISBN 978-0-470-06003-2.
  6. Second Battle of Ypres Begins (ang.). history.com. [dostęp 2018-04-22].
  7. Victor Lefebure: The Riddle of the Rhine: Chemical Strategy in Peace and War. The Chemical Foundation Inc., 1923. ISBN 0-585-23269-5. (ang.)
  8. Macpherson Gas Hood . Accession #980.222 (ang.). The Rooms Provincial Museum Archives (St. John's, NL). [dostęp 2017-08-05].
  9. Biographical entry Macpherson, Cluny (1879 - 1966) (ang.). livesonline.rcseng.ac.uk. [dostęp 2018-04-22].
  10. The UK (ang.).
  11. A B Kozhevnikov: Stalin's great science: the times and adventures of Soviet physicists. Wyd. illustrated, reprint. Imperial College Press, 2004, s. 10–11. ISBN 978-1-86094-419-2. (ang.)
  12. a b Volker Hünnebeck: Aparat tlenowy reakcyjny. Patent PL 169110. Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej, 1991 (zgłoszenie), 1996 (patent). [dostęp 2016-08-28].

Linki zewnętrzneEdytuj