Maska przeciwgazowa - Polski Serwis Naukowy

Współczesna silikonowa maska przeciwgazowa firmy 3M

Maska przeciwgazowa to 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.

Niemcy (Republika Federalna Niemiec, RFN; do traktatu pomiędzy RFN a Polską Rzecząpospolitą Ludową (1970) w Polsce stosowana była oficjalnie nazwa Niemiecka Republika Federalna, NRF; niem.: Deutschland lub Bundesrepublik Deutschland, BRD) – państwo federacyjne położone w Europie, będące członkiem Unii Europejskiej (UE), Unii Zachodnioeuropejskiej (UZE), G8, ONZ oraz NATO. Stolicą Niemiec jest Berlin (przed połączeniem z NRD – Bonn, obecnie noszące tytuł miasta federalnego). Językiem oficjalnym jest język niemiecki.

Hełm – bojowa ochrona głowy, chroniąca czaszkę przed urazami, sporządzona z odpornego materiału. Przez wiele wieków używany był tylko przez wojsko, ale z czasem znalazł również bardzo szerokie zastosowanie wśród cywilów. Wiele dziedzin stosuje pierwotną nazwę hełmu (np. hełm strażacki, hełm górniczy), a niektóre branże zastosowały nazwę kask (m.in. w budownictwie, służbach ratunkowych oraz u motocyklistów, rowerzystów, wspinaczy czy rolkarzy).

Panoramiczna maska MSA Millennium CBRN bez pochłaniacza.

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.

Historia

Niemieccy żołnierze w maskach przeciwgazowych, 1915

Najwcześniejsze patenty na maski przeciwgazowe pojawiły się ok. 1887. Już w 1799 maski przeciwgazowe wprowadził do użytku w kopalniach Aleksander von Humboldt, wówczas pracujący w przemyśle wydobywczym jako pruski inżynier górnictwa. W początkowym okresie I wojny światowej żołnierze armii kanadyjskiej wykorzystywali polowe środki doraźne w celu ochrony przed niemieckimi atakami z użyciem chloru - zwykle ochraniali drogi oddechowe szmatami nasączonymi moczem, trzymając je przy twarzy podczas ataku gazowego.

Mocz (łac. urina) - uryna, płyn wytwarzany w nerkach i wydalany z organizmu, zawierający produkty przemiany materii bezużyteczne lub szkodliwe dla ustroju.

Bakterie (łac. Bacteriae, od gr. bakterion – "pałeczka") – grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Badaniem bakterii zajmuje się bakteriologia, gałąź mikrobiologii.

Niemiecka maska przeciwgazowa z okresu II wojny światowej

Pierwsze proste konstrukcje funkcjonalnych masek opracowano na początku XX wieku, w 1912 amerykański wynalazca Garret A. Morgan stworzył, a następnie w 1914 opatentował, urządzenie złożone z wełnianego kaptura z którego wystawały elastyczne węże zwisające do ziemi, umożliwiając oddychanie powietrzem które w założeniach miało być mniej zanieczyszczone niż znajdujące się powyżej gruntu opary gazu. Rolę filtra spełniały umieszczone u wlotu węży wilgotne gąbki. Morgan zyskał uznanie w 1916, kiedy to jego brat wraz z dwoma ochotnikami, wyposażeni w maski jego konstrukcji uratowali wielu ludzi znajdujących się w wypełnionych szkodliwymi oparami i dymem tunelach znajdujących się pod Jeziorem Erie, na terenie elektrowni wodnej w Cleveland.

Pożarnictwo to ogół działań mających na celu zapobiegania pożarom i bezpośrednią walkę z nimi. Najstarsze ślady takiej działalności siegają roku 2000 p.n.e.. Spotykamy je zapisane na egipskich papirusach. W dniu dzisiejszym pojęcie pożarnictwo ma jednak dużo szersze znaczenie. Przez pożarnictwo należy rozumieć całokształt działań podejmowanych przez jednostki ochrony przeciwpożarowej, a na mocy obowiązujęcych przepisów prawa zadania te w znacznym stopniu zostały rozszerzone. Dziś pożarnictwo to walka z pożarami, działania ratownicze podczas różnego rodzaju katastrof drogowych, działania w zakresie pierwsej pomocy, ratownictwo chemiczne i ekologiczne, ratownictwo na wodach, czy ratownictwo wysokościowe. Dlatego w szerokim znaczeniu należy przyjąć że pożarnictwo, to każda czynność podejmowana przez wyspecjalizowane jednostki ochrony przeciwpożarowej.

II wojna światowa – największy konflikt zbrojny w historii świata, trwający od 1 września 1939 do 2 września 1945 (w Europie do 8 maja 1945), obejmujący zasięgiem działań wojennych prawie całą Europę, wschodnią i południowo-wschodnią Azję, północną Afrykę, część Bliskiego Wschodu i wszystkie oceany. Niektóre epizody wojny rozgrywały się nawet w Arktyce i Ameryce Północnej. Poza większością państw europejskich i ich koloniami, brały w niej udział państwa Ameryki Północnej i Ameryki Południowej oraz Azji. Głównymi stronami konfliktu były państwa osi i państwa koalicji antyhitlerowskiej (alianci).

W roku 1915 brytyjski oficer dr. Cluny MacPherson, pełniący funkcję doradcy wojskowego do spraw gazów trujących w Królewskim Regimencie Nowofundlandzkim, opracował w czasie służby pod Gallipoli konstrukcję opartą o hełm należący do pochwyconego więźnia z nieprzyjacielskiej armii. Hełm pełnił rolę stelaża lub ramy, do której przymocowana była osłona wykonana z materiału, ze szklanymi okularami służącymi do obserwacji. Materiał nasączony był związkiem chemicznym absorbującym często używany w atakach chemicznych chlor. Urządzenie MacPhersona było pierwszym ogólnym rozwiązaniem kwestii przeciwdziałania atakom z użyciem gazu trującego w armii brytyjskiej.

Wirusy (łac. virus – trucizna, jad) – skomplikowane cząsteczki organiczne nie posiadające struktury komórkowej, zbudowane z białek i kwasów nukleinowych. Zawierają materiał genetyczny w postaci RNA (retrowirusy) lub DNA, wykazują jednak zarówno cechy komórkowych organizmów żywych, jak i materii nieożywionej.

Górnictwo (kopalnictwo) – dziedzina przemysłu obejmująca ogół działalności zmierzającej do wydobycia kopaliny i jej przygotowania w procesie wzbogacania (obniżania zawartości zanieczyszczeń) do zastosowania w różnych dziedzinach przemysłu (wydobywanie surowców mineralnych lub organicznych, np. torfu, w kopalniach) bądź bezpośredniego wykorzystania w życiu codziennym. W Polsce górnictwo jest najlepiej rozwinięte na Śląsku.

Pierwszą działającą maskę przeciwgazową z pochłaniaczem węglowym opracował w 1915 rosyjski chemik Nikołaj Dimitrijewicz Zielinski. W czasie I wojny światowej używano jej przeciwko niemieckim atakom z użyciem broni chemicznej. W 1916 maska ta została zaakceptowana przez państwa ententy jako stały element uzbrojenia armii. Obecnie jest to najbardziej popularny typ maski przeciwgazowej na świecie.

Camelbak - nazwa amerykańskiej firmy produkującej sprzęt nawadniający dla osób uprawiających sport, a także dla wojska i policji. To rodzaj plecaka (lub rzadziej torby), zawierający elastyczny wkład na wodę (bukłak), z którego wyprowadzona jest elastyczna rurka, sięgająca do ust użytkownika. Ustnik rurki jest często osłonięty zatyczką chroniącą przed kurzem i błotem. Podstawową zaletą plecaka nawadniającego jest możliwość picia z niewielkim zaangażowaniem rąk (po włożeniu ustnika są one wolne). Dla wojska i oddziałów specjalnych policji zaletą, oprócz uwolnienia rąk użytkownika, jest brak głośnego chlupotania, jaki wydają z siebie częściowo opróżnione manierki. Żołnierz w trakcie poruszania się wywołuje mniejszy hałas.

Bitwa o Gallipoli - bitwa toczona od 25 kwietnia 1915 do 9 stycznia 1916, która w założeniu ententy miała być początkiem większej operacji mającej za zadanie zdobycie Stambułu i wyeliminowanie z wojny Imperium Osmańskiego. Operacja ta zakończyła się fiaskiem państw ententy. Łącznie straty obu stron wyniosły 131.000 zabitych i 262.000 rannych.

Budowa

Polska wojskowa maska przeciwgazowa typu MUA używana w latach 70/80 XX w.

Rosyjska maska izolacyjna IP-5

Typowa maska filtracyjna 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.

Typowa maska przeciwgazowa izolacyjna z chemicznym źródłem tlenu składa się z następujących elementów:

Ententa (z , później angielsko-francuskiego (tzw. entente cordiale, 1904) a następnie angielsko-rosyjskiego (1907). Trójporozumienie zaczęło funkcjonować w 1907.

Guma to bardzo rozciągliwy materiał, elastomer chemicznie zbudowany z alifatycznych łańcuchów polimerowych ( np. poliolefin), które są w stosunkowo niewielkim stopniu usieciowane w procesie wulkanizacji. W przemyśle, terminem "guma" obejmuje się czasami w uproszczeniu wszystkie rodzaje stałych elastomerów. Gumę stosuje się jako materiał na uszczelki, elastyczne przewody i opony.

części twarzowej połączonej z karbowaną rurą łączącą. Część twarzowa maski tego rodzaju nie posiada żadnych zaworów.

pochłaniacza regeneracyjnego, wypełnionego przeważnie nadtlenkami sodu lub potasu 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 tym, że 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 powietrza wewnątrz pochłaniacza odbywa się przykładowo według reakcji:

I wojna światowa – pomiędzy od czasu wojen napoleońskich na kontynencie europejskim zakończony klęską Państw Centralnych, likwidacją mocarstw Świętego Przymierza i powstaniem w Europie Środkowej i południowej licznych państw narodowych. Mimo ogromu strat i wstrząsu nimi wywołanego wojna ta nie rozwiązała większości konfliktów, co doprowadziło do wybuchu II wojny światowej 21 lat po jej zakończeniu.

Erie (ang. Lake Erie, fr. Lac Érié), jezioro słodkowodne, czwarte co do wielkości w kompleksie pięciu Wielkich Jezior Ameryki Północnej. Środkiem jeziora biegnie granica między Kanadą i USA. Rzeka Niagara wypływa z jeziora na jego wschodnim końcu i łączy je z jeziorem Ontario. Na zachodnim końcu wpływa do jeziora rzeka Detroit, która łączy je z jeziorem Huron. Jezioro jest dostępne dla pełnomorskich statków przez Drogę Wodną Świętego Wawrzyńca.

4NaO2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + 3O2

4NaO2 + 2H2O → 4NaOH + 3O2

Ponieważ reakcje są egzotermiczne, powietrze z pochłaniacza wychodzi podgrzane co wielu przypadkach jest niekorzystne. Charakterystyczną cechą masek tego rodzaju jest to, że raz zainicjowany pochłaniacz musi zostać zużyty bez żadnych przerw w pracy i nie wolno go wykorzystywać powtórnie.

Alexander Heinrich Friedrich von Humboldt (ur. 14 września 1769 w Berlinie, zm. 6 maja 1859 w Berlinie) – niemiecki przyrodnik i podróżnik, jeden z twórców nowoczesnej geografii, baron, młodszy brat Wilhelma von Humboldta.

Radioaktywność (promieniotwórczość) – zdolność jąder atomowych do rozpadu promieniotwórczego, który najczęściej jest związany z emisją cząstek alfa, cząstek beta oraz promieniowania gamma (promieniowanie elektromagnetyczne o bardzo dużej energii).

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.

Pochłaniacz – część maski filtracyjnej (przeciwgazowej) służąca do oczyszczania wdychanego powietrza z substancji trujących, promieniotwórczych i biologicznych. Składa się z warstw sorbentów (zobacz: Węgiel aktywowany, hopkalit) i filtru przeciwdymnego.

Chemia (. Współcześnie wiadomo, że przemiany substancji wynikają z praw, według których atomy łączą się poprzez wiązania chemiczne w mniej lub bardziej trwałe związki chemiczne, a także praw według których wiązania pękają i tworzą się ponownie prowadząc do przemian jednych związków w drugie co jest nazywane reakcjami chemicznymi. Chemia zajmuje się także rozmaitymi własnościami substancji wynikającymi bezpośrednio z ich budowy atomowej.

Linki zewnętrzne

Wikimedia Commons ma galerię ilustracji związaną z tematem:
Maska przeciwgazowa

Kolekcja masek przeciwgazowych

Opisy różnych typów masek przeciwgazowych

Środki indywidualnej i zbiorowej ochrony układu oddechowego - artykuł