Респиратор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Современный промышленный респиратор со сменными фильтрами

Респира́тор (от лат. respiratorius — дыхательный) — средство индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) от попадания аэрозолей (пыль, дым, туман). Защита от аэрозолей позволяет использовать респиратор как средство индивидуальной защиты от вирусов и инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. В отличие от медицинских масок, респираторы имеют клапаны выдоха и полужесткой формы для плотного прилегания по форме лица (респираторы не полностью гибкие как маски). Респираторы как и маски также могут быть одноразовыми и требовать стерилизации для повторного использования.

Классификация[править | править код]

Для защиты органов дыхания при разных загрязнениях воздуха изготавливаются респираторы разной конструкции и назначения: промышленные (индустриальные), военные, медицинские (например, для аллергиков или против гриппа) и др.

Одноразовый респиратор, неформованная полумаска, выполненная из электростатически заряженного высокоэффективного фильтрующего материала

Выпускаются специальные фильтрующие полумаски для сварщиков, которые улавливают вредные газы при небольшой концентрации последних. Использование таких лёгких респираторов с незначительным количеством сорбента для защиты от вредных газов при превышении ПДКрз в США[1] и ЕС не допускается[2].

В Европейском союзе введены классы респираторов. Респираторы класса FFP1 (Filtering Face Piece) фильтруют 85 % аэрозоли в 0,3 мкм. Респираторы класса FFP2 фильтруют 94 % аэрозоли 0,3 мкм (поэтому часто считаются эквивалентом N95)[3][4] Респираторы класса FFP3 достигают фильтрации 99 % аэрозоли ⅓ мкм[5]. По мнению Минздрава РФ для медиков работающих с больными коронавирусом требуются респираторы класса FFP3, так как имеются доказательства, что коронавирусы способны жить в мелкой аэрозоли по-сути образуя «заражённый воздух»[6].

Одноразовый респиратор с клапаном выдоха

Стерилизация респираторов[править | править код]

В 2020 году в условиях пандемии COVID-19 из-за дефицита одноразовых респираторов и медицинских масок встал вопрос об использовании их повторно путём стирки или применения антисептиков для удаления вируса, возможно попавшего на фильтр. Согласно ВОЗ данный метод «восстановления» масок и респираторов неэффективен, так как не гарантируется полное уничтожение вируса непрофессиональной стерилизацией и может повредить фильтр маски, снизив его защитные свойства[7].

На современном рынке средств индивидуальной защиты органов дыхания в производстве многослойных фильтрующих изделий широкое применение получили нетканые синтетические материалы (спанбонд, мельтблаун), изготовленные из 100%-полипропиленового волокна. Также используются другие фильтрующие материалы: углеродное волокно, электростатически напылённый пух из волокон натурального хлопка — располагаемые между слоями из полипропилена. Синтетические материалы фильтра разрушаются при 100—120 °C[8]. Кроме этого, моющие и дезинфицирующие средства вступают в химические реакции с полипропиленом, что сильно повреждает фильтр[9]. Поэтому использование кипячения, жёсткой стирки, моющих и дезинфицирующих средств не применяется для стерилизации профессиональных масок и респираторов, так как это повреждает фильтр и приводит к пропуску опасных мелких аэрозолей. Гладить ткань синтетического фильтра тонкой очистки горячим утюгом настолько же нецелесообразно, как гладить горячим утюгом синтетические колготки.

Эксперты проводили тестирование стерилизации с помощью микроволновой печи. Для исключения искрения из маски был временно удалён металлический зажим для носа и респиратор смочен (микроволновая энергия нагревает через молекулы воды). Тест показал, что через 3 минуты обработки излучением и температурой на мощности 600 Вт все бактерии и вирусы погибли в респираторе. При этом сам фильтр не получил никаких повреждений и сохранил степень очистки выше 99 %, продолжая задерживать частицы диаметром ⅓ мкм. Тем не менее исследователи указывают, что метод дезинфекции рискованный, так как всё же есть риск расплавления фильтра[10]. Более развёрнутые тесты показали, что многие образцы фильтров респираторов имеют тенденцию к плавлению в микроволновой печи, так как нижняя граница плавления материала фильтра около +100 °C[8].


Исследователи из Стэнфордского университета изучили различные практики медиков по стерилизации респираторов в условиях дефицита из-за пандемии. Попытка стерилизовать респиратор в автоклаве при температуре +170 °С приводила к плавлению синтетических материалов фильтра. Неудачным методом стерилизации респираторов было признано использование антисептиков на базе этанола и хлора. Полипропилен растворим в хлорсодержащих соединениях[11], в этаноле и в мыле (деградация фильтра на 20—60 %)[9]. Эффективными с точки зрения защиты фильтра от повреждений оказались такие методы, как 30-минутная стерилизация респиратора в горячем воздухе при +70 °C, обработка горячим водяным паром в течение 10 минут. Самыми надёжными методами в плане защиты респиратора от повреждений оказались облучение ультрафиолетом (254 нм) респиратора с двух сторон по 30 минут, а также стерилизация в парах перекиси водорода[12][13].

Разработка технологий стерилизации одноразовых масок и респираторов в условиях пандемии и невозможности произвести быстро миллиарды новых изделий стала критической задачей. Для решения её была создана большой группой ученых ассоциация N95DECON[14]. По данным ассоциации термический метод эффективен в горячем паре с 80 % влажностью с температурой 60 °C в течение 30 минут. Это позволяет стерилизовать маски и респираторы без повреждений до 5 раз. Однако повышение температуры даже до 65 °C создает риск повреждения даже на 2 циклах стерилизации. Такая низкая температура стерилизации адаптирована под коронавирусы, но не может уничтожать многие другие бактерии и вирусы. Стерилизация ультрафиолетом гарантирует отсутствие повреждений даже после 10—20 циклов стерилизации, однако необходимо, чтобы маска или респиратор были облучены полностью и не остались в тени какие-то её элементы. Самый эффективный метод — стерилизация в парах перекиси водорода. Другие методы стерилизации N95DECON не рекомендует.

В США стерилизация масок и респираторов для повторного использования была разрешена 29 марта 2020 года под прямым давлением Дональда Трампа на регулятора FDA[15]. Сертифицированный FDA метод стерилизации масок и респираторов базируется на стерилизации парами перекиси водорода в стерилизационной машине компании Battelle. Такой метод не повреждает материал фильтров и не снижает его защитные свойства[16]. Каждая стерилизационная машина Battelle позволяет очистить от коронавирусов 80 000 масок или респираторов в день[17].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Стандарт США 29 CFR 1910.134. Respiratory protection. Перевод: PDF Wiki
  2. Капцов и др. Невесомый порог. Проблемы использования противогазных СИЗ органов дыхания // Национальная ассоциация центров охраны труда (НАЦОТ) Безопасность и охрана труда. — Нижний Новгород: БИОТа, 2015. — № 1. — С. 59—63.
  3. Врачи предупредили: только респиратор N95 способен защитить от | Новые Известия. newizv.ru. Дата обращения 10 марта 2020.
  4. Shu-An Lee, Dong-Chir Hwang, He-Yi Li, Chieh-Fu Tsai, Chun-Wan Chen, Jen-Kun Chen. Particle Size-Selective Assessment of Protection of European Standard FFP Respirators and Surgical Masks against Particles-Tested with Human Subjects (англ.). Journal of Healthcare Engineering (2016). Дата обращения 30 марта 2020.
  5. Paddy Robertson. Comparison of Mask Standards, Ratings, and Filtration Effectiveness (англ.). Smart Air Filters (15 March 2020). Дата обращения 7 апреля 2020.
  6. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19) // Минздрав РФ. — 2020.
  7. Мифы и ложные представления. www.who.int. Дата обращения 7 марта 2020.
  8. 1 2 Dennis J. Viscusi, Michael S. Bergman, Benjamin C. Eimer, Ronald E. Shaffer. Evaluation of Five Decontamination Methods for Filtering Facepiece Respirators // Annals of Occupational Hygiene. — 2009-11. — Т. 53, вып. 8. — С. 815—827. — ISSN 0003-4878. — doi:10.1093/annhyg/mep070.
  9. 1 2 Paddy Robertson. Is Washing Masks Effective After Virus Exposure? (англ.). Smart Air Filters (18 March 2020). Дата обращения 11 апреля 2020.
  10. Paddy Robertson. Can Microwaving my Mask Disinfect it from Viruses? (англ.). Smart Air Filters (3 April 2020). Дата обращения 4 апреля 2020.
  11. Полипропилен растворимость - Справочник химика 21. chem21.info. Дата обращения 10 апреля 2020.
  12. Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок :22 не указан текст
  13. Rafi Letzter-Staff Writer 24 March 2020. Doctors scramble for best practices on reusing medical masks during shortage (англ.). livescience.com. Дата обращения 4 апреля 2020.
  14. Team (англ.). N95DECON - A scientific consortium for data-driven study of N95 FFR decontamination. Дата обращения 11 апреля 2020.
  15. Chad Hedrick. Ohio Gov. ‘disappointed’ by FDA limits on mask sterilizing technology; speaks to President (англ.). www.wsaz.com. Дата обращения 29 марта 2020.
  16. Kim Lyons. FDA approves Battelle’s process to decontaminate N95 face masks (англ.). The Verge (29 March 2020). Дата обращения 1 апреля 2020.
  17. Battelle CCDS Critical Care Decontamination System™ Being Deployed to Meet Urgent Need for Personal Protective Equipment for Nation’s Healthcare Workforce (англ.). Battelle. Дата обращения 1 апреля 2020.

Ссылки[править | править код]