Охрана труда и БЖД

Для снижения загрязнённости воздуха рабочей зоны используются разные способы – изменение технологии, герметизация оборудования, автоматизация "вредных" видов работ, вентиляция и др. Когда этого оказывается недостаточно, для сбережения здоровья рабочих используют самый последний и самый ненадёжный способ - средства индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) - респираторы[1]. Из-за их низкой надёжности Конвенция МОТ о защите работников от профессионального риска, № 148 (1977) (ратифицирована РФ) в статьях 9 и 10 однозначно рекомендует использовать в первую очередь технические средства коллективной защиты, и лишь при их недостаточной эффективности - СИЗОД.

Статья 219 Трудового кодекса РФ обязывает обеспечивать рабочих СИЗ, соответствующих требованиям охраны труда, то есть – достаточно эффективными. Каков реальный эффект от применения наиболее распространённых фильтрующих респираторов в производственных условиях, и насколько уменьшается попадание вредных веществ в организмы рабочих при их носке? В литературе на русском языке на этот вопрос даются разные ответы.

На Рис. 1 показана часть из результатов измерений защитных свойств респиратора, которые были сделаны специальным оборудованием во время работы, в реальном масштабе времени. Измерялся коэффициент защиты (КЗ) – отношение концентрации пыли снаружи маски к концентрации пыли во вдыхаемом воздухе под маской, измерения проводились по отдельности для нескольких диапазонов размеров частиц[2].

Рис. 1.. Коэффициент защиты фильтрующей полумаски при работе комбайна. Кларксвнль, Огайо, США. The Annals of Occupational Hygiene, (2005г.) Vol. 49(3): стр. 245-257

Нетрудно заметить, что защитные свойства респиратора изменяются в десятки раз за считанные минуты. Но для предотвращения хронических профзаболеваний большое значение имеет то, сколько вредных веществ попадёт в организм за смену, в среднем. Как это непостоянство защитных свойств влияет на среднюю степень защиты респиратора (коэффициент защиты КЗ – отношение концентрации вредных веществ снаружи маски к концентрации под маской) за смену? Для ответа на этот вопрос в промышленно-развитых странах в течение нескольких десятилетий проводили десятки исследований эффективности респираторов разных конструкций непосредственно в производственных условиях при их носке обычными рабочими - прямо во время работы (Википедия - см. статью: Испытания респираторов в производственных условиях). На поясе рабочего закрепляли 2 пробоотборных насоса, и их присоединяли к фильтрам (через которые прокачивали воздух, отбиравшийся у воротника и из-под маски), и одновременно измеряли загрязнённость и под маской респиратора, и снаружи неё, то есть - вдыхаемого и окружающего воздуха. Измеренные таким способом на разных предприятиях разных стран средние коэффициенты защиты отличаются большим разнообразием, например - у полумасок - от 2.2 до 230 000 (Рис. 2, для 9 исследований).

Рис. 2.. Коэффициенты защиты респираторов-полумасок при непрерывной носке

Рис. 2.A.Примеры непостоянства средних КЗ респираторов у разных рабочих (два исследования)

Причём они различны и у разных рабочих – средние коэффициенты защиты (вычисленные при неоднократных замерах у одного и того же рабочего, Рис. 2А – показано отношение среднего КЗ рабочего № N к минимальному среднему КЗ), и даже у одного и того же рабочего - в разные дни, при разных замерах (Рис. 2В - показаны результаты 3-4 замеров КЗ у 5 +4 рабочих). Выполнялась схожая работа, использовали одинаковые респираторы (полумаски).

Рис. 2В. Примеры непостоянства КЗ респираторов-полумасок у отдельных рабочих при неоднократных (3-4 раза) замерах

Очевидно, что эффективность улавливания пыли фильтром не может возрастать и убывать в десятки раз за считанные минуты (Рис. 1), и она не может отличаться в сотни и тысячи раз при использовании одинаковых фильтров в одинаковых условиях (Рис. 2). В чём причина этого непостоянства и разнообразия?

Чтобы своевременно используемые СИЗОД предотвратили попадание вредных веществ в органы дыхания, необходимо:

1. Изолировать, отделить органы дыхания от окружающей загрязнённой воздушной среды. Для этого используют различные лицевые части (полумаски, полнолицевые маски и т.д.).

2. Нужен чистый или очищенный воздух для дыхания. В фильтрующих респираторах загрязнённый воздух очищается противоаэрозольными и/или противогазными фильтрами.

Нарушение хотя бы одного из этих условий ухудшает защитные свойства СИЗОД. Единственным возможным и правильным объяснением нестабильности защитных свойств респиратора и их разнообразия является просачивание неотфильтрованного воздуха через зазоры между маской и лицом (что иногда наблюдалось визуально в лаборатории при использовании дыма, или флуоресцентных аэрозолей, оставлявших "дорожку" от зазора до рта/носа)[3][4]. На основании большого количества измерений, проводившихся в течение десятилетий и в производственной обстановке, и в лабораториях, специалисты пришли к выводу, что во время работы при движении рабочего могут возникать, изменяться и исчезать зазоры между маской и лицом - разной формы и размера, и именно просачивание неотфильтрованного воздуха через зазоры приводит к сильному снижению защитных свойств респиратора – при хороших фильтрах.

Непостоянство КЗ при использовании одного и того же СИЗОД в разные дни одним и тем же рабочим - может быть большим (Рис. 2В – отличие в 12 105 раз у рабочего 1 в исследовании AIHAJ 64(6): 730-738). В этом исследовании[5] (Рис. 2, “вторая строка”, круглые зелёные маркеры) у рабочего № 1 один раз получился средний (за замер) КЗ = 19, а в другой раз – 230 000. У рабочего № 12 (там же) получились КЗ = 13 и 51 400. Использовались одинаковые респираторы – непрерывно (за каждым из рабочих постоянно наблюдали, респираторы не снимались), и перед началом измерений проверили – правильно ли они одеты. Это разнообразие мешает рабочим разобраться – насколько надёжен респиратор, ведь даже неэффективный СИЗОД может иногда обеспечить им очень хорошую защиту. При носке одинаковых респираторов в одинаковых условиях - средние КЗ (за несколько замеров у одного и того же рабочего)– у разных рабочих тоже очень различны (например - в 605 раз, Рис. 2А слева).

Нужно заметить, что все рабочие, у кого после одевания под полумаску просачивалось более 1% неотфильтрованного воздуха - к участию в исследованиях не допускались. Это соответствует КЗ = 100. Но на Рис. 2 (полностью) из 480 значений 236 (49,2%) не превышают 100. Значит, по крайней мере, в половине случаев правильно одетый респиратор “сполз” во время работы – ведь рабочий не стоял на месте, а двигался. Это “сползание” сильно зависит от соответствия маски лицу рабочего – по форме и по размеру, и её качества.

В одном из исследований проверили просачивание неотфильтрованного воздуха под маску и до начала работы, и после окончания (при выполнении поворотов головы и других спокойных движений), а во время работы за сотрудниками следили, и не разрешали поправлять сползшие респираторы. Оказалось, что у большинства сотрудников, у которых были высокие коэффициенты защиты перед началом работы, и низкие во время работы - после её окончания КЗ (при упомянутой проверке) снова были достаточно большие. То есть - правильно одетая маска, сползшая во время работы, может сама снова занять правильное положение, и плотное прилегание маски к лицу до и после смены не означает, что рабочий был надёжно защищён во время работы.

Из-за непредсказуемого сползания маски, зависящего от большого числа различных обстоятельств, коэффициент защиты респиратора в производственных условиях – случайная и непредсказуемая величина.

На Рис. 3 показаны результаты контролируемых лабораторных измерений[6], которые были сделаны у нескольких рабочих, которые использовали совершенно одинаковые респираторы-полумаски (и полнолицевые маски). Во время замера они делали одинаковые движения (дышали, поворачивали голову из стороны в сторону, наклоняли вниз и запрокидывали назад и др.). За 1 день у одного рабочего делали по 3 замера.

Рис. 3. Измерения КЗ полумасок в лаборатории при выполнении одинаковых движений, три замера в день. Область применения ограничена 10 ПДК.

Нетрудно увидеть, что даже при выполнении совершенно одинаковых движений одним и тем же человеком коэффициент защиты одного и того же респиратора — может быть очень непостоянен. На Рис. 4 показаны результаты измерений при носке полнолицевых масок с панорамным стеклом, сделанные в том же исследовании.

Рис. 4. Измерения КЗ полнолицевых масок в лаборатории при выполнении одинаковых движений, три замера в день. Область допустимого применения ограничена 50 ПДК.

Разнообразие значений КЗ, показанное на Рис. 2, может (отчасти - в сочетании с разной индивидуальной "живучестью" рабочих) объяснить, почему при использовании одинаковых респираторов в одинаковых условиях людьми, выполняющими одинаковую работу, иногда один может быстро стать инвалидом, а другой – выйти на пенсию без признаков профзаболевания.

Поскольку респираторы используются для предотвращения профзаболеваний (по крайней мере - должны, а бывает по-разному...), то как это разнообразие повлияет на воздействие вредных веществ на рабочего – на среднее воздействие? Предположим, что загрязнённость воздуха стабильна – 10 ПДК. Пусть при использовании респиратора одним рабочим в течение 4 дней коэффициент защиты 3 дня был 230 000, а 1 день – 2.2 (максимальное и минимальное значения с Рис. 2 – для наглядности). Средняя (за 4 дня) загрязнённость вдыхаемого воздуха = [ 3*(10 ПДК / 230 000) + 1*(10 ПДК / 2.2) ] / 4 ≈ [10 ПДК / 2.2 ] / 4 = 1.136 ПДК. Если увеличить коэффициент защиты, равный 230 000, до бесконечности – результат не изменится. То есть, при таком непостоянстве, среднее воздействие на рабочего от максимальных значений КЗ – не зависит, а минимальные КЗ - очень важны. Для предотвращения профзаболеваний при непостоянстве коэффициентов защиты требуется не достижение максимальных значений КЗ, а предотвращение снижения до минимальных значений. При сильной загрязнённости воздуха это очевидно - снижение КЗ в понедельник до маленькой величины никак не компенсируется большим КЗ в остальные дни – так как сотрудник во вторник на работу не выйдет вообще (если останется жив).

Что влияет на снижение защитных свойств респиратора.

1. Используется ли респиратор непрерывно.

Рис. 5 отличается от Рис. 2 только тем, что при выполнении измерений в производственных условиях за рабочими не следили (снимают ли они респираторы), и они могли снимать их – если захотят, или при необходимости.

Рис. 5. Коэффициент защиты полумасок при обычном использовании (рабочие могли снимать респираторы)

Заметно возросла доля тех случаев, когда степень защиты респираторов ниже 10 - с 5,8% до 54% (в США применение полумасок ограничено 10 ПДК, см. Таблица 1 стр. 240). Если коэффициент защиты респиратора при непрерывном использовании равен 500, а для выполнения работы потребуется сказать что-нибудь, и из-за этого респиратор будет снят на 5 минут в течение 8-часовой смены (480 минут), то его реальный КЗ снизится до 81 - в 6 раз: (480) / [475/500 + 5/1]=480/5.95=81. А если использовать более эффективный СИЗОД, у которого КЗ равен бесконечности (475 из 480 минут) – среднесменный КЗ немножко вырастет – до 96. При загрязнённости воздуха >100 ПДК любой респиратор не обеспечит снижение загрязнённости вдыхаемого воздуха до допустимой – если он не используется хотя бы 5 минут за 8 часов.

Высокая температура. Например, все нижние фиолетовые маркеры оказались левее 10, и половина из них находится левее КЗ=2. При проведении этого измерения[7] на заводе, изготавливавшем кокс, температура воздуха была слишком высокой. Вероятно, рабочие не выдерживали, и снимали респираторы слишком часто. Исследователи порекомендовали работодателю устроить обшеобменную вентиляцию (для снижения температуры и загрязнённости воздуха), и использовать респираторы с принудительной подачей воздуха (так как обдув лица улучшает самочувствие). См. Приложение F, стр. 174.

Необходимость разговаривать. В исследовании[8] измерялись защитные свойства респираторов – полнолицевых масок 3М 6000. Было сделано 67 замеров. В 52 обработанных случаях самый маленький КЗ был не меньше 100, что гораздо больше, чем ограничение области применения респиратора (в США – 50 ПДК). Но из 15 необработанных замеров в 13 была повреждена измерительная система, а в 2 – рабочие снимали респираторы во время измерений, чтобы что-то сказать друг другу. Измерять КЗ неодетого респиратора бесполезно, но это нужно учитывать для сбережения здоровья рабочих. В исследовании участвовали добровольцы; их предупредили, что снимать маски нельзя; они знали, что за ними наблюдают, но сняли маски. Значит, это требовало выполнение работы. А если менее чем за 2 часа (средняя длительность замера) 2 человека из 54 сняли респираторы, сколько их будет за смену? У 3М 6000 нет переговорной мембраны, но если в помещении шумит оборудование, то и при наличии мембраны трудно докричаться друг до друга. Есть переговорные устройства – акустические (микрофон+УНЧ+динамик, например - Sundstrem SR 324) и радиопереговорные устройства.

Удобность респиратора. Трудно ожидать, что неудобный респиратор будет использоваться 8 часов в день. В США рабочему дают возможность выбрать наиболее удобную маску из нескольких. (см. 29 CFR 1910.134(d)(1)(iv) стр. 239 – минимум 2 разных модели по 3 размера у каждой). Специалисты рекомендуют заменять выбранную маску на другую, если в течение 2-х первых недель она покажется неудобной (см. Приложение В.2, стр. 99).

Негативное влияние на самочувствие. Носка респиратора увеличивает нагрузку на рабочего – возрастает сопротивление дыханию; увеличивается содержание углекислого газа во вдыхаемом воздухе и снижается содержание кислорода (из-за влияния подмасочного пространства); сужается поле зрения; масса СИЗОД может достигать 16 кг (у дыхательных аппаратов); при использовании шланговых респираторов нужно таскать за собой шланг; при центре тяжести лицевой части, находящемся впереди головы, возрастает нагрузка на мышцы шеи и т.п. За исключением лёгкой умственной работы – носка респиратора снижает работоспособность, порой очень сильно. Это (при отсутствии очевидной и сильной угрозы для жизни и здоровья) стимулирует рабочего не использовать респиратор тогда, когда по его субъективным оценкам загрязнённость воздуха мала – но эти оценки часто ошибочны.

В частности, в[9] указано на непригодность респираторов без принудительной подачи воздуха для применения в течение всей 8-часовой смены, а в[10] рекомендуется их непрерывное использование не более 1 часа. Это согласуется с данными[11] - шахтёры используют респираторы 80-85% времени. Авторы[12][13] попытались обобщить результаты более полусотни исследований для того, чтобы оценить влияние носки фильтрующего респиратора – полнолицевой маски (без принудительной подачи воздуха) на работоспособность (таблица 1).

Таблица 1. Снижение длительности выполнения работы (по отношению к выполнению работы без СИЗОД) в зависимости от тяжести работы и внешних условий, % .

Условия работы (температура, град С; ОВ - относителная влажность, %)	Тяжесть выполняемой работы
	Оч. лёгкая	Лёгкая	Средняя	Тяжёлая	Оч. тяжёлая
Нормальные, Т = 20°С	51%	48%	31%	31%	26%
Т=29°С, ОВ = 85%	76%	75%	71%	64%	53%
Т=49°С, ОВ = 30%	71%	69%	63%	53%	42%
Т=-32°С, ОВ = 70%	63%	59%	44%	45%	34%

В зависимости от условий и тяжести работы, носка такого СИЗОД может снизить работоспособность в 1.35÷4.16 раза. Такое сильное влияние на работоспособность (и самочувствие) стимулирует людей снимать СИЗОД - когда им кажется, что это “допустимо”…

2. Конструкция и принцип действия респиратора. Респираторы – полнолицевые маски - касаются лица по подбородку, щекам и лбу, по относительно ровной поверхности (в отличие от полумасок, касающихся носа, форма и размеры которого очень разные). При правильном выборе у полнолицевых масок зазоры образуются в среднем реже и меньшие, чем у полумасок. Поэтому их область допустимого применения ограничили 50 ПДК (полумаски – 10 ПДК, в США). А если подавать под маску воздух принудительно, чтобы давление было выше наружного, то воздух в зазорах будет двигаться наружу, мешая загрязнениям попадать внутрь. Поэтому в развитых странах стандарты по охране труда устанавливают разные области допустимого применения для респираторов разных конструкций (см. Википедия – Законодательное регулирование выбора и организации применения респираторов) - хотя в отдельных случаях защитные свойства быть и другие. Например, КЗ полумаски в каких-то случаях может быть больше, чем у полнолицевой маски и чем у респиратора с принудительной подачей воздуха – но обычно не так.

Важно отметить, что ограничения по применению респираторов (таблица 2) относятся к случаю, когда маска соответствует лицу рабочего (после индивидуального подбора и проверки прибором, см. стр. 71 и Википедия – статья Способы проверки изолирующих свойств респираторов), и респиратор применяется непрерывно (там, где воздух загрязнён).

Таблица 2. Ограничение области допустимого применения некоторых типов СИЗОД

* Только для тех СИЗОД, маски которых подбирались для каждого рабочего индивидуально и проверяли.

** Из-за высокой эффективности в США респираторы с ППВ используются более чем в 10% случаев.

Таблица 3. Сравнение требований к КЗ СИЗОД разных конструкций при их сертификации в лаборатории, и установленные государством ограничения области их применения в производственных условия (разных лет - до и после производственных испытаний), а также минимальные КЗ, измеренные во время работы (см. Википедия - Испытания респираторов в производственных условиях).

Тип СИЗОД, страна	КЗ при серти-фикации (2013)	Ограничения до производственных испытаний (год)	Ограничения после производственных испытаний (2013)		Минимальные измеренные КЗ
Шлем с принудительной подачей воздуха, США	> 250 000[1]	до 1000 ПДК (1980)	до 25 ПДК[2]		21, 28 ...
Полнолицевая маска, США	> 250 000[1]	до 100 ПДК (1980)	до 50 ПДК[2]		11, 17 ...
Полнолицевая маска, Англия	>2000 (по газу) или >1000 (аэрозоль)	до 900 ПДК (1980)	до 40 ПДК
Полумаска, США	> 25 000[1]	до 10 ПДК [2] - с 1960-х			2.2, 2.8, 4 ...
Дыхательные аппараты без избыточного давления под маской, США	> 250 000[1]	до 1000 ПДК (1992)		до 50 ПДК[2]	(биомониторинг показал низкую эффективность при воздействии угарного газа)

[1] - Стандарт 42 Code of Federal Register Part 84 Respiratory Protective Devices Есть перевод

[2] - Стандарт США 29 CFR 1910.134 «Respiratory protection».. Есть перевод (в этом документе).

Кратковременные испытания респираторов в лаборатории при сертификации, при их носке небольшим числом испытателей, в принципе не позволяют имитировать всё многообразие движений, выполняемых миллионами рабочих в разных производственных условиях на разных предприятиях, и всё многообразие лиц рабочих по форме и по размеру. Поэтому требования к защитным свойствам СИЗОД разных конструкций при их сертификации в лабораторных условиях (после неторопливого и аккуратного одевания маски - что не всегда бывает на практике) не имеют ничего общего с коэффициентами защиты в производственных условиях. Требования к КЗ в лаборатории (ГОСТы РФ 12.4.189 ÷ 192) предназначены исключительно для выявления низкокачественной продукции, и недопущения её попадания в продажу (Таблица 3). А многочисленные замеры реальных защитных свойств - привели к ужесточению ограничения области применения респираторов разных конструкций.

Отличие результатов лабораторных и производственных испытаний побудило NIOSH потребовать от изготовителей высокоэффективных СИЗОД проводить производственные испытания — как условие их сертификации в США.

3. Недооценка загрязнённости воздуха. Чтобы загрязнённость воздуха была ниже ПДК, коэффициент защиты респиратора должен быть больше, чем (отношение концентрации загрязнений к ПДК). Для определения концентрации вредных веществ есть утверждённые методики[14][15]. Но, к сожалению, они плохо учитывают не постоянство концентрации загрязнений в пространстве и по времени. Уже в середине 20 века обнаружили, что средняя концентрация загрязнений около лица рабочего может быть в десятки раз выше, чем на расстоянии 2-3 метра от него[16]. Это побудило включить в нормативные документы требование – измерять загрязнённость воздуха именно в зоне дыхания у лица (например – индивидуальным пробоотборником[17]) – и для работодателя, и для инспектора (см. Руководство NIOSH по измерению загрязнённости воздуха, приложение С – в Викиучебнике и др.). А из-за необходимости учесть изменение концентрации с течением времени – для определения среднесменной 8-часовой концентрации замер должен длиться не менее 7 часов.

Недооценка концентрации вредных веществ может привести к неиспользованию респираторов - когда это необходимо, и к выбору заведомо недостаточно надёжных СИЗОД.

4. Соответствие маски лицу. Чтобы маска респиратора была удобной, и соответствовала лицу рабочего по форме и размеру, ему не выдаётся респиратор, а дают возможность самому выбрать наиболее подходящую и удобную маску из нескольких предложенных. Затем прибором проверяется, имеются ли у выбранного респиратора зазоры между маской и лицом. Это можно сделать различными способами. Самые простые из них заключается в распылении перед лицом рабочего (одевшего респиратор) раствора сладкого (сахарин) или горького (Битрекс) вещества, безвредного для здоровья (Fit Test – saccharin, Bitrex) (см. стр. 71, 255 и Википедия – Способы проверки изолирующих свойств респираторов). Если рабочий при одетом респираторе почувствовал вкус - значит, есть зазоры. Он должен выбрать другой, более подходящий респиратор. А если маска соответствует лицу, то она меньше склонна сползать во время работы.

Интересно отметить, что ГОСТы РФ 12.4.189-192 требуют, чтобы лица испытателей соответствовали маске, и испытатели с иными лицами к участию в сертификационных испытаниях не допускаются... В работе[18] исследователи попробовали давать респираторы без такого подбора – как это и бывает на практике – и оказалось, что у части людей КЗ значительно ниже, достигая в лабораторных условиях у фильтрующих полумасок “Лепесток” - 6,2. Наихудшие результаты получились у людей с большими и маленькими лицами.

4. Подвижность выполняемой работы. Как видно из Рис. 1 и 2, при применении респираторов одного типа они обеспечивают разную степень защиты при их использовании в разных условиях на разных предприятиях (группы маркеров разного цвета). Это отличие связано с тем, что при выполнении разных видов работ сотрудникам приходится выполнять разные движения, которые по-разному ухудшают защитные свойства респираторов. Например: При сертификации полнолицевых масок в США их коэффициент защиты должен быть таков, что испытатель не чувствовал запах изоамилацетата при концентрации в ~250 000 раз выше порога ощущения запаха[19]. В исследовании защитных свойств полнолицевых масок при движении '''шагом''' по беговой дорожке при большой физической нагрузке, из-за сильного потовыделения, КЗ снизились (в среднем) с ~80 000 до ~35 000. При сертификации этих респираторов они обеспечивают степень защиты не ниже 1000 (ЕС, РФ) - для испытателя, который медленно идёт по беговой дорожке, плавно поворачивая голову. В исследовании[20] КЗмин респиратора с полнолицевой маской в производственных условиях снизилось примерно до 300-100. Область их допустимого применения в США - 50 ПДК. В лаборатории при выполнении неторопливых движений[21] были получены значения КЗмин = 25 и 30 (Рис. 4), а при измерении в производственных условиях – 11, 17 и 24[22] … .

Поэтому огромное значение имеет механизация работ – это не только уменьшает число людей, подвергающихся вредному воздействию, и объём вдыхаемого не полностью очищенного воздуха, но также может сильно повысить реальные защитные свойства респираторов.

5. Качество респираторов. Неоднократные лабораторные сравнительные испытания нескольких десятков различных респираторов – полумасок, проводившиеся в США, постоянно показывали, что степень защиты сертифицированных респираторов одного класса и одной конструкции при их правильном использовании одними и теми же людьми - может сильно отличаться. Например, эластомерные полумаски (3М 7500, Survivair 2000, Pro-tech 1490/1590 и др.) и фильтрующие полумаски (3М 9210, Gerson 3945 и др.) стабильно обеспечивали КЗ>10, в то время как некоторые другие респираторы (Alpha Pro Tech MAS695, MSA FR200 affinity и др.) при их носке теми же людьми не могли обеспечить КЗ>10 даже в половине случаев их применения[23].

Защитные свойства респиратора и его стоимость – разные вещи, которые часто совершенно не зависят друг от друга.

6. Правильное применение. Правильное применение респираторов обученным персоналом так же важно, как и качество самого респиратора. Для этого рабочие проходят обучение, а ответственный за респираторную защиту следит за правильностью применения респираторов. В исследовании[24] изучались ошибки при одевании фильтрующих полумасок, которые использовали необученные люди. Было одето неправильно 24% респираторов. 7% участников не согнули носовую пластинку, а каждый пятый (из тех, кто ошибся) одел респиратор вверх ногами. В исследовании[25] не подготовленные люди смогли правильно одеть респираторы (без обучения, тренировок и индивидуального подбора) в 3-10% случаев. Законодательство США и других развитых стран обязывает работодателя обучать и тренировать рабочих и перед началом работы в респираторе, и после этого - периодически (стр. 69, 224, требования - 252). Например, после одевания рабочий должен каждый раз проверять – правильно ли одет респиратор (см. Википедия – Проверка правильности надевания респиратора и стр. 98, 227, 252, 271).

7. Замена противогазных фильтров. При использовании респираторов с противогазными фильтрами работодатель обязан своевременную заменять их. Для этого используется расписание (см. ниже), а замена фильтра “когда рабочий почувствует запах, вкус …” не допускается (см. Википедия – Способы замены противогазных фильтров, и стр. 40, 142, 159, 202, и 219).

8. Ответственность. В США и др. и работодатель, и изготовитель СИЗОД несут ответственность за сбережение здоровья рабочих. Там много лет существуют стандарты, которые регулируют и выбор респиратора в зависимости от условий работы, и организацию применения СИЗОД (медосмотр, см. стр. 68, 145, 162, требования - 242; обучение, тренировки, техобслуживание и т.д.). Поскольку реальный эффект от применения респираторов зависит от большого числа разных факторов, то для эффективного использования СИЗОД все эти проблемы нужно решать вместе, комплексно. Законодательство обязывает защищать здоровье рабочих не выдачей респираторов, а выполнением комплексной и написанной программы респираторной защиты. В неё входит: определение загрязнённости воздуха, выбор респираторов, индивидуальный подбор маски для каждого рабочего, обучение и тренировки рабочих, контроль за правильностью применения (см. стр. 63, 91, требования - 238). Для выполнения программы работодатель обязан назначить человека, который отвечает за решение всех вопросов, связанных с респираторной защитой. Наличие написанной программы облегчает инспекторам проведение проверок[26] и выяснение причин повреждения здоровья.

Исследование[27] показало, что на крупных предприятиях нарушений правил немного.

Для защиты здоровья людей, у которых повышенная индивидуальная чувствительность, предусмотрены следующие меры:

- Если средняя загрязнённость воздуха ниже ПДК, то рабочий может использовать респиратор “добровольно” – он может попросить работодателя выдать ему респиратор, и последний обязан это сделать за свой счёт. В США из 3.3 млн. рабочих, использующих респираторы, около половины делают это “добровольно”.

- Если рабочий захочет, то работодатель обязан за свой счёт обеспечить рабочего более надёжным респиратором, чем это требует законодательство. То есть если у рабочего повышенная чувствительность, то при загрязнённости 7 ПДК он может использовать полнолицевую маску, а не полумаску.

- Проследить за тем, чтобы все рабочие всегда правильно применяли респираторы – невозможно, и вредные вещества могут попадать в организм другими путями. Поэтому ряд стандартов по охране труда обязывает работодателя периодически измерять содержание вредных веществ в организме (свинец[28], кадмий и т.п.), то есть - проводить биомониторинг.

При правильном выборе противоаэрозольных респираторов хорошего и нормального качества, с учётом характера работы и условий её выполнения, индивидуальном подборе (соответствие лицу рабочего) и правильном применении обученными и тренированными сотрудниками в рамках полноценной программы респираторной защиты, своевременной замене противогазных фильтров - вероятность повреждения здоровья низкая.

Замена противогазных фильтров

(см. Википедия – Способы замены противогазных фильтров респираторов)

При использовании фильтрующих противогазов для обеспечения рабочего воздухом, пригодным для дыхания, используется окружающий воздух, который очищается противогазными фильтрами. Часто для этого используют фильтры, корпус которых наполнен различными сорбентами. При прохождении воздуха через сорбент вредные газы поглощаются сорбентом, он насыщается ими, а воздух очищается. После насыщения сорбент утрачивает способность поглощать вредные газы, и они проходят дальше – к новым, свежим слоям сорбента. После того, как сорбент насытился в достаточно сильно, загрязнённый воздух начинают проходить через фильтр плохо очищенным, и вредные газы попадают под маску при большой концентрации. Таким образом, при непрерывном использовании срок службы любого противогазного фильтра ограничен, и он зависит от концентрации и свойств вредных газов, сорбционной ёмкости фильтра и условий его использования (расход воздуха, влажность и т.д.) а также правильного хранения. При не своевременной замене фильтра воздействие вредных газов на рабочего превысит допустимое, что может привести к острым отравлениям и хроническим профзаболеваниям.

На защитные свойства респираторов влияют много разных факторов, поэтому применение респираторов для надёжной защиты здоровья рабочих в развитых странах происходит в рамках комплексной программы респираторной защиты. Для этого там разработаны и применяются нормативные документы, регулирующие выбор респиратора в зависимости от условий работы, и организацию применения СИЗОД): США[29], Англия[30] и др. В США стандарт обязывают работодателя проводить своевременную замену противогазных фильтров, для чего при непрерывной носке предлагается следующее:

1. Используя результаты измерения загрязнённости воздуха, информацию об условиях применения и о свойствах фильтра специалист, руководящий выполнением программы респираторной защиты, составляет расписание замены фильтров. Для этого изготовители предоставляют необходимую информацию о фильтрах (или даже бесплатное программное обеспечение: 3М, North, MSA, Scott, Drager (см. Википедия – Способы замены противогазных фильтров респираторов). Такая же информация предоставляется и Институтом охраны труда NIOSH (США). NIOSH даёт сведения о защитных свойствах конкретных фильтров и информацию о том, как пересчитать эти данные для фильтров с другими свойствами:

(http://www.cdc.gov/niosh/npptl/multivapor/multivapor.html). Если потребитель хочет, он может использовать таблицы со значениями срока службы фильтра, рассчитанными для конкретных условий использования. Это позволяет определить срок службы фильтра с погрешностью, зависящей от точности исходных данных, и менять фильтры своевременно.

2. По мере насыщения сорбента концентрация вредных газов на выходе из фильтра постепенно растёт. Это позволило разработать индикаторы окончания срока службы (ESLI), которые срабатывают раньше, чем концентрация вредных газов на выходе из фильтра достигнет допустимой (стр. 219). В США разработаны требования к таким индикаторам, обеспечивающие их безопасное применение. А соблюдение этих требований изготовителями СИЗОД позволяет рабочим менять фильтры своевременно и использовать респираторы, не рискуя здоровьем (например – фильтры 3М 6009 и 60929 с индикатором, меняющим цвет, фильтры North и др.).

3. Вдыхание вредных газов может вызывать реакцию органов чувств рабочего (запах, раздражение т.д.). Исследования (стр. 159) показали, что такая реакция зависит от большого числа разных факторов (химический состав вредных газов, их концентрация, индивидуальная восприимчивость рабочего, его состояние здоровья, характер выполняемой работы и то, насколько быстро возрастает концентрация вредных газов во вдыхаемом воздухе, знаком ли человеку этот запах). Например, исследования показали, что у разных людей разный порог восприятия запаха одного и того же вещества. Для 95% людей он находится между верхним и нижним пределами, которые отличаются от “среднего” значения в 16 раз (в большую и в меньшую стороны). Это означает, что 15% людей не почувствуют запах при концентрации, в 4 раза большей, чем порог чувствительности. Это также способствует тому, что в разных источниках могут быть разные значения порога восприятия запаха. На стр. 220 указано, что на восприятие запаха влияет и состояние здоровья – небольшой насморк может снизить чувствительность. Если концентрация вредных газов под маской будет возрастать постепенно (как это и происходит при насыщении сорбента), то у рабочего может произойти постепенное “привыкание”, и реакция на просачивание вредных газов произойдёт при концентрации, заметно превышающей концентрацию вредных газов при её резком возрастании. Если выполняемая работа требует повышенного внимания, это тоже снижает порог восприятия запаха. Вероятно, степень алкогольной интоксикации тоже влияет на восприимчивость, но точных количественных сведений найти не удалось.

Поэтому рабочий может начинать реагировать на вдыхание вредных газов при их различной концентрации. Можно ли использовать такую реакцию для замены фильтров?

Важно отметить, что существуют вредные газы, не имеющие практически никакого вкуса и запаха при концентрации, значительно превышающей ПДК (например – угарный газ СО). В этом случае такой способ замены фильтров недопустим. Существуют вредные газы, у которых “средний” порог восприятия заметно выше, чем ПДК. Ниже приводится перечень некоторых таких веществ с указанием их номера (CAS, CAS number или Chemical Abstracts Service) и концентрации (С), при которой люди (в среднем) начинают реагировать на их вдыхание. Концентрация С выражена в ПДК. Значения ПДК и среднего порога восприятия взяты из[31], и из-за отличий в величинах ПДК в США и РФ могут не всегда совпадать со значениями, которые получились бы при использовании информации из русскоязычных источников.

Таблица 4. Некоторые вредные газы с плохими “предупреждающими” свойствами

Название (CAS)	ПДК[32]	С[33], ПДК	Название (CAS)	ПДК	С, ПДК
Сероводород (7783-06-4)	10 (15)	1000	Тетроксид осмия (20816-12-0)	0.0002 (0.0016)	10
окись этилена (75-21-8)	1 (1.8)	851	Бензол (71-43-2)	1 (3.5)	8.5
Арсин (7784-42-1)	0.05 (0.2)	До 200	1,2-Эпокси-3-изо-пропоксипропан (4016-14-2)	50 (238)	6
Пентаборан (19624-22-7)	0.005 (0.013)	194	Селеноводоро́д (7783-07-5)	0.05 (0.2)	6
Диоксид хлора 10049-04-4	0.1 (0.3)	92.4	Муравьиная кислота (64-18-6)	5 (9)	5.6
Метилен бифенил изоцианат (101-68-8)	0.005 (0.051)	77	Фосген (75-44-5)	0.1 (0.4)	5.5
Диглицидиловый эфир (2238-07-5)	0.1 (0.53)	46	Метилциклогексанол (25639-42-3)	50 (234)	5
Винилиден хлорид 75-35-4	1 (4.33)	35.5	1-(1,1-Диметилэтил)-4-метилбензол (98-51-1	1 (6.1)	5
Толуол-2,6-диизоцианат (91-08-7)	0.005 (0.036)	34	Перхлорил фторид (7616-94-6	3(13)	3.6
Диборан (19287-45-7)	0.1 (0.1)	18-35	Хлорциан (506-77-4)	0.3[34] (0.75)	3.2
Дициан (460-19-5)	10 (21)	23	малеиновый ангидрид (108-31-6)	0.1(0.4)	3.18
Пропилен оксид (75-56-9)	2 (4,75)	16	Гексахлорциклопентадиен (77-47-4)	0.01 (0.11)	3
Метил 2-цианоакрилат (137-05-3)	0.2 (1)	10	1,1-Дихлорэтан (75-34-3)	100 (400)	2.5

При работе с подобными веществами использовать реакцию рабочего на вдыхание вредных веществ (запах) тоже нельзя – многие рабочие почувствуют запах слишком поздно.

Есть вещества, у которых средний порог восприятия запаха ниже ПДК. Можно ли в таком случае использовать реакцию рабочего на него для своевременной замены фильтров?

В США в 1987г это допускалось (стр. 143). Но требовали, чтобы перед тем, как сотрудник приступит к работе (требующей применения СИЗОД), работодатель проверял индивидуальный порог восприятия запахов именно у этого сотрудника, дав ему понюхать вредный газ при безопасной концентрации. А при отсутствии у вредных газов “предупреждающих” свойств (запаха, раздражения и т.д.) использование фильтрующих респираторов запрещалось.

Но в затем мнение специалистов по охране труда изменилась (стр. 219), и с 1996г новый стандарт по выбору и организации применения СИЗОД это запретил. Использовать реакцию рабочих на вдыхание вредных веществ для своевременной замены фильтров теперь не рекомендуется.

В ЕС считают замену фильтров при появлении запаха под маской – ненадёжной, и требуют от работодателя как можно тщательнее установить химический состав загрязнений, их концентрацию, условия применения респиратора – и затем обратиться к изготовителю с запросом о рекомендуемой периодичности замены фильтров.

Неоднократное использование противогазных фильтров

В тех случаях, когда использование фильтра прекратилось раньше, чем концентрация вредных газов на выходе из фильтра достигла предельно допустимой, в нём имеется неизрасходованный сорбент. Такая ситуация может возникнуть при использовании фильтра кратковременно, или при слабой загрязнённости воздуха. Исследование[35] и др. показали, что при хранении такого фильтра часть вредных газов, уловленных ранее сорбентом, может освободиться, и концентрация газов внутри фильтра у входного отверстия возрастёт. В середине и у выходного отверстия фильтра произойдёт то же самое – но в меньшей степени (из-за меньшего насыщения сорбента). Из-за различия в концентрации газов их молекулы начнут двигаться внутри фильтра от входного отверстия к выходному, перераспределяя вредное вещество внутри фильтра. Этот процесс зависит от разных параметров – “летучести” вредного вещества, длительности хранения и условий хранения и др. Это может привести к тому, что при повторном использовании такого (не до конца израсходованного) фильтра концентрация вредных веществ в воздухе, прошедшем через него, станет выше предельно допустимой - сразу. Поэтому при сертификации противогазных фильтров, предназначенных для защиты от веществ с температурой кипения менее 65⁰С (которые принято считать “летучими” стандарт) требуют проведения проверки десорбции[36]. В РФ стандарт[37] такую проверку не предусматривает.

Чтобы сберечь здоровье рабочих, законодательство США не допускает повторного использования противогазных фильтров для защиты от “летучих” вредных веществ, даже если при их первом использовании сорбент насытился частично.

В настоящее время (согласно стандартам) “летучими” считаются вещества с температурой кипения ниже 65⁰С. Но исследования показали, что и при температуре кипения >65⁰С повторное использование фильтра может оказаться небезопасным. В статье[38] приводится порядок расчёта концентрации вредных веществ в момент начала повторного использования фильтров, но эти результаты пока не нашли отражения ни в стандартах, ни в руководствах по применению респираторов, составленных изготовителями (где повторное использование таких противогазных фильтров запрещается). Интересно отметить, что автор упомянутой статьи, работающий в США, не попытался рассмотреть возможность использования противогазного фильтра в третий раз.

Работа в атмосфере, в которой концентрация вредных газов

мгновенно опасна для жизни и здоровья (IDLH)

(см. Вики - Концентрация вредных веществ, мгновенно-опасная для жизни или здоровья)

Попадание вредных газов под маску может вызвать не только хронические заболевания. Даже кратковременное вдыхание вредных веществ при достаточно большой концентрации может привести к смерти или необратимому повреждению здоровья, а воздействие на глаза может помешать покинуть опасное место. Поэтому в США уже в конце 1940-х была поставлена задача – определить, при каких концентрациях вредных веществ рабочий может погибнуть или необратимо повредить здоровье, или не сможет покинуть опасное место самостоятельно – если респиратор выйдет из строя. При работе при меньшей загрязнённости воздуха допускалось использовать обычные респираторы (достаточно эффективные), а при превышении – только самые надёжные. Например, при концентрации, меньшей мгновенно-опасной, можно использовать шланговый респиратор (достаточно эффективный), а при концентрации выше мгновенно-опасной (Immediately Dangerous to Life or Health IDLH) – только такой шланговый респиратор, у которого есть вспомогательный источник воздуха (например – баллон с таким запасом сжатого воздуха, чтобы его хватило для покидания опасного места работы). При разработке таких ограничений учитывали, может ли воздействие на глаза помешать ориентации при эвакуации, и другие эффекты – (наркотическое действие и т.п.) – индивидуально для каждого вредного вещества.

А для предотвращения просачивания неотфильтрованного воздуха через зазоры стандарты развитых стран, регулирующие выбор и организацию применения респираторов, обязывают работодателя обеспечивать рабочего респираторами с принудительной подачей воздуха под маску, чтобы давление во время вдоха было выше атмосферного. Для этого используется автономный источник воздуха или подача чистого воздуха по шлангу (если такое ограничение подвижности допустимо)[39].

При сильной загрязнённости воздуха применение фильтрующих респираторов не рекомендуется – даже если концентрация вредных веществ не представляет мгновенной опасности для жизни и здоровья (стр. 143). Кроме того, при использовании фильтрующих противогазов при сильной загрязнённости воздуха может потребоваться частая замена фильтров, которые стоят недёшево. В таких случаях может оказаться более выгодным использование респираторов с подачей чистого воздуха по шлангу под давлением.

=============================================================

Поскольку респираторы не могут гарантировать, что их степень защиты всегда, в 100% случаев будет достаточно высокой, и из-за “человеческого фактора” при их применении - и стандарты США и ЕС, и Санитарные Правила (РФ) СП 2.2.2.1327-2003 - требуют использовать все другие способы снижения вредного воздействия (автоматизацию, вентиляцию и т.п.) даже тогда, когда не удастся снизить загрязнённость воздуха до ПДК. Это уменьшает вредное воздействие на людей, использующих респираторы, и может позволить обойтись более дешёвыми СИЗОД: снижение с 80 до 8 ПДК позволит отказаться от использования респираторов с принудительной подачей воздуха (цена от 700 долларов) и применять относительно дешёвые фильтрующие респираторы (после индивидуального подбора). Снижение загазованности противогазных фильтров позволяет уменьшит расходы на их замену.

Выводы

К сожалению, по разным объективным и субъективным причинам и в СССР, и в РФ уделялось недостаточно внимания обучению специалистов по охране труда правильному выбору и организации правильного применения СИЗОД в не-военных отраслях народного хозяйства. Не удалось найти ни одного официального документа[40], который бы чётко и однозначно определял – когда какие респираторы можно использовать, а когда – нельзя, и давал указания – как организовать их использование. Не регулируются выбор лицевой части респиратора, использование респираторов с принудительной подачей воздуха под маску, нет конкретных требований к обучению и тренировке рабочих, к своевременной замене противогазных фильтров. Из-за этого невозможно разработать учебники и другие учебные материалы для подготовки специалистов по охране труда и рабочих, и сдерживается применение в РФ уже готовых западных разработок. Отсутствие подготовки по этому направлению у инспекторов Роспотребнадзора, Государственной инспекции труда и профсоюзных организаций может снизить эффективность их работы до нуля.

Рис. 6. Систематичное и значительное завышение изготовителями и продавцами защитных свойств респираторов в СССР и в РФ по сравнению с научно-обоснованными и боле жёсткими ограничениями в США.

Это неизбежно приводит к возникновению различных профзаболеваний, которые в большинстве случаев остаются не выявленными и не зарегистрированными[41][42][43]. Но от этого не становится легче никому – ни рабочим-инвалидам, пытающимся существовать на “пособие”, ни работодателям, теряющим квалифицированные кадры, и не способным уменьшить пьянство, текучесть кадров и добиться нормального отношения к труду, когда последний губит, по крайней мере, здоровье.

Низкие изолирующие свойства респираторов, разработанных 35-50 лет назад[44], и неизбежные (из-за отсутствия нормального обучения) ошибки при их применении не остаются незамеченными. Они подрывают у потенциальных потребителей веру в то, что использование СИЗОД может сберечь здоровье. Порой рабочие не применяют бесплатно выдаваемые им респираторы, а работодатель не закупает и не применяет СИЗОД тогда, когда это необходимо.

Ошибки при выборе и применении СИЗОД и недостаточная ответственность работодателя за повреждение здоровья рабочих способствуют сокращению населения РФ и уменьшения производительности труда (из-за слишком частого использования “защиты временем” в явной или скрытой форме), и росту потребления алкоголя.

Нужно разработать: национальные нормативные документы, регулирующие выбор и организацию применения СИЗОД, учебные пособия и программы обучения и не подменять научно обоснованные мероприятия по защите здоровья - выдачей молока (порой вредного), материальной компенсацией за вредные условия работы и общим алкогольным наркозом. За последнее десятилетие (~2003-2013) только по официальным данным доля людей, работающих во вредных и/или опасных условиях возросла в полтора раза и достигла 1/3 работающих. А для сохранения здоровья людей в таких условиях могут использовать респираторы-полумаски, выбор которых проводится на основании рекомендаций, противоречащих не только общепринятым, но и не согласующимся друг с другом (см. рисунок выше). И в этих условиях сделана попытка на уровне законодательства (Специальная оценка условий труда) закрепить снижение класса вредности при использовании СИЗОД - в вымирающей РФ, где за два десятилетия "реформ" исчезло около 20 тысяч населённых пунктов!

Надеемся, что этот учебник, используемый для подготовки промышленных гигиенистов в США более четверти века, отчасти восполнит существующие пробелы в подготовке у специалистов по охране труда и всех тех, кому приходится сталкиваться с выбором и применением респираторов и противогазов, и поможет сберечь здоровье рабочих.

Документ является общественным достоянием, и может свободно копироваться и распространяться без нарушения авторских прав.

Хочу поблагодарить Дэйла Кэмпера из Национального института охраны труда, который дал разрешение на использование этого документа, а также порекомендовал базу данных по вредным веществам из Карманного справочника NIOSH (www.cdc.gov/niosh/npg), со сведениями по более чем 700 вредным веществам.

Рекомендуемые статьи Википедии:

* Концентрация вредных веществ, мгновенно-опасная для жизни или здоровья

* Испытания респираторов в производственных условиях

* Законодательное регулирование выбора и организации применения респираторов

* Ожидаемые коэффициенты защиты респираторов.

* Способы проверки изолирующих свойств респираторов.

* Способы замены противогазных фильтров респираторов

Публикации о СИЗОД (есть в интернет, в викискладе и др.):

* Кириллов ВФ и др. О средствах индивидуальной защиты органов дыхания работающих (обзор литературы). Медицина труда и промышленная экология №4 2013г с. 25-31.

* Капцов ВА и др. Правильное использование противогазов в профилактике профзаболеваний. Гигиена и санитария №3 2013г