Testy respiratorów w miejscu pracy
Respiratory , znane również jako sprzęt ochrony dróg oddechowych (RPE) lub urządzenia ochrony dróg oddechowych (RPD), są używane w niektórych miejscach pracy w celu ochrony pracowników przed zanieczyszczeniami powietrza. Początkowo skuteczność respiratorów była testowana w laboratoriach, ale pod koniec lat 60. stwierdzono, że testy te dawały mylące wyniki co do poziomu ochrony . W latach 70. testy respiratorów w miejscach pracy stały się rutyną w krajach uprzemysłowionych, co doprowadziło do dramatycznego zmniejszenia deklarowanej skuteczności wielu typów respiratorów i nowych wytycznych dotyczących wyboru odpowiedniej respiratora dla danego środowiska.
Tło
Wynalezienie pierwszej osobistej pompki do pobierania próbek w 1958 roku umożliwiło jednoczesny pomiar stężeń zanieczyszczeń powietrza na zewnątrz i wewnątrz maski oddechowej. Była to pierwsza próba pomiaru skuteczności sprzętu ochrony dróg oddechowych. Do lat 70. XX wieku eksperci błędnie uważali, że właściwości ochronne półmaski w laboratorium nie różnią się znacząco od jej właściwości w miejscu pracy. Nie prowadzono więc pomiarów skuteczności respiratorów w warunkach produkcyjnych, a regiony, w których można było bezpiecznie stosować różne rodzaje respiratorów, ustalono jedynie na podstawie badań laboratoryjnych.
Ten obraz zaczął się zmieniać, gdy w latach 60. zdano sobie sprawę, że pracownicy korzystający z zatwierdzonych respiratorów nadal są narażeni na wysoki poziom szkodliwych zanieczyszczeń. Od tego czasu badania w miejscu pracy wykazały, że skuteczność respiratorów wszystkich konstrukcji jest znacznie niższa w rzeczywistych testach niż w laboratorium. W warunkach pracy pracownicy muszą wykonywać różnorodne ruchy, których nie wykonują testerzy w laboratorium. Kiedy część twarzowa półmaski jest ciasno dopasowana, ruchy te powodują powstawanie szczelin między maską a twarzą, zmniejszając skuteczność maski z powodu wycieku niefiltrowanego powietrza przez szczeliny. Ponadto niewielka liczba testerów nie jest w stanie symulować całej różnorodności kształtów i rozmiarów twarzy, a 20-minutowy test laboratoryjny nie jest w stanie symulować całej różnorodności ruchów wykonywanych w miejscu pracy. Testerzy mogą też ostrożniej zakładać i używać masek niż zwykły pracownik.
Ewolucja standardów testowania w miejscu pracy
Wstępne testy skuteczności w miejscu pracy w latach 70. i 80. XX wieku
Przełomowe badanie przeprowadzone w 1974 r. nad skutecznością respiratorów używanych przez górników jednocześnie mierzyło stężenia pyłu za pomocą osobistych próbników noszonych przez poszczególnych górników i przy użyciu dwóch odpylaczy bez maski. Naukowcy zmierzyli również procent czasu, przez jaki górnicy używali swoich respiratorów, podłączając dwa termistory każdemu górnikowi (jeden w masce, drugi na pasku). Wykrywanie ciepła w wydychanym powietrzu było oznaką noszenia maski. W badaniu zdefiniowano nowy środek, „efektywny współczynnik ochrony”, który opisał ochronę oferowaną w rzeczywistych warunkach i podał zakres skutecznych współczynników ochrony w czterech różnych kopalniach.
W przemyśle hutniczym osoby wykonujące piaskowanie nosiły różnego rodzaju kaptury, zwykle zasilane powietrzem. Badania przeprowadzone w 1975 roku wykazały, że stężenie pyłu pod tymi kapturami przekraczało maksymalną dopuszczalną wartość , chociaż kaptury z nawiewem zapewniały lepszą ochronę niż kaptury bez nawiewu. Nawet wtedy, gdy nie odbywało się piaskowanie, poziom pyłu krzemionki w atmosferze znacznie przekraczał bezpieczne poziomy, co oznaczało, że czas spędzony przez pracowników poza okapem na przerwach prowadził do narażenia.
W hutach miedzi w 1976 roku zbadano trzy powszechnie stosowane typy półmasek filtrujących podciśnienie z półmaskami elastomerowymi pod kątem ich zdolności do ochrony pracowników przed stężeniami dwutlenku siarki. Różne konstrukcje półmasek wykazywały duże różnice w skuteczności ochrony, częściowo związane z komfortem konstrukcja respiratora: wygodniejsze maski były lepiej dopasowane, dzięki czemu były bardziej skuteczne.
Badanie z 1979 r. Dotyczące skuteczności niezależnych aparatów oddechowych (SCBA) w ochronie strażaków przed wdychaniem tlenku węgla wykazało, że przerywane używanie tych respiratorów czyni je nieskutecznymi. Nawet ciągłe używanie aparatów oddechowych nie zapewniało pełnej ochrony. Ten projekt SCBA miał dopływ powietrza do maski, który dostarczał powietrze „na żądanie” (tj. umożliwiał podciśnienie pod maską podczas inhalacji ). Ustawodawstwo USA i UE wymaga obecnie stosowania przez strażaków aparatów oddechowych z trybem podawania powietrza „na żądanie” (tj. z nadciśnieniem pod maską podczas inhalacji).
Badania wykazały również, że różnice w stosowaniu respiratorów między pracownikami mogą mieć bardzo duży wpływ na uzyskiwaną ochronę. W badaniu z 1980 r. dotyczącym narażenia inhalacyjnego pracowników narażonych na kadm zidentyfikowano jednego pracownika, który zawsze prawidłowo używał respiratora. Stwierdzono, że współczynnik ochrony dla tego pracownika jest 26 razy wyższy niż dla przeciętnego pracownika. W badaniu przeprowadzonym w kopalniach węgla górnicy często zdejmowali maski oddechowe w warunkach, w których uważali, że poziom pyłu jest niski, co znacznie zmniejsza skuteczność. W innym badaniu maski oddechowe o oczekiwanym współczynniku ochrony 1000 w rzeczywistości miały współczynniki ochrony w zakresie od 15 do 216. Czynniki wpływające na osiągnięty poziom ochrony obejmują dopasowanie maski do twarzy pracownika oraz ruch powietrza w otoczeniu .
Nowe miary skuteczności
Ponieważ badacze wielokrotnie stwierdzali, że poziom ochrony faktycznie odczuwany w miejscu pracy był znacznie niższy niż współczynniki ochrony przypisane urządzeniom po badaniach laboratoryjnych, zaproponowano opracowanie nowej skali oczekiwanego współczynnika ochrony , tak aby rzeczywista skuteczność była wyższa niż „oczekiwana skuteczność” z prawdopodobieństwem co najmniej 90%.
Znaczące różnice między skutecznością rzeczywistą a mierzoną laboratoryjnie skłoniły Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (NIOSH) do wydania w 1982 roku dwóch komunikatów informacyjnych na temat respiratorów, ostrzegających konsumentów przed nieoczekiwanie niską skutecznością respiratorów. Po szeroko zakrojonej dyskusji uzgodniono sześć nowych definicji współczynników ochrony respiratorów. Na przykład przypisany współczynnik ochrony (APF) respiratora to minimalny współczynnik ochrony, jaki respirator musi zapewniać w następujących okolicznościach: respirator będzie używany przez przeszkolonych i nauczonych pracowników, po indywidualnego doboru maseczek do twarzy pracownika i będą stosowane nieprzerwanie w zanieczyszczonej atmosferze. Rzeczywista ochrona, jakiej doświadcza pracownik, może być znacznie niższa niż ta, a ochrona może się różnić w zależności od pracownika.
Skuteczność respiratora w Czarnobylu
Awaria elektrowni jądrowej w Czarnobylu w 1986 roku spowodowała pilną potrzebę ochrony pracowników przed aerozolami radioaktywnymi. Około 300 000 półmasek filtrujących podciśnienie modelu „Lepestok” wysłano w czerwcu 1986 roku do Czarnobyla. Respiratory te uznano za bardzo skuteczne (deklarowany współczynnik ochrony dla najpowszechniejszego modelu wynosił 200). Jednak osoby, które korzystały z tych respiratorów, były narażone na nadmierne skażenie. Podobnie jak w przypadku powyższych badań, deklarowany współczynnik ochrony bardzo różnił się od faktycznego współczynnika ochrony w rzeczywistych warunkach. Jak widać w innych testach w miejscu pracy, przejście niefiltrowanego powietrza przez szczelinę między maską a twarzą osłabiło skuteczność respiratora. Odkrycia te nie doprowadziły jednak do zmiany ocen skuteczności respiratorów w ZSRR.
Alternatywy dla użycia respiratora
Testy w miejscu pracy doprowadziły do gruntownej zmiany norm dotyczących stosowania różnych konstrukcji respiratorów i zmusiły producentów do zwrócenia większej uwagi na metody zmniejszania zagrożeń, takie jak uszczelnienie, wentylacja i automatyzacja , a także na ulepszenia technologii . Na przykład National Institute for Occupational Safety and Health (USA) przedstawił zalecenia dotyczące zmniejszania stężenia pyłu w kopalniach węgla i innych kopalniach. Pomiary terenowe wykazały, że maski oddechowe są najmniej niezawodnym środkiem ochrony , o niestabilnej i nieprzewidywalnej skuteczności.
Respiratory nie są wygodne; powodują dyskomfort i utrudniają komunikację. Zmniejszenie pola widzenia w wyniku stosowania respiratorów prowadzi do wzrostu ryzyka wypadków. [ potrzebne źródło ] Respiratory również wzmacniają przegrzanie przy wysokiej temperaturze powietrza. W rzeczywistych warunkach te braki często prowadzą do okresowego zdejmowania przez pracowników respiratorów, co jeszcze bardziej zmniejsza ich skuteczność. Ponadto maski chronią pracowników jedynie przed dostaniem się szkodliwych substancji do organizmu przez układ oddechowy, podczas gdy zanieczyszczenia często dostają się do organizmu także przez skórę. Respiratorów nie można zatem stosować jako substytutu innych środków zmniejszających wpływ zanieczyszczenia powietrza na pracowników. Jeśli jednak układ oddechowy jest główną drogą przedostawania się szkodliwych substancji do organizmu, a inne środki ochrony nie redukują wpływu do akceptowalnej wartości, przydatnym uzupełnieniem mogą być maski oddechowe. Aby zmaksymalizować skuteczność, rodzaj respiratora powinien być dobrany do konkretnej sytuacji, maski powinny być dobrane indywidualnie dla pracowników, a pracownicy powinni być przeszkoleni w zakresie efektywnego korzystania z respiratora. [ potrzebne źródło ]
Zmniejszenie dopuszczalnych limitów narażenia
Ustawodawstwo w krajach uprzemysłowionych wprowadza ograniczenia w stosowaniu wszystkich rodzajów respiratorów, biorąc pod uwagę wyniki terenowych prób skuteczności. Dopuszczalna granica narażenia [PEL] dla kilku typów respiratorów została obniżona. Na przykład w przypadku podciśnieniowych respiratorów oczyszczających powietrze z maską pełnotwarzową i filtrami o wysokiej wydajności limity zostały obniżone z 500 PEL do 50 PEL (USA) oraz z 900 OEL do 40 OEL (Wielka Brytania); dla zasilanych respiratorów oczyszczających powietrze z luźno dopasowaną częścią twarzową (kaptur lub hełm) limity zostały obniżone z 1000 PEL do 25 PEL (USA); dla zasilanych respiratorów oczyszczających powietrze z półmaską limity zostały obniżone z 500 PEL do 50 PEL (USA); dla respiratorów dostarczających powietrze z maską pełnotwarzową i trybem ciągłego dostarczania powietrza limity zostały zmniejszone ze 100 OEL do 40 OEL (Wielka Brytania); dla niezależnych aparatów oddechowych z dopływem powietrza na żądanie limity zostały zmniejszone ze 100 PEL do 50 PEL (USA). Maski filtrujące i półmaski podciśnieniowe zostały ograniczone do 10 PEL w USA.
| Typ respiratora, kraj | Wymagania dotyczące współczynnika ochrony do certyfikacji (2013) | Dopuszczalne limity narażenia przed badaniem w miejscu pracy (rok) | Dopuszczalne limity narażenia po badaniach w miejscu pracy (2013) | Minimalne wartości mierzonych współczynników ochrony stanowiska pracy |
|---|---|---|---|---|
| PAPR z kaskiem, USA | > 250 000 | do 1000 PEL | do 25 PEL | 28, 42 ... |
| Podciśnieniowy respirator oczyszczający powietrze z maską pełnotwarzową, USA | > 250 000 | do 100 PEL (1980) | do 50 PEL | 11, 16, 17 ... |
| Podciśnieniowy respirator oczyszczający powietrze z maską pełnotwarzową, Wielka Brytania | > 2000 (dla gazów) lub >1000 (dla aerozoli) | do 900 OEL (1980) | do 40 OEL | |
| Podciśnieniowy respirator oczyszczający powietrze z półmaską, USA | > 25 000 | do 10 PEL (od lat 60.) | 2,2, 2,8, 4... | |
| Niezależny aparat oddechowy z dopływem powietrza na żądanie, USA | > 250 000 | do 1000 PEL (1992) | do 50 PEL | Monitoring wykazał niską skuteczność narażenia na tlenek węgla |
Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy w USA wymaga teraz od producentów wysokowydajnych RPE przeprowadzania testów w reprezentatywnych miejscach pracy jako wymóg certyfikacji.