防毒面具的构造和防毒原理

防毒面具的构造和防毒原理
防毒面具——更多情况下称之为呼吸器——也是工业日常安全非常重要的装备。从谷物升降机内的粉尘到喷漆中的有害有机物，这些面具保护工人免遭它们造成的伤害。面罩包括罩体、5至6条头带、眼窗和通话器等部分（69型为开孔的头盔式）。空气呼吸器材内装有呼气活门、通话膜起通话和呼气两个作用。87型面具的罩体有两种形式，在两侧或下方安装滤毒罐，按需选用。
面具袋多用帆布做成，用于携带和保护面具。袋内装有附件盒，盒内装有保明片或通话膜。保明片用来防止呼气时的水汽凝结在眼窗镜片上，使用时用手指捏住边缘，并使呵气模糊的一面对向眼窗镜片，然后压紧即可。
滤毒罐(过滤元件)起过滤毒剂的作用。内部结构分两层，即防毒炭层和滤烟层，防毒面具是用优质活性炭再浸以铜、铬、银金属氧化物，通过物理吸附和化学吸着，滤除毒剂蒸气。
大多数人想到防毒面具或呼吸器时，脑海中呈现的是一件配有某种过滤罐的、塑料或橡胶材质的密闭面具。这种面具将口鼻完全遮盖，称为半面罩过滤呼吸器。因为眼睛对化学品很敏感且很容易成为细菌的入口，所以半面罩可能无法充分防护，这取决于环境中化生毒剂种类和含量。这种情况下需要用到全面罩呼吸器，可以提供透明面罩或者只是眼部透明，就同时保护了眼睛。
过滤呼吸器的问题是，任何面具漏气都会导致其失去防护能力。漏气可能是由于穿戴着脸部和面具大小不合适，或者面具上有裂缝或漏洞。另外两种呼吸器可解决漏气问题。供气式呼吸器使用同样与过滤式呼吸器一样的过滤罐。但是，不是将过滤器直接装到面具上并靠穿戴着肺部吸气来过滤空气，而是将过滤器与电池驱动的罐连接。罐中的风扇使空气流过过滤器，这样净化的空气通过软管达到面具。这中呼吸器的优点是进入面具的空气使正压的，面具漏气只会造成净化空气泄漏，而不会让环境中的染毒空气进入。很明显，正压是一种更安全的系统，但是它有两个缺点：
空气不断流过过滤器，意味着过滤器寿命有限。尽管如此，对于婴儿或儿童而言，这种呼吸器时唯一的选择，因为他们的小脸很难与面具完美配套。
最好的呼吸器系统称为防化服（自给式呼吸器）系统。如果你曾看到消防员穿戴全面罩防毒面具时，背上还有一个空气瓶，那么你就见过防化服系统了。空气瓶内装有纯净高压空气，很像SCUBA潜水员用的气瓶。气瓶向面具提供正压。对消防工作，防化服系统益处多多。浓烟中混合着未知的毒气，十分危险。火焰会消耗掉空气中大部分乃至所有氧气。消防车可以装载额外备用的气瓶或者充气设备，而消防员在着火建筑内停留时间也有限。对战场上的平民和士兵而言，由于价格昂贵、气量有限，防化服系统几乎不可能达到预期效果。
由于空气呼吸器系统存在的不足，任何您可能用到的呼吸器都会有一个过滤器来净化呼吸所需空气。过滤器是如何除去空气中的有毒化学品或致命细菌呢？微粒过滤是三种技术中最简单的。如果你曾经用布或手绢捂住嘴来阻挡灰尘吸入，那么你就自创了简易微粒过滤器。预防生物威胁时，优良的微粒过滤器对防毒面具非常有用。炭疽细菌或孢子最小粒径可达1微米。多数生物微粒过滤器可以除去0.3微米以上的微粒。任何微粒过滤器最终会阻塞，所以当感到呼吸困难时，你必须更换它。
化学威胁需要不同的防护手段，因为化学品以雾或蒸气的形式存在，微粒过滤器对它们无效。用于防护有机化学品的最常见的手段是使用活性炭。炭是碳元素形成的。活性炭是一种经氧气处理的炭，在其碳原子间形成了数百万的孔洞。
防毒面具在捕获含碳杂质（有机化学品）方面特别有效，对氯气也是如此。很多其他化学品不会吸着在碳上，比如钠和硝酸盐，所以它们直接通过。这意味着活性炭过滤器会去除某些杂质同时忽视其他物质。这也意味着，一旦所有的活性位点都被占据，活性炭过滤器就不起所用。此时，你必须更换过滤器。