Khí carbon monoxit (CO) và các phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp lọc khí CO
Trong quá trình lao động, người công nhân ở các mỏ than phải làm việc trong môi trường có tiếp xúc trực tiếp với loại hơi khí độc là khí than. Khí than có chứa các hỗn hợp khí như CO, CO2, CH4, H2, H2S… trong đó hàm lượng khí độc carbon monoxit (CO) chiếm tỷ lệ rất cao. Do việc ngạt khí than có thể gây tức ngực, khó thở, buồn nôn, thậm chí gây tử vong nên đã có nhiều trường hợp người công nhân mỏ bị nhiễm độc độc khí và bị tử vong. Đối với người lao động đang làm việc tại các tòa nhà nhất là các nhà cao tầng thì khi xảy ra cháy lớn, việc say khói, ngạt thở, suy hô hấp do hít phải khí nóng lẫn khí độc thoát ra từ đám khói là rất dễ xảy ra. Nguyên nhân là do trong khói độc có chứa carbon monoxit, việc hít phải khí này dễ gây hiện tượng ngạt thở do hóa chất carbon monoxit chiếm chỗ oxy trong máu.
Do đó, việc trang bị các phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp (PTBVCQHH) lọc khí CO là rất cần thiết để đảm bảo sức khỏe và an toàn tính mạng cho người lao động. Chính vì thế, nhu cầu sử dụng các PTBVCQHH loại này ở Việt
Bài báo này đề cập tới tính độc hại, tình hình nhiễm độc khí CO trên thế giới và Việt
1. Tính chất vật lý và hóa học của khí CO
1.1. Tính chất vật lý
Cacbon monoxit, công thức hóa học là CO, là một khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí, d=0,967. 1 lít CO nặng 1,254 g ở 0oC, hóa lỏng ở -191oC.
Cấu trúc phân tử của Cacbon monoxit
CO ít tan trong nước: 3,54 ml/100 ml ở 0oC, 1 atm, 2,14 ml/100 ml ở 25oC, 1 atm .
CO không bị hấp phụ bởi than hoạt tính.
1.2. Tính chất hóa học
CO cháy với ngọn lửa màu xanh tạo thành CO2.
Ở điều kiện thường về nhiệt độ và áp suất, CO trơ về mặt hóa học. Ở nhiệt độ cao nó trở thành một chất khử mạnh, được ứng dụng trong công nghệ về phân tích.
Sự oxi hóa CO thành CO2 được tăng tốc bởi nhiều loại xúc tác.
1.3. Nguồn tiếp xúc
CO được sản sinh trong các trường hợp sau:
1) Các chất hữu cơ bị đốt cháy không hoàn toàn tạo ra nhiều CO, như than đá, giấy, xăng, dầu, khí đốt…
Khi chất hữu cơ được đốt cháy hoàn toàn thì tạo thành CO2 theo phản ứng:
Trong lò than, than được đốt cháy đỏ tạo ra CO2, CO2 bốc lên gặp than đang cháy
đỏ lại tạo ra CO.
2) Trong công nghiệp gang thép, sắt được luyện trong các lò cao cùng với than cốc, đá vôi và một số chất khác. Khi than cốc cháy tạo ra CO2, CO2 găp than cháy đỏ tạo ra CO, CO gặp quặng sắt trong lò, khử quặng sắt thành gang.
Tỷ lệ CO trong khí lò cao rất lớn, có thể thoát ra gây ô nhiễm xung quanh, trong và
ngoài nơi làm việc.
3) Sản xuất khí đốt từ than đá tạo ra nhiều CO. CO là sản phẩm củaquá trình sản xuất, được dùng làm nhiên liệu.
4) Sản xuất đất đèn làm nguyên liệu tạo ra axetylen (C2H2) cũng sản sinh nhiều CO theo phản ứng:
5) Khí thải của các động cơ chứa nhiều CO, động cơ xăng thải ra nhiều CO, từ 1-7%, động cơ diesel tạo ra CO ít hơn.
6) Các nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu than đá, dầu, khí đốt tạo ra CO trong quá trình đốt.
7) Nổ mìn tạo ra CO cùng nhiều chất độc khác.
8) Cháy nhà, cháy các chất hữu cơ… tạo ra nhiều khí độc trong đó có CO.
dầu, khí đốt tạo ra CO trong quá trình đốt.
2. Ảnh hưởng sức khỏe do khí CO
pt;margin-right:.2pt;margin-bottom: 6.0pt;margin-left:0cm;text-align:justify;text-indent:1.0cm;line-height:120%; mso-pagination:none;tab-stops:1.0cm;mso-layout-grid-align:none;text-autospace: none’>Carbon monoxit là khí không mùi vị, có độc tính cao với sức khỏe con người và cực kỳ nguy hiểm, do việc hít thở phải một lượng quá lớn CO sẽ dẫn tới thương tổn do giảm ôxy trong máu hay tổn thương hệ thần kinh cũng như có thể gây tử vong. Nồng độ chỉ khoảng 0,1% carbon monoxit trong không khí cũng có thể là nguy hiểm đến tính mạng. CO là chất khí không màu, không mùi và không gây kích ứng nên rất nguy hiểm vì con người không cảm nhận được sự hiện diện của CO trong không khí.
CO có ái lực với hemoglobin (Hb) trong hồng cầu mạnh gấp 230-270 lần so với ôxy nên khi được hít vào phổi CO sẽ gắn chặt với Hb thành COHb do đó máu không thể chuyên chở ôxy đến tế bào.
Carbon monoxit là khí không mùi vị, có độc tính cao với sức khỏe con người và cực kỳ nguy hiểm, do việc hít thở phải một lượng quá lớn CO sẽ dẫn tới thương tổn do giảm ôxy trong máu hay tổn thương hệ thần kinh cũng như có thể gây tử vong. Nồng độ chỉ khoảng 0,1% carbon monoxit trong không khí cũng có thể là nguy hiểm đến tính mạng. CO là chất khí không màu, không mùi và không gây kích ứng nên rất nguy hiểm vì con người không cảm nhận được sự hiện diện của CO trong không khí.
CO có ái lực với hemoglobin (Hb) trong hồng cầu mạnh gấp 230-270 lần so với ôxy nên khi được hít vào phổi CO sẽ gắn chặt với Hb thành COHb do đó máu không thể chuyên chở ôxy đến tế bào.
Khi có từ 10 tới 30% COHb trong máu, con người sẽ gặp các triệu chứng như: đau đầu, buồn nôn, mỏi mệt và choáng váng. Khi mức độ COHb đạt tới 50-60%, con người có thể bị ngất, co giật và có thể dẫn đến hôn mê và chết. Như vậy với nồng độ trên 10000 ppm CO (1%CO) có trong không khí thở thì con người sẽ bị chết trong vòng vài phút.
Trên thế giới mỗi năm có hàng ngàn người bị chết ngạt do hít phải CO, trong đó chủ yếu là công nhân làm việc trong các điều kiện khắc nghiệt thiếu không khí sạch và có nguy cơ cháy nổ cao như công nhân hầm mỏ, nhân viên cứu hoả kể các nhà du hành vũ trụ, các thợ lặn … Bảng 1 dưới đây chỉ ra các triệu chứng nhiễm độc của người khi tiếp xúc với CO ở các nồng độ khác nhau.
Mức độ nhiễm độc CO nặng hay nhẹ, phụ thuộc vào nồng độ chất độc trong không khí cũng như thời gian tiếp xúc và liên quan tới trạng thái cơ thể, hoàn cảnh nơi làm việc. Khi nơi làm việc có nhiệt độ, độ ẩm cao, không khí có lẫn khí SO2, NO2, CNH, benzen, cường độ lao động nặng nhọc… Phụ nữ có thai, người nghiện rượu, béo, mắc bệnh tim mạch, viêm phế quản mạn tính, hen suyễn, thiếu máu, suy dinh dưỡng, chịu đựng kém.
3. Tình hình nhiễm độc khí CO trên thế giới và ở Việt Nam
Nhiễm độc khí CO là một nhiễm độc thường gặp. Từ thời thượng cổ người ta đã biết tác dụng độc hại của hơi than. Priestley (1799) đã tìm ra khí CO, năm 1842 Leblanc đã chứng minh được khả năng gây tai nạn của CO.
Khả năng bị nhiễm độc khí CO có thể xảy ra đối với người lao động làm việc ở các môi trường như trong phòng đun nấu, nhà máy bia, kho hàng, nhà máy lọc dầu, nhà máy sản xuất giấy và bột giấy, nhà máy sản xuất thép, lò luyện kim loại, lò luyện than đá, lò gốm, các hầm, mỏ than, lính cứu hỏa…
Ở Pháp, hàng năm có khoảng 10000 ca nhiễm độc cấp tính khí CO với khoảng 400 người chết mỗi năm, theo Agnes Verrier, Viện Veille Sanitaire, Pháp [9]. Trong khi đó, nhiễm độc cấp khí CO cũng là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu tại Mỹ với 5613 trường hợp từ năm 1979 đến năm 1988 và 2631 ca tử vong do nhiễm độc CO không liên quan đến cháy trong các năm 1999-2004, theo báo cáo của Trung tâm Thống kê Sức khỏe Quốc gia Hoa Kỳ.
Tại Việt Nam hiện nay,hoạt động khai thác than và sử dụng các sản phẩm như khí hóa than, khí ga, gỗ, xăng, dầu lửa, dầu hôi…có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước. Trong quá trình lao động, người công nhân ở các mỏ than phải làm việc trong môi trường có tiếp xúc trực tiếp với loại hơi khí độc là khí than. Khí than có chứa các hỗn hợp khí như CO, CO2, CH4, H2, H2S… trong đó hàm lượng khí độc carbon monoxit chiếm tỷ lệ rất cao (gần 40% – theo nghiên cứu của TS. Trần Thanh Sơn – ĐH Đà Nẵng về nghiên cứu thiết kế hệ thống hóa khí than phục vụ thí nghiệm năm 2010). Do việc ngạt khí than có thể gây tức ngực, khó thở, buồn nôn, thậm chí gây tử vong nên đã có nhiều trường hợp người công nhân mỏ bị nhiễm độc khí và bị tử vong. Tháng 3/2011, có 1 công nhân bị tử vong do ngạt khí hầm lò than trong khi làm việc tại mỏ than Dương Huy, thị xã Cẩm Phả, Quảng Ninh. Tháng 2/2012 cũng tại Quảng Ninh hàng chục công nhân mỏ phải nhập viện cấp cứu với nguyên nhân ban đầu được xác định là bục túi khí CO [8]. Gần đây nhất vào tháng 11/2013, tại tổ hóa khí của công ty CP Xuân Hòa, Mê Linh, Hà Nội đã có 1 công nhân tử vong và 1 người phải nhập viện cấp cứu do bị nhiễm độc khí CO trong quá trình sàng than và tiếp than vào phễu lò nung gạch [7].
Đối với người lao động đang làm việc tại các tòa nhà nhất là các nhà cao tầng thì khi xảy ra cháy lớn, việc say khói, ngạt thở, suy hô hấp do hít phải khí nóng lẫn khí độc thoát ra từ đám khói là rất dễ xảy ra. Nguyên nhân là do trong khói độc có chứa carbon monoxit, việc hít phải khí này dễ gây suy hô hấp và bị ngạt do hóa chất. Tháng 12/2011, đã có 29 công nhân làm việc tại tòa tháp đôi đang xây dựng của Tập đoàn Điện lực EVN, TP Hà Nội phải nhập viện cấp cứu sau khi bị ngạt khói thoát ra từ đám cháy tòa nhà.
4. Các phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp lọc khí CO
Do tính độc của khí CO nên trong quá trình làm việc tại các môi trường có nồng độ khí CO vượt ngưỡng cho phép , người lao động được trang bị các phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp (PTBVCQHH) lọc khí CO để phòng ngừa và giảm thiểu các tai nạn xảy ra liên quan đến sự nhiễm độc khí này. Các PTBVCQHH loại này có hộp lọc chứa các chất xúc tác để ôxy hóa khí CO với độc tính cao thành khí CO2 ít độc hại hơn và có nguy cơ ảnh hưởng tới sức khỏe người lao động thấp hơn khí CO rất nhiều.
PTBVCQHH lọc khí CO được phân thành các loại như sau:
4.1. Mặt nạ thoát hiểm lọc khí CO có bộ phận ngậm miệng
Mặt nạ thoát hiểm có bộ phận ngậm miệng được sử dụng để chống khí CO và các sản phẩm cháy sinh ra do sự cháy, nổ trong hầm mỏ.
Thông thường, mặt nạ thoát hiểm lọc khí CO có cấu tạo gồm các phần chính như sau:
– Hộp kín kèm theo thiết bị gá, bộ phận ngậm miệng và kẹp mũi
– Hộp lọc với chất hoạt hóa
– Dây đeo qua đầu, bộ bảo vệ cằm, van thở ra và bộ trao đổi nhiệt
Hình 2, Hình 3 và Hình 4 dưới đây mô tả cấu tạo cơ bản của loại mặt nạ thoát hiểm lọc khí CO có bộ phận ngậm miệng và loại hộp lọc W65 của công ty MSA – Hoa Kỳ tạo cơ bản của loại mặt nạ thoát hiểm lọc khí CO có bộ phận ngậm miệng và loại hộp lọc W65 của công ty MSA – Hoa Kỳ.
4.2. Mặt nạ thoát hiểm khi hỏa hoạn
Mặt nạ thoát hiểm khi hỏa hoạn được sử dụng để chống các sản phẩm của sự cháy sinh ra, ngoại trừ cháy nổ trong hầm lò. Do đó, bên cạnh khả năng lọc khí CO, mặt nạ thoát hiểm khi hỏa hoạn còn phải có khả năng lọc các loại khí sinh ra do sự cháy như HCN, HCl, acrolein, bụi …
Thông thường, cấu tạo của mặt nạ thoát hiểm khi hỏa hoạn bao gồm một số thành phần chính như sau:
– Mũ trùm đầu có thể gắn thêm bán mặt nạ
– Một hoặc nhiều hộp lọc.
Ngoài ra, mặt nạ thoát hiểm khi hỏa hoạn cũng có thể gắn thêm van hít vào hoặc van thở ra hoặc cả hai loại van.
Hình 5 dưới đây là hình ảnh của một số loại mặt nạ thoát hiểm khi hỏa hoạn hiện có trên thị trường ợc sự hiện diện của CO trong không khí.
5. Các phương pháp đánh giá PTBVCQHH lọc khí CO
Để đánh giá các PTBVCQHH lọc khí CO, trên thế giới hiện nay, bên cạnh các tiêu chuẩn đánh giá PTBVCQHH lọc hơi khí độc (tiêu chuẩn châu Âu BS EN 14387:2004, tiêu chuẩn Úc AS/NZS 1716:2012…), các nước cũng đã ban hành các tiêu chuẩn riêng để đánh giá PTBVCQHH lọc khí CO (tiêu chuẩn châu Âu EN 404:2005 và tiêu chuẩn Đức DIN 58620:2007, tiêu chuẩn Úc AS/NZS 1716:2012, tiêu chuẩn Ấn Độ IS 9563-1980…) và tiêu chuẩn đánh giá PTBVCQHH với mũ trùm đầu chống cháy (tiêu chuẩn EN 403:2004); trong đó, tiêu chuẩn EN 404:2005 đã được nhiều nước (Hàn Quốc, Nam Phi…) chuyển dịch và áp dụng phổ biến nhất hiện nay.
Tại Việt Nam, việc trang bị các PTBVCQHH lọc khí CO là rất cần thiết để đảm bảo sức khỏe và an toàn tính mạng cho người lao động. Chính vì thế, nhu cầu sử dụng các PTBVCQHH loại này ở nước ta đang ngày càng gia tăng, kèm theo đó là nhu cầu đánh giá kiểm định chất lượng các sản phẩm này. Hiện nay trên thị trường có rất đa dạng các sản phẩm PTBVCQHH lọc khí CO được nhập khẩu từ nhiều nước trên thế giới như Nga, Mỹ, Nhật, Hàn Quốc… Tuy nhiên, việc thẩm định kiểm tra chất lượng các sản phẩm loại này ở Việt Nam hiện nay còn bị bỏ ngỏ.
Theo Thông tư số 03/2010/TT-BLĐTBXH ngày 19 tháng 01 năm 2010 của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội (LĐ-TB&XH) về việc kiểm tra chất lượng sản phẩm hàng hóa nhóm 2, thì sản phẩm mặt nạ phòng độc bao gồm mặt nạ và bán mặt nạ lọc khí CO được quy định đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN 3742- 82. Tuy nhiên, đây là tiêu chuẩn đã cũ được chuyển dịch theo tiêu chuẩn của Liên Xô từ năm 1982, với dải nồng độ khí CO trong không khí ban đầu trong khoảng 2 – 15 g/m3. Chính vì vậy, ngày 25 tháng 10 năm 2012 Bộ LĐ-TB & XH đã ban hành Thông tư số 25/2012/TT-BLĐTBXH về việc ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn lao động đối với bộ lọc dùng trong mặt nạ và bán mặt nạ phòng độc, ký hiệu QCVN 10:2012/BLĐTBXH. Theo quy chuẩn, những bộ lọc sử dụng để đề phòng khí CO được quy định đánh giá theo tiêu chuẩn châu Âu EN 404:2005 và yêu cầu đối với hộp lọc khí CO sản xuất trong nước phải được chứng nhận hợp quy, thực hiện theo Phương thức 3 là thử nghiệm mẫu điển hình kết hợp đánh giá quá trình sản xuất; giám sát thông qua thử nghiệm mẫu lấy tại nơi sản xuất kết hợp với đánh giá quá trình sản xuất; đối với hộp lọc khí CO nhập khẩu quy định phải được chứng nhận hợp quy và thực hiện theo Phương thức 7 là thử nghiệm, đánh giá lô sản phẩm, hàng hóa.
5.1. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3742-82 [3]
Tại Việt Nam, việc kiểm tra, đánh giá khả năng lọc hơi khí độc của PTBVCQHH ở nước ta đã được Viện NC KHKT Bảo Hộ Lao Động và Viện Hóa Học Quân Sự nghiên cứu trong nhiều năm qua. Tuy nhiên, những nghiên cứu của Viện Hóa Học Quân Sự chỉ phục vụ lĩnh vực nghiên cứu, chế tạo hộp lọc độc trong quân sự. Năm 1980, đề tài TB 11 do CN. Đặng Quốc Nam – Viện NC KHKT Bảo hộ Lao động chủ trì [1] đã tiến hành xây dựng và đưa vào sử dụng hệ thống đánh giá khả năng sử dụng mặt nạ lọc độc và khả năng chế tạo xúc tác lọc khí CO. Trên cơ sở của đề tài, tiêu chuẩn TCVN 3742- 82 về phương pháp xác định thời gian có tác dụng bảo vệ của hộp lọc đối với khí CO đã được ban hành, trong đó có sử dụng máy tạo xung hoặc phổi nhân tạo để mô phỏng nhịp thở của người. Nhưng do thiết bị mô phỏng nhịp thở được thiết kế không hợp lý và sử dụng các van cơ học không đảm bảo được độ kín khít nên hệ thống không hoạt động được. Đồng thời, do được xây dựng từ năm 1980 nên hệ thống thiết bị đã cũ và không còn sử dụng được. Hình 6 mô tả hệ thống thiết bị đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN 3742- 82:
Hệ thống thiết bị bao gồm máy tạo xung hoặc phối nhân tạo 20, bộ tạo ẩm 5, buồng thử nghiệm 26, buồng trộn 9, các lưu tốc kế cho không khí và khí CO, áp kế, nhiệt kế, bình chứa khí CO, bộ hấp thụ, chỉ thị nhiệt và các khóa ba ngả. Khí CO tạo thành sau khi điều chế được nạp vào bình chứa; hỗn hợp không khí đã được làm ẩm bằng bộ tạo ẩm 5 và khí CO từ bình chứa được cấp vào buồng thử nghiệm hộp lọc 28 sau khi qua buồng trộn 9. Theo dõi nhiệt độ, độ ẩm và lưu lượng dòng khí trong suốt thời gian thử nghiệm; cứ sau 30 phút lại ghi nhận nhiệt độ của nhiệt kế và dùng đồ thị chuẩn để xác định nồng độ đầu. Thời điểm kết thúc thử nghiệm được ghi nhận khi có sự lọt khí CO qua hộp lọc với nồng độ 0,02 g/m3. Nồng độ CO trong hỗn hợp không khí với khí độc được xác định bằng chỉ thị nhiệt.
Tiến hành thử nghiệm ở các điều kiện không đổi sau:
Lưu lượng dòng hỗn hợp không khí với khí cácbon oxyt là (30 ± 0,6).10-3 m3/ phút; .
Độ ẩm tương đối của không khí 90 ± 5%;
Nhiệt độ dòng không khí 27 ± 20C;
Nồng độ CO trong không khí 2 – 15 g/m3;
(nồng độ sau hộp lọc không được lớn hơn 0,02 g/m3)
Xác định nồng độ CO bằng chỉ thị nhiệt.
1- Mô tả thiết bị. Chỉ thị nhiệt là bình kim loại kín bên trong có ống xoắn (9) bằng thủy tinh, ống này nối với ống chỉ thị nhiệt (8), chỗ nối có lưới thủy tinh (đường kính lỗ lưới 0,8- 1,0 mm) (Hình 7). Sấy khố ống chỉ thị 8 và ống xoắn 9 bằng không khí sạch. Đặt một lớp bông thủy tinh dầy 1,5 – 2,0 mm đã được sấy khô lên lưới thúy tinh của ống chỉ thị, trên lớp thuỷ tinh là lớp hốpcalit dày 40 ± 2 mm được làm chặt bằng cách gõ nhẹ vào vỏ của ống chỉ thị nhiệt. Nước cất được đổ qua ống nối 7 vào bình kim loại sao cho mức nước khi sôi cách điểm dưới của ống chỉ thị nhiệt 2 ± cm. Đặt nhiệt kế 1500C vào đầu nối 7 để đo nhiệt độ ccủa hơi nước. Nước được đun bằng bếp điện kín, ống sinh hàn ngược được lắp vào đầu nối 2.
2- Chuẩn chỉ thị nhiệt: Nối chỉ thị nhiệt với thiết bị thử nghiệm hộp lọc khi không có hộp lọc ở bộ gá hộp lọc.
Thổi không khí sạch khô vào chỉ thị nhiệt qua ống xoắn với lưu lượng 1.10-3 m3/phút trong khoảng thời gian 20 phút. Khi đó nhiệt độ không đổi được thiết lập ở lớp Hốpcalit, ta xem là nhiệt độ đầu.
Nhờ lưu tốc kế mao quản, ta tạo được lần lượt hỗn hợp không khí với cacbon oxít có nồng độ 0,1- 1,0g/m3 đồng thời đưa vào ống xoắn của chỉ thị nhiệt với lưu lượng 1.103 m3/phút vả ghi nhận sự tăng nhiệt độ của Hốpcalit.
Xác định nồng độ CO bằng phương pháp phân tích ứng với mỗi hỗn hợp không khí với khí CO.
Với mỗi điềm của đồ thị chuẩn, phải tiến hành không nhỏ hơn hai phép phân tích xác định. Đồ thị chuẩn được xây dựng theo tọa độ nồng độ cacbon oxit với sự thay đổi nhiệt độ của chỉ thị nhiệt.
3- Phương pháp xác định nồng độ CO. Phương pháp xác định dựa trên cơ sở ô xy hóa CO tới CO2 trên anhyđric iodic (I2O5 ) ở 140- 1500C. Cacbon đioxit (CO2) được hấp thụ bằng dung dịch chuẩn của bari hydroxit (Ba(OH)2). Qua lượng barị hydroxit tham gia vào phản ứng, xác định lượng CO. ;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol’>± cm. Đặt nhiệt kế 1500C vào đầu nối 7 để đo nhiệt độ ccủa hơi nước. Nước được đun bằng bếp điện kín, ống sinh hàn ngược được lắp vào đầu nối 2.
5.2. Tiêu chuẩn châu Âu EN 404:2005 và EN 403:2004 [10]
a. Hệ thống thiết bị đánh giá PTBVCQHH lọc khí CO theo EN 404:2005 và EN 403:2004
Với các tính chất đặc thù trong đánh giá PTBVCQHH lọc khí CO, đó là:
+ Việc hít thở một lượng lớn khí CO gây ảnh hưởng ngay lập tức đến khả năng thở của người lao động nên trong hệ thống thiết bị đánh giá theo tiêu chuẩn EN 404:2005 và EN 403:2004 yêu cầu phải có thiết bị mô phỏng nhịp thở của con người. Nguyên nhân là khi thở ra, tốc độ dòng khí CO qua hộp lọc là nhỏ nên hiệu suất chuyển hóa CO thành CO2 rất cao; nhưng khi hít vào, tốc độ dòng khí CO qua hộp lọc lớn hơn nhiều lần, hiệu suất chuyển hóa giảm mạnh, khí CO bị hít vào phổi qua hộp lọc sẽ gắn chặt với Hb thành HbCO khiến cho máu không thể chuyên chở ôxy đến tế bào, gây ngột thở và ngộ độc khí, thậm chí có thể dẫn đến tử vong. Do đó, việc sử dụng thiết bị mô phỏng nhịp thở của người sẽ giúp xác định được chính xác hơn thời gian có tác dụng bảo vệ của hộp lọc khí CO.
+ Do chất xúc tác trong hộp lọc khí CO chịu ảnh hưởng mạnh bởi độ ẩm, làm ảnh hưởng đến hiệu quả bảo vệ của hộp lọc nên các tiêu chuẩn EN 404:2005 và EN 403:2004 yêu cầu điều kiện độ ẩm đánh giá rất nghiêm ngặt với 02 modun tạo ẩm trong hệ thống.
Hệ thống đánh giá PTBVCQHH lọc khí CO theo tiêu chuẩn EN 404:2005 và đánh giá PTBVCQHH với mũ trùm đầu chống cháy theo tiêu chuẩn EN 403:2004 có sử dụng thiết bị mô phỏng nhịp thở được mô tả trong Hình 8 [10] dưới đây:
Hệ thống thiết bị đánh giá trên Hình 8 bao gồm chủ yếu là thiết bị mô phỏng nhịp thở với các van điện từ, bộ tạo ẩm, buồng thử nghiệm, bộ nối, các lưu tốc kế cho môi trường thử nghiệm và của khí CO, bộ xả, các cổng lấy mẫu, máy phân tích khí CO và các thiết bị đo nhiệt độ, áp suất. Dòng khí CO thử nghiệm và không khí nén được hòa trộn và cấp liên tục vào buồng đánh giá 11. Khí thử nghiệm và khí thở ra được bổ sung ẩm bằng các bộ tạo ẩm 10, 3 thích hợp. Khí CO được cấp vào buồng đánh giá qua 01 van kiểm soát và 01 lưu tốc kế 9. Nồng độ khí CO trong buồng đánh giá được đo và ghi lại liên tục ở vị trí gần đầu khí vào của bộ lọc khí bằng máy phân tích khí CO 17. Nhiệt độ của khí thở ra được kiểm tra thường xuyên tại cổng đo nhiệt độ trên bộ nối 5 bằng nhiệt kế với bộ ghi 15. Lượng hơi nước của môi trường thử nghiệm trong buồng đánh giá được ghi lại liên tục bằng ẩm kế 18 ở vị trí gần đầu khí vào của bộ lọc khí CO.
b. Điều kiện thử nghiệm PTBVCQHH lọc khí CO theo EN 404:2005
Theo quy định trong tiêu chuẩn EN 404:2005, trước khi tiến hành thử nghiệm đánh giá hiệu quả lọc khí CO của PTBVCQHH, phải thực hiện kiểm tra độ bền cơ học của hộp lọc, sau đó trải qua quá trình ổn định mẫu với điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và thời gian quy định.
* Việc thử nghiệm độ bền cơ học được tiến hành như sau:
-Sơ đồ thiết bị thử độ bền cơ học được mô tả trong Hình 9. Thiết bị bao gồm phần thân bằng thép (K) được đặt trên một pit tông chuyển động thẳng đứng (S), có khả năng nâng lên 20 mm bằng một cam quay (N) và hạ xuống mặt thép (P) khi trục cam quay. Khối lượng của thân thép (K) phải ≥ 10 kg.
-Trọng lượng của mặt thép P phải lớn hơn ít nhất 10 lần trọng lượng của thân thép K.
-Các bộ lọc của mặt nạ thoát hiểm được đặt vào trong thân K sao cho không chạm vào nhau trong khi thử nghiệm, cho phép chuyển động ngang 6 mm và chuyển động đứng tự do.
-Thiết bị thử nghiệm độ bền cơ học hoạt động với tốc độ 80 – 100 vòng/phút với tổng số lần quay là 50.000 vòng. Bộ lọc của mặt nạ thoát hiểm được thử nghiệm trong điều kiện bao gói đóng kín như khi được gửi đến đánh giá.
* Điều kiện ổn định mẫu thử nghiệm được quy định nghiêm ngặt như sau:
-Đặt ở nhiệt độ 70±3oC với độ ẩm tương đối < 20% trong 72h,
-Đặt ở nhiệt độ 70±3oC với độ ẩm tương đối 95-100% trong 72h,
-Đặt ở nhiệt độ -30±3oC trong 24h.
Trước khi đánh giá hiệu quả lọc khí CO của PTBVCQHH, thiết bị mô phỏng nhịp thở 1 trong Hình 8 được cài đặt với các thông số dưới đây:
Tiêu chuẩn châu Âu EN 404:2005 cũng quy định các điều kiện thử nghiệm và thời gian bảo vệ tối thiểu của hộp lọc khí CO như trong Bảng 3 dưới đây:
Có thể thấy rằng, tiêu chuẩn đánh giá PTBVCQHH lọc khí CO quy định các điều kiện và thiết bị thử nghiệm rất nghiêm ngặt giúp xác định chính xác thời gian bảo vệ của hộp lọc, nhằm đảm bảo an toàn cao nhất cho người lao động sử dụng các phương tiện này.
c. Điều kiện thử nghiệm PTBVCQHH lọc khí CO theo EN 403:2004
Theo quy định trong tiêu chuẩn EN 403:2004, trước khi tiến hành thử nghiệm đánh giá hiệu quả lọc khí CO của PTBVCQHH với mũ trùm đầu chống cháy, phải thực hiện kiểm tra độ bền cơ học của hộp lọc tương tự tiêu chuẩn EN 404:2005.
Trước khi đánh giá hiệu quả lọc khí CO của PTBVCQHH, thiết bị mô phỏng nhịp thở được cài đặt với các thông số là 20 nhịp/phút và 1,5 L/hành trình.
Tiêu chuẩn châu Âu EN 403:2004 cũng quy định các điều kiện thử nghiệm và thời gian bảo vệ tối thiểu của hộp lọc khí CO như trong Bảng 5 dưới đây:
5.3. Tiêu chuẩn Ấn Độ IS 9563-1980
Tiêu chuẩn Ấn Độ IS 9563-1980 xoát xét năm 2012 về mặt nạ thoát hiểm lọc khí CO có hệ thống thiết bị đánh giá khả năng lọc khí CO của hộp lọc tương tự với hệ thống đánh giá theo tiêu chuẩn EN 403:2004 và EN 404:2005. Hình 10 dưới đây mô tả sơ đồ hệ thống thiết bị đánh giá theo IS 9563-1980, bao gồm một máy mô phỏng nhịp thở 1 với các van điện từ 2, các thiết bị tạo ẩm 3 và 8, buồng đánh giá 9, bộ gá 4, các lưu tốc kế khí nén 6 và khí CO 7, quạt hút 12 và các điểm lấy mẫu khí 5, 10.
Nguyên lý làm việc của hệ thống theo IS 9563-1980 như sau:
- Hộp lọc được đặt vào buồng đánh giá 9 có kích thước 30x30x26cm. Khí cabon monoxit CO được đưa vào buồng đánh giá qua van tiết lưu và lưu tốc kế 7 và được quan trắc liên tục bởi máy phân tích khí CO. Dòng khí CO và không khí sau khi hòa trộn được cho qua thiết bị tạo ẩm 8 để tăng lượng hơi nước trong dòng khí. Nhiệt độ dòng khí thử nghiệm khi vào buồng đánh giá phải xấp xỉ 25oC.
- Hộp lọc được gắn vào bộ gá 4, nhiệt độ dòng khí trong bộ gá được đo ở một điểm nhất định bằng cặp nhiệt độ.
- Khí thở ra phải đạt 37oC, được bão hòa bởi hơi nước và lưu lượng hơi khí không đổi là 30 L/phút.
- Thể tích của hệ thống thử nghiệm từ phần kết nối của máy mô phỏng nhịp thở tới phần ngậm miệng của mặt nạ thoát hiểm không được vượt quá 2L.
Điều kiện đánh giá khả năng lọc khí CO của hộp lọc trong mặt nạ thoát hiểm theo IS 9563-1980 được dẫn ra trong Bảng 6. IS 9563-1980 yêu cầu tổng lượng khí CO lọt qua hộp lọc không được quá 100ml trong 60 phút đánh giá và nồng độ khí CO thoát ra không được vượt quá 100 ppm trong quá trình thử nghiệm.
KẾT LUẬN
Do tính độc của khí CO nên người lao động được trang bị các phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp lọc khí CO khi làm việc tại các môi trường có nồng độ khí CO vượt ngưỡng cho phép để phòng ngừa và giảm thiểu các tai nạn xảy ra liên quan đến sự ngộ độc khí này.
Tại Việt Nam, nhu cầu sử dụng các PTBVCQHH loại này đang ngày càng gia tăng,cùng với nhu cầu đánh giá kiểm định chất lượng các sản phẩm này. Tuy nhiên, việc thẩm định kiểm tra chất lượng các sản phẩm loại này ở nước ta hiện nay còn bị bỏ ngỏ.
Do đó, việc xây dựng hệ thống đánh giá chất lượng PTBVCQHH lọc khí CO hiện nay ở Việt Nam là rất cần thiết.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. CN. Đặng Quốc Nam (1980), Nghiên cứu xây dựng hệ thống đánh giá khả năng sử dụng mặt nạ lọc độc và khả năng chế tạo xúc tác lọc khí oxyt cácbon, Đề tài mã số TB 11, Viện nghiên cứu KHKT Bảo hộ Lao động.
2. TS Đặng Quốc Nam (2010), Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị cấp khí độc có khả năng chống ăn mòn và ổn định trong các hệ thống thử nghiệm, Đề tài mã số: 207/05/TLĐ, Viện NC KHKT Bảo hộ Lao động.
3. Tiêu chuẩn TCVN 3742-82, Phương pháp xác định thời gian có tác dụng bảo vệ của hộp lọc đối với cacbon oxyt.
4. PGS. TS. Đỗ Hàm (2007), Vệ sinh lao động và bệnh nghề nghiệp, NXB Lao động – Xã hội.
5. BS. Bế Hồng Thu, Bài giảng chống độc, Bệnh viện Bạch Mai, Hà Nội
6. QCVN 10: 2012/BLĐTBXH
7. Agnès Verrier (2009), French carbon monoxide poisoning surveillance system, National Institute For Public Health Surveillance, France
ThS. Nguyễn Khánh Huyền
Viện Nghiên cứu KHKT Bảo hộ lao động
(Nguồn tin: Nilp.vn)
