Nghiên cứu bổ sung, hoàn thiện hệ thống đánh giá hợp chuẩn một số bộ lọc của mặt nạ, bán mặt nạ phòng độc

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Để đảm bảo sức khỏe và an toàn cho người lao động làm việc trong các môi trường nhiễm bẩn các loại hơi khí độc thì việc trang bị các phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp (PTBVCQHH) lọc hơi khí độc là rất cần thiết. Năm 2012, Cục An toàn Lao động đã ban hành Quy chuẩn quốc gia QCVN 10: 2012/BLĐTBXH về an toàn lao động với bộ lọc dùng trong mặt nạ và bán mặt nạ phòng độc. Quy chuẩn này quy định các yêu cầu an toàn đối với các bộ lọc dùng trong các mặt nạ và bán mặt nạ phòng độc được áp dụng theo Tiêu chuẩn Châu Âu EN 14387: 2004.  Với những bộ lọc sử dụng để đề phòng khí CO, các quy định về an toàn được áp dụng theo Tiêu chuẩn Châu Âu EN 404: 2005.

Tại Việt Nam, việc kiểm tra, đánh giá khả năng lọc hơi, khí độc của PTBVCQHH đã được Viện Viện KH An toàn và Vệ sinh lao động nghiên cứu trong nhiều năm qua. Hệ thống thiết bị đánh giá chất lượng bộ lọc hơi khí độc của PTBVCQHH của Viện hiện nay vẫn đang hoạt động, tuy nhiên chưa thể đáp ứng đánh giá Hợp quy theo QCVN 10:2012/BLĐTBXH. Vì vậy, nhiệm vụ “Nghiên cứu bổ sung, hoàn thiện hệ thống đánh giá hợp chuẩn một số bộ lọc của mặt nạ, bán mặt nạ phòng độc” được triển khai nhằm đáp ứng với yêu cầu xây dựng phòng thử nghiệm hợp chuẩn, hợp quy.

II. CẤU TẠO VỀ PTBVCQHH LỌC HƠI KHÍ ĐỘC

PTBVCQHH lọc hơi khí độc có thường cấu tạo gồm hai phần chính:

– Phần mặt: Phần này có nhiều kiểu dáng tùy theo mỗi nước và mỗi hãng sản xuất song đều có chung cấu trúc là phần bao che có chu vi bao lấy miệng và mũi người sử dụng (bán mặt nạ) hoặc chu vi bao lấy cả miệng, mũi, mặt và mắt người sử dụng (mặt nạ), trên đó bố trí bộ lọc và các van thở vào và thở ra (van một chiều). Khí thở vào đi qua bộ lọc để loại bỏ các chất nhiễm bẩn trong khí thở trước khi qua van thở vào, còn khí thở ra được hướng trực tiếp qua van thở ra.

– Phần bộ lọc: Phần này bao gồm vỏ hộp lọc, thân hộp lọc và vật liệu lọc, giữa các bộ phận bên trong hộp lọc còn có các gioăng đệm để tăng độ kín khít của bộ lọc. Hiệu quả lọc hơi khí độc phụ thuộc chính vào vật liệu lọc và cấu tạo các tấm lọc nhằm tăng hiệu quả lọc nhờ tăng diện tích bề mặt lọc và làm giảm trở lực hô hấp.

III. TIÊU CHUẨN EN 14387:2004

Tiêu chuẩn Châu Âu EN 14387:2004 quy định phân loại bộ lọc hơi khí độc gồm 06 loại A, B, E, K, AX, SX theo khả năng lọc được loại khí độc và nồng độ hơi khí độc, trong đó:

• A: bộ lọc khí và hơi hữu cơ có điểm sôi > 65 ^oC
• B: bộ lọc khí và hơi vô cơ
• E: bộ lọc khí, hơi axit và SO₂
• K: bộ lọc khí NH₃ và các amoni hữu cơ
• AX: bộ lọc khí và hơi hữu cơ có điểm sôi ≤ 65 ^oC;
• SX: bộ lọc các khí và hơi đặc biệt

 Đối với 04 bộ lọc A, B, E, K được phân chia thành ba loại:

Loại 1: Sử dụng tại môi trường lao động ô nhiễm hơi khí độc nồng độ thấp (nồng độ khí thử nghiệm là 1.000ppm, thường có dung tích là 20cm³ đeo sát miệng)

Loại 2: Sử dụng tại môi trường lao động ô nhiễm hơi khí độc nồng độ trung bình (nồng độ khí thử nghiệm là 5.000ppm, thường có dung tích là 50cm³ đeo dưới cằm)

Loại 3: Sử dụng tại môi trường lao động ô nhiễm hơi khí độc nồng độ cao (nồng độ khí thử nghiệm là 8.000ppm và 10.000ppm, thường có dung tích là 1.000cm³ đeo bên hông)

Ngoài ra, nếu bộ lọc là loại kết hợp lọc bụi thì phải thỏa mãn các yêu cầu an toàn theo tiêu chuẩn EN 143:2000. Đối với bộ lọc khí đặc biệt ký hiệu AX và SX, TC EN 14387:2004 không quy định phân loại.

 Hình 1. Một số loại bộ lọc hơi, khí độc điển hình.

3.1. Chỉ tiêu chất lượng và quy trình đánh giá bộ lọc hơi khí độc theo EN 14387:2004 

Tiêu chuẩn EN 14387:2004 quy định việc đánh giá chất lượng bộ lọc hơi khí độc (gồm có hộp lọc độc trong các bộ bán mặt nạ hoặc mặt nạ lọc hơi khí độc, lọc kết hợp hơi khí độc và bụi)  bao gồm các chỉ tiêu sau đây:

– Chỉ tiêu thời gian khí lọt qua.

– Trở lực hô hấp.

– Khối lượng.

– Đối với loại bộ lọc kết hợp hơi khí độc và bụi, tiêu chuẩn EN 14387:2004 quy định những chỉ tiêu liên quan đến bụi là: độ lọt qua muối NaCL, độ lọt qua sương dầu parafin, trở lực hô hấp của bộ lọc trước và sau khi bịt kín bằng Dolomite đánh giá theo Tiêu chuẩn EN 143:2000.

Ngoài ra, theo quy định trong tiêu chuẩn EN 14387:2004, trước khi tiến hành thử nghiệm đánh giá, bộ lọc hơi khí độc phải trải qua quá trình ổn định mẫu với điều kiện nhiệt độ, độ ẩm theo thời gian quy định, sau đó thực hiện thử độ bền cơ học của bộ lọc.

Hình 4. Quy trình đánh giá Bộ lọc kết hợp hơi khí độc và bụi Dolomite theo tiêu chuẩn EN 14387:2000

3.2. Các điều kiện và yêu cầu thử nghiệm theo EN 14387:2004

* Điều kiện ổn định mẫu thử nghiệm được quy định nghiêm ngặt như sau:

– Đặt ở nhiệt độ 70±3^oC ở không khí khô trong 24 h.

– Đặt ở nhiệt độ -30±3^oC trong 24h.

* 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 6. 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 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 100 vòng/phút trong thời gian 20 phút với tổng số lần quay là 2.000 vòng. Bộ lọc được thử nghiệm trong điều kiện bao gói đóng kín như khi được gửi đến đánh giá.

* Chỉ tiêu trở lực hô hấp của bộ lọc:

Thử nghiệm được tiến hành ở 2 tốc độ dòng khí là 30 L/phút và 95 L/phút tại nhiệt độ phòng, áp suất khí quyển và độ ẩm không gây xuất hiện ngưng tụ.

Đối với chỉ tiêu trở lực hô hấp của bộ lọc, tiêu chuẩn EN 14387:2004 yêu cầu đối với từng loại bộ lọc tại 02 tốc độ dòng khí như trong Bảng 1 dưới đây:

* Chỉ tiêu thời gian khí lọt qua ở nồng độ thử nghiệm:

Đối với chỉ tiêu thời gian khí lọt qua ở nồng độ thử nghiệm, tiêu chuẩn EN 14387:2004 cho phép có thể tiến hành theo phương pháp bất kỳ để tạo được nồng độ khí thử nghiệm đầu vào theo yêu cầu trong Bảng 2 (đối với hộp lọc loại A, B, E, K). Tuy nhiên, các phương pháp này phải đảm bảo giới hạn sau:

– Nồng độ đầu vào: ± 10% giá trị nồng độ khí thử nghiệm.

– Nồng độ đầu ra: ± 20% giá trị nồng độ khí lọt qua cho phép.

Thời gian khí lọt qua ở nồng độ thử nghiệm được xác định tại lưu lượng dòng 30 L/phút (± 3%), nhiệt độ (20 ± 1) ^oC, độ ẩm tương đối RH (70 ±5) %.

Bảng 2. Các loại khí thử và điều kiện thử nghiệm bộ lọc độc loại A,B,E,K

Có thể thấy rằng, tiêu chuẩn EN 14387:2004 mặc dù không quy định cụ thể các hệ thống thiết bị đánh giá chất lượng bộ lọc hơi khí độc nhưng lại yêu cầu đảm bảo  nghiêm ngặt về các điều kiện thử nghiệm, giúp đánh giá chính xác chất lượng của bộ lọc hơi khí độc, nhằm đảm bảo an toàn cho NLĐ sử dụng các PTBVCQHH loại này.

IV. MỤC TIÊU CHÍNH VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẠT ĐƯỢC CỦA NHIỆM VỤ

Hoàn thiện được hệ thống thiết bị thử nghiệm để đánh giá hợp chuẩn bộ lọc loại 1 và loại 2 của PTBVCQHH theo tiêu chuẩn EN 14387:2004 đối với các chỉ tiêu thời gian hơi cyclohexan (C₆H₁₂) lọt qua; thời gian khí amoniăc (NH₃) lọt qua và thời gian khí hydro sunphua (H₂S) lọt qua phù hợp các yêu cầu của ISO 17025, đáp ứng được yêu cầu trong việc đánh giá chất lượng bộ lọc hơi khí độc trong các PTBVCQHH theo QCVN 10: 2012/BLĐTBXH.

Để hệ thống thiết bị của phòng thí nghiệm PTBVCN đạt chuẩn hợp quy trong đánh giá chất lượng bộ lọc hơi khí độc, nhóm thực hiện đề tài đã xây dựng và lắp ráp 02 cụm thiết bị cụ thể dưới đây.

Dựa vào 02 cụm thiết bị thử nghiệm và cơ sở khoa học của QCVN 10:2012/BLĐTBXH (EN 14387:2004), nhóm thực hiện đã xây dựng và hoàn thiện quy trình đánh giá hoàn thiện Quy trình đánh hợp chuẩn bộ lọc hơi hữu cơ, H₂S và NH₃ loại 1,2

– Quy trình thử nghiệm chất lượng của bộ lọc hơi hữu cơ loại 1 và loại 2 theo tiêu chuẩn EN 14387-2004;

– Quy trình thử nghiệm chất lượng của bộ lọc khí H₂S loại 1 và loại 2 theo tiêu chuẩn EN 14387-2004;

– Quy trình thử nghiệm chất lượng của bộ lọc khí NH₃ loại 1 và loại 2 theo tiêu chuẩn EN 14387-2004;

V. KẾT LUẬN

Sau 02 năm thực hiện nhiệm vụ, nhóm nghiên cứu đã:

– Xây dựng 02 cụm thiết bị đánh giá chỉ tiêu thời gian khí lọt qua đối với bộ lọc hơi hữu cơ, khí H2S và khí NH3.

– Nhiệm vụ đã xây dựng và hoàn thiện quy trình thử nghiệm chất lượng bộ lọc hơi hữu cơ, H₂S, NH₃ loại 1 và loại 2 (03 quy trình) theo tiêu chuẩn EN 14387:2004.

– Các cụm thiết bị đã được chạy thử, kiểm tra độ ổn định và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống thiết bị với kết quả là các hệ thống thiết bị thử nghiệm vận hành ổn định theo tiêu chuẩn.

Tài liệu tham khảo

1. BS EN 14387:2004, Respiratory protective devices. Gas filter(s)and combined filter(s).. Requirements, testing, marking. ISBN: 0580433749, British-Adopted European Standard.

2. NIOSH 42 CFR 84 (Part 84 of Title 42 of the Code of Federal Regulations), Approval of respiratory protective devices, National Institute for Occupational Safety and Health, USA.  

3. TS. Đặng Quốc Nam (2009), 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.

4. CN. Nguyễn Khánh Huyền (2009), Xây dựng quy trình xác định nồng độ thấp của các hơi hữu cơ Cyclohexan và Benzen bằng phương pháp sắc ký khí, ứng dụng cho hệ thống đánh giá phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp, 209/03/NV-VBH, Viện NC KHKT Bảo hộ Lao động.

5. ThS. Nguyễn Khánh Huyền (2015), Nghiên cứu bổ sung và hoàn thiện hệ thống thiết bị đánh giá chứng nhận hợp quy bộ lọc bụi của PTBVCQHH tại phòng thí nghiệm PTBVCQHH, Nhiệm vụ mã số: 214/08/TLĐ, Viện NC KHKT Bảo hộ Lao động.

6. QCVN 10:2012/BLĐTBXH (2012), 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, Bộ Lao động – Thương binh & Xã hội.

ThS. Nguyễn Thị Thúy Hằng và CS

Viện KH An Toàn và Vệ Sinh Lao Động

(Nguồn tin: Vnniosh.vn)