5 Теория и техника средств и способов защиты от ингаляционных поражений парами физиологически активных веществ

5.1 Основные принципы поглощения паров и газов. Сорбенты, применяемые в современных средствах защиты

5.1.1 Необходимость использования сорбционных процессов при очистке воздуха в средствах защиты

В отличие от аэрозолей, взвешенных в воздухе, размер частиц которых, как вы знаете, может колебаться от 1^.10^-8 до 1^.10^-4 м, и надежной защитой от которых являются противоаэрозольные фильтры, ТХ и АХОВ в парообразном (газообразном) состоянии легко проникают сквозь ПАФ почти не задерживаясь. Поскольку пары и газы являются молекулярным состоянием веществ, то и размеры частиц ТХ и АХОВ в данном случае соответствуют размерам их молекул (в пределах 0,2 - 3,010^-9 м).

Поэтому очистка воздуха от паров (газов) физиологически активных веществ основывается на принципе сорбции. В общем случае сорбция – это процесс поглощения веществ, входящих в состав одной фазы, веществом другой фазы, обычно более плотной.

Этот принцип реализуется в поглощающем слое, иначе называемом шихтой. Поглощающий слой формируется из гранулированного (зернённого, дробленого) сорбента, который располагается между сетками (перфорированными пластинами). Известна так называемая «блочная» шихта, представляющая собой пористые воздухопроницаемые блоки, которые изготовлены из сорбентов по специальной технологии. Эти блоки обладают хорошей устойчивостью к ударным нагрузкам, отсутствием пылевыделения и при этом не требуют сеток при расположении в коробке противогаза или фильтре-поглотителе.

5.1.2 Виды сорбции паров и газов

Под общим термином «сорбция» понимают несколько сложных физико-химических и химических процессов, используемых для поглощения паров (газов) вредных веществ из заражённого воздуха. Специалисты различают следующие разновидности сорбции:

• физическая сорбция (адсорбция);

• физическая абсорбция (абсорбция);

• химическая сорбция (хемосорбция);

• каталитическая сорбция (гетерогенный катализ).

Первый, третий и четвёртый виды сорбции реализуются при очистке заражённого воздуха от паров и газов вредных веществ в коробках фильтрующих противогазов, либо раздельно, либо любые два в разных сочетаниях, либо совместно все три. В защитных материалах, из которых изготавливаются фильтрующие средства защиты кожи, используются первые три разновидности сорбции.

Адсорбция – концентрирование молекул газа или пара (адсорбата) на поверхности раздела фаз, например на поверхности или в объеме микропор твердого тела, называемого адсорбентом. Различают физическую адсорбцию, которая является результатом проявления дисперсионных и электростатических сил и отличается универсальностью (неизбирательностью), а также химическую адсорбцию (хемосорбцию), при которой происходит химическая реакция между молекулами адсорбата и адсорбентом.

Абсорбция – объемное поглощение газа или пара жидкостью или твёрдым аморфным (некристаллическим) телом (абсорбентом), приводящее к образованию раствора. Отличается избирательностью, поскольку каждый абсорбент способен поглощать лишь определенные вещества. Различают физическую абсорбцию, когда абсорбент является инертной средой по отношению к газу, и химическую абсорбцию, при которой поглощаемый пар (газ) химически взаимодействует с абсорбентом.

Как при адсорбции, так и при абсорбции, молекула вещества не видоизменяется, т.е. в этих случаях при взаимодействии молекул вредного вещества с молекулами поглотителя (твёрдого тела или жидкости) химической реакции не происходит. Поэтому при определённых условиях молекулы вредных веществ могут вновь вернуться в результате десорбции в воздушную среду, заражая её. Это обстоятельство необходимо учитывать и всегда стремиться к тому, чтобы возможная десорбция ранее поглощённого вредного вещества не вызывала заражения воздуха выше допустимых норм. Особенно актуально решение этой проблемы при десорбции с заражённых средств защиты кожи фильтрующего типа в закрытых помещениях, например в объектах коллективной защиты.

При химической сорбции и при катализе между поглотителем и вредным веществом происходит химическое взаимодействие, в результате которого образуются менее токсичные продукты реакции. По этой причине десорбция молекул исходных вредных веществ, ни при каких условиях, невозможна.