人工呼吸器は、空気を物理的にろ過するか、汚染された空気を、その中の有害な化学物質を除去または中和する物質と反応させることによって機能します.
アメリカの人気テレビ番組 Breaking Bad を見たことがありますか? ?ショーの主人公は、基本的に顔全体を覆う人工呼吸器を着用して、化学実験室で働いていることがよく示されます.
ブレイキング・バッドのショーの主人公は、研究室で作業している間、常に人工呼吸器を着用していました. (写真提供:ハロウィーンのインスピレーション)
「汚染された」エリアに入る前に人工呼吸器を着用する人々を描いた多くの映画やテレビ番組があります.実際、人工呼吸器は、実生活でもそれほど珍しいものではありません。消防士は、煙やすすがまだたくさんある場所に入るときに、特別なタイプの呼吸器を着用します。化学者は実験室でそれらを着用し、エリートの治安部隊でさえ、化学的脅威が予想される場合、「標的領域」に入る前に呼吸器を着用します.
汚染された環境で人工呼吸器を装着している人々を初めて見たとき、私はそれらの小さなマスクのようなアイテムがどのように機能するのか理解できませんでした.つまり、人工呼吸器が鼻と顔を覆い、外傷から保護できることは理解していましたが、それでも同じ汚染された環境で呼吸しなければなりませんでしたよね?彼らが呼吸した空気にはまだこれらの不純物や有害ガスが含まれていたので、人工呼吸器はどのようにして有害な煙から彼らを守ったのでしょうか?
それは実際には非常に単純ですが、まず最初に…
人工呼吸器とは?
人工呼吸器は、有害な物質や有毒な物質 (「悪い」化学物質を含む危険なガスなど) を吸い込まないように保護するために使用できるデバイスです。それを行うことができるデバイスは、理論的には人工呼吸器と呼ばれる可能性があります.
さまざまな種類の人工呼吸器。
マスクにはさまざまな形状とサイズがあり、さまざまな設定に適しています。その文の 2 番目の部分は、非常に重要な部分です。有害なガスが充満した場所で粉塵を防ぐように設計された防毒マスクは使用したくありません。それはまったく役に立たず、生命を危険にさらす可能性があるからです。
人工呼吸器はどのように機能しますか?
汚染された空気を呼吸可能にする方法は 2 つあります。1) 空気を物理的にろ過する方法と、2) 汚染された空気を、その中の有害な化学物質を除去または中和する物質と反応させる方法です。汚染されたゾーンに入るときに自分の酸素供給を運ぶことができる 3 番目の方法もありますが、フィルター の技術についてのみ説明します。 人工呼吸器を使用して空気を入れてください。
ポーランドの MUA ガスマスク。 1970 年代から 1980 年代にかけて使用され、ポーランドの MP-4 防毒マスクに置き換えられました。 (写真提供:Nikodem Nijaki/Wikimedia Commons)
たとえば、ほこりっぽい空気を考えてみましょう。そのような設定で呼吸するために必要な防毒マスクには、物理的にできる紙フィルターが含まれています。 ほこりの粒子がマスクから入るのを防ぎます (着用者の鼻や口にアクセスするため)。紙フィルターには非常に小さな穴があり、酸素だけを通過させ、不要な粒子 (ほこり、煙、すすの粒子など) をすべてブロックします。
このような基本的なマスクは、有毒ガスの存在下ではまったく役に立たないことに注意することが重要です.
自給式呼吸器 (SCBA) と呼ばれるこれらのタイプの人工呼吸器は、通常、任務中の消防士によって着用されます。このような人工呼吸器は、独自の空気タンクを使用してきれいな空気を供給するため、着用者はフィルターについてまったく心配する必要はありません。 (写真提供:防衛)
活性炭は、人工呼吸器のフィルターとして非常に一般的に使用されるもう 1 つの選択肢です。炭素の各粒子または顆粒は、汚染物質の粒子が捕捉されて吸着される大きな表面積を提供するためです。
砂から岩をろ過することを想像してみてください…砂を通過させるのに十分な大きさで、岩をブロックするのに十分小さい細孔を持つフィルターがあれば、砂から岩をろ過するのは簡単ですよね?まさにこのタイプのフィルターが行うことです。酸素分子を通過させ、より大きな汚染物質の粒子をブロックします。
このようなフィルターは、塩素などの酸性ガスや、堆積物や揮発性有機化合物などの粒子をろ過するのに非常に効果的です。活性炭フィルターはたばこのフィルターにも使用されています!
ガスマスクを装着したドイツ兵、1915年。第一次世界大戦で使用された初歩的なガスマスクでは、木炭が毒ガスの優れた吸収剤であることがわかった。 (写真提供:ドイツ連邦公文書館 / ウィキメディア・コモンズ)
汚染された環境で呼吸できるようにするもう 1 つの比較的洗練された方法は、「悪い」化学物質 (汚染された空気中に存在する) と反応して中和する可能性のある物質をフィルターに含む人工呼吸器を使用することです。
たとえば、酸化カルシウムを使用した人工呼吸器は、空気中に存在する二酸化炭素 (つまり、汚染物質) と結合し、それを別の製品に変えます。このようにして、有害な二酸化炭素がすべて除去され、ユーザーは汚染された環境で呼吸できるようになります。
繰り返しになりますが、この種の人工呼吸器は、塩素やマスタードガスに対してはまったく役に立ちません.そのため、特定の呼吸用保護具がどのような汚染設定に効果があるかを確認することが非常に重要です。間違った種類の呼吸用保護具を着用して「悪い空気」ゾーンに入ることは、まったく着用しないことと同じです!
