02.07 肺疫敵人——呼吸器

  呼吸器是設計用於保護穿著者免受吸入危險的空氣的裝置,包括顆粒物質,如灰塵和空氣中的微生物,以及有害的煙霧,蒸汽和氣體。主要分為兩類:空氣淨化呼吸器,通過過濾汙染的空氣獲得可吸入的空氣;以及空氣供應的呼吸器,其中交替輸送可呼吸的空氣。在每種類別中,採用了不同的技術來減少或消除有害的空氣傳播汙染物。

  呼吸器的範圍從相對便宜的一次性使用的一次性口罩(有時被稱為防塵口罩)到更堅固耐用、可更換濾芯的可重複使用面具,還有高性能的電動淨化空氣呼吸器和自給式呼吸器(SCBA)等等。呼吸器可有效阻隔病毒與細菌的傳播,是病毒傳播的歷史中天敵,助攻人類一次次戰勝病毒。

  保護性呼吸設備的歷史最早可以追溯到1世紀,當時的長老普林尼(Pliny the Elder)(大約在公元23-79年)描述了使用動物膀胱皮保護羅馬礦山的工人免受氧化鉛紅塵的侵害。

  16世紀,萊昂納多·達·芬奇(Leonardo da Vinci)提出,將一塊細布浸入水中可以保護水手免受他設計的粉末有毒武器的傷害。

  1785年,法國的 化學和物理的老師讓·弗朗索瓦·皮拉特·德·羅齊耶(Jean-FrançoisPilâtrede Rozier)發明了呼吸器。

  1799年,亞歷山大·馮·洪堡(Alexander von Humboldt)在普魯士擔任採礦工程師時介紹了一種原始呼吸器。實際上,所有早期呼吸器都由完全放置在頭上的袋子,再圍繞喉嚨繫緊組成,有些是橡膠的,有些是用塗橡膠的織物製成的,還有一些是用浸漬的織物製成的。在大多數情況下,穿著者還會攜帶壓縮空氣罐或略有壓力的空氣罐來提供必要的呼吸空氣;另外在某些設備中,提供了某些吸附二氧化碳的方法,讓使用者可以在呼出的空氣中或相同的空氣中多次呼吸;在其他情況下,閥門允許呼出用過的空氣。

  1848年,Lewis P. Haslett 的“ Haslett肺保護器” 獲得了美國第一項空氣淨化呼吸器專利,該專利使用單向閥瓣和由溼羊毛製成的過濾器過濾掉空氣中的灰塵,這類似於多孔物質。之後,空氣淨化裝置一系列專利相繼出現,包括使用棉纖維作為過濾介質,用於木炭和石灰吸收有害蒸氣以及改善目鏡和目鏡組件的專利等。

  1879年,赫特森赫德獲得杯形口罩專利,並廣泛應用在工業。

  1854年,歐洲發明家約翰·斯滕豪斯(John Stenhouse)發明了最早的實用呼吸器——早期的防毒面具模型。他研究了各種形式的木炭,並擁有儲存大量天然氣的能力。他製造了第一批能夠從空氣中去除有毒氣體的呼吸器,為活性炭成為呼吸器使用最廣泛的過濾器鋪平了道路。

肺疫敵人——呼吸器

  斯滕豪斯呼吸器

  1871年,英國物理學家約翰丁達爾在斯騰豪斯的呼吸器模型中,加入飽和的棉絨過濾器石灰,甘油,和木炭,發明了一種“消防員的呼吸器”。該呼吸器能過濾空氣的煙霧和氣體。

  之後,不斷有人申請呼吸器相關專利。塞繆爾·巴頓(Samuel Barton)申請了一種呼吸器的專利,該設備“允許在充滿有毒氣體,蒸氣,煙霧或其他雜質的大氣中呼吸”;德國人伯恩哈德·勒布(Bernhard Loeb)申請了多項“可淨化空氣中的汙垢或煙塵”的發明專利,並獲得了布魯克林消防局的青睞。

  1909年,一種在使用苛性鈉吸收二氧化碳的同時提供氧氣的裝置出現,以保障人類在有毒的氣氛中安全地呼吸。

肺疫敵人——呼吸器

  而第一次記錄到的使用呼吸器的化學反應和防禦措施則出現在第一次世界大戰西線的伊普爾第二次戰鬥期間。這是德國第一次大規模使用化學武器,德國在四英里(6公里)的前線釋放出168噸氯氣,在十分鐘之內通過窒息殺害了約6000名士兵。該氣體比空氣更密集,故不斷向下滲透,最後迫使對方軍隊以爬的形式出戰壕。

  之後,一位加拿大士兵意識到氨尿液會與氯發生反應,將其中和,水會溶解氯,使士兵能夠通過氣體呼吸。所以,加拿大軍隊通過使用浸過尿液的衣服作為原始呼吸器,來遠離德國的氯氣襲擊。

  而呼吸器發展至今,技術越發成熟。

  如今的所有呼吸器都有某種類型的面罩,可通過皮帶,布帶或其他方法固定在佩戴者的頭上。面罩可覆蓋整個臉部或臉部的下半部分,包括鼻子和嘴巴,其中半臉呼吸器只能在汙染物對眼睛或面部無毒的環境中佩戴。例如,用噴漆粉刷物體的人可以佩戴半臉呼吸器,但是使用氯氣工作的人則必須佩戴全臉呼吸器。

  面罩有許多不同的樣式和尺寸,以適應所有類型的臉部形狀。呼吸器設計上的差異會影響呼吸器分配的保護係數,即所產生的防護等級為哪種危害。

肺疫敵人——呼吸器


  經NIOSH認可的 P95過濾器的橫截面


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