Filtermaskers Hoe lang gaat een filter mee?

Transcriptie

1

2 2

3 Inleiding Filtermaskers worden toegepast om de gebruiker te beschermen tegen het inademen van schadelijke of giftig fijnstof, nevel, gas en damp. Veruit de meest voorkomende bescherming is een gelaatsmasker met filter. Dit kan een halfmasker of een volgelaatmasker met vervangbaar filterpatroon, of een wegwerpmasker zijn. Hoe lang gaat een filterpatroon of wegwerpmasker mee? Dat is één van de meest gestelde vragen door gebruikers van adembescherming. Een vraag waar vaak niet direct antwoord op te geven is. De gebruiksduur van het filter is afhankelijk van verschillende factoren, die voor elke gebruiker en situatie verschillend zijn. In deze brochure wordt uitgelegd hoe deze factoren elkaar beïnvloeden. Met deze kennis wordt u middelen aangeboden om bewuster om te gaan met uw maskers, wat u helpt efficiënter en veiliger te werken. 3

4 Mechanische deeltjesfilters voor fijnstof/nevel Voor mechanische deeltjesfilters (geen elektrostatische) geldt dat er geen vaste grens is aan hoeveel deeltjes deze kunnen filteren. Het mechanische filter wordt namelijk beter, naar mate het langer gebruikt wordt. Dat komt omdat microscopisch kleine mazen in het filter steeds kleiner worden naarmate het meer deeltjes opvangt, waarmee de effectiviteit zelf toeneemt. Comfort is dan ook de voornaamste reden om een mechanisch filter te vervangen. Hoe meer deeltjes in het filter worden gevangen, des te hoger de inademweerstand wordt. Wanneer de inademweerstand te hoog is om het filter nog te gebruiken, is een gevoelskwestie. De ene gebruiker zal sneller ongemak hebben van een hoge inademweerstand dan de andere. Een andere reden om een fijnstoffilter te vervangen is beschadiging of overmatige vervuiling. Zelfs door kleine beschadigingen is het mogelijk dat het filter niet meer afdoende werkt, en dus teveel gevaarlijke of giftige deeltjes doorlaat. Een fijnstoffilter moet dus worden vervangen als het niet langer comfortabel is om te gebruiken, als het filter beschadigd is, of als u merkt dat u verontreinigende stoffen uit de omgevingslucht inademt. Als optie zijn voor sommige fijnstoffilters, voorfilters of pre-filters beschikbaar. Dergelijke voorfilters vangen grovere deeltjes op, wat voorkomt dat deze in het hoofdfilter terechtkomen. Door gebruik te maken van een voorfilter en deze frequent te vervangen, zal de levensduur van het fijnstoffilter aanzienlijk toenemen. Voorfilters werken dus kostenbesparend. Elektrostatische deeltjesfilters voor fijnstof/nevel Deze filters werken op basis van statische lading van het filtermateriaal, waarmee deeltjes worden aangetrokken en vastgehouden. Hoe hoger de lading, des te sterker het filterend vermogen. De statische lading neemt af als filtermateriaal: verzadigd raakt verontreinigd raakt in opslag ligt aan hoge temperaturen of luchtvochtigheid wordt blootgesteld Bij snelle luchtstromen kan de statische lading in het filtermateriaal ook niet voldoende zijn om snel bewegende stofdeeltjes af te vangen. Franse autoriteiten deden onderzoek naar de levensduur van dit materiaal en kwamen tot de onthutsende conclusie dat veel fabricaten binnen één werkdag al niet meer voldoende filtering boden om nog aan de norm te kunnen voldoen. Naar aanleiding van dit onderzoek is de norm vernieuwd en moet de producent aangeven of een filter herbruikbaar is (R = reusable) of niet herbruikbaar (NR = non reusable). Deeltjesfilters die herbruikbaar zijn, zijn meestal mechanisch of hebben naast een elektrostatisch deel ook een mechanisch deel. 4

5 Gas-/dampfilters (EN141) Het is noodzakelijk om een gas-/dampfilter op het juiste moment te vervangen. Als dit filter namelijk verzadigd is, stopt de filterfunctie en wordt de gebruiker blootgesteld aan de verontreinigingen in de lucht. Wanneer een gas-/dampfilter moet worden vervangen is vooraf niet eenvoudig te bepalen. De belangrijkste factoren welke de levensduur van een gas-/dampfilter bepalen worden hieronder verder beschreven. Type filter Gas-/dampfilters zijn opgebouwd uit kleine deeltjes koolstof, opgesloten in een metalen of kunststof houder of patroon. Het gas of damp wordt door deze kooldeeltjes geadsorbeerd. Het soort kooldeeltjes is afhankelijk van welk type gas/damp het moet adsorberen: A: Organische gassen en dampen B: Anorganische gassen en dampen E: Gassen en dampen van bepaalde zuren K: Ammoniakdampen Koolstoffilters kunnen worden ingedeeld in twee groepen, gebaseerd op de inhoud: 1. Zuiver actieve kooldeeltjes (type A filter) 2. Geïmpregneerd actieve kooldeeltjes (type B, E en K filters of combinaties hiervan) Koolstoffilters kunnen ook gassen en dampen filteren die niet tot de bewuste groep van het filter horen. Zo kan een BE filter ook organische gassen en dampen (normaliter A filter) filteren. De hoeveelheid varieert tussen de verschillende fabrikaten. Dit is belangrijk om in gedachte te houden bij mengsels van verschillende soorten gassen/dampen. Grootte van het filter Gasfilters kunnen in drie klassen worden onderverdeeld, afhankelijk van de toepassing. Twee klassen komen in combinatie met maskers het meeste voor: Klasse 1 (voornamelijk voor halfmaskers) en klasse 2 (voornamelijk voor volgelaatsmaskers). Een klasse 2 filter bevat meer kooldeeltjes en heeft in vergelijking tot een klasse 1 filter: 2 tot 5 maal meer filtercapaciteit 2 tot 5 maal langere gebruiksduur hoger gewicht hogere inademweerstand Klasse 3 filters worden toegepast in filterunits (AFU) voor het filteren van compressorlucht tot schone ademlucht. 5

6 Luchtvochtigheid en temperatuur Koolstof heeft de eigenschap om naast gassen en dampen ook waterdamp te adsorberen. Hoe meer waterdamp een koolstoffilter opneemt, des te minder gas en damp het adsorbeerd. Hoe hoger de relatieve luchtvochtigheid, des te korter de levensduur van het filter. Zelfs als het filter niet in gebruik is, zullen kooldeeltjes vocht uit de lucht opnemen waardoor de filtercapaciteit afneemt. Het luchtdicht opslaan van A-filters komt de levensduur ten goede. Fig. 1. Capaciteit van een type A filter voor hexaan bij verschillende omgevingstemperaturen en relatieve luchtvochtigheid (%RH). Testen uitgevoerd bij een constante luchtstroom van 30 l/min en een hexaan concentratie van 1000 ppm. Geïmpregneerde koolstoffilters (B, E, K filters) zijn een stuk minder gevoelig voor luchtvochtigheid. K-filters hebben een bijzondere eigenschap; hoe hoger de relatieve luchtvochtigheid, des te meer ammoniakdamp deze opnemen. Als dit K-filter wordt gebruikt in droge lucht, is de filtercapaciteit dus lager. Temperatuur is ook van invloed op de levensduur van het filter. Dat heeft te maken met de hoeveelheid vocht die lucht bij een bepaalde temperatuur kan bevatten. Lucht van 20 C met een relatieve luchtvochtigheid van 80% bevat veel meer vocht, in gram per m³, dan lucht van 5 C met dezelfde relatieve luchtvochtigheid. Als een A-filter dus een bepaalde filtercapaciteit heeft bij een temperatuur 5 C en een relatieve luchtvochtigheid van 80%, dan is de capaciteit bij 20 C nog maar de helft. De factoren temperatuur en luchtvochtigheid zijn altijd en overal aanwezig! De levensduur van een type A filter kan voor steeds terugkerende werkzaamheden redelijk goed binnen een bepaalde marge worden vastgesteld. Als deze werkzaamheden in een koude en droge winter binnenshuis bij 20 C gedaan worden, dan is de relatieve luchtvochtigheid met ca. 30% laag, en de filtercapaciteit dus hoog. Worden dezelfde werkzaamheden op een warmere vochtige zomerdag gedaan, met een binnentemperatuur van 20 C en een relatieve luchtvochtigheid van 80%, dan is de filtercapaciteit en dus levensduur ruim ⅔ e korter (zie fig. 1.). 6

7 Intensiteit van de werkzaamheden Een andere factor die de levensduur van een gas-/dampfilter beïnvloedt is de intensiteit van de werkzaamheden. Bij fysiek zware werkzaamheden ligt het ademhalingstempo hoog en worden er relatief grote volumes lucht per minuut in- en uitgeademd. Dieper en sneller ademhalen betekent meer luchtstroom door het gas-/dampfilter. Een grotere volume aan lucht betekent ook een grotere volume aan gas of damp, waarmee het filter dus zwaarder belast wordt en sneller verzadigt. Bij een relatieve vochtigheid van 70% en een omgevingstemperatuur van 20 C zal de levensduur meer dan halveren als de luchtstroom wordt verdubbeld van 30 l/min naar 60 l/min (zie fig.2). Neemt de luchtvochtigheid toe tot bijvoorbeeld 80% dan wordt het effect van een verdubbeling van de luchtstroom nog groter en zal de capaciteit zelfs meer dan halveren (zie fig. 3). Over het algemeen ligt de omgevingstemperatuur waarin gas-/dampfilters worden gebruikt rond 20 C. Onder die omstandigheden is het interessant om te zien hoe de capaciteit varieert als de luchtstroom en de relatieve luchtvochtigheid veranderen (zie fig. 4). Twee personen die dezelfde werkzaamheden uitvoeren kunnen grote verschillen vertonen in ingeademd volume. We kunnen de conclusie trekken dat de levensduur van koolstoffilters varieert per gebruiker. Fig. 2 Capaciteit van een type A filter voor hexaan bij verschillende omgevingstemperaturen en luchtstromen. Testen uitgevoerd bij een relatieve luchtvochtigheid van 70% en een hexaan concentratie van 1000 ppm. Fig. 3 Capaciteit van een type A filter voor hexaan bij verschillende omgevingstemperaturen en luchtstromen. Testen uitgevoerd bij een relatieve luchtvochtigheid van 80% en een hexaan concentratie van 1000 ppm. Fig. 4 Capaciteit van een type A filter voor hexaan bij verschillende luchtstromen en relatieve luchtvochtigheden. Testen uitgevoerd bij een omgevingstemperatuur van 20 C en een hexaan concentratie van 1000 ppm. 7

8 De concentratie van een verontreinigende stof De invloed van deze variabele is eenvoudig, aangezien de verhouding tussen de levensduur en de concentratie waaraan men wordt blootgesteld vrijwel lineair is. Als de concentratie wordt verdubbeld zal de levensduur van het filter halveren (zie ook fig. 5). Fig. 5. Capaciteit bij een concentratie van 500 ppm, 1000 ppm, 5000 ppm en ppm hexaan en methyleenchloride. Tests uitgevoerd bij 20 C, 70% relatieve luchtvochtigheid en een luchtstroom van 30 l/min. Als de concentratie is verdubbeld, zal de capaciteit grofweg gehalveerd worden. Het vaststellen van de concentratie van gas of damp in de lucht is een complexe zaak. Hiervoor moeten nauwkeurige metingen moeten worden verricht. Om de juiste concentratie vast te kunnen stellen, moeten metingen gedaan worden over lange periode. Daarmee wordt voorkomen dat men in een piek of dal meet en is een goede meetwaarde gegarandeerd. Type verontreiniging Om er zeker van te zijn dat een filter geschikt is voor een bepaalde verontreinigende stof, moet het worden getest. Er bestaan namelijk duizenden soorten chemicaliën met verschillende eigenschappen. De werking van een koolstoffilter is maar voor een deel voor deze chemicaliën vastgesteld en dus bekend. Fig. 6 Vergelijking tussen de capaciteit van een type A filter voor hexaan en methyleenchloride bij verschillende relatieve luchtvochtigheden. De tests werden uitgevoerd bij 20 C, een luchtstroom van 30 l/min en een concentratie van 1000 ppm. Uitzondering is de groep organische oplosmiddelen, omdat de testresultaten van koolstoffilters op meer dan honderden verschillende soorten oplosmiddelen zijn gepubliceerd. Testen tonen aan dat de capaciteit van een actief koolfilters voor het adsorberen van oplosmiddelen over het algemeen toeneemt, als het kookpunt van het oplosmiddel hoger ligt. Die capaciteitstoename neemt af bij kookpunten tussen 100 C en 150 C, afhankelijk van het soort oplosmiddel. In bepaalde gevallen neemt de capaciteit bij een toenemend kookpunt zelfs af. Bij bescherming tegen vluchtige stoffen met een laag kookpunt en mengsels van verschillende oplosmiddelen, heeft de keuze van het filter extra aandacht nodig. Voor stoffen met een laag kookpunt (<65 C), zijn speciale filters type AX met speciale regels van toepassing. Fig. 7. Capaciteit als functie van het kookpunt van een aantal alcoholen en monochlorides. Tests uitgevoerd bij 22 C, relatieve luchtvochtigheid en een debiet van 53,3 l/min bij een concentratie van 1000 ppm. Mengsels van verschillende oplosmiddelen vormen een ware uitdaging. Stoffen kunnen zich namelijk in het koolstoffilter scheiden, waarbij de ene stof de andere vervangt of waarbij de ene stof de andere verdringt. Een snellere doorbraak van oplosmiddelen is dan goed mogelijk. 8

9 Samenvatting De vraag hoe lang een filter mee gaat is voor filters op basis van actief koolstof niet eenvoudig te beantwoorden. Tenzij zeer uitvoerig wordt getest in uiteenlopende omstandigheden. Iets wat in de praktijk zelden tot niet haalbaar is. De bovenstaande problemen en het gebruik van een filtermasker zouden wel de indruk kunnen geven dat een masker met koolstoffilter in het slechte geval zo n slechte bescherming biedt dat het beter niet kan worden gebruikt. Maar dat is zeker niet het geval. Een masker met koolstoffilter biedt in heel veel situaties een uitstekende bescherming en is in de praktijk vaak de enige bescherming denkbaar. Wat met deze brochure geprobeerd is, is duidelijk te maken is dat er geen eenvoudig antwoord is op de vraag hoe lang een koolstoffilter zal meegaan. Dus wat kan worden gedaan? De meest gebruikte manier in de praktijk om te beslissen wanneer het tijd is om het filter te wisselen, is om gebruik te maken van de waarschuwende eigenschappen van de meeste stoffen. Een waarschuwende eigenschap houdt in dat een stof te ruiken en/of te proeven is en dat het irriterend kan zijn voor de slijmvliezen. De meeste stoffen hebben goede bruikbare waarschuwende eigenschappen. Denk aan oplosmiddelen zoals thinner of terpentine. 9

10 Stoffen met lage of zonder waarschuwende eigenschappen Bepaalde stoffen hebben goede waarschuwende eigenschappen, zoals geur. Echter verliest de reukzin zijn scherpte bij bepaalde stoffen, na langere blootstelling of een hoge concentratie. De gebruiker zal dus wennen aan de in de lucht aanwezige stof en de waarschuwende eigenschap dus niet snel genoeg waarnemen. Er zijn ook stoffen die geen waarschuwende eigenschappen hebben, zoals bepaalde isocyanaten (bv. TDI) die vrijkomen bij het werken met polyurethaan producten. Of waarbij de concentratie waarbij het wordt waargenomen dusdanig hoog is, dat het al gevaarlijk is om in te ademen, bijvoorbeeld chloorgas of ammoniakdamp. Als een filtermasker voor zulke stoffen wordt gebruikt, dan moeten de concentraties en de andere omstandigheden bekend zijn, zodat de levensduur van het filter kan worden ingeschat en het filter binnen een goede veiligheidsmarge kan worden vervangen. Een nog betere aanpak is het opzetten van een filter testopstelling op de werkplek. Pomp lucht met een bepaalde stroom verontreinigde lucht door het filter en voer metingen uit aan de achterzijde van het filter om te bepalen wanneer het filter is verzadigt. Als er beschikking is over geschikte meetapparatuur en kennis, geeft deze methode de meest betrouwbare resultaten. Ook in dit geval zal de levensduur worden bepaald door een veiligheidsmarge en de atmosferische omstandigheden (vocht en temperatuur) welke men dient te observeren zodat ze niet teveel veranderen. Alternatieve oplossing Uiteindelijk is de beste oplossing het verbeteren van de werkomgeving, zodat er geen adembescherming nodig is. Maar dit wordt niet bedoeld met een alternatieve oplossing, aangezien een wereld waarin geen adembescherming nodig is, nog ver van ons verwijderd is. Wat bedoeld wordt met een alternatieve oplossing, is als het moeilijk of onmogelijk is om een filtermasker op betrouwbare wijze te gebruiken, men moet overwegen een masker met onafhankelijke ademlucht in te zetten. Dit voorkomt alle problemen bij het selecteren van het juiste filter en het tijdig vervangen daarvan. Opmerking Alle gerapporteerde metingen hierboven zijn uitgevoerd met speciaal gefabriceerde laboratorium filters. De waarden in minuten zijn dus niet direct van toepassing op filters beschikbaar op de markt. De verschillen veroorzaakt door variaties in temperatuur, vochtigheid, enz. zijn geheel relevant voor de in de handel verkrijgbare filters. 10

11 Auteur: Lennart Bäckman, Sundstrom Safety AB. Aanvullingen door Jan Willem de Winter, Imbema Cleton BV. Bronnen: De gerapporteerde gemeten waarden zijn verkregen uit een project geïnitieerd en gefinancieerd door de Nationale Zweedse Raad voor beroeps veiligheid en gezondheid, en uitgevoerd door de Nationale Zweedse Defensie Onderzoeks Instelling. (Het inschatten van de levensduur van A filters onder verschillende militaire omstandigheden - in het Zweeds) en uit de American Industrial Hygiene Journal, juli 1974 (Effecten van dampen van oplosmiddelen, G. O. Nelson en C.A. Harder). Niets uit deze publicatie mag gereproduceerd worden zonder uitdrukkelijke toestemming van Sundström Safety AB.

12 Imbema Cleton B.V. Van Beethovensingel Postbus 54 NL-3130 AB Vlaardingen Tel.: +31 (0) Fax: +31 (0) Internet: Een onderneming van de Imbema Groep. Sun_001_1301