净化空气,防止毒从鼻入——面具的“承诺”

第一次世界大战时,德军连续实施大规模的毒袭,浓浓毒雾使完全没有防护的英法联军伤亡惨重,就连生存在该地区的飞禽走兽也大量死亡,可是唯有猪却安然无恙,这引起了有关专家的极大兴趣。

这是什么原因呢?难道猪对毒气有天生的抵抗力?通过试验观察,专家们发现并不是猪不怕毒气,而是它有拱食吃的本能。当毒气袭来时,猪受不住毒气的刺激,于是拼命地用嘴拱地,把土拱松以后,让长长的嘴埋在泥土里,由于泥土有一定的滤毒作用,这样才幸免于难。由此人们得到了启发, 开始研制了内装土颗粒的防毒口罩,这是呼吸道防护手段的开始。随后英国生产大量所谓“黑纱口罩”。它是由长纱布条折叠成口袋,袋中装有硫代硫酸钠、碳酸钠和甘油水溶液浸泡过的棉纱,甘油能使口罩保持湿润,硫代硫

酸钠、碳酸钠都是碱性物质,能与呈酸性的氯气发生中和反应而解毒。但这只能作为一种应急措施,因为吸入空气的很大一部分可能并不通过浸渍包, 所以使用这种口罩仍然有相当大的风险。以后又对“黑纱口罩”作了进一步改进,制成了“海波头盔”。它是个浸有浸滞液的法兰绒袋,可以把它戴在头上并塞进衣领里,它还配有透明的眼镜。这种头盔对于防护氯气是完全有效的,而且还可以用来防护其它强酸性毒气。随着光气的使用,英国人又对海波头盔进行改进,改变了浸滞液,装上了橡皮排气管,制成了“P-式头盔” 及其改进型“pH 头盔”。但不论如何改进,头盔式面具都有很多缺点,不仅佩戴不舒服,而且它所能容纳的毒气吸附量十分有限。

随着化学攻击手段的发展和新的化学毒剂不断投入战场。1916 年,俄国化学家谢林斯基发明了世界上第一个装有活性炭带有眼窗的面罩的面具(见图 10—5),为研制生产现代防毒面具走出了第一步。

图 10-5 谢林斯基防毒面具

现代防毒面具体积小、重量轻、能通话,使用方便,依靠面具的隔绝作用和过滤器的滤毒作用,能够用来保护人的呼吸器官、眼睛、面部不受毒剂伤害,防止放射性灰尘和细菌进入人体。

随着防化科技的迅速发展,防毒面具已经几代更新,并日趋完善。各国不断推出的新型面具,如雨后春笋,大有令人眼花镣乱,应接不暇之感。如加拿大 C4 型防毒面具,这是一种由面罩、C2 型滤毒罐和面具袋组成的头带式面具。这种面具的优点是滤毒罐易于在毒区更换、呼吸阻力小;有良好的视野,镜片能防枪弹并防止气雾;佩戴舒适,配有两个通话器,主通话器通话效果最好,侧通话器与电信器材匹配使用。如比利时的 BEM4GP 型防毒面具,该面具滤毒罐可转动,不影响战斗动作,通话器能与大多数通话器材匹配使用。还有饮水装置,装了一恨类似于稻草的吸杆可以吸水和吸营养流体, 吸食时不会将有毒气体带入面具。该面具的最大特点是采用了大眼窗,扩大了视野。又如美国的 M40 型防毒面具,是美军装备的最现代化、技术上最先进的面具。设有饮水装置和人工呼吸装置,即可对中毒人员进行口对口的人工呼吸,面罩的正、侧方各设一个通话器,具有很强的防毒性能和极好的佩戴舒适性。此外,如意大利的 SGEI000 型面具、英国的 S-l0 型面具(见图10—6)等也都是目前世界上较先进的防毒面具。

那么防毒面具是怎样防毒的呢?面具基本构造分面罩和过滤罐两大部件

(见图 10—7 和图 10—8)。面罩主要用来保护面部不受伤害,它由罩体、头带、眼窗、通话器及呼气活门组成。过滤罐用来过滤空气中的毒剂、放射性物质的细菌,以洁净的空气供人呼吸,主要由滤烟纸和防毒炭组成,是防毒的核心部件。它的作用就像一座空气“净化车间”。当人员带上面具吸气时,遭受染毒的空气经面具滤毒罐底部进气孔,进入“净化车间”的第一道门——滤烟层,它是由滤烟纸折叠而成。这些纸又是由多层纵横交错很不规则的细长纤维构成,在纤维间形成了许多形态各异的稠密网格和细微弯曲的孔道。当毒剂蒸气以分子形式存在时,会穿过滤烟层的网格或通过孔道。而当毒剂烟雾以分子团的形式存在时,由于毒剂分子团要比毒剂分子大一千倍以上,就被稠密的网格和孔道所截留。毒烟被挡在滤烟门外,只有毒剂蒸气能够通过。

图 10-6 英国 S-10 型面具图 10-7 面具示意图

毒剂蒸气虽然闯过了第一道屏障,可要过“净化车间”的第二道门可就难上加难了。这是一扇由漆黑的防毒炭组成的门,炭是多孔性材料,像去掉了种子的向日葵盘一样,外表面积相当大,具有很强的吸附分子的能力,在我们日常生活中,如电冰箱中放活性炭能除异味就是这个原因。因此当毒剂蒸气来到防毒炭门前时,毒剂蒸气分子就会被炭表面所吸附。防毒炭对毒剂蒸气的吸附能力大小与毒剂蒸气分子的大小有直接关系,分子越大,越容易被吸附。已知的 VX、沙林、芥子气、路易氏气等毒剂都很容易被吸附。但小分子毒剂氯化氰和氢氰酸则不容易被吸附,这些毒剂最初

图 10-8 滤毒罐示意图

都是专门为攻克面具而出现的。为了对付这些小分子毒剂,在防毒炭门上还浸有铜、铬、银等金属氧化物。这些在炭的表面上存在的金属氧化物,能与小分子毒剂发生化学反应,反应后的生成物也被滞留在炭上。

滤毒罐做为空气的“净化车间”,就是这样滤掉了毒剂,让清洁的空气进入面罩供人呼吸,实现了面具“所作的承诺”。

战争在发展,防毒面具为适应未来作战的需要也在不断的推陈出新。未来防毒面具的发展主要是设法提高其生理性能,使用性能和气密性。一是提高防毒性能。面具的防毒性能取决于滤毒罐的防毒性能、面罩的抗毒性能和佩戴的气密性。目前外军正在积极寻找新的滤毒材料和炭催化剂,使防毒面具不仅能防已知的所有化学战剂,而且还能防生物战剂,要求防战场浓度的神经性毒剂袭击 15 次以上,防目前可穿透面具的毒物袭击至少一次以上,连

续防毒时间不低于 6 小时。二是力求使佩戴更舒适安全。现今各国军队都在研制透明、抗冲击、无毒性、无刺激性、柔软、耐消毒、质轻的聚合材料以制作面具的罩体,要求面具密合、结构合理、性能优良,普通人员可佩戴 8~ 12 小时。此外,各国都认为在面具中装入饮水装置是十分必要的,它可以解决人员穿戴全身防护器材而大量出汗失水的问题。三是不影响作战行动。要求未来的防毒面具通话清晰,视野开阔,容易辨认人员以避免引起恐慌,不影响使用任何武器装备,包括夜视器材。

以上所说的都属于过滤式面具。此外,各国还装备有能够自动产生氧气的隔绝式防毒面具;适于各军兵种特殊需要的特种面具。

我军的防毒面具与其它防护器材一样,也是从 50 年代开始起步的。

50 年代我军进行了 59 型防毒面具的研制、生产并装备部队。为适合我国各民族的头型特点,1958 年还对 4 万多军人进行头型、面型测量,为面罩设计提供了基础数据。到了 60 年代,相继自行设计研制成功供防化专业兵使

用的重量轻、阻力小的 64 型面具(见图 10—9);适合战斗部队使用的 65 型(见图 10—10)、69 型轻型面具,这些面具已先后定型生产装备部队。另外根据任务需要还配发了专门防一氧化碳的 69 型氧化罐,可与 64 型面具结合使用。这些面具充分吸收了国外面具的长处,具有携带方便、防毒性

图 10-9 64 型防毒面具

图 10-10 65 型防毒面具

能好、佩戴舒适、呼吸阻力小的优点,很适合在化学条件下作战的需要。此后,又研制了 87 型防毒面具和防火箭推进剂的 75 型专用面具。目前我军的防毒面具已初步形成系列化,性能也在不断提高。