اختبار أجهزة التنفس في مكان العمل

أجرت دراسة رائدة عام 1974 حول فعالية أجهزة التنفس المستخدمة من قبل عمال المناجم، قياسًا متزامنًا لتركيزات الغبار باستخدام أجهزة أخذ عينات شخصية يرتديها كل عامل، وباستخدام جهازين لجمع الغبار دون ارتداء القناع. ^{[ 7 ]} كما قاس الباحثون النسبة المئوية للوقت الذي استخدم فيه عمال المناجم أجهزة التنفس الخاصة بهم عن طريق تثبيت مستشعرين حراريين على كل عامل (أحدهما في قناع الوجه، والآخر على الحزام). وكان الكشف عن الحرارة في هواء الزفير دليلاً على ارتداء القناع. وقد حددت الدراسة مقياسًا جديدًا، هو "عامل الحماية الفعال"، الذي يصف الحماية التي يوفرها في ظروف العمل الفعلية، وسجلت نطاق عوامل الحماية الفعالة في أربعة مناجم مختلفة.

في صناعة تصنيع الصلب، كان العاملون في مجال السفع الرملي يرتدون أنواعًا مختلفة من أغطية الرأس، المزودة عادةً بالهواء. وقد أظهرت دراسات أجريت عام ١٩٧٥ أن تركيز الغبار تحت هذه الأغطية تجاوز الحد الأقصى المسموح به ، على الرغم من أن الأغطية المزودة بالهواء توفر حماية أفضل من تلك غير المزودة به. ^{[ ٨ ]} حتى في غير أوقات السفع الرملي، كان مستوى غبار السيليكا في الجو يتجاوز بكثير المستويات الآمنة، مما يعني أن الوقت الذي يقضيه العمال خارج غطاء الرأس أثناء فترات الراحة كان يُعرّضهم للغبار.

في مصاهر النحاس، تم فحص ثلاثة أنواع شائعة الاستخدام من أجهزة التنفس ذات الترشيح بالضغط السلبي مع أقنعة نصفية مطاطية لمعرفة قدرتها على حماية العمال من تركيزات ثاني أكسيد الكبريت في عام 1976. ^{[ 9 ]} أظهرت تصميمات أجهزة التنفس المختلفة اختلافات كبيرة في الحماية، ويعزى ذلك جزئيًا إلى راحة تصميم جهاز التنفس: كانت الأقنعة الأكثر راحة يتم ضبطها بشكل أكثر إحكامًا وبالتالي كانت أكثر فعالية.

أظهرت دراسة أجريت عام 1979 حول فعالية أجهزة التنفس ذاتية الاحتواء (SCBA) في حماية رجال الإطفاء من استنشاق أول أكسيد الكربون، أن الاستخدام المتقطع لهذه الأجهزة يُفقدها فعاليتها. ^{[ 10 ]} حتى الاستخدام المتواصل لأجهزة التنفس ذاتية الاحتواء لم يوفر حماية كاملة. كان تصميم هذه الأجهزة مزودًا بمصدر هواء في القناع يُزود الهواء "عند الطلب" (أي يسمح بضغط سلبي أسفل القناع أثناء الشهيق ). وتُلزم التشريعات الأمريكية والأوروبية حاليًا رجال الإطفاء باستخدام أجهزة تنفس تعمل بنظام "الضغط عند الطلب" لتزويد الهواء (أي بضغط إيجابي أسفل القناع أثناء الشهيق).

أظهرت الدراسات أيضًا أن اختلاف استخدام أجهزة التنفس بين العمال قد يؤثر بشكل كبير على مستوى الحماية المُحققة. فقد حددت دراسة أُجريت عام 1980 حول تعرض عمال الكادميوم للاستنشاق عاملًا واحدًا كان يستخدم جهاز التنفس الخاص به دائمًا بشكل صحيح. ووجد أن عامل الحماية لهذا العامل أعلى بـ 26 مرة من عامل الحماية لدى العامل العادي. ^{[ 11 ]} وفي دراسة أُجريت في مناجم الفحم، كان عمال المناجم يخلعون أجهزة التنفس الخاصة بهم بشكل متكرر في ظروف اعتقدوا فيها أن مستوى الغبار منخفض، مما قلل من فعاليتها بشكل كبير. ^{[ 12 ]} وفي دراسة أخرى، وُجد أن أجهزة التنفس التي كان من المتوقع أن يكون عامل الحماية الخاص بها 1000، كان عامل الحماية الفعلي لها يتراوح بين 15 و216. ^{[ 13 ]} وتشمل العوامل المؤثرة على مستوى الحماية المُحققة مدى إحكام جهاز التنفس على وجه العامل، ^{[ 14 ]} وحركة الهواء في البيئة. ^{[ 15 ]}

نظراً لأن الباحثين وجدوا مراراً وتكراراً ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} أن مستوى الحماية الفعلي في مكان العمل كان أقل بكثير من عوامل الحماية المخصصة للأجهزة بعد الاختبارات المعملية، فقد اقتُرح تطوير مقياس جديد لعامل الحماية المتوقع ، بحيث تكون الفعالية الحقيقية أعلى من "الفعالية المتوقعة" باحتمالية لا تقل عن 90%. ^{[ 16 ]}

دفعت الاختلافات الكبيرة بين الفعالية الفعلية والفعالية المقاسة مخبريًا المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) إلى إصدار رسالتين إعلاميتين حول أجهزة التنفس في عام 1982، لتحذير المستهلكين من انخفاض فعالية هذه الأجهزة بشكل غير متوقع. ^{[ 19 ]} وبعد نقاش مستفيض، تم الاتفاق على ستة تعريفات جديدة لعوامل حماية أجهزة التنفس. ^{[ 20 ]} فعلى سبيل المثال، عامل الحماية المخصص (APF) لجهاز التنفس هو الحد الأدنى لعامل الحماية الذي يجب أن يوفره الجهاز في ظل الظروف التالية: استخدامه من قبل عمال مدربين ومؤهلين، بعد اختيار أقنعة فردية تناسب وجه كل عامل ، واستخدامه دون انقطاع في بيئة ملوثة. ^{[ 21 ]} وقد تكون الحماية الفعلية التي يحصل عليها العامل أقل بكثير من ذلك، وقد تختلف الحماية من عامل لآخر. ^{[ 22 ]}

أدى حادث تشيرنوبيل النووي عام 1986 إلى حاجة ملحة لحماية العمال من الهباء الجوي المشع. أُرسل ما يقارب 300,000 قناع وجه مرشح للضغط السلبي من طراز "ليبيستوك" إلى تشيرنوبيل في يونيو 1986. ^{[ 23 ]} اعتُبرت هذه الأقنعة فعالة للغاية (كان عامل الحماية المعلن للطراز الأكثر شيوعًا 200). مع ذلك، تعرض الأفراد الذين استخدموا هذه الأقنعة لتلوث مفرط. وكما هو الحال في الدراسات المذكورة أعلاه، كان عامل الحماية المعلن مختلفًا تمامًا عن عامل الحماية الفعلي في ظروف العمل الحقيقية. ^{[ 24 ]} وكما لوحظ في اختبارات أخرى في أماكن العمل، فإن مرور الهواء غير المُرشح عبر الفجوة بين القناع والوجه قلل من كفاءة القناع. ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} مع ذلك، لم تُؤدِّ هذه الاكتشافات إلى تغيير في تقييمات فعالية الأقنعة في الاتحاد السوفيتي.

أدت الاختبارات التي أُجريت في أماكن العمل إلى مراجعة شاملة لمعايير استخدام تصاميم مختلفة لأجهزة التنفس، ^{[ 28 ] [ 29 ]} وأجبرت المصنّعين على إيلاء المزيد من الاهتمام لأساليب الحد من المخاطر، مثل منع التسرب والتهوية والتشغيل الآلي ، بالإضافة إلى تحسينات التكنولوجيا . فعلى سبيل المثال، قدّم المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (الولايات المتحدة الأمريكية) توصيات لخفض تركيزات الغبار في مناجم الفحم ^{[ 30 ]} وغيرها من المناجم. ^{[ 31 ]} وأظهرت القياسات الميدانية أن أجهزة التنفس هي أقل وسائل الحماية موثوقية ، إذ تتسم فعاليتها بعدم الاستقرار وعدم القدرة على التنبؤ بها.

أجهزة التنفس ليست مريحة؛ فهي تُسبب عدم الراحة وتُعيق التواصل. ^{[ 32 ]} كما أن تقليل مجال الرؤية الناتج عن استخدامها يزيد من خطر الحوادث. وتُفاقم أجهزة التنفس أيضًا ارتفاع درجة حرارة الجسم في درجات حرارة الهواء المرتفعة. ^{[ 33 ]} في الواقع العملي، غالبًا ما تدفع هذه العيوب العمال إلى خلع أجهزة التنفس بشكل دوري، مما يُقلل من فعاليتها. إضافةً إلى ذلك، لا تحمي أجهزة التنفس العمال إلا من المواد الضارة التي تدخل الجسم عبر الجهاز التنفسي، بينما تدخل الملوثات الجسم أيضًا عبر الجلد. ^{[ 34 ] [ 35 ]} لذا، لا يُمكن استخدام أجهزة التنفس كبديل عن التدابير الأخرى التي تُقلل من تأثير تلوث الهواء على العمال. مع ذلك، إذا كان الجهاز التنفسي هو الوسيلة الرئيسية لدخول المواد الضارة إلى الجسم، وإذا لم تُقلل وسائل الحماية الأخرى من التأثير إلى مستوى مقبول، فقد تُشكل أجهزة التنفس إضافةً مفيدة. لتحقيق أقصى قدر من الفعالية، ينبغي اختيار نوع جهاز التنفس وفقًا للحالة المحددة، وينبغي اختيار الأقنعة للموظفين بشكل شخصي، وينبغي تدريب العمال على استخدام جهاز التنفس بشكل فعال.