Респираторы ШБ «Лепесток» — серия фильтрующих противоаэрозольных средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), разработанных при участии С. Н. Шатского и П. И. Басманова, что отражено в названии (ШБ). Для очистки воздуха в них использовался фильтровальный материал «фильтр Петрянова ФП», в котором для эффективного улавливания мелкодисперсной пыли использован электростатический заряд волокон. Вызывает сомнение работоспособность респиратора в связи с исчезновением электростатического заряда при прохождение через респиратор выдыхаемого воздуха, содержащего большое количество влаги, т.к. проверка эффективности респиратора проводилась на сухом воздухе. Для предотвращения просачивания неотфильтрованного воздуха через зазоры между маской и лицом и обоснования высокой эффективности декларировалось прилипание материала к лицу за счёт электростатического заряда. Однако позднее указывавли на возможность его утраты. С момента начала производства за период 1956—2015 годов было изготовлено более 6 млрд респираторов «Лепесток», из них около половины — на Кимрской фабрике имени Горького.

История вопроса Несовершенство технологических процессов часто приводит к тому, что в воздух попадают различные загрязнения, в том числе аэрозольные. Для защиты от них могут использоваться разные методы, которые по степени надёжности и предпочтительности классифицируют следующим образом (Hierararchy of Exposure Control Options): Устранение/замена. Для наиболее надёжной защиты людей от вредного производственного фактора нужно изменить технологию так, чтобы устранить его, или заменить на менее опасный. Примеры: отказ от использования угольных электростанций исключает риск загрязнения окружающей среды аэрозолями на основе угольной пыли и мелких частичек сажи. Изменение технологии для ослабления вредного воздействия: Изменение физических свойств используемых материалов, например — замена мелкодисперсных пыльных порошков раствором; замена сухого размалывания мокрым и т. п. Изменение методов работы, исключающее контакт рабочих с вредными веществами (специальная тара, герметичные места перелива и др.). Отделение мест выполнения вредных работ от мест нахождения людей, например — автоматизация добычи полезных ископаемых. Использование технических средств коллективной защиты. Примеры: кожухи на оборудовании с местными отсосами, паяльники с встроенными отсосами дыма, общеобменная вентиляция, дистанционное управление и др. Организационные меры защиты. Использование «защиты временем» — уменьшение продолжительности работы во вредных условиях за счёт регулярной замены персонала на вредных рабочих местах (по «плавающему» графику и т. п.). Использование средств индивидуальной защиты (СИЗ). Хотя использование СИЗ является не только самым последним, но и самым ненадёжным способом защиты, при применении очень дешёвых моделей СИЗ это может выглядеть экономически привлекательно (для работодателя). Если дешёвые СИЗ не обеспечивают необходимую степень защиты, а возникающие при этом профессиональные заболевания регистрируются, и работодатель платит компенсации пострадавшим сотрудникам, степень такой «экономической привлекательности» — резко снижается.

После начала индустриализации в СССР система охраны труда претерпела значительные изменения. По указанию 16 партконференции ВКП(б) регистрация несчастных случаев и профессиональных заболеваний стала фальсифицироваться, и эта тенденция сохранилась и в РФ в XXI веке. (См. Особенности регистрации несчастных случаев и профессиональных заболеваний). Кроме того, единственным работодателем в СССР было государство, которое широко использовало труд бесправных заключённых — в том числе и на «вредных» производствах. Такие ненормальные условия привели к тому, что администрация предприятий могла быть заинтересована не столько в выполнении работы по улучшению условий труда (требующей больших затрат, и не только средств и материалов, но и внимания, и требовала высокой квалификации), сколько к имитации защиты людей от вредных факторов. Такими имитаторами стали, в частности, выдача молока работающим во вредных условиях (бесполезность и порой вредность которого была показана квалифицированным специалистом, основателем Ленинградской школы токсикологии Н. В. Лазоревым уже в 1934г), и применение очень недорогих респираторов-полумасок, обеспечивающих исключительно высокую степень защиты (декларируемую). Конечный результат (развитие хронических профессиональных заболеваний и отравления) регистрировался в небольшой доле случаев, и адекватной ответственности за инвалидизацию рабочих не было, а основное внимание уделялось производству военной техники и улучшению экономических показателей. В результате даже таких последних средств защиты, как несовершенные респираторы — не хватало до середины 1980-х.

В таких «уникальных» условиях была огромная потребность в появлении очень недорогого и очень эффективного средства защиты, способного избавить экономику и руководителей от затрат средств, сил, времени и внимания на реальное улучшение условий труда. Появление в это время исключительно простого, дешёвого и (как декларировалось) крайне эффективного респиратора ШБ «Лепесток» отчасти удовлетворило эту потребность. Разработчики респиратора — Петрянов И. В., Городинский С. М., Шацкий С. Н. и Басманов П. И. — получили за эту разработку Ленинскую премию. Они трудились в одной из самых элитных и «закрытых» отраслей народного хозяйства СССР — атомной промышленности, что (в сочетании с действительно высокой степенью очистки воздуха от аэрозолей изолированным фильтром) затрудняло критику потенциальных недостатков изделия. А нехватка СИЗ приводила к тому, что использование даже заведомо недостаточно эффективных средств защиты уменьшало воздействие вредных производственных факторов (в какой-то степени), и отдаляло начало развития профессиональных заболеваний и инвалидизации рабочих.

Создание фильтра Петрянова

В начале 20-го века при использовании средств индивидуальной защиты от пыли в промышленности и противогазов в армии серьёзной и нерешённой проблемой было отсутствие подходящих противоаэрозольных фильтров. Использовавшиеся материалы или плохо пропускали воздух, или хорошо пропускали мелкодисперсную пыль. Это наглядно демонстрирует статья. Автор предлагал делать респираторы с «фильтром» из полой металлической коробочки, где воздух меняет направление движения (что действительно позволяет улавливать часть наиболее крупной пыли, но не позволяет улавливать мелкую и наиболее опасную пыль). Это наглядно показывает, насколько острой была потребность в хороших фильтрах. Видимо подобные респираторы изготавливались и применялись — так как спустя 11 лет было предложено улучшить конструкцию «пылеулавливающей» коробочки (чтобы накопившаяся в ней крупнодисперсная пыль не могла высыпаться через отверстия в подмасочное пространство). В 1958г было опубликовано предложение использовать в качестве фильтра губчатую резину (средняя эффективность 70-80 %). Автор указывал, что на некоторых предприятиях уже начали делать самодельные СИЗОД. Использование ватно-марлевых повязок, пропускавших порой более половины мелкодисперсной пыли, упоминается в публикациях до 1980-х.

Появление атомного оружия сделало потребность в противоаэрозольных фильтрах ещё более острой, так как при ядерных взрывах образовывалось большое количество радиоактивного и мелкодисперсного аэрозоля конденсации, от которого требовалось защищать не только военнослужащих, но и гражданское население.

В начале 1937г (стр. 4) была создана технология получения нетканого материала из очень тонких волокон, имевших сильный электростатический заряд — фильтров Петрянова. Для уменьшения толщины волокна использовали истечение раствора полимера в растворителе из капилляра при воздействии сильного внешнего электростатического поля. Испарение (токсичного) растворителя приводило к уменьшению диаметра: И вот … взорам … предстала картина бурной генерации искусственной паутины. В мгновение ока всё вокруг оказалось покрытым тончайшими нитями. «Паутина» получилась с огромным электростатическим зарядом и потому прилипала ко всем окружающим предметам. … Оказалось, что при приложении высокого потенциала с конца капилляра вытягивается тонкая, источающаяся нить, которая начинает бешеный танец — змееподобными изгибами мечется по кругу … Если под капилляром поместить заземлённый металлический лист, то нить, осаждаясь на нём, образует … нетканый материал … (стр. 116). Электростатический заряд волокна (в зависимости от используемого материала) мог сохраняться несколько лет. Таким образом, «прилипание нитей фильтровального материала» происходило в процессе их производства, и в условиях сильного внешнего электростатического поля. Например, в современном оборудовании используют трансформаторные преобразователи с регулируемым напряжением до 150 кВ, и более безопасные маломощные с напряжением до 50-100 кВ (стр. 94). При практическом применении готовых респираторов рабочими эти условия отсутствуют.

Маленькая толщина волокон способствовала улавливанию частиц за счёт инерционного осаждения и касания, а сильное электростатическое поле внутри материала позволяло эффективно улавливать мелкодисперсные частицы. Материал создавал сравнительно небольшое сопротивление движению воздуха, а большая «пористость» приводила к маленькому росту сопротивления потоку очищаемого воздуха при накоплении на волокнах большого количества уловленной пыли.

Условия, в которых разрабатывались респираторы ШБ Лепесток Особенности применения СИЗ в атомной промышленности заключались в необходимости проводить тщательную дезактивацию использованных СИЗ, а исследования показали, что это довольно сложно — резиновые лицевые части СИЗОД сохраняли повышенную радиоактивность. А выбрасывание после первого использования делало нехватку СИЗ ещё более острой:Существенной особенностью использования средств индивидуальной защиты при работе с открытыми радиоактивными веществами является необходимость последующей тщательной очистки их от радиоактивных загрязнений. Поэтому … (они) должны: … легко очищаться от радиоактивных загрязнений, или быть настолько дешёвыми, что в случае загрязнения выше предельно допустимых уровней их можно уничтожить Попытка использовать уже существовавшие СИЗ за редкими исключениями не имела успеха. Эти средства защиты не были достаточно эффективными. Невозможность дезактивации исключала их многоразовое применение

В других отраслях, при работе с менее токсичными веществами, условия работы тоже нередко были крайне вредными, а применявшиеся СИЗОД — неэффективными. В промышленности использовали ватно-марлевые повязки — до 1980-х.

На совещании по итогам сравнительных испытаний противопылевых респираторов разных моделей специалисты ещё раз столкнулись с тем, что нет фильтров, которые могли бы эффективно улавливать пыль, пропускать воздух без большого сопротивления дыханию, и сохранять низкое сопротивление при накоплении на них большого количества уловленной пыли. Не была решена проблема повышенной концентрации углекислого газа во вдыхаемом воздухе — из-за влияния «мёртвого» подмасочного пространства. Таким образом, эти серьёзные проблемы отвлекали на себя основное внимание, и замечание редакции журнала в конце статьи (о том, что маска может сползать во время работы, может быть подсос в месте касания маски и лица, и что заключение об общей эффективности СИЗ можно делать лишь на основании результатов испытаний в реальных производственных условиях) — не изменило обстановку.

Качество уже использовавшихся респираторов могло быть низким. Это, их нехватка, и то, что работавших во вредных условиях заключённых стали заменять вольнонаёмными рабочими (о здоровье которых нужно было заботиться), приводило к тому, что при получении невысоких показателей при испытаниях новых моделей СИЗОД — их всё же рекомендовали к производству и применению (как более качественные, по сравнению с ещё более худшими, использовавшимися ранее): Выводы