Mặt nạ chống độc có từ bao giờ?

Tháng 9/1912, nhà phát minh Garrett Morgan (1877 - 1963, sinh ở Kentucky, mất ở Ohio), người Mỹ da đen gốc Phi nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho chiếc mặt nạ chống độc thô sơ của mình.

Ông nảy ra ý định chế tạo mặt nạ chống độc sau khi tham gia cứu nạn một tai nạn hầm lò, chứng kiến những người lính cứu hỏa khốn đốn khi bị ngạt khói, cùng những thi thể của hai đội cứu hộ trước đó nằm rải rác trong hầm.

Chiếc mặt nạ đầu tiên ông chế ra đơn giản là một mũ vải bọc kín đầu, có hai mắt kính phía trước và thông với ống dẫn khí (sạch) ở phía sau, chỉ ngăn cản được bụi, khói không có khí độc mạnh. Phát minh của ông được nhà chức trách cấp bằng sáng chế năm 1914.

Tuy nhiên, ông rất khó bán sản phẩm của mình vì những người da trắng đứng đầu lực lượng cứu hỏa không muốn mua hàng của nhà phát minh da đen. Nhờ giúp đỡ nhiệt thành của doanh nhân da trắng nổi tiếng J.P. Morgan, người rất tôn trọng sáng chế và tham vọng của Garrett Morgan, ông đã đề nghị lấy tên mình để quảng bá sản phẩm, gọi nó là “Mũ bảo hiểm Morgan”.

Thêm vào đó, Nhà phát minh thuê các diễn viên da trắng bán sản phẩm ở các hội nghị. Những chiêu này thành công và Morgan da đen đã bán sản phẩm cho các sở cứu hỏa toàn nước Mỹ.

Cuối tháng 7/1916, xảy ra nổ đường hầm dẫn nước dưới hồ Lake Erie ở Cleveland, Ohio và chiếc mặt nạ chống độc của Morgan đã cứu sống một số công nhân. Ngay sau sự cố, công ty sản xuất mặt nạ phòng độc của Garrett Morgan nhận bội đơn đặt hàng ở Mỹ.

Cũng trong những năm Thế chiến I (1914 - 1918), Morgan đã cải tiến mặt nạ chống độc để quân đội Mỹ sử dụng. Trong cuộc chiến khổng lồ này quân Đức dùng hàng loạt chất độc hóa học làm vũ khí. Từ hơi cay (tear gas; mace) gây kích ứng nghiêm trọng ở mắt, hệ hô hấp, da, làm đau, chảy nước mắt, chảy máu, suy giảm thị lực như hơi cay hạt tiêu (OC gas); PAVA spray (Nonivamide hay axit Pelargonic vanillylamide - chất cay có trong ớt; CS gas (Chlorobenzalmalononitrile, thường gọi là khí CS); CR gas (các hợp chất của Crom hóa trị III và VI - rất độc); CN gas (Phenacyl chloride hay Chloroacetophenone); Bromoacetone; Xylyl bromide; Syn-propanethial-S-oxide (Organosulfur - chất có trong hành tỏi); hoặc hỗn hợp các hơi cay có tên thương hiệu Mace... cho đến các loại khí chết người như Phosgen, Chlor, Mustard (chứa Lưu huỳnh hoặc Nitơ).

Mặt nạ chống khí độc đầu tiên của người Nga được kỹ sư Nikolay Dmitryevich Strakhov (không có tài liệu năm sinh, mất) chế tạo năm 1915. Khi đó, quân Nga gặp phải vấn đề nghiêm trọng vì không có phương tiện chống lại các chất hóa học mới chết người của quân Đức.

Strakhov chế ra mặt nạ chống độc bằng cách dùng bộ lọc than hoạt tính đặc biệt để hấp phụ khí độc, được thử nghiệm trong chiến trận với thành công lớn hơn mong đợi. Nó lọc sạch khí Chlor, Phosgen và cả khí Mustard độc hơn. Năm 1916, quân đội Nga bắt đầu sử dụng mặt nạ phòng độc Strakhov và đến cuối Thế chiến đã có hơn một triệu chiếc…

Trong Thế chiến II, cả Liên Xô, phe Trục và Đồng minh lại bùng nổ sản xuất mặt nạ phòng độc. Bởi ngoài các chất hóa học đã dùng trong Thế Chiến I, Đức phát - xít còn sử dụng nhiều chất độc thần kinh cực độc, chết người như Tabun (GA - một Phospho hữu cơ cực kỳ độc); Sarin (GB); Soman (GD); Cyclosarin (GF).

Lịch sử còn kể đến John Scott Haldane (1860 - 1936), người Scotland, đã đến Mỹ trong Thế chiến II để nghiên cứu mặt nạ chống độc. Ông chế tạo phin lọc bằng bông tẩm dung dịch Natri thiosulfat bọc trong miếng gạc, nhằm hấp phụ khí Chlor, tự thí nghiệm trên cơ thể mình nhưng thất bại. Haldane lại chế ra bình thở với phin lọc chứa than củi, nhưng người dùng mất thoải mái, thở khó khăn và không ngăn cản được các khí độc mạnh.

Mặt nạ phòng độc không ngừng hoàn thiện

Lịch sử chứng kiến mặt nạ phòng độc không ngừng thay đổi. Chẳng hạn năm 1918, người ta phát hiện ra than hoạt tính dùng cho phin (tấm, hộp, bộ) lọc sản xuất từ than củi không lọc tốt bằng than hoạt tính nguồn gốc từ vỏ các loại quả, hạt.

Than hoạt tính dùng cho phin lọc hoàn toàn khác than hoạt tính bình thường. Đó là loại than dùng lượng rất nhỏ nhưng hiệu quả lọc rất cao, do cấu trúc rất xốp với nhiều “khoang” rỗng nên tăng rất lớn bề mặt tiếp xúc không khí, lượng tro ít và ít hút ẩm.

Ví dụ các bộ lọc R29, R39, R393, CA49 (dùng cho mặt nạ bán mặt R226, R236, R237, R246, R256 của Hà Lan) có thời gian bảo vệ với Xyclohexanone (C6H12 - khí thử độc mẫu chuẩn - gây nôn, bỏng da; tổn thương kết, giác mạc mắt, thanh quản, độc cho tim mạch, gan, thận, hệ thần kinh…) theo tiêu chuẩn CE-EN14378 class A II (CE - European Conformity - tiêu chuẩn an toàn sản phẩm châu Âu) đạt 52 phút, gấp 1,5 lần tiêu chuẩn (35 phút). Vì thế than hoạt tính bình thường giá chỉ vài chục ngàn/kg, than hoạt dùng cho mặt nạ giá gấp 10 - 20 lần…

Để tăng khả năng hấp phụ chất độc, ngày nay người ta ngâm than hoạt trong dung dịch Đồng oxyt, Bạc oxyt, Crom oxyt hoặc thêm vào bộ lọc pin Poly (pin Lithium ion Polymer - hoạt động dựa trên trao đổi ion Lithium ở cực âm và cực dương là ion Lithium cacbon) dạng màng siêu mỏng, làm tăng đáng kể khả năng hấp phụ các khí và hạt độc.

Từ năm 2016, đại học Bách khoa Hà Nội đã tìm ra những chất xúc tác dùng cho phin lọc, làm giảm tối đa độc lực của khí Carbon monoxyte và các Hydrocarbon nói chung.

Đó là phức hợp gồm Mangan IV oxide (MnO2 - Mangan hóa trị 4); Cobalt II, III oxide (Co3O4); Ceri IV oxide (CeO2) và Ziconi IV oxide (ZrO2). Các oxide này được phủ lên than hoạt, khi than hấp phụ Carbon monoxyte trên bề mặt, các chất xúc tác sẽ ngay lập tức đẩy nó vào quá trình oxy hóa ở nhiệt độ thường, tạo ra Carbon dioxide ít độc hơn nhiều. Theo thử nghiệm thì các chất xúc tác giúp giảm hơn 90% Carbon monoxyte với nhiệt độ phòng và 100% với nhiệt độ 400C. Nếu thành hiện thực, phin lọc với tính năng mới này sẽ có sức cạnh tranh mạnh mẽ bởi có nguồn nguyên liệu giá rẻ và dồi dào.

Phin lọc chứa than hoạt tính là bộ phận quyết định chất lượng của mặt nạ chống độc, đảm bảo luồng thông khí vào phổi không có chất độc, bụi bẩn… và có nhiều loại khác nhau. Bao gồm loại có tác dụng hấp phụ một hay nhiều loại khí độc; loại lọc tổ hợp gồm lọc cơ bản: hấp phụ bụi, bụi tro than…, trong đó nguy hiểm nhất là bụi mịn (kích thước đến 2.5 picomet - pm - bằng một phần ngàn tỷ mét; năm 2015, bụi mịn gây tử vong thứ 5 toàn cầu (khoảng 4,2 triệu ca) và khoảng 103,1 triệu người bệnh tật), lọc sinh học: hấp phụ các virus, vi khuẩn, vi nấm…; lọc hóa học: ngăn cản các chất độc vô cơ, hữu cơ và các chất độc khác. Tùy môi trường cụ thể (phun thuốc độc hay chữa cháy; lặn hay xuống giếng cạn…) mà dùng loại phin lọc phù hợp.

Điều quan trọng là phải thay phin lọc định kỳ bởi phin rất nhanh “đầy” các chất độc hại. Tùy loại phin, loại chất độc và nồng độ, thời gian tiếp xúc độc chất, tần xuất sử dụng mặt nạ, chế độ bảo dưỡng… để quyết định thay phin lọc.

Ví dụ mặt nạ 3M của Mỹ được khuyến cáo thay phin sau 1 - 2 giờ dùng mặt nạ liên tục. Nói chung, với phin lọc hạt: Thay phin khoảng từ 8 - 40 giờ sử dụng, hoặc thực tế hơn khi cảm thấy phin không hiệu quả hay khó thở. Với phin lọc khí: Thay phin sau khoảng 8 giờ sử dụng hoặc khi cảm thấy khó thở hay mùi khí, hóa chất ngấm vào mặt nạ; thay sớm hơn nếu môi trường ô nhiễm nặng. Để tránh sai sót nên thay phin đúng chủng loại, mã số, hãng sản xuất, phù hợp với mặt nạ đang dùng…

Ngoài phin lọc thì van dẫn khí vào phin và thải khí, hơi nước ra cũng không kém phần quan trọng, bởi nếu van dẫn hở thì không khí có khí độc sẽ vào đường thở!

Sử dụng mặt nạ phòng độc trong lao động. Ảnh minh họa, nguồn: fruugo.com

Thị trường mặt nạ phòng độc - vàng thau lẫn lộn!

Hiện nay, ngoại trừ mặt nạ trùm kín đầu chống độc chuyên dụng mà quân đội sử dụng thì mặt nạ dân dụng có 2 loại là bán mặt (chỉ che, chụp mũi, miệng) và toàn mặt. Mặt nạ có thể nối với thiết bị cấp khí hoặc lọc khí PAPR (Power air purifying respirator - thiết bị lọc và cấp khí, dùng quạt chạy pin để cung cấp không khí đã lọc). Hiện có cả loại mặt nạ với 2 phin lọc. Thêm vào là mặt nạ, khẩu trang (toàn bộ khẩu trang là tấm lọc) dùng một lần với thời gian ngắn trong môi trường ít độc hại như khẩu trang đa năng lọc bụi, các chất kích ứng nhẹ dùng cho công trường xây dựng, nông nghiệp, hay mặt nạ dùng khi hàn...

Mặt nạ chống độc được dùng trong nhiều ngành nghề, công việc như khai khoáng, khí đốt; vệ sinh công nghiêp; làm sạch và luyện kim; nghiền khoáng chất; lắp đặt, sửa chữa cơ khí; hàn; chế biến nguyên liệu bông, bột; phun thuốc độc; tiếp xúc bụi bẩn, khí độc hữu cơ, vô cơ, axit… và không thể thiếu khi chữa cháy.

Bốn tháng đầu năm 2024, cả nước xảy ra 1.555 vụ cháy, nổ, làm 28 người chết và 26 người bị thương. Riêng TP.HCM, 5 tháng (từ 15/12/2023 - 14/5/2024), có 234 vụ cháy, làm chết 10 người, bị thương 4 người.

Bốn tháng đầu năm 2024, Hà Nội có 387 vụ cháy, 3 người bị thương. Hiện Hà Nội chưa có thống kê vụ cháy tháng 5 trong đó có vụ phố Trung Kính, chết 14 người, bị thương 6 người.

Sử dụng mặt nạ phòng độc khi thoát hiểm. Ảnh minh họa, nguồn: pinimg.com

Thị trường đa dạng nguồn hàng từ Mỹ, Nga, Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan (Trung Quốc)… với đủ loại giá từ vài chục ngàn đồng đến cả tiền triệu thì mua được chiếc mặt nạ đúng nghĩa “bùa hộ mệnh” không dễ.

Tuy nhiên, luật sẽ giúp đỡ đắc lực, bởi theo tiểu mục 3.3.1 QCVN 10:2012/BLĐTBXH bộ lọc (vẫn là bộ lọc quan trọng nhất) dùng trong mặt nạ phòng độc, dù nhập ngoại hay sản xuất trong nước, lưu thông trên thị trường phải có dấu hợp quy và ghi nhãn theo quy định của Tiêu chuẩn châu Âu EN 14387: 2004(E) gồm:

Những phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp (Respiratory protective devices); Bộ lọc khí và lọc khí tổ hợp (Gas filter(s) and combined fifter(s)); Những yêu cầu (requirements), thử nghiệm (testing), ghi nhãn (marking).

Việc ghi nhãn phải tuân theo các quy định hiện hành của Việt Nam.

Ngoài ra, bộ lọc dùng trong mặt nạ và bán mặt nạ phòng độc sản xuất trong nước phải được chứng nhận hợp quy và công bố hợp quy phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật được quy định tại mục 2 QCVN 10:2012/BLĐTBXH:

Vẫn là chuyện của bền tại người, sau khi dùng mặt nạ cần vệ sinh sạch sẽ nhất là phin lọc, nên bọc nó trong túi nilon kín. Để mặt nạ nơi khô ráo, thoáng mát, không bị bức xạ mặt trời trực tiếp. Không để vật nặng trên mặt nạ vì sẽ làm vỡ phin, giảm hiệu quả bộ lọc. Với phin cho mặt nạ phòng độc khi bóc khỏi bao bì phải sử dụng ngay, để trần không khí xâm nhập vào trong phin làm mất hoàn toàn tác dụng.

-----------

Xem tiếp bài sau: Khuyến cáo sử dụng mặt nạ phòng độc khi xảy ra cháy