Vajalik abimees sõjatandril: Gaasimask peatab nähtamatu surma

 (19)
Vajalik abimees sõjatandril: Gaasimask peatab nähtamatu surma
FM53 mitmeotstarbeline gaasimask on mõeldud eriüksustele.https://www.nationalsafetysupply.com/

Gaasimask on juba paarsada aastat vana leiutis. Keemiarünnaku korral on ta siiani peamine individuaalne kaitsevahend. Gaasimaski kombineeritakse tõhusamaks kaitseks vastava kaitseriietusega, see võib lihtsamal juhul olla tavaline sõjaväevorm või tsiviilriietus, millel on varruka- ja sääreotsad teibiga kinni tõmmatud ning millele lisanduvad kummikud ja kindad.

Ilmus ajakirjas Sõdur 2/2016

Gaasimaskid jagunevad filtreerivateks ja isoleerivateks maskideks. Filtreeriva gaasimaski kasutamine eeldab keskkonda, kus õhuhapnik on vabalt saadaval ja kahjulikke lisandeid esineb koguses, mida sorbent on võimeline endaga siduma.

Filtreeriv gaasimask

Esimesed katsetused töötada välja seade hingamisteede kaitsmiseks tehti juba 19. sajandi algul tsiviiltööstuses, kus tekkis vajadus kaitsta ohtlike kutsealade nagu mäe- ja keemiatööstuse töölisi. Aastatel 1838–1841 kasutati Peterburi Iisaku katedraali kuplite kuldamisel klaasist kiivreid, mille alla juhiti vooliku kaudu õhku. See oli tõeliselt ohtlik töö, sest hoolimata kaitsevahendite kasutamisest hukkus sellel ajal 60 kuldajat. 19. sajandi keskpaigaks oli leiutatud sissehingatava õhu tolmust puhastamiseks lihtne respiraator ja selle täiustatud mudel, milles riidekihtide vahel paiknes absorbeeriv söekiht.

Seotud lood:

Esimeses maailmasõjas võeti 1915. aasta algul kasutusele mürgised gaasid, peamiselt kloor, ja nii tekkis pakiline vajadus individuaalsete kaitsevahendite järele. Huvitaval kombel alustasid sõjaväelased nende loomist praktiliselt nullist, pööramata mingit tähelepanud juba olemasolevale tsiviilkogemusele. Esimene kaitsevahend oli lihtne riideriba, mille külge oli õmmeldud vatitampoon, seda asendas hädakorral tampooniga haavaside. Tampoon niisutati vee, uriini, söögisooda või naatriumhüposulfiti (Na2S2O3) lahusega ja seoti riideriba abil suu ja nina ette. Sakslaste ettevalmistus oli veidi tõhusam – nemad kasutasid analoogset näomaski, millele lisati silmade kaitseks prillid.

Kloori vastu kaitses isegi veega niisutatud vatitampoon päris hästi, kuna vees kloor suures osas lahustus ja hingamisteedesse ei jõudnud. Temperatuuril 25 °C lahustub ühes liitris vees 3,26 g (1,125 liitrit) gaasilist kloori, koori vesilahus sisaldab molekulaarset kloori, soolhapet ja hüpokloorishapet. Kopsudesse jõudnud gaasilise kloori toksilise toime eest vastutab peamiselt soolhape.
Cl2 + H2O → HCl +HClO

Aluselised kemikaalid neutraliseerisid kloori, muutes selle täiesti ohutuks. Väga hästi toimis immutusvahendina kusi, kuna selles leidunud karbamiid ja viimasest tekkinud ammoniaak moodustasid molekulaarse klooriga või kloorhapetega ohutuid soolasid:
HCl + NH3 → NH4Cl

Aga isegi nii lihtsa vahendi kasutuselevõtt ei läinud tõrgeteta. Esimesed tampoonid tehti ilma riideribadeta ja sõdur pidi neid käega näo ees hoidma. Kuna ühe vaba käega sõdimine osutus ebaefektiivseks, lisati maski näo ees hoidmiseks riideriba. 1915. aasta keskpaigaks tootsid liitlased miljoneid tampoonmaske, kuid kahjuks unustati sõdureid informeerida vajadusest neid enne kasutamist niisutada, see muutis kaitsevahendid toimetuks.

Gaas ja mask
Gaasimaski kasutamist õpetatakse sõduri baasõppes, lähtuvalt varustusest. Põhimõtteliselt on selle etapid järgmised:
  • 1. Käsu „gaas“ korral sulgeda silmad ja mitte hingata.
  • 2. Võtta kotist gaasimask, hoides teise käega selle kotti (kurn ei tohi olla korgiga suletud).
  • 3. Suruda lõug maski ja tõmmata kahe käega selle rakmed suunaga alt üles üle pea.
  • 4. Hingata järsult välja, veenduda, et mask katab nägu õhukindlalt.

Loe veel

Vigadest õpiti ja sõduritele hakati jagama näomaske, mis olid eelnevalt niisutatud söögisooda ja naatriumtiosulfaadi vesilahuses, millele oli lisatud glütserooli. Selline mask säilis kummeeritud riidesse pakituna pikka aega niiske ja töövõimelisena. Arengu käigus said näomaskid silmaavadega koti kuju, millega kaeti kogu pea, silmaavad kaeti klaasi või tselluloidiga või kasutati samadest materjalidest kaitseprille. See oli siiski tupiktee, sest aluselise ühendiga immutatud niiske filter kaitses küll kloori eest, kuid oli väheefektiivne uuemate mürkainete nagu fosgeeni ja oksendamist esilekutsuvate arseeniderivaatide suhtes. Fosgeeni eest kaitseks lisati maskile naatriumfenolaadi ja hiljem urotropiiniga (heksametüleentetramiiniga) immutatud kiht, kaitseks sinihappe vastu nikkelsulfaadiga immutatud kiht, kuid läbi mitmekihilise kanga muutus hingamine raskeks ja halvenes soojusvahetus. Kõige arenenumatele filtermaskidele lisati klapp ja huulik, sõdur hingas sisse nina ja välja huuliku kaudu. Nii välditi maski enneaegset riknemist väljahingatavas õhus leiduva niiskuse toimel. Parimad seda tüüpi maskid suutsid neutraliseerida kuni ühe grammi fosgeeni.

1915. aasta sügiseks püüdsid sakslased olukorda lahendada sel teel, et eraldasid filterelemendi näomaskist ja kinnitasid plekist purgikujulise filtri keermega maski külge. Filter ehk kurn oli täidetud mõnemillimeetrise läbimõõduga diatomiitmulla või pimsskivi graanulitega, mis olid immutatud kaaliumkarbonaadi lahusega ja kaetud õhukese puusöekihiga. Näomaski olid integreeritud kaitseprillid, kuid tegu ei olnud veel tänapäevaste gaasimaskiga, kuna mürkaineid neutraliseeriti analoogselt märgade näomaskidega keemiliselt ja mask pakkus kaitset vaid kloori ja vähesel määral fosgeeni vastu. Sakslaste konstruktsioon ületas aga eelnevaid maske kasutamismugavuse poolest tunduvalt: maski kahjulik ruum oli väiksem, läbi uut tüüpi filtri oli kergem hingata, seda polnud vaja niisutada ja vajadusel sai läbitöötatud filtri kiiresti uue vastu vahetada. Maski kahjulik ruum (ingl k mask harmful space, vene k вредное пространство противогаза) on ruum näomaski sees, kus väljahingatud õhk võib seguneda sissehingatava õhuga ja uuesti hingamisteedesse sattuda.

1916. aasta alguseks jõuti peaaegu kõigis sõdivates riikides tõdemuseni, et mürkaineid on efektiivsem siduda sorbendiga kui neid keemiliselt neutraliseerida. Sorbendiks sobis kõige paremini aktiveeritud süsi, mida saadi tavalise puusöe töötlemisel ülekuumendatud (600–800 °С) veeauruga. Idee kasutada gaasimaskis aktiivsütt pakuti välja Venemaal juba 1915. aastal ja järgmise aasta alguseks oli nn Zelinsky-Kummanti gaasimaski tootenäidis olemas.

Samal ajal töötati Venemaal ka konkureeriva projekti ehk nn Oldenburgi printsi maski kallal, kus mürkainete sidujana kasutati natroonlupja (naatriumhüdroksiidi ja kaltsiumkarbonaadi segu) koos aktiivsöega. See projekt läkski käiku, kuid osutus täielikuks läbikukkumiseks ja Vene armee sai oma aja kohta väga edumeelse – kummist näomask, efektiivne filterelement – Zelinsky-Kummanti gaasimaski alles 1916. aasta lõpuks.

Esimese tänapäevase gaasimaski võtsid kasutusele sakslased 1916. aasta veebruaris. Selle näokate oli valmistatud nahast, filterelement koosnes kolmest kihist – alumises kaaliumkarbonaadiga immutatud diatomiitmulla graanulid, keskmises aktiivsüsi ja ülemises urotropiiniga immutatud diatomiitmuld. Diatomiitmuld, mida tänapäeva olmes tuntakse kui kassiliiva, toimis lisaks oma keemilise aine kandja funktsioonile ka absorbendina, kuigi selle efektiivsus oli tunduvalt väiksem aktiivsöe omast. Kuna hingamisteid oli vaja lisaks gaasidele kaitsta ka suitsu või mürkaineosakeste eest, lisati kurnale hiljem kartongist nn suitsu- või aerosoolifilter. 1917. aasta Vene ja Saksa gaasimaskid suutsid välisõhu 1% fosgeenisisalduse korral tagada kaitse 5 minuti jooksul, Inglise mask aga 30 minuti jooksul.

Saksamaa gaasimaskid. 1. niiske mask 1915. a august-september, 2. koeramask, 3. hobusemask, 4. filtritega varustatud kastid tuvide hoidmiseks, 5. peahaavaga inimese mask. Pildid raamatust J. Simon, R. Hook (2007)

1918. aasta algul muudeti Saksa maski kurna konstruktsiooni: suurendati alumise kihi arvel aktiiv-söe kogust 33 grammilt 58 grammini ja jäeti alles selle peal olev keemiline sorbendikiht, mis sidus aktiivsöes lagunenud mürkainete jääke. Nii saadi Esimese maailmasõja kõige kergem ja mugavam gaasimask, mis efektiivsuselt jäi küll alla nii Briti kui ka Vene näidistele, sest Zelinsky-Kummanti gaasimaski kurn sisaldas 250 g aktiivsütt, Briti 1918. aasta kevadel kasutusele võetud kolmekihilise kurna alumine kiht 210 g aktiivsütt, keskmine kiht 150 g keemilist sorbenti (granu-leeritud natroonlubja ja kaaliumpermanganaadi segu tsemendi ja diatomiitmullaga) ja ülemine 100 g aktiivsütt.

Sorbeeriva aine koguse tõttu oli läbi Briti maski raske hingata, seetõttu toodi selle konstruktsiooni eraldi väljahingamisklapp, mis vältis ka filterelemendi täidise riknemist väljahingatavas õhus leiduva süsihappegaasi ja niiskuse toimel. Saksa ja Briti gaasimaski näol olid sündinud ka kaks kurna kinnituse meetodit – Saksa maski kerge kurn kinnitus otse näomaskile, Briti maski rasket kurna kanti spetsiaalses kotis rinnal või seljal ja see oli näomaskiga ühendatud gofreeritud vooliku abil.

Briti gaasimask (SBR – Small Box Respirator), välja töötatud 1916. aasta aprillis, masskasutuses 1917. aasta jaanuarist. Samast ajast kasutusel ka USA Euroopa vägedes. https://oxfordshireandbuckinghamshirelightinfantry.wordpress.com

Põhimõtteliselt oli gaasimask valmis saanud ja seda on muudetud järjest mugavamaks ja kergemaks, kuid midagi revolutsioonilist pole tänini juurde leiutatud. Kui enne Teist maailmasõda andsid tooni peamiselt sakslased, siis pärast seda on moelooja roll läinud USA kätte. Gaasimask koosneb kahest komponendist – näomaskist ja kurnast, ning viimast nimetatakse sageli ka filtriks või filterelemendiks. Kurn võib olla näomaskiga ühendatud kas otse või gofreeritud vooliku abil. Viimasel juhul kantakse kurna eraldi kandekotis. Eriti tsiviilmaskide puhul täidab kandekott sageli ka tolmufiltri rolli, mis väldib radioaktiivse tolmu sattumise gaasimaski kurna. Näomaski materjal on tavaliselt keemiliselt inertne kummisegu, millesse on integreeritud kaitseprillid, mille klaasid on tehtud tavaliselt purunematust polükarbonaadist või purunematust klaasist. Näomaskis on kaks klappi: sisse- ja väljahingamisklapp.

Teatud maskitüüpide korral saab kurna vahetada ka saastatud keskkonnas, kuna klapid kaitsevad välisõhu sissetungi eest. Näomask võib olla varustatud lisaseadmetega, näiteks membraaniga, mis võimaldab läbi maski arusaadavalt kõnelda, ja joogivoolikuga, mida saab spetsiaalse vahelüli abil kinnitada joogipudelile. Enamasti kinnitub näomask pähe üle kukla käivate rihmade abil, kattes lõua, näo ja osaliselt lauba ning jättes vabaks kõrvad. Enne Teist maailmasõda hakkasid levima näomaskid, kus kummikotitaoline ilma rihmadeta näomask kattis nii kõrvad kui ka kukla. Mudel oli eriti populaarne endises Nõukogude Liidus, kuid viimasel ajal on ka seal jäädud rihmkinni¬tusega ja kõrvu vabaks jätva näomaski juurde.

Teise maailmasõja aegne Nõukogude armee gaasimask aastast 1941 (противогаз МТ-4 (ШМ-1)), välja töötatud 1938. a. https://militaryepoch.ucoz.com
Eesti gaasimask aastast 1940, maski tootja on OÜ Delta, filtri tootja ETK tehas. Mask jäljendab Saksa gaasimaske. https://www.aboutww2militaria.com
Eestis Arsenali tehases valmistatud gaasimask aastast 1941. Briti stiilis mask on kombineeritud Vene stiilis kurnaga. https://www.aboutww2militaria.com

Gaasimaski kurn tagab kaitse kõikide tänapäevaste sõjamürkide eest. Selle kaks peamist komponenti on kartongist aerosoolifilter ja granuleeritud aktiivsöest absorbent, võivad olla lisatud ka keemilise sorbendi kihid. Tavaline kurn suudab sorbeerida ligikaudu letaalses kontsentratsioonis olevaid mürkaineid kuni 24 tunni jooksul. Gaasimaskiga ühendamata kurn on suletud keermestatud korgiga, kurna põhjas olevat õhuvõtuava sulgeb kummikork. Õhuvõtuava on kaetud ka siis, kui kurn on ühendatud otse näomaskiga või selle õhuvoolikuga. Kork hoiab kurna hermeetiliselt suletuna ja kaitseb säilitamisel selle sisu riknemise eest. Enne kasutamist tuleb õhuvõtuava kindlasti vabastada!

Möödunud sajandi 40.–60. aastatel massiliselt toodetud gaasimaskide, näiteks tänapäeval väga levinud nõukogude GP-5 tsiviilgaasimaskide, aerosoolifiltrid sisaldasid filtri massist ~10% asbesti. Kuigi tehniliselt korras kurna konstruktsioon välistab asbesti sattumise hingamisteedesse, on selliste kurnade kasutamine tänapäeval keelatud.

Ameerika M40 gaasimaski kurna C2A1 läbilõige. Põhjas oleva ava kaudu sisenev õhk läbib kurrutatud tahkete osakeste/aerosoolifiltri, seejärel aktiivsöekihi ning viimaks õhukese söeosakestefiltri. Foto Chemical Casualty Care Division, US Army Medical Resear

Ainus laialtlevinud mürkaine, mille eest standardne gaasimask ei kaitse, on süsinikoksiid (CO), rahvakeeli vingugaas. Süsinikoksiidi esinemise korral ühendatakse kurna õhuvõtuavasse nn hopkaliitpadrun. Hopkaliit kujutab endast mangaan(IV)oksiidi ja vask(II)oksiidi segu, näiteks vahekorras 60 : 40. Segu toimib katalüsaatorina, tingides süsinikoksiidi oksüdeerumise õhuhapniku toimel süsinikdioksiidini.
2CO + O2 → 2CO2

Reaktsioonist annab tunnistust hopkaliitpadruni soojenemine.

NB! Enamik tänapäevaseid gaasimaske ei kaitse ka üldlevinud tööstusgaaside nagu kloor ja ammoniaak eest. Taolises keskkonnas töötamisel soovitatakse kasutada isoleerivaid gaasimaske. Mõningal määral on tegu taandarenguga – võrreldes Esimese maailmasõja aegsete maskidega on tänapäeva maskid tuunitud pisargaasi ja peamiste sõjagaaside nagu ipriitide ja neuroparalüütilise toimega mürkainete kaitseks. Suurtes kogustes kloori või muid toksilisi tööstusgaase pole need võimelised siduma.

Kasutamismugavus sundis gaasimaske edasi arendama

Gaasimaski arengu üks peamine stiimul on olnud selle kasutamismugavus. Tsiviilkaitsemaski mugavus pole eriti oluline, tsiviilisik peab maskis kas varjendis istuma või saastatud alast välja liikuma. Mask peab talle sobima ja tagama kaitse soovitavalt pikema aja jooksul. Sõdur seevastu peab maskis lahingut pidama, sooritama suurt kehalist koormust ja suurt hapnikutarvet põhjustavaid tegevusi, olema võimeline kasutama tehnikat ja relvi, kuulama käsklusi ja sidet pidama ning ümbruskonda visuaalselt kontrollima. Seetõttu on järjest paranenud moodsate maskide vaateväli ja kommunikatsioonivõime.

Gaasimaski üks olulisemaid parameetreid on hingamistakistus. Viimane jaguneb sissehingamistakistuseks (ingl k inspiratory resistance) ja väljahingamistakistuseks (expiratory resistance). Esimene võrdub sissehingamisel maski sees tekkiva negatiivse rõhuga välisrõhu suhtes, teine väljahingamisel tekkiva ülerõhuga. Uurimuste järgi ei tunne 90% isikutest ebamugavust, kui sissehingamistakistus ei ületa 139 mmH2O, väljahingamistakistus peab alati olema vähemalt 2-3 korda väiksem kui sissehingamistakistus.

Viimane pole üldjuhul ka probleem, sest sisse hingatakse läbi filterelemendi, välja hingatakse aga läbi väljahingamisklapi, mille takistus on minimaalne. Ühik mmH2O (millimeetrit veesammast) on kaunis väike suurus, võrdluseks 10 000 mmH2O = 760 mmHg = 1013 mbar = 101,3 kPa. Hingamistakistus sõltub sissehingatava õhu kogusest ja võib suureneda raske füüsilise koormuse tõttu võrreldes rahuolekuga kümneid kordi – meesterahval rahuolek (voodis lebamine) 6-7 L/min, kerge füüsiline koormus (kontoritöö, kõndimine) 15–30 L/min, suur füüsiline koormus (mäkketõus, jooksmine) 70–100 L/min. Seega võib mask, mis sobib hästi varjendis istumiseks, olla täiesti sobimatu maastikul lahinguvarustuses tegutsevale sõdurile.

Tänapäeval hinnatakse hingamistakistust enamasti hingamise minutimahu (inhalation rate) 85 L/min (liitrit minutis juures). Ameerika rahvusliku töökaitse ja -tervishoiuinstituudi (The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)) soovituse kohaselt ei tohi kasutaja pikaajalise töövõime tagamiseks gaasimaski filtri sissehingamistakistus ületada 50 mmH2O minutimahu 85 L/min juures. Üks võimalus sissehingamistakistust vähendada on kasutada ühe filterelemendi asemel kahte, nii väheneb takistus umbes kaks korda. Just sellest loogikast lähtudes töötati välja USA mask M17, mis kuni M50 väljatöötamiseni jäi üheks kõige väiksema sissehingamistakistusega gaasimaskiks maailmas. Laborikatsete tulemusel leiti, et M17 sissehingamistakistus oli keskmiselt 71 mmH2O, samas selle järglaste M40 ja MCU-2/P vastav parameeter oli 81 mmH2O. Väljahingamistakistus kõikus kõikide maskide korral piirides 18–30 mmH2O.

Gaasimaskide valik tänapäeval on väga kirju, sama kirju on nende nomenklatuur. Kuna gaasimask koosneb näomaskist ja kurnast, siis üldjuhul on neil eraldi tähistus. Gaasimaski tähistus sõltub sellest, millisest näomaskist ja kurnast see on koostatud. Eriti kirju on Nõukogude Liidus kasutatud nomenklatuur. Pärast sõda oli selle armees kasutusel paarkümmend eri näomaski- ja kurnatüüpi, andes kokku umbes sada gaasimaskimudelit. Tsiviilgaasimaskide arv oli tublisti väiksem, koosnedes põhiliselt kahest mudelist GP-4 ja GP-5 (GP – ГП – Гражданский Противогаз). GP-4 näomask oli voolikuga ühendatud kurnaga, mask kattis ainult nägu ja kinnitus pähe rihmade abil. Seda toodeti aastatel 1955–1974 kümnetes miljonites, olles suuremaarvulisemaid gaasimaskimudeleid Nõukogude Liidus.

Teise maailmasõja¬aegse armee gaasimaski derivaadi GP-5 näomask kattis kogu pead ja selle kurn kinnitus otse maski külge, seda toodeti koos modifikatsiooniga GP-5M aastatel 1962–1989. Mask kaalus 1,09 kg ja säilitas töövõime väga laias temperatuurivahemikus − miinus 40 kuni pluss 114 °C. Hiljuti Poolas läbiviidud uuringute põhjal leiti, et ettenähtud tingimustes hoitud GP-5 on võimeline mürkainete eest kaitsma 24 tunni jooksul. GP 5M armees kasutatud analoog oli teist tüüpi kurnaga, mis kinnitus maskile vooliku abil ja selle levinumaid markeeringuid oli ПМГ 2. Tänapäeva Venemaal kasutusel olev tsiviilkaitsemask GP-7 on tootmises 1980-ndate algusest. Selle näomask jätab vabaks kõrvad ja kurn kinnitub otse maskile. Mask on varustatud kõneseadmega ja selle versioon GP-7V (ГП-7В) veevoolikuga, mida saab kinnitada välipudelile. GP-7-le funktsionaalselt sarnane armeemudel kannab tähist ПМК-2 ja on tootmises 1980. aastast, selle modifikatsioon ПМК-3 on käibel sajandivahetusest.

Fotod ajakirjast Sõdur
Vasakul nõukogude armee gaasimask ПМК-3 (käibel 21. saj algusest), paremal ПМК-2 (käibel alates 1980) Wikimedia commons

Põhimõttelist saab armees ja tsiviilkaitses kasutatavaid gaasimaske vajadusel üksteisega asendada. Armeemaskid on üldjuhul suurema kurnaga ja varustatud suhtle¬mis ja joomisvõimalusega ning neid toodetakse kuni kolmes suuruses. Tsiviilkaitsemaskid peavad sobima erinevatele inimestele – eri vanuses mehed, naised, lapsed – vastavalt on nende numbrivalik suurem. Vene tsiviilkaitsemaske toodetakse näiteks viies suuruses, mis on markeeritud alates väiksemast 0 kuni 4. Ligikaudselt võib näomaski säilivusajaks lugeda 20 aastat, kurna säilivusajaks 10 aastat.

Lääneriikides kasutusel olevate gaasimaskide arengut võib vaadelda USA näitel. Esimene tänapäevane gaasimask oli USA armees kasutusel 1949. aastast kuni 1960. alguseni nimetuste M9 ja M9A1 all. Mask valmistati naturaalkummist, kurn kinnitus maski vasakule küljele 60 mm keerme abil. M9 modifikatsioonid jätkasid teenistust kuni 1990-ndate alguseni USA keemiarelva-reostuse likvideerimise ja keemiarelva hävitamise üksustes. Maskile on iseloomulik õhukanalite disainist tingitud ümmargune jäme nina. M9 kopeeriti paljudes maades, näiteks selle Soome analoog kandis nimetust M61, Jugoslaavia koopia aga M1. Viimast kasutati massiliselt ka kuni Saddam Husseini režiimi lõpuni Iraagi armees.

USA armee gaasimaskid M9A1 ja M17

M9 järglane M17 võeti tootmisse 1959. aastal ja oli USA armees kasutusel kuni 1990-ndate alguseni. Idee oli asendada olemasolev gaasimask kergema ja mugavamaga. Tegu oli tavapärasest erineva disainiga, filtreerivad elemendid paigutusid näomaski sisse, kummagi põse kohale. Nõukogude päritolu analoogse disainiga gaasimask ПБФ sai kiiresti hüüdnime Hamster. Maski oli integreeritud membraan, mis võimaldas kaaslastega arusaadavalt suhelda, seda toodeti kolmes suuruses ja kasutajad võtsid selle hästi vastu. Peamiseks puuduseks peeti seda, et filtreid oli võimatu ilma maski eest võtmata asendada. 1966. aastal lisati modifikatsioonile M17A1 joogivoolik ja spetsiaalne toru kunstliku hingamise tegemiseks, 1983. aasta modifikatsiooniga M17A2 loobuti kunstliku hingamise torust ja lisati veel üks suurus (extra small). 1993. aastal loobuti armees M17 kasutamisest, kuid see on senini paralleelselt M9A1-ga käibel tsiviilkaitsemaskina.

M17 asendajaks ei leitud kõiki osapooli rahuldavat lahendust, seetõttu võeti USA armees 1990. keskpaigaks kasutusele gaasimask M40, lennuväes ja laevastikus MCU-2/P. M40 oli tagasiminek tavadisaini juurde – silikoonkummist valmistatud näomaski küljele kinnitati kurn. Silikoonkumm tagas näonaha parema hermetiseerimise kui tavaline kumm. Kurna sai sõltuvalt sellest, kummast õlast püssi lasta, kinnitada kas vasakule või paremale poole. Rääkimist võimaldavad membraanid paigutusid kurna vastasküljele. Eesmisele membraanile võis paigutada adapteri, millega sai ühenduda raadiosidesüsteemi. M40 on komplekteeritud joogivoolikuga, mida saab ühendada joogipudeliga või muu vastava adapteriga varustatud anumaga. Kuna M40 näomaski silikoonkumm laguneb ipriitide toimel, kasutatakse seda koos spetsiaalse butüülkummist kattega.

M40-nega samal ajal USA laevastikus ja õhujõududes kasutusele võetud gaasimask MCU-2/P oli analoogselt esimesega valmistatud silikoonkummist. Maskil on küljele kinnitatud kurn ja kahe prilliklaasi asemel panoraamvaatega terviklik optiline element.

Nii M40 kui ka MCU-2/P puuduseks on näomaski materjal silikoonkumm, kuna see pole stabiilne ipriitide suhtes. Lagunemise vältimiseks komplekteeriti gaasimaskid butüülkummist kaitsekattega.

Alates detsembrist 2009 läksid USA relvastatud jõud üle uuele gaasimaskile M50, mis töötati välja programmi Joint Service General Purpose Mask raames. Uus mask vahetab välja M40 ja tõenäoliselt ka MCU-2/P. Tegu on kompaktse ja üsna kerge (~900 g) butüül- ja silikoonkummi segust valmistatud gaasimaskiga, mille filterelemendid on bajonettühendusega kinnitatud maski mõlemale küljele. Selline konstruktsioon vähendab võrreldes eelnevate maskidega hingamistakistust 50% ja selle filterelemendid on saastatud keskkonnas vahetatavad. Kahe tavapärase klaasi asemel on maskil üks panoraamvaatega painduv ja kriimustuskindel optiline element. Optilisele elemendile saab kinnitada eraldi filtreid või nägemist korrigeerivaid prilliklaase. Mask on varustatud kõnemembraani, elektroonilise kommunikatsioonipordi ning joogivoolikuga. M50 toodetakse kolmes suuruses ja mitmes modifikatsioonis sõltuvalt spetsiifilistest vajadustest – näiteks M51 on mõeldud kasutamiseks lahingumasinates, M53 eriüksustes. Mask tagab kaitse 24 tunni jooksul tüüpiliste sõjamürkide nagu närvigaasid ja ipriidid eest. Mürgiste gaaside puhul on kaitsev toime lühemaajalisem, näiteks vesiniktsüaniidi korral on see vähemalt 45 minutit ja fosgeeni korral vähemalt 100 minutit.

Isoleeriv gaasimask

Keskkondades, kus hapnikku napib või mürgiste gaaside kontsentratsioon on väga kõrge – veealune tegevus, tulekahjud, toksiliste gaaside lekete likvideerimine – kasutatakse isoleerivat gaasimaski. Isoleeriv gaasimask on seade, kus hingamistegevuse tagab autonoomne hapnikuvaru. Ehituselt jagunevad isoleerivad gaasimaskid kolme gruppi: suruõhku kasutavad, suruhapnikku kasutavad ja keemilisel reaktsioonil hapnikku genereerivad seadmed. Suruõhku kasutav isoleeriv gaasimask on sisuliselt akvalang, läbi reduktori hingatakse sisse balloonist pärit õhku ja välja hingatakse ümbritsevasse keskkonda. Süsteemi puudus on üsna suur kaal, eeliseks aga lihtsus ja töökindlus. See süsteem on laialt levinud tsiviilkäibes – tuletõrjujatel ja mäepäästeteenistuses.

Militaarkasutuses on enimlevinud seadmed, kus hingatakse suletud süsteemis ja autonoomse hapnikuvaru abil asendatakse ainult ärakulutatud hapnik (ingl k rebreather). Selline aparaat on kompaktsem, kuna hapnikku kulutatakse palju säästvamalt kui suruõhuseadmes. Normaalrõhul ja rahuolekus vajab inimese põhiainevahetus umbes 0,25 liitrit/min hapnikku, õhku hingatakse sisse keskmiselt 6 L/min. Seega kasutatakse ära veidi üle 20% sissehingatavast hapnikust. Kui sisse-hingatavas õhus on keskmiselt 21% hapnikku, siis väljahingatavas ligikaudu 16%. Siit tulenevalt võimaldab regeneratiivne süsteem vähendada vajaminevat hapnikukogust 4-5 korda. Väljahingatavas õhus olevast süsihappegaasist on vaja lahti saada, kuna alates kontsentratsioonist ~3% tekitab see lämbumistunde ja hakkab mõjuma toksiliselt.

Süsihappegaas ja veeaur seotakse regeneratiivpadrunis spetsiaalsete reaktiivide abil. Tuntuim meetod on neutraliseerida seda aluseliste omadustega ühenditega, kuna süsinikdioksiid on happeliste omadustega. Võib kasutada näiteks reaktsiooni kaltsiumoksiidi ehk kustutamata lubjaga, mille tagajärjel tekib kaltsiumkarbonaat (kriit). CaO on võimeline siduma nii süsinikoksiidi kui ka veeauru:
CaO + CO2 → CaCO3
CaO + H2O → Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 +H2O

Seadme peamised komponendid on hapnikuballoon (rõhk tavaliselt 150 atm), regeneratiivpadrun, hingamiskott mahuga ~5 liitrit, reduktorventiil, mis tagab hapnikuvoolu hingamiskotti, ja hingamiskotiga ühendatud näomask. Balloon, hingamiskott ja regeneratiivpadrun moodustavad metallkesta pakitud tervikliku ploki. Väljahingatav õhk satub väljahingamisklapi kaudu regeneratiivpadrunisse, sealt hingamiskotti, kus seda rikastatakse läbi reduktori hapnikuga ning hingatakse sissehingamisklapi kaudu uuesti sisse. Pärast kasutamist on hapnikuballoon vaja hapnikuga taas täita ja vahetada regeneratiivpadrun.

Keemilise hapnikugeneraatoriga seade on kõige kompaktsem isoleeriva gaasimaski tüüp. See koosneb regeneratiivpadrunist, hingamiskotist ja näomaskist. Selle süsteemi regeneratiivpadrun erineb eelmisest, kuna siin on vaja lisaks süsinikdioksiidi sidumisele ka hapnikku genereerida. Võimalik on kasutada näiteks naatriumsuperoksiidi:
4NaO2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + 3O2
4NaO2 + 2H2O → 4NaOH + 3O2
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

Enne kasutamist on regeneratiivpadrun vaja käivitada spetsiaalse käiviti abil, käivitumisest annab tunnistust padruni temperatuuri tõus. Hapnikugeneraator on ühekordselt kasutatav, pärast käivitamist on see sõltumata kasutatud ressursist vaja uue vastu vahetada. Seadmes toimub nn pendelhingamine – väljahingamisel läbib vee- ja süsinikdioksiidirikas õhk regeneratiivpadruni, vabaneb selles süsinikdioksiidist ja rikastub hapnikuga ning satub hingamiskotti. Hingamiskotist hingatakse hapnikuga rikastatud õhk uuesti sisse.

Isoleeriva gaasimaski kasutusaeg sõltub füüsilisest koormusest ja veealuse tegevuse korral sügavusest, üldjuhul jääb see vahemikku 1–5 tundi. Enamik isoleerivaid maske on kasutatavad ka vee all, näiteks avariiliseks väljumiseks uppunud soomustehnikast. NB! Hapnikugeneraatorit ja eriti hapnikuballooni keermesliideseid on plahvatusohu tõttu keelatud õlitada!

Kasutatud kirjandus:

  • Beyond Pepper Spray: The Complete Guide To Chemical Agents, Delivery Systems, And Protective Masks. Michael E. Conti, Paladin Press 2002
  • Medical Aspects of Chemical Warfare. Defense Dept., Army, Office of the Surgeon General, Borden Institute, 2008
  • Understanding, Assessing, and Responding to Terrorism: Protecting Critical Infrastructure and Personnel. Brian T. Bennett, 2007.