Амос Фрайс - Химическая война

Так как обмен газов между легкими и кровью происходит только в альвеолах, на конце дыхательных путей, то после каждого выдыхания, дыхательные пути остаются наполненными воздухом, бедным кислородом и богатым угольной кислотой, который при вдыхании вновь проходит в легкие, разжижая свежий воздух. Oб'ем путей, содержащих воздух, который приходится повторно вдыхать, называется в анатомии вредным пространством.

При надетой маске, ее лицевая часть и другие части, связанные с выдыханием и вдыханием воздуха, становятся дополнительным вредным пространством, содействующим разжижению кислорода и насыщению вдыхаемого воздуха углекислотой. Таким образом к анатомическому вредному пространству, всегда существующему и регулируемо нормальным аппаратом дыхания, прибавляется вредное пространство маски.

Майор Р. Г. Пирс, который руководил исследованиями в этой области, суммирует действия, происходящие от увеличения вредного пространства, в следующих словах:

1) С физиологической точки зрения:

а) Присутствие вредного пространства требует при дыхании большего об'ема воздуха в минуту. Это об'меняется с точки зрения физиологии тем, что содержание углекислоты в артериальной крови становится выше нормального; количество, до которого содержание углекислоты в крови может быть повышено, весьма ограничено. Все, что значительно увеличивает количество углекислоты в крови, уменьшает бодрость, необходимую для солдата при той работе, которая составляет часть его повседневной жизни.

b) Больший об'ем воздуха в минуту должен пройти через респиратор, но он оказывает сопротивление пропорционально количеству протекающего через него воздуха. Если сопротивление является уже некоторой помехой дыханию, то вредное пространство еще более увеличивает его, так как повышает количество воздуха, проходящего через респиратор.

с) Как будет указано ниже, сопротивление имеет тенденцией уменьшить об'ем вдыхаемого воздуха в минуту. Вредное пространство ведет к повышению об'ема — минуты. Поэтому, если дыхание должно происходить при сопротивлении и прп наличии вредного пространства, то об'ем вдыхаемого воздуха уменьшается против требуемого значительно сильнее, чем при дыхании с сопротивлением, без дополнительного фактора — вредного пространства. При этих условиях количество углекислоты в крови и тканях значительно повышается, вследствие чего силы падают.

2) С точки зрения конструкции респиратора.

Продолжительность действия респиратора зависит от об’ема насыщенного газами воздуха, который проходит через него. Вредное пространство увеличивает об'ем — минуту воздуха, проходящего через респиратор, и поэтому сокращает продолжительность действия респиратора.

Физиологически причина вредного действия сопротивления дыханию более сложна:

"Сопротивление дыханию: 1) мешает правильному кровообращению, 2) вызывает в легочных тканях изменения, вследствие которых обмен между внешним воздухом и кровью сильно понижается. Было сделано несколько докладов с целью отметить важное значение сопротивления при вдыхании. В этих докладах указывалось, что вред, приносимый организму, состоит в изменении кровяного давления, в увеличении деятельности правой стороны сердца и увеличении количества крови и лимфы в легких. Сопротивление уменьшает об'ем — минуту вдыхаемого воздуха и увеличивает таким образом процентное отношение углекислоты при выдыхании. Все эти изменения безусловно вредны.

Хотя при конструкции противогаза обращают внимание главным образом на сопротивление, оказываемое респиратором на вдыхание воздуха, тем не менее сопротивление выдыханию имеет также очень важное значение. Воздух, выдыхаемый легкими, содержит углекислоту, и она должна быть удалена. Акт выдыхания является более пассивным, чем акт вдыхания, и сопротивление выдыханию чувствуется сильнее, чем при вдыхании. Необходимо поэтому чтобы клапан для выдыхания был устроен так, чтобы весь выдыхаемый воздух мог уходить с минимальным сопротивлением в течение времени выдыхания. Лабораторные данные показывают, что редко число выдыханий поднимается выше 150–175 в минуту. Действие сопротивления на жизненные органы тела при выдыхании не имеет существенных отличий от того же действия, наблюдаемого при вдыхании".

Поглотители, применявшиеся в английских и американских респираторах и оказавшие гораздо лучшую защиту против ядовитых газов, чем маски прочих союзных или неприятельских держав, кроме Германии, состояли из смеси древесного угля и натронной извести, как было указано в предыдущей главе. Поглотитель противогазовой маски должен отвечать определенным требованиям, каковыми являются: энергия поглощения, поглотительная способность, универсальность защиты, механическая прочность, химическая стойкость, малое сопротивление дыханию, простота изготовления и доступность сырых материалов.

Энергия поглощения , или способность поглощать газы с большой скоростью, является наиболее важным свойством хорошего поглотителя. Обыкновенный человек, при усиленном движении, потребляет около 60 литров воздуха в минуту; в виду того, что вдыхание составляет немного более половины всего дыхательного процесса, общее количество газа, проходящего через респиратор в течение одной минуты, равняется приблизительно 100 литрам. Применяя эти данные к обыкновенному военному респиратору, получим среднюю линейную скорость протекающего через него воздуха, приблизительно, 80 cm в секунду. Поэтому каждая небольшая порция воздуха может пребывать в соприкосновении с поглотителем не более 0,1 секунды. Но ядовитый газ должен быть всегда удален нацело, хотя бы концентрация его не превышала ½%, так как даже мгновенное просачивание 0,001 % (10 частей на миллион) газа может причинить недомогание, а длительное просачивание весьма малых количеств некоторых газов может повлечь за собой очень серьезные последствия. Энергия древесного угля в современной противогазовой маске такова, что он в состоянии понизить концентрацию в 7.000 частей хлор-пикрина (на миллион) до 0,5 части (на миллион) менее, чем в 0,03 секунды.

Такое же значение имеет поглотительная способность , или способность каждой единицы веса поглотителя задержать наибольшее количество ядовитого газа. Продолжительность действия поглотителя должна, при обыкновенных концентрациях газа, измеряться днями. Необходимо, чтобы поглотитель прочно задерживал газ, а не вступал с ним в нестойкое соединение, которое при последующем вдыхании воздуха через респиратор могло бы распадаться; выделяя хотя бы даже следы ядовитого газа.