Hengityssuojain

Hengityssuojain tai hengityksensuojain on kasvoille asetettava väline, joka suojaa käyttäjäänsä estämällä häntä hengittämästä ilmassa olevia epäpuhtauksia, kuten pölyä, höyryjä, kaasuja tai mikrobeja. Suojaimen kyky suojata eri aineilta riippuu kuitenkin suojaintyypistä. Hengityssuojain tekee tämän joko puhdistamalla käyttäjäänsä ympäröivää ilmaa hengityskelpoiseksi tai sitten se syöttää valmiiksi puhdasta ilmaa muualta, kuten paineilmasäiliöstä. Suodatus tapahtuu käyttäjän hengityselimistön voimin tai avustetusti vaikkapa moottoroidun puhaltimen avulla.
Hengityssuojaimet eroavat kirurginmaskeista ja muista vastaavista suojaimista siten, että hengityssuojaimet on suunniteltu suojaamaan käyttäjäänsä. Kirurginmaskit taas on suunniteltu suojaamaan ympäröiviä ihmisiä käyttäjän kantamilta mikrobeilta, jotka leviävät pisaratartuntana. Kirurginmaskit eivät suojaa ilmateitse leviäviltä mikrobeilta tehokkaasti. Jotkin hengityssuojaimet tosin suodattavat käyttäjän uloshengitysilmankin. Ne voivat siten suojata ulkopuolisia pisaratartuntana ja ilmateitsekin leviäviltä mikrobeilta. Kaasunaamarit puolestaan ovat hengityssuojaimia.
Suomessa ja muissa EU-maissa myydyt hengityssuojaimet noudattavat EN-standardeja, jotka laatii CEN. Muissa maissa saatetaan noudattaa muita standardeja.
Hengityssuojaintyypit.
Ilmaa hengityskelpoiseksi suodattavat hengityssuojaimet voidaan jakaa
Suodatus tapahtuu suojainta käyttävän oman hengityselimistön voimin tai avustetusti puhaltimen tai muun voimanlähteen avulla. Avustavista laitteista käytetään usein lyhennettä PAPR, joka tulee englanninkielen sanoista "powered air purifying respirator".
Suodattimet eivät poista kaikkia haitta-aineita hengitysilmasta. Monet niistä eivät poista esimerkiksi hiilimonoksidia. Siksi on myös hengityssuojaimia, joissa valmiiksi puhdas ilma tuodaan letkulla suojaimeen tai suojainta käyttävän kantamasta paineilmasäiliöstä. Jälkimmäisessä kyse on henkilökohtaisesta paineilmahengityslaitteesta eli SCBA:sta. SCBA tulee englanninkielen sanoista "self contained breathing apparatus". SCBA:t jaetaan vielä avoimen ja suljetun piirin laitteisiin. Avoimen piirin suojat päästävät uloshengitysilman ulos suojasta suoraan. Ilmassa on yhä happea jäljellä, joka menee siten hukkaan. Suljetun piirin suojissa taas on hapenkierrätin. Ne siis varastoivat uloshengitysilman, suodattavat siitä pois pääosan kehossa muodostuneesta hiilidioksidista ja syöttävät happipitoisen uloshengitysilman sisään hengitettäväksi. Suljetun piirin laitteita voidaan siksi käyttää pidempään kuin avoimen piirin laitteita saman kokoisilla painesäiliöillä.
Ulostuloventtiili.
Hengityssuojaimissa voi olla käytömukavuutta lisäävä yksisuuntaventtiili, joka vähentää suojaimen sisäistä kosteutta ja lämpöä sekä uloshengitysvastusta. Venttiili kuitenkin päästää uloshengitysilman suodattamattomana ympäröivään ilmaan. Joissain suojaimissa venttiiliä ei ole. Venttiilittömät suojaimet suodattavat sisäänhengitysilman voiden siksi suodatustehostaan riippuen estää käyttäjäänsä esimerkiksi levittämästä uloshengityksen kautta kantamaansa virusta, bakteeria tai muuta taudinaiheuttajaa. Tautien leviämisen estämiseksi venttiilittömiä suojaimia saatetaan siksi käyttää esimerkiksi sairaaloissa venttiilin omaavien suojainten sijaan. Tästä huolimatta Yhdysvaltojen työturvallisuus- ja terveysinstituutin eli NIOSH:n kokeissa ainakin joidenkin ulostuloventtiilillisten suojainten on havaittu suodattavan taudinaiheuttajia uloshengityksestä vähintään yhtä hyvin kuin kirurginmaskien.
Hengityssuojainten merkinnät EU:ssa.
EU:ssa hengityssuojaimissa pitää olla CE-merkintä, jonka perässä on akkreditointilaitoksen nelinumeroinen tunnus. Suojaimessa saattaa myös lukea FF, T, M tai H, jotka liittyvät suojaimen rakenteeseen. FF merkitsee puolinaamaria, jonka suodattimet eivät ole vaihdettavissa. Ne ovat siis kiinteät eli integroidut. FF tulee eng. sanoista "filtering facepiece". T (eng. "turbo") merkitsee suojainta, jossa on hengitystä avustava voimanlähde; M maskia (eng. "mask"); H kypärää (eng. "helmet"), huppua tai kiinteää kasvosuojusta. Näihin kirjaimiin on lisätty suojainten suodatuskyvystä ja -tehosta kertovia merkkejä, jotka selitetään tarkemmin tämän artikkelin kohdassa suodattimet. Esimerkiksi
Suojaimissa pitää lukea niiden noudattama EN-standardi, joita on useita eri suojaintyypeille. Esimerkiksi FFP-suojaimissa lukee "EN 149" ja sen perässä on standardin viimeisimpään versioon viittaava numero esimerkiksi tähän tapaan: "EN 149:2001+A1:2009".
Kertakäyttöisissä hiukkasilta suojaavissa suojaimissa tulee lukea "NR" (eng. "not reusable") tai "R" (eng. "reusable"). NR-merkin suojainta voi teoriassa käyttää yhden työpäivän ajan ilman, että sen suojateho laskee alle numeroluokituksensa, ja se tulee vaihtaa. R-merkin suojainta voi käyttää pidempään. Hiukkassuojainten todellinen käyttöaika riippuu monista tekijöistä, kuten ympäristön hiukkaspitoisuudesta. Suojain tulee silti merkinnöistä riippumatta vaihtaa uuteen viimeistään sitten, kun se on tukkeutunut hiukkasista ja sen läpi on siksi vaikea hengittää. Hiukkassuojaimessa voi myös olla valinnainen merkki "D" riippumatta siitä, että onko suojaimessa NR- vai R-merkki. D-merkin suojain kestää isoissa hiukkaspitoisuuksissa D-merkitöntä suojainta pidempään tukkiutumatta, sillä D-merkin suojaintyyppi on läpäissyt testin, jossa se on altistettu dolomiittipölylle tietyn ajanjakson verran. 
Suodattimet.
Hiukkassuodattimet.
EU:ssa kiinteiltä hiukkasilta ja nesteaerosoleilta suojaavissa puolinaamareissa lukee "FFP" ja vaihdettavissa olevissa hiukkassuodattimissa "P". FFP- tai P-merkinnän perässä on 1, 2 tai 3. FFP1- tai P1-suojain suojaa hiukkasilta ja aerosoleilta vähiten, FFP2 tai P2 toiseksi eniten ja FFP3 tai P3 parhaiten. 
Yleisesti ottaen
Muissa maissa saatetaan käyttää eri standardeja. Esimerkiksi USA:ssa käytetään Yhdysvaltojen työturvallisuus- ja terveysinstituutin eli NIOSH:n säätämien standardien mukaisia hiukkassuojaimia. Jos suojain "ei suojaa", "suojaa kohtalaisesti" tai "suojaa erinomaisesti" öljymäisiltä hiukkasilta, siinä on vastaavasti kirjain N, R tai P. Kirjaimen perässä on luku 95, 99 tai 100, jotka merkitsevät vastaavasti sitä, että suodatin suodattaa pois 95%, 99% tai 99.97% hengitysilman hiukkasista standardoiduissa laboratorio-oloissa. N95-suojain vastaa suojateholtaan likimain FFP2-suojainta ja N100-suojain FPP3-suojainta. Ainakin vuonna 2021 maailmalla voimassa olleiden standardien mukaan FFP2-suojainta vastaavat likimain myös Kiinan "KN95"-, Australian "P2"-, Etelä-Korean "1. luokan"- Japanin "DS2"- ja Brasilian "PFF2"-tyyppiset suojaimet.
Kemikaalisuodattimet.
EU:ssa kemikaalisuodattimille on annettu kirjainsymbolit A, B, E ja K sen mukaan mitä kaasuja tai nestehöyryjä ne voivat suodattaa pois hengitysilmasta (aineet ovat taulukossa alla). A-tyypin suodattimessa tulee kirjainsymbolin lisäksi olla ruskea merkintä, B:ssä harmaa, E:ssä keltainen ja K:ssa vihreä. Kirjaimen ja värin lisäksi suodattimen tehoa kuvaa kirjaimen perään lisätty luku 1, 2 tai 3. Merkinnän 1 suodatin omaa heikoimman, 2 toiseksi parhaan ja 3 parhaan suodatuskyvyn. Merkinnän "A1" suodatin esimerkiksi suojaa tietyiltä orgaanisilta aineilta heikommin kuin A3-suodatin. Suodattimet voivat olla yhdistelmäsuodattimia. Merkinnän "A1B1" suodatin suojaa joiltain orgaanisilta aineilta (jota A-kirjain merkitsee), mutta myös joiltain epäorgaanisilta aineilta (jota B-kirjain merkitsee).
EU:ssa typpioksidilta tai muilta typpioksideilta suojaavissa suodattimissa on kirjaimet "NO" ja sininen merkintä. Elohopeahöyryiltä suojaavissa suodattimissa on kirjaimet "Hg" ja punainen merkintä. NO- tai Hg-suojaimissa ei ole eriteltyä suodatusteholuokitusta. Merkinnän "A" suodattimet suojaavat joiltain yli 65 °C lämmössä haihtuvilta aineilta. Merkinnän "AX" suodattimet taas suojaavat joiltain alle 65 °C lämmössä haihtuvilta aineilta. AX-suodattimissa on ruskea ja valkoinen merkintä. Merkinnän "SX" suodattimet taas suojaavat suodattimen valmistajan erikseen mainitsemilta aineilta. SX-suodattimissa on violetti ja valkoinen merkintä.
Suojaustaso (NPF- ja APF-arvot).
Eri aineille on eri maissa asetettu niiden hengitysilmassa olevaan pitoisuuteen ja altistusaikaan perustuvia pitoisuuden keskiarvoja, joita isompia pitoisuuksia pidetään terveydelle haitallisina. Hengityssuojain voi suojata tätä raja-arvoa tietyn kertoimen verran isommilta haitta-ainemäärältä. Jos turvallinen raja-arvo on esimerkiksi 100 ppm ja ympäristön epäpuhtausaste on 1000 ppm, suojaimen suojakertoimen on oltava vähintään 10. EU:ssa tällaisen laboratorio-oloissa mitatun kertoimen nimi on "nimellinen suojauskerroin" eli NPF-arvo. NPF tulee englanninkielen sanoista "nominal protection factor". Käytännössä sovellettu suojakerroin on NPF-arvoa matalampi ja sitä sanotaan "käytännön suojauskertoimeksi" tai "ilmoitetuksi suojauskertoimeksi" eli APF-arvoksi. APF tulee englanninkielestä, "assigned protection factor". Suojaimen voidaan väittää suojaavan käytännössä enintään APF-arvon verran isommilta pitoisuuksilta. APF-arvot ovat asiantuntija-arvioita siitä, että miten hyvin suojain suojaa oikein käytettynä. APF-arvot voivat kuitenkin olla erilaiset eri maissa. Esimerkiksi Suomessa FFP3-suojaimen APF on 20 ja Saksassa se on 30.
FFP- ja P-hiukkassuojaimille NPF määritetään testilaboratoriossa siten, että ne altistetaan pisarakooltaan vaihtelevalle eli polydispersiiviselle ja neutraloimattomalle vesipohjaiselle aerosolille, joka omaa tietyn natriumkloridipitoisuuden. Koe tehdään myös parafiiniaerosolilla. Jos suojain päästää lävitseen vain tietyn raja-arvon verran natriumkloridia ja parafiinia tietyssä ajassa, se täyttää suojateholuokan 1, 2 tai 3. NPF saadaan jaettaessa 100% laboratoriossa suojaimen sisään vuotaneen aineen prosenttiosuudella. P1-suodatin kokonaamarissa saa päästä läpi enintään 20% natriumkloridista ja parafiinista. Siten sen NPF on 5, sillä 100% / 20% = 5.
Käyttöhuomioita.
Mikäli ilman epäpuhtauksia tai niiden pitoisuuksia ei tunneta, tai ympäristön happipitoisuus on liian matala, tulee suodattavan hengityssuojaimen sijaan käyttöön valita valmiiksi puhdasta ilmaa paineilmasäiliöstä syöttävä suojain. Parta, parransänki tai silmälasit voivat estää koko- ja puolinaamaria kiinnittymästä tiiviisti käyttäjänsä kasvoille, jolloin suojain voi vuotaa ja altistaa käyttäjän ilman epäpuhtauksille. Hiukkas- ja kemikaalisuodattimien/suojainten toimivuusaika on rajallinen, jonka jälkeen suodatin/suojain tulee vaihtaa. Tämä aika riippuu kuitenkin muun muassa käyttöolosuhteista.