Atemschutzmaske

Die Atemschutzmaske (umgangssprachlich Gasmaske, Atemmaske, im militärischen und Zivilschutzbereich CBRN-Schutzmaske bzw. ABC-Schutzmaske, bei der Nationalen Volksarmee Truppenschutzmaske) ist ein Atemanschluss und dient dem Schutz des Trägers vor Atemgiften. Man teilt sie ein in die Vollmasken (genormt nach EN 136) und die Halb- und Viertelmasken (EN 140). Zu den Halbmasken gehören auch die Atemschutzfilter (EN 149). Solche Atemschutzsysteme werden zum Beispiel benötigt im Rettungswesen (Feuerwehr, Technisches Hilfswerk), der Brandermittlung und an Arbeitsplätzen, an welchen Atemgifte (chemische Stoffe, Mikroorganismen, Stäube) auftreten können, z. B. bei Reinigungsarbeiten von Tanks.

Die Atemschutzmaske kann aus Gummi oder Silikon gefertigt sein. Früher kam auch Leder oder Stoff, manchmal auch mit Gummiüberzug, zum Einsatz.

Atemschutzmasken können in Verbindung mit Pressluftatmersystemen umluftunabhängig oder mit Atemschutzfiltern umluftabhängig verwendet werden. Bei der umluftabhängigen Version kann der Atemschutzfilter entweder direkt an der Maske angebracht sein oder über einen Schlauch mit ihr verbunden werden. Es können auch mehrere Filter oder ein Gebläse zur Erleichterung angebracht werden. Man unterscheidet dabei zwischen Normaldruckmaske und Überdruckmaske.

Atemschutzmasken werden auch als Fetischartikel, Gasmaske (BDSM), für sexuelle Praktiken wie Breathcontrol verwendet.

Einsatzuniform der Feuerwehr mit Atemschutzmaske

Moderne Atemschutzmaske der Schweizer Armee mit angeschlossenem Trinkschlauch und Feldflasche

Entwicklung

Deutsche Soldaten mit Gasmasken

US-amerikanische Soldaten mit Gasmasken, 1917

Als erste Vorläufer der Atemschutzmasken können die Schnabelförmigen, mit Kräutern gefüllten Masken der mittelalterlichen Pestärzte gesehen werden.

Pionierarbeit auf dem Gebiet des Atemschutzes leistete der Franzose Jean-François Pilâtre de Rozier, als er bereits im Jahr 1785 die Konstruktion eines ersten Saugschlauch-Atemschutzgerätes mit Atemschutzmaske vorstellte.

Gasmasken wurden im Ersten Weltkrieg im Zuge der Entwicklung und dem Einsatz von chemischen Kampfstoffen zur Bekämpfung von Bodentruppen von allen kriegsführenden Parteien eingeführt. Zu erwähnen sind der US-amerikanische Erfinder Garrett Morgan und der kanadische Arzt Cluny MacPherson. Besonders Atemwege und Augen sollen durch die Gasmaske geschützt werden. Respiratoren und einfache Atemschutzmasken, die den Träger hauptsächlich vor Staub schützten, waren bereits zuvor vor allem im Bergbau in Verwendung. Die erste Gasmaske mit einem Kohlefilter wurde 1915 vom russischen Wissenschaftler Nikolai Dmitrijewitsch Selinski erfunden.

Modelle aus dem Ersten Weltkrieg waren aus imprägniertem Stoff gefertigt und hatten oft keinen Filter oder waren lediglich mit einem Baumwollfilter bestückt. Im weiteren Kriegsverlauf wurden chemikalienabsorbierende Materialien eingesetzt. Außerdem wurden spezielle Masken für Pferde entwickelt, die bei der damaligen Kriegsführung noch eine wichtige Rolle spielten.

Vor dem Zweiten Weltkrieg entwickelten verschiedene Staaten sogenannte Volksgasmasken zum Schutz der Zivilbevölkerung. Seit dem Zweiten Weltkrieg gibt es auch spezielle Gasmasken und Gasschutzhauben für Kinder.

Aufbau

Vollmaske

Vollmasken bestehen aus dem aus Silikon oder Gummi gefertigten Maskenkörper, einer oder zwei Sichtscheiben in einem Dichtrahmen, dem Ausatemventil, teilweise dem Trageriemen, der Bebänderung (Spinne), einer Innenmaske oder Luftkanälen, einer Sprechmembran und dem Anschlussstück für einen Atemregler (Lungenautomat) oder Atemfilter.

Zwei getrennte Sichtscheiben werden vor allem im militärischen Bereich zum einfacheren Transport der Maske verwendet.

Die Bebänderung kann – vor allem bei Ausführungen für die Feuerwehr – auch aus einem System bestehen, das Maske und Helm miteinander verspannt (Helm-Masken-Kombination). Im militärischen Bereich werden anstelle der Bebänderung teilweise auch flexible Kopfhauben aus Gummi verwendet.

An einigen Masken wird auch ein Trageriemen angebracht, um die Maske um den Hals hängen zu können; vor allem in der Luftfahrt kann auch ein Bügel aus Kunststoff oder Metall angebracht sein, um die Maske aufhängen zu können.

Die Innenmaske dient zum Verkleinern funktionellen Totraums. Über Steuerventile wird Atemluft in den Maskenkörper gebracht, diese streicht über die Sichtscheibe und verhindert so das Beschlagen. Wird keine Innenmaske verwendet, werden stattdessen Luftkanäle angebracht, in denen auch die Luft an den Sichtscheiben entlang streichen kann.

Es wird zwischen starren und halbstarren (flexiblen) Masken unterschieden. Eine spezielle Abart der Vollmaske stellt die Haube dar, wie sie für Flucht- und Arbeitszwecke (Sandstrahlen) angeboten wird. Sie bietet erweiterten Schutz und Komfort und leitet zum Helm und zum Vollschutzanzug über.

Halbmaske

Halbmasken umschließen Mund und Nase. Die Augenpartie bleibt hier ausgespart, so dass sie nicht ohne weiteres in einer Umgebungsatmosphäre mit Schadstoffen, die eine Reizung oder Schädigung der Augen enthält, verwendet werden können. Im Gegensatz zur Vollmaske verläuft hier die Dichtlinie über die Nasenpartie, die nur schwer abzudichten ist. Der grundsätzliche Aufbau entspricht dem der Vollmaske, die Halbmaske hat jedoch keine Sichtscheibe und keine Innenmaske. Anwendungsgebiete sind beispielsweise Staubschutzmasken für Silobegehungen oder im Bergbau. Partikelfiltrierende Halbmasken bestehen in der Regel vollständig aus dem Filtermaterial.

Partikelfiltrierende Halbmaske (Atemschutzfilter)

FFP3-Atemschutzmaske

Partikelfiltrierende Halbmasken (englisch filtering face piece, FFP; Feinstaubmaske oder Staubmaske) schützen je nach Ausführung vor dem Einatmen von wässrigen oder öligen Aerosolen und Partikeln. Sie bieten keinen Schutz vor Gasen und Dämpfen, selbst dann nicht, wenn sie mit einer Einlage aus Aktivkohle versehen sind. Diese Einlage dient dem Schutz vor unangenehmen, jedoch unschädlichen organischen Gerüchen (z. B. für den Umgang mit Schlachtabfällen, in der Tierzucht oder Abfallentsorgung). Ein Schutz vor Gasen kann nur durch spezielle Gasfilter erreicht werden. Filtrierende Halbmasken bestehen zumeist vollständig aus Vliesstoff mit Gummibändern und einem formbaren Nasenbügel, um optimale Anpassung an das Gesicht zu gewährleisten.

Die Masken mit Prüfzertifizierung schützen bei sachgerechter Anwendung zuverlässig vor lungengängigen Stäuben und Flüssigkeitsnebeln innerhalb ihres jeweiligen Anwendungsbereichs. Sie besitzen zusätzlich zum stützenden Filtermaterial Lagen aus einem elektrostatischen Material (Elektret). Hierbei werden kleine Staubpartikel und Flüssigkeitstropfen durch elektrostatische Kräfte gebunden. Allerdings geht die elektrostatische Wirkung durch Staubanlagerung nach einiger Zeit zurück, so dass es zu einer merklichen Steigerung des Atemwiderstandes kommt. Sofern nicht vom Hersteller anders angegeben sind sie daher grundsätzlich für einmalige Nutzung für einen Arbeitstag von maximal acht Stunden vorgesehen.

Eine Klassifikation wird nach der europäischen Normen (EN 149) in drei Klassen vorgenommen. Zur Beurteilung dient die Gesamtleckage einer Maske, welche sich aus Undichtigkeitsstellen am Gesicht, der Leckage am Ausatemventil (wenn vorhanden) sowie aus dem eigentlichen Filterdurchlass zusammensetzt.

Klasse	Gesamtleckage	Schutzwirkung vor Partikelgrößen (max. 0,6 μm) und Einsatzbereich
FFP-1	höchstens 25 %, Mittelwerte nicht größer als 22 %	für nicht-toxische und nicht-fibrogene Stäube; maximale Konzentration bis zum 4-fachen der maximalen Arbeitsplatz-Konzentration
FFP-2	höchstens 11 %, Mittelwerte nicht größer als 8 %	Schutzwirkung mindestens 95 %; für gesundheitsschädliche Stäube, Nebel und Rauche; Filter für feste und flüssige Partikel; gegen schädliche Stoffe, deren Konzentration bis zum 10-fachen der maximalen Arbeitsplatz-Konzentration reicht.
FFP-3	höchstens 5 %, Mittelwerte nicht größer als 2 %	mindestens 99 %; Schutz vor giftigen Stoffen sowie vor Tröpfchenaerosolen, krebserzeugenden oder radioaktiven Stoffen, Enzymen, Mikroorganismen (Viren, Bakterien, Pilzen und deren Sporen); gegen schädliche Stoffe, deren Konzentration bis zum 30-fachen der maximalen Arbeitsplatz-Konzentration reicht.

Des Weiteren sind folgende Zusätze möglich:

Zusatzbezeichnung	Bedeutung
S (solid)	feste Aerosole und Partikel
SL	wässrige und ölige Aerosole und Partikel
V	mit Ausatemventil, um den Atemwiderstand zu verringern

Die Zusatzbezeichnungen S bzw. SL entfielen mit der EN 149 von 2001 (EN 149:2001). Nach dieser Norm geprüfte Produkte schützen sowohl gegen Feinstäube (S) als auch gegen flüssige Aerosole (SL), so dass hier eine Unterscheidung in S und SL entfällt.

Nach EN 149:2001+A1:2009 werden der Bezeichnung FFP X (X: 1, 2, oder 3) zusätzliche Buchstaben zugefügt:

• D: Erfolgreiche Dolomitstaubeinlagerungsprüfung: Die Prüfung besteht darin, die partikelfiltrierende Halbmaske einer sinusförmigen Atmungssimulation auszusetzen, während das Muster von einer bekannten Konzentration an Dolomitstaub in Luft umgeben ist. Anschließend an die Exposition werden der Atemwiderstand und der Filterdurchlass des Musters der partikelfiltrierenden Halbmaske gemessen. Die Verpackung derjenigen partikelfiltrierenden Halbmasken, die die Einspeicherprüfung mit Dolomit bestanden haben, muss zusätzlich mit dem Buchstaben „D“ gekennzeichnet sein. Dieser Buchstabe folgt der Klassenkennzeichnung nach einer einzigen Leerstelle.
• R und NR (reusable/wiederverwendbar und not reusable/zum einmaligen Gebrauch): Erfüllt der Hersteller auch zusätzlich noch die Bedingung, dass eine Desinfektion der FFP-Maske möglich und beschrieben ist, so kann er diese mit „R“ für reusable kennzeichnen. Ein „NR“ hingegen heißt, dass der Gebrauch auf die Dauer einer Schicht begrenzt ist.

Einfache Ausführungen ohne Norm-Prüfstempelung (die frühere Bezeichnung Grobstaubmaske ist nicht mehr zulässig; stattdessen sind diese jetzt oft unter der Bezeichnung Mundschutz oder Hygienemaske im Handel zu finden) sowie Mund-Nasen-Schutz aus dem medizinischen Bereich schützen durch ihre Porengröße ausschließlich vor Flüssigkeitstropfen und groben Stäuben, welche ohnehin nicht bis in die Lunge vordringen. Sie bieten also bestenfalls Schutz vor einer Tröpfcheninfektion bei Erkältungskrankheiten oder anderen auf diesem Weg übertragbaren Krankheiten. Bei Staubanfall schützen sie nur vor dem Knirschen auf den Zähnen; vor gesundheitlichen Folgen einer Staubbelastung schützen sie nicht, sondern erhöhen durch die Sammelwirkung die Gefahr eher noch.

Funktionsweise

Verwendung mit Atemregler

Beginnt der Atemschutzgeräteträger zu atmen, erzeugt er einen Unterdruck in der Atemschutzmaske. Über den Atemregler (atemgesteuerte Dosiereinrichtung) wird nun vom Druckminderer über den Atemregler entsprechend Luft in die Maske nachgeführt. Dieser Mitteldruck beträgt nach Gerätetyp zwischen 4,5 und 8,0 bar. Die Atemluft gelangt über das Einatemventil in den Maskenkörper und strömt an der Sichtscheibe vorbei. Dieser Effekt verhindert ein Beschlagen der Sichtscheibe. Nun gelangt die Atemluft über die an der Innenmaske angebrachten Steuerventile in diese hinein und wird veratmet. Beim Ausatmen schließt das Einatemventil und die Ausatemluft strömt über das Ausatemventil ins Freie. Bei der Überdruckmaske kommt hinzu, dass durch ein federbelastetes Ausatemventil ein Überdruck von 3,9 mbar in der Maske herrscht. Dadurch können bei Undichtigkeiten der Maske keine Atemgifte in die Maske gelangen. Der Einatemwiderstand ist im Gegensatz zur Normaldruckmaske niedriger. Aber der Ausatemwiderstand wird durch das federbelastete Ausatemventil leicht erhöht.

Verwendung mit Atemschutzfilter

Beim Gebrauch von Atemschutzfiltern macht sich der Einatemwiderstand negativ bemerkbar, weil der Atemschutzgeräteträger mit der Atmung diesen Widerstand überbrücken muss. Atmet er nur sehr flach ein und aus, kann sich ein erhöhter Kohlendioxidanteil in der Maske sammeln und nach einer Weile zur Bewusstlosigkeit führen, dem so genannten Airtrapping. Die Gefahr besteht analog bei Kreislaufgeräten mit Pendelatmung. Halbmasken dürfen nur mit Atemschutzfiltern verwendet werden.

Maskensystem

Normaldruckmaske

Der Druck im Inneren der Maske entspricht genau dem Umgebungsdruck – hierin besteht auch der Unterschied zur Überdruckmaske. Der Druck im Inneren wird durch den Atemregler kontrolliert und eingestellt. Bei Normaldruckmasken ist der Anschluss für den Atemregler im Regelfall blau oder schwarz gekennzeichnet.

Ein Nachteil dieses Systems ist, dass im Falle einer leichten Undichtigkeit der Maske Schadstoffe aus der Atmosphäre beim Einatmen in die Maske gelangen können, da hier kurzzeitig ein leichter Unterdruck herrscht, bis der Atemregler diesen wieder ausgleicht; dafür kann bei einer Undichtigkeit nicht – ggf. unbemerkt – ein größerer Luftverlust (vgl. ÜD-Maske) auftreten.

Überdruckmaske

Im Unterschied zur Normaldruckmaske sorgt hier der Atemregler für einen Überdruck in der Atemschutzmaske. Der Überdruck in der Maske liegt bei etwa 4 mbar.

Hier liegt auch der wesentliche Vorteil der Überdruckmaske: Der Atemschutzgeräteträger kann leichter einatmen. Beim Verrutschen oder leichter Undichtigkeit können keine Brandgase oder andere gasförmige Schadstoffe (Gefahrguteinsatz) ins Innere der Maske gelangen. Das Abblasen der Atemluft durch die Undichtigkeit ist gleichzeitig der Nachteil: Der Luftverbrauch bei einer vorliegenden Undichtigkeit kann sich so gegenüber einem Normaldruck-Gerät deutlich erhöhen und damit die Einsatzzeit erheblich verkürzen, was in der Vergangenheit schon zu Zwischenfällen geführt hat. Durch Vorschriften für den Atemschutzeinsatz (Feuerwehren: FWDV 7) wird unter anderem die regelmäßige Überprüfung des Luftvorrates gefordert. Für zusätzliche Sicherheit sorgt bei den Feuerwehren die Atemschutzüberwachung (regelmäßige Druckabfragen, Einsatzzeitüberwachung) und ein Sicherheitstrupp.

Normaldruckmaske Typ Auer 3S im Feuerwehreinsatz ohne Filterelement

Atemanschlüsse für Normal- und Überdruckluft

Unterschiede zwischen einem Atemanschluss für Pressluftatmer mit Normaldruck gegenüber Pressluftatmer mit Überdruck:

• Normaldruck: Rundgewindeanschluss nach EN 148-1 (Rd 40 mm × 1/7"), unbelastetes Ausatemventil
• Überdruck: Spitzgewindeanschluss nach EN 148-3 (M 45 mm × 3 mm), federbelastetes Ausatemventil, rote Kennzeichnung des Anschlussstücks
• Überdruck: ESA (Einheitssteckanschluss) nach DIN 58600

Es besteht auch die Möglichkeit den Steckanschluss zu verwenden.

Sonstiges

Schwierigkeiten gibt es immer wieder für Brillenträger. Eine übliche Brille mit den Bügeln, die zu den Ohren führen, kann man in diesem Fall nicht tragen, da die Maske sonst an dieser Stelle undicht würde. So genannte „Gasmaskenbrillen“ sind für den Feuerwehreinsatz ebenfalls nicht zulässig. Diese haben anstatt der Bügel Gummibänder, die analog zur Brille über die Ohren führen. Auch diese Gummibänder beeinträchtigen die Dichtlinie der Atemschutzmaske. Heutige Konstruktionen werden mittels eines Drahtgestells in der Maske festgeklemmt. Seltener werden die Sichtscheiben (bei zweiäugigen Masken) gegen geeignete optische Gläser ausgetauscht.

Undichtheiten entstehen auch durch Kinn- oder Backenbärte, eine (mehr oder minder gründliche) Rasur ist aus Sicherheitsgründen erwünscht; messtechnisch lässt sich eine Undichtigkeit schon einige Stunden nach der Rasur nachweisen. Daher werden Bartträger teilweise nicht für den Atemschutzgeräteeinsatz zugelassen.

Militärische Nutzung

Moderne Masken, die außer vor Gasen auch vor staubförmigen ABC-Kampfstoffen bzw. CBRN-Kampfstoffen schützen, werden als ABC-Schutzmasken bzw. CBRN-Schutzmasken bezeichnet. Der Name impliziert eine (begrenzte) Schutzwirkung bei atomaren, biologischen und chemischen Angriffen. Im österreichischen Bundesheer ist für die ABC-Schutzmaske auch die scherzhafte Bezeichnung „Zuzz“ geläufig, die auf die Ähnlichkeit des Filters mit einem Schnuller abzielt. Für die verschiedenen Gase und Schadstoffe stehen jeweils geeignete Filter zur Auswahl.

Historisch wurden im Ersten Weltkrieg noch Pferde eingesetzt. Die Entwicklung von Atemschutz für diese lief von sackförmigen Masken ums Maul zu solchen mit 2 Tampons, die kegelig in die Nüstern eindrangen.

Galerie

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  Kindergasmaske und Gasschutz für Kinderwagen (eventuell falsche Schläuche und Filter, außerdem fehlender Blasebalg)

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  Deutsche Gasmaske mit Aufbewahrungsbehälter, um 1941

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  Deutsche Volksgasmaske mit Aufbewahrungsbehälter

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  Schutzmaske 90 der Schweizer Armee in ihre Einzelteile zerlegt

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  Ein AEF-amerikanischer Soldat demonstriert die Gasmasken für Mann und Pferd, um 1918

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  Fußmarsch eines Bataillons der US-Navy mit Gasmasken

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  Englische Maschinengewehrmannschaft an der Somme, ausgerüstet mit frühen Gasmasken, Erster Weltkrieg

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  Soldat der Bundeswehr mit ABC-Schutzmaske und Helm

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  DRK-Schwestern mit Gasmasken bei einer Übung im April 1931

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  Der Rauchhelm war ein Vorläufer der Atemschutzmaske. Die Versorgung mit Atemluft erfolgte über einen Schlauch.

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  GP-5-Gasmaske: Zwischen 1962 und 1989 hergestellte sowjetische Schutzmaske.

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  Luftschutzhelferinnen im Jahr 1939

Literatur

• Fritz Bangert: Chemische Bemerkung zur deutschen Volksgasmaske. In: Angewandte Chemie. 51(15), 1938, S. 209–212. doi:10.1002/ange.19380511502
• Vorschrift H.Dv. 397 M.Dv.Nr. 845, Anweisung für die Handhabung der Gasmaske 30, 1936.

Ausstellungen

• Internationales Atemschutzmuseum in Meetzen (Mecklenburg)

Weblinks

Wiktionary: Gasmaske – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

 Commons: Gasmasken – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

 Wikisource: Der Watte-Respirator – von Dr. E. Hlawacek in Die Gartenlaube

• Johannes Möllers Gasmaskenlexikon
• Boris Plotnikoffs Gasmasken-Sammlung (französisch)