How do gas masks actually work? - George Zaidan

المترجم: Hani Eldalees المدقّق: Shimaa Nabil

You might think of gas masks as clunky, spooky, military-looking devices

قد تفكر في الأقنعة الواقية من الغاز أنها أجهزة باهظة الثمن ومخيفة وذات مظهر عسكري

only found in spy movies or World War I museums.

لا توجد إلا في أفلام التجسس أو متاحف الحرب العالمية الأولى.

But you probably already own a mask that uses remarkably similar technology.

لكن من المحتمل أنك تمتلك بالفعل قناعًا يستخدم تقنية مشابهة بشكل ملحوظ.

And in the near future, we may need to rely on these filters

وفي المستقبل القريب، قد نحتاج إلى الاعتماد على هذه الفلاتر

as part of our everyday lives.

كجزء من حياتنا اليومية.

In addition to emerging diseases,

بالإضافة إلى الأمراض الناشئة،

wildfire frequency has more than tripled from 1996 to 2021.

زادت وتيرة حرائق الغابات بأكثر من ثلاثة أضعاف من عام 1996 إلى عام 2021.

As fires burn longer and cover more land, their smoke affects more people each year.

وبما أن الحرائق تشتعل أطول وتنتشر أكبر فدخانها يؤثر على عدد أكبر من الأشخاص.

Climate change is also causing more hot, sunny days,

يتسبب تغير المناخ أيضًا في المزيد من الأيام الحارة والمشمسة،

which accelerates the production of toxic ground level ozone.

مما يسرع إنتاج الأوزون السام على مستوى الأرض.

So, how do these masks work,

إذن، كيف تعمل هذه الأقنعة،

and can they protect us from new and old airborne threats?

وهل يمكنها حمايتنا من التهديدات المحمولة جواً الجديدة والقديمة؟

Well, the first rule of filters is making sure you have a tight seal.

حسنًا، القاعدة الأولى للفلاتر هي التأكد من وجود ختم محكم.

Without that, even the best mask in the world is useless.

بدون ذلك، حتى أفضل قناع في العالم لا فائدة منه.

So assuming your mask is on tight,

بافتراض أن القناع الخاص بك مشدود،

this technology can capture pollutants in one of two ways:

يمكن لهذه التقنية التقاط الملوثات بإحدى طريقتين:

filtering them out by size or attracting specific chemical compounds.

تصفيتها حسب الحجم أو جذب مركبات كيميائية معينة.

For an example of the first approach, let’s look at wildfire smoke.

للحصول على مثال للنهج الأول، دعونا ننظر إلى دخان حرائق الغابات.

When forests burn, they generate a wide variety of chemicals.

عندما تحترق الغابات، فإنها تنتج مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية.

At close range, there are so many different pollutants

من مسافة قريبة، هناك العديد من الملوثات المختلفة

at such high concentrations that no filter could help you—

بتركيزات عالية بحيث لا يمكن لأي مرشح مساعدتك -

this is why firefighters travel with their own air supply.

وهذا هو السبب في أن رجال الإطفاء يسافرون بإمدادات الهواء الخاصة بهم.

But further away, the situation is different.

ولكن على مسافة أبعد، فإن الوضع مختلف.

While there's still a range of chemicals,

بالرغم من استمرار وجود مواد الكيميائية،

they’ve mostly aggregated into tiny solid or liquid particles

إلا أنها تتجمع في الغالب في جزيئات صلبة أو سائلة

smaller than 2.5 microns in diameter.

صغيرة يقل قطرها عن 2.5 ميكرون.

This particulate matter is much of what you're seeing and smelling in smoke,

هذه الجسيمات هي الكثير مما تراه وتشمه في الدخان،

and it's especially dangerous for children, the elderly,

وهي خطيرة بشكل خاص للأطفال وكبار السن والذين يعانون

and those with respiratory or cardiovascular diseases.

من أمراض الجهاز التنفسي أو القلب والأوعية الدموية.

Luckily, the majority of these particulates are still large enough

لحسن الحظ، لا تزال غالبية هذه الجسيمات كبيرة بما يكفي

to be captured by the most basic filters,

ليتم التقاطها بواسطة المرشحات الأساسية

which are made of polypropylene or glass strands

المصنوعة من مادة البولي بروبيلين أو خيوط زجاجية

roughly 1/10 the width of a human hair.

بعرض 1/10 تقريبًا من شعر الإنسان.

Under a microscope, they look like a thick forest,

تحت المجهر، تبدو وكأنها غابة كثيفة،

and at this scale, these branches have a special property.

وعلى هذا النطاق، تتمتع هذه الفروع بخاصية خاصة.

Typically, when you use a sieve,

عادةً، عندما تستخدم منخلًا،

you’re filtering out objects larger than the sieve’s holes.

فإنك تقوم بتصفية الأشياء الأكبر من ثقوب المنخل.

But these polypropylene branches can catch particles much smaller

لكن فروع البولي بروبيلين هذه يمكنها التقاط جزيئات أصغر

than the gaps between them.

بكثير من الفجوات بينها.

That’s because, when a particle collides with a thread,

هذا لأنه عندما يصطدم جسيم بخيط،

van der Waals forces cause it to stick as if it were made of Velcro.

تتسبب قوى فان دير فال في التصاقه كما لو كان مصنوعًا من الفيلكرو.

Plus, size-based filters can use electrically charged fibers

كما يمكن للفلاتر القائمة على الحجم استخدام الألياف المشحونة كهربائيًا

that attract particles not already on a collision course.

التي تجذب الجسيمات غير الموجودة بالفعل في مسار التصادم.

This is how even a simple N95 mask can catch at least 95% of particulate matter.

هذه هي الطريقة التي يمكن بها حتى قناع N95 البسيط التقاط 95٪ على الأقل من الجسيمات.

And why an N100 mask

ولماذا يمكن أن يلتقط قناع N100

or an air purifier with a high efficiency particulate air filter

أو جهاز تنقية الهواء المزود بفلتر هواء عالي الكفاءة

can catch at least 99.97% of particulates.

99.97٪ على الأقل من الجسيمات.

With a tight seal,

بفضل الختم المحكم،

this level of protection will filter out most airborne pollution.

سيعمل هذا المستوى من الحماية على تصفية معظم التلوث الجوي.

Unfortunately, some pollutants are still too small for this approach,

لسوء الحظ، لا تزال بعض الملوثات صغيرة جدًا بالنسبة لهذا النهج،

including ozone molecules.

بما في ذلك جزيئات الأوزون.

These are barely bigger than the oxygen that we need to breathe

وهي بالكاد أكبر من الأكسجين الذي نحتاجه للتنفس

and exposure is associated with asthma, respiratory conditions,

ويرتبط التعرض بالربو وأمراض الجهاز التنفسي

and even premature death.

وحتى الموت المبكر.

Our best chance to filter them are activated carbon masks.

أفضل فرصة لدينا لتصفيتها هي أقنعة الكربون المنشط.

At the microscopic level, activated carbon looks like a vast black honeycomb,

على المستوى المجهري، يبدو الكربون المنشط مثل قرص العسل الأسود الواسع،

and it's highly microporous structure can trap tiny ozone molecules.

ويمكن لبنيته الدقيقة للغاية أن تحبس جزيئات الأوزون الصغيرة.

But this material still needs help to capture other pollutants

لكن هذه المادة لا تزال بحاجة لمساعدة لالتقاط الملوثات الأخرى

like hydrogen sulfide, chlorine, and ammonia.

مثل كبريتيد الهيدروجين والكلور والأمونيا.

For these threats, we need to combine the activated carbon

بالنسبة لهذه التهديدات، نحتاج إلى الجمع بين الكربون المنشط

with some simple chemistry.

وبعض الكيمياء البسيطة.

If the pollutant is acidic, we can infuse the filter with a basic chemical.

إذا كان الملوث حمضيًا، فيمكننا ضخ الفلتر بمادة كيميائية أساسية.

Then when the two meet, they react, and the gas is trapped.

ثم عندما يلتقي الاثنان، يتفاعلان، ويحتجز الغاز.

Similarly, we can use acids to trap basic pollutants.

وبالمثل، يمكننا استخدام الأحماض لاحتجاز الملوثات الأساسية.

Even with the right mask, it's still smart to check air quality indicators

حتى مع القناع المناسب، لا يزال من الذكاء التحقق من مؤشرات جودة الهواء

and to stay indoors when the threat level is high.

والبقاء في الداخل عندما يرتفع مستوى التهديد.

And just like a mask, you'll want to make sure your house is well sealed.

ومثل القناع تمامًا، ستحتاج إلى التأكد من أن منزلك مغلق جيدًا.

You can do this by closing windows, turning off fans that vent outside,

يمكنك القيام بذلك عن طريق إغلاق النوافذ وإيقاف المراوح التي تنفث في الخارج

and using HEPA filter equipped air purifiers

واستخدام أجهزة تنقية الهواء المجهزة بفلتر HEPA

or their cheaper, DIY cousin, the Corsi-Rosenthal box.

أو صندوق Corsi-Rosenthal الأرخص ثمناً الذي تصنعه بنفسك.

Following these guidelines can help us breathe easy

يمكن أن يساعدنا اتباع هذه الإرشادات على التنفس بسهولة

as we work on preventing these pollutants in the first place.

حيث نعمل على منع هذه الملوثات في المقام الأول.