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  早在黑死病横扫欧洲各地时,瘟疫医生就配戴了功能类似防毒面具的护具,这个面具眼睛处装有玻璃护目镜,前端鸟嘴状构造装有龙涎香、蜜蜂花、留兰香叶、樟脑、丁香、鸦片酊、没药、玫瑰花瓣以及苏合香等芳香物质,具有杀菌隔离疾病作用,可以说是防毒面具的前身。  而现代的防毒面具是伴随着化学武器的杀戮而诞生的。在第一次世界大战早期,对于毒气的防护还没有很好的办法,防护措施十分简陋;加拿大军队在同德军作战时,就在氯气弹袭来时在衣服上小便,然后用浸着尿液的衣服捂住口鼻来避免吸入氯气。1912年,一个非洲裔美国人Garrett A. Morgan发明了一种防毒面具,并在1914年获得专利,但防护能力依旧很有限,主要用来阻挡烟雾的刺激。

  防毒面具主要用来阻断经呼吸道产生毒性的毒气,如氯化氰(CK)、氯化苦(PS)等;对于生物毒剂的防护,也有一定的作用。在《禁止化学武器公约》生效后,防毒面具的需求曾一度降低;但随着全球反恐行动的加强,潜在的化学袭击的威胁依旧存在,防毒面具依旧是化学防护的重要器材,在各国的军队中都有相当的装备量。  此外,在有毒有害气体环境下工作的人群也在使用防毒面具作为防护;但一般民用防毒面具的结构没有军用的复杂,各项指标也不如军用的严格。针对民用的化学防护,设计出更多的外观,来适应不同人群的需要。

  防毒面具的构造主要分成两个部分:过滤器和呼吸器。

  过滤器的主要部分是一个滤毒罐。毒气经罐内多孔物质吸附而失去毒效。考察防毒面具的防护能力主要是看过滤器的防护时间、空气流阻力和气凝胶过滤效率。  滤毒罐一般为圆柱形,由金属或塑料制成,表面多涂以防碱漆。内部有一层滤烟层,用于滤去烟雾颗粒,过滤元件有滤纸、玻璃纤维或其他合成材料。装填层内是经过处理的活性炭,用来针对不同的毒气进行吸附。  过滤器是通过螺口与呼吸器连接,螺纹的标准有NATO标准、中欧标准和中国标准。  为了保证贮存其中过滤器不致失效,在滤毒罐与空气接触部位有塑料盖密封。也曾有研发阻塞剂,针对先施放阻,先破坏泸毒罐后,再放化学武器

  呼吸器是直接佩戴在人的面部,与过滤器相联接的部分。呼吸器可脱离过滤器使用,在一定情况下仅作为保证呼吸、补给氧气的装置。  对于呼吸器的防护能力,主要保证对呼吸道和皮肤刺激的物质无法与人接触,通常要保证面罩材料的化学惰性。对呼吸器的考察指标有吸气阻力和呼气阻力,还要有尽量少的着佩时间。
防毒面具能让佩戴者免于吸入空气中的污染物和有毒气体,完全覆盖其鼻和口部,以至于眼睛和面部其他脆弱的软组织。一些防毒面具具备呼吸器,常用于军事用途(如战场防护面具)。防毒面具的滤毒罐在生化环境下,功效一般可持续72小时。