自新型冠狀肺炎爆發(fā)以來，人們逐漸養(yǎng)成了戴口罩，勤通風(fēng)等好習(xí)慣。其實，呼吸問題早已經(jīng)成為人類關(guān)注研究的一個重點，以PM2.5為主的細顆粒物已成為人體健康的“空中殺手”，抵御大氣中的粉塵（TSP）、可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）以及霾塵（PM1），室內(nèi)可采用空氣凈化器，室外可戴防御PM2.5的口罩。這類產(chǎn)品的核心部件空氣過濾介質(zhì)是新型的紡織材料，這類材料在微電子、制藥、醫(yī)療衛(wèi)生、食品以及環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多。本文通過對近年來中美主要的紡織材料過濾性能的測試標(biāo)準(zhǔn)進行了介紹和對比，以期為過濾材料評價標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供參考。
1、中美主要的呼吸防護品過濾性能的標(biāo)準(zhǔn)
我國一直關(guān)注和致力于呼吸防護用品的標(biāo)準(zhǔn)化工作，根據(jù)自身的需要，參考或有選擇性地采納國際先進標(biāo)準(zhǔn)，一般標(biāo)齡超過 5 年的標(biāo)準(zhǔn)都得到了修訂，使我國的呼吸防護用品的標(biāo)準(zhǔn)盡可能地與國際先進標(biāo)準(zhǔn)接軌。國內(nèi)外主要的呼吸器國家標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T l8664 — 2002《呼吸防護用品的選擇、使用與維護》、GB 2626 — 2006《呼吸防護用品自吸過濾式防顆粒物呼吸器》、GB19083 — 2010《醫(yī)用防護口罩技術(shù)要求》、GB 2890 — 2009《呼吸防護自吸過濾式防毒面具》、GB 23465 — 2009《呼吸防護用品實用性能評價》、YY 0469 — 2011《醫(yī)用外科口罩》、NIOSH 42CFR Part84《吸防護用品標(biāo)準(zhǔn)認證》、EN 149：2010《防微粒過濾式半面罩的要求、試驗和標(biāo)志》、ASTM F2299《利用膠乳球測定醫(yī)用面具材料粒子滲透性初始效率的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》和JIS T8150 — 2006《呼吸防護器具的選擇、使用及保管辦法》。
本文選取國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中較為常用的 5 個標(biāo)準(zhǔn)，即GB 2626 — 2006、ASTM F2299、NIOSH 42CFR Patr84、YY 0469 — 2011和GB 19083 — 2010，從標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍、過濾元件、檢測用顆粒物和過濾效率測試方法等方面進行了比較與探討。
1.1 適用范圍
工作和生活場所不同，如產(chǎn)塵工作場所（煤礦、非煤礦、建材廠等）、金屬加工作業(yè)環(huán)境（焊接、鑄造）以及醫(yī)療衛(wèi)生工作環(huán)境，空氣中懸浮的顆粒物也不同。國內(nèi)外呼吸防護標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍和過濾對象如表 1 所示。
表1：中美呼吸防護標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍和過濾對象
表 1 中，ASTM F2299標(biāo)準(zhǔn)是用單分散氣溶膠方法測定醫(yī)用口罩用過濾材料對顆粒的過濾效率，專門針對0.1 ～5.0 μm微粒。NIOSH 42CFR Part84首次對顆粒物濾料進行了分類，因為油性顆粒物的存在會降低濾料的過濾效率，因此標(biāo)準(zhǔn)將顆粒物分為不適合油性環(huán)境、抗油性環(huán)境但有時間限制和防油性環(huán)境 3 類。GB 2626 — 2006標(biāo)準(zhǔn)參照了NIOSH 42CFR Patr84，根據(jù)顆粒物的性質(zhì)，將其分為非油性顆粒物（如水泥、粉塵、煤塵）和油性顆粒物（如瀝青煙）。GB 19083 — 2010和YY 0469 — 2011由于適用于醫(yī)用環(huán)境，無需考慮油性顆粒，所以測定的為非油性顆粒物。
1.2 過濾元件和檢測用顆粒物（表 2）
表2：過濾元件的分類和檢測用顆粒物
材料對顆粒物的過濾主要有布朗運動、攔截、慣性撞擊、靜電吸引、沉降作用 5 種機理。因此，并非是大顆粒容易過濾，小顆粒難過濾，過濾效率的最弱點是最難過濾的某種顆粒，而NaCl被證明是最具穿透性粒徑的顆粒，故作為測試氣溶膠。一般情況下，油性顆粒物較非油性顆粒物難過濾，如果用相同的過濾材料在同等條件下進行過濾，無法獲得最佳的過濾效果。因此，NIOSH 42CFR Part84根據(jù)防護對象的性質(zhì)和防油顆粒物時間的長短，將呼吸器過濾元件分為N、R和P等 3 個系列。N系列是用來防護非油性顆粒物，且無使用時間限制；R系列可用來防護非油性及含油性顆粒物，對含油性顆粒物有使用時間的限制（8 h）；P系列是用來防護非油性及含油性顆粒物，對含油性顆粒物無使用時間限制。
GB 2626 — 2006借鑒NIOSH 42CFR Part84對呼吸器過濾元件的分類，分為防非油性顆粒物的KN類和防油性顆粒物的KP類。GB 19083 — 2010和YY 0469 — 2004標(biāo)準(zhǔn)測試的濾材一般為駐極體處理的超細熔噴濾料。ASTM F2299使用的高效濾料（HEPA）包括一種分子篩材料（可以濾除油性顆粒）和超低壓滲透氣溶膠過濾材料（對0.6μm的氣溶膠有99.999 9%的過濾效率）。
1.3 過濾效率測試方法
1.3.1 預(yù)處理
5 個標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)處理方法見表 3。樣品預(yù)處理時應(yīng)避免熱沖擊，處理后將樣品置于氣密性容器中，以避免不必要的污染和碰觸。
表3：各個標(biāo)準(zhǔn)對被測樣的預(yù)處理方法
1.3.2 檢測條件
各標(biāo)準(zhǔn)過濾效率的主要檢測參數(shù)見表 4。在NIOSH 42CFR Part84標(biāo)準(zhǔn)中，應(yīng)注意區(qū)別單過濾元件和多過濾元件的最大加載量和檢測流量參數(shù)的設(shè)置，雙過濾元件為單過濾元件的1/2，三過濾為單過濾元件的1/3。GB 2626 —2006在過濾效率的技術(shù)要求和檢測條件方面依然采納了NIOSH 42CFR Part84標(biāo)準(zhǔn)，包括采取加載測試（指讓測試對象不斷地接受一定濃度顆粒物的挑戰(zhàn)，在該過程中監(jiān)測測試對象的過濾效率）和對油性顆粒物過濾元件合格判定的特殊要求。
1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)對過濾效率的要求
表4：各標(biāo)準(zhǔn)過濾效率的主要檢測參數(shù)
各標(biāo)準(zhǔn)對濾材過濾效率的要求見表 5。
表5：各標(biāo)準(zhǔn)對濾材過濾效率的要求
NIOSH 42CFR Part84根據(jù)過濾效率的高低，將濾材分為95、99、100共 3 個等級，最低過濾效率分別為≥95%、≥99%、≥99.97%。GB 2626 — 2006參照NIOSH 42CFR Part84，將過濾效率分為90、95、100共 3 個級別，即KN90、KN95、KN100和KP90、KP95、KP100。GB 2626 — 2006要求過濾效率不能小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低過濾效率，如KN95的過濾效率不小于95%。對于P類防油性顆粒過濾元件，還要求在加載過程中，過濾效率不能出現(xiàn)下降趨勢，一旦出現(xiàn)下降，檢測應(yīng)停止。該要求可以保證防油性顆粒物呼吸器的使用者在整個使用期間內(nèi)，獲得不低于最初使用時的過濾效率。YY 0469 — 2011主要用于醫(yī)療環(huán)境，對細菌的過濾效率要求相對高，而且該環(huán)境下主要考慮非油性顆粒物。GB 19083 — 2010也將過濾元件的過濾效率分為 3 個等級。ASTM F2299較其它標(biāo)準(zhǔn)過濾效率的要求最高，過濾效率達到99.97%的濾料為高效濾料（HEPA）。
需要注意的是，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的過濾效率是初始效率，在實際應(yīng)用中隨著時間的延長，初始效率合格并不意味著過濾效率會一直保持合格。因此，濾材的過濾效率隨時間的變化情況也是其性能的重要指標(biāo)之一。在今后的過濾性能標(biāo)準(zhǔn)測試中，應(yīng)考慮過濾效率隨時間變化這一情況。
2、總結(jié)：
NIOSH 42CFR Part84對呼吸器防顆粒物的評價方法較為系統(tǒng)和完整，GB 2626 — 2006在過濾效率的檢測方面基本采納了NIOSH標(biāo)準(zhǔn)，但是在實際操作中仍有需要改進的地方，如最大加載量的判定區(qū)間、對過濾效率趨勢的判定、對KP90合理帶寬的制定等，建議參考美國NIOSH相關(guān)文件，讓測試更加完善和具有可操作性。ASTM F2299較GB 19083 — 2010、GB 2626 — 2006和YY 0469 — 2011標(biāo)準(zhǔn)，更為詳細的說明了檢測操作的程序控制，對過濾效率的要求也相對最高。GB 19083 — 2010標(biāo)準(zhǔn)參照了歐洲和美國等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國產(chǎn)品的技術(shù)水平，對材料的性能進行了規(guī)定，提出了較高的技術(shù)要求。
3、參考標(biāo)準(zhǔn)：
[1] 呼吸防護用品的選擇、使用與維護[S].GB/T l8664-2002.
[2] 呼吸防護用品自吸過濾式防顆粒物呼吸器[S].GB 2626-2006.
[3] 醫(yī)用防護口罩技術(shù)要求[S].GB 19083-2010.
[4] 呼吸防護自吸過濾式防毒面具[S].GB 2890-2009.
[5] 呼吸防護用品實用性能評價[S].GB 23465-2009.
[6] 醫(yī)用外科口罩[S].YY 0469-2011.
[7] 吸防護用品標(biāo)準(zhǔn)認證[S].NIOSH 42CFR Part84.
[8] 防微粒過濾式半面罩的要求、試驗和標(biāo)志[S].EN 149：2010.
[9] 利用膠乳球測定醫(yī)用面具材料粒子滲透性初始效率的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法[S].ASTM F2299.
[10] 呼吸防護器具的選擇、使用及保管辦法[S].JIS T8150-2006.
來源：天氏庫力 發(fā)布日期
2020-03-13 瀏覽：
