中美呼吸防護用品過濾性能標準的比較

車映紅+郭金福+董淑秀

摘要：介紹了 5 類常見的中美呼吸防護用品標準，即GB 2626 — 2006、NIOSH 42CFR Part84、GB 19083 —2010、ASTM F2299和YY 0469 — 2004，重點比較了標準中過濾性能的測試方法，從過濾顆粒物、過濾元件、預處理、檢測條件和過濾效率等方面進行了分析和比較，提出GB 2626 — 2006較NIOSH標準在實際操作中需要改進的一些措施。

關鍵詞：過濾；測試；氣溶膠；呼吸面罩

中圖分類號：TS107 文獻標志碼：A

A Comparison of Sino-American Test Standards of Respiratory Protective Equipment

Abstract： Five Sino-American test standards of respiratory protective equipment are introduced， including GB 2626 — 2006、NIOSH 42CFR Part 84、GB 19083 — 2010、ASTM F2299 and YY 0469 — 2004. The test methods for filtration performance in the five standards are compared and analyzed from the aspects of particles to be filtered， filter elements， pretreatment， test conditions and filtration efficiency. Several measures in practice for GB 2626 — 2006 are proposed refer to the NIOSH standard.

Key words： filtration； test； aerosols； breathing mask

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），室內可采用空氣凈化器，室外可戴防御PM2.5的口罩。這類產品的核心部件空氣過濾介質是新型的紡織材料，這類材料在微電子、制藥、醫療衛生、食品以及環保等領域的應用越來越多。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準進行了介紹和對比，以期為過濾材料評價標準的修訂提供參考。

1 中美主要的呼吸防護品過濾性能的標準

我國一直關注和致力于呼吸防護用品的標準化工作，根據自身的需要，參考或有選擇性地采納國際先進標準，一般標齡超過 5 年的標準都得到了修訂，使我國的呼吸防護用品的標準盡可能地與國際先進標準接軌。國內外主要的呼吸器國家標準有：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《醫用防護口罩技術要求》、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《醫用外科口罩》、NIOSH 42CFR Part84《吸防護用品標準認證》、EN 149：2010《防微粒過濾式半面罩的要求、試驗和標志》、ASTM F2299《利用膠乳球測定醫用面具材料粒子滲透性初始效率的標準試驗方法》和JIS T8150 — 2006《呼吸防護器具的選擇、使用及保管辦法》。

本文選取國內外標準中較為常用的 5 個標準，即GB 2626 — 2006、ASTM F2299、NIOSH 42CFR Patr84、YY 0469 — 2011和GB 19083 — 2010，從標準的適用范圍、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，如產塵工作場所（煤礦、非煤礦、建材廠等）、金屬加工作業環境（焊接、鑄造）以及醫療衛生工作環境，空氣中懸浮的顆粒物也不同。國內外呼吸防護標準的適用范圍和過濾對象如表 1 所示。

表 1 中，ASTM F2299標準是用單分散氣溶膠方法測定醫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，因此標準將顆粒物分為不適合油性環境、抗油性環境但有時間限制和防油性環境 3 類。GB 2626 — 2006標準參照了NIOSH 42CFR Patr84，根據顆粒物的性質，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由于適用于醫用環境，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）

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根據防護對象的性質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標準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 預處理

5 個標準的預處理方法見表 3。樣品預處理時應避免熱沖擊，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。

1.3.2 檢測條件

各標準過濾效率的主要檢測參數見表 4。在NIOSH 42CFR Part84標準中，應注意區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的設置，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在過濾效率的技術要求和檢測條件方面依然采納了NIOSH 42CFR Part84標準，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，在該過程中監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 標準對過濾效率的要求

各標準對濾材過濾效率的要求見表 5。

NIOSH 42CFR Part84根據過濾效率的高低，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準規定的最低過濾效率，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，過濾效率不能出現下降趨勢，一旦出現下降，檢測應停止。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，獲得不低于最初使用時的過濾效率。YY 0469 — 2011主要用于醫療環境，對細菌的過濾效率要求相對高，而且該環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較其它標準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，標準中規定的過濾效率是初始效率，在實際應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之一。在今后的過濾性能標準測試中，應考慮過濾效率隨時間變化這一情況。

2 結語

NIOSH 42CFR Part84對呼吸器防顆粒物的評價方法較為系統和完整，GB 2626 — 2006在過濾效率的檢測方面基本采納了NIOSH標準，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標準，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標準參照了歐洲和美國等相關標準，結合我國產品的技術水平，對材料的性能進行了規定，提出了較高的技術要求。

參考文獻

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