IECPAS 63086-3-12023 家用和類似用途的空氣凈化電器性能測量方法第3-1部分使用空氣生物學試驗箱的便攜式空氣凈化器評估關鍵生物氣溶膠減少率的方法標準立項發展報告

家用和類似用途的空氣凈化電器性能測量方法第3-1部分：使用空氣生物學試驗箱的便攜式空氣凈化器評估關鍵生物氣溶膠減少率的方法標準立項發展報告StandardizationDevelopmentReport:Householdandsimilarelectricalaircleaningappliances—Methodsformeasuringtheperformance—Part3-1:Methodforassessingthereductionrateofkeybioaerosolsbyportableaircleanersusinganaerobiologytestchamber摘要隨著全球公共衛生事件的頻發和人們對室內空氣質量關注度的持續提升，空氣凈化電器已從可選消費品轉變為家庭和辦公場所的必備設備。然而，現有國際標準體系中對空氣凈化器性能的評估主要聚焦于顆粒物（PM2.5）、甲醛及氣態污染物的去除能力，對生物氣溶膠（如細菌、病毒、真菌孢子等）去除效果的標準化測試方法長期處于空白狀態。IEC/PAS63086-3-1:2023《家用和類似用途的空氣凈化電器性能測量方法第3-1部分：使用空氣生物學試驗箱的便攜式空氣凈化器評估關鍵生物氣溶膠減少率的方法》作為國際電工委員會（IEC）發布的首個針對空氣凈化器生物氣溶膠去除性能的公開可用規范（PAS），填補了這一關鍵領域的國際標準空白。本報告從標準立項背景與必要性、生物氣溶膠健康風險評估、國內外標準化現狀、標準核心技術內容、預期應用效益及后續標準化工作方向等維度，對該標準的立項與發展情況進行系統闡述，旨在為標準實施、行業應用及后續標準制修訂工作提供參考依據。關鍵詞：空氣凈化器；生物氣溶膠；性能測試方法；空氣生物學試驗箱；IEC/PAS63086-3-1；國際標準；室內空氣質量Keywords:aircleaner;bioaerosol;performancetestmethod;aerobiologytestchamber;IEC/PAS63086-3-1;internationalstandard;indoorairquality1引言1.1標準立項背景室內空氣質量直接關系到人體健康。世界衛生組織（WHO）數據顯示，全球約90%的人口生活在空氣質量未達標的地區，室內空氣污染每年導致約380萬人過早死亡。在各類室內空氣污染物中，生物氣溶膠——即懸浮于空氣中粒徑介于0.01至100微米之間的生物源性微粒，包括細菌、病毒、真菌孢子、花粉及過敏原碎片等——因其可引發呼吸道感染、過敏反應及慢性炎癥性疾病而受到廣泛關注。2020年以來，新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）全球大流行極大地改變了公眾對空氣傳播病原體的認知。科學研究已證實，SARS-CoV-2病毒可通過氣溶膠途徑在室內環境中遠距離傳播，這使得空氣凈化器在阻斷病毒傳播鏈中的作用被重新審視。美國疾病控制與預防中心（CDC）、歐洲疾病預防控制中心（ECDC）等權威機構紛紛建議在室內場所使用配備高效顆粒空氣（HEPA）過濾系統的空氣凈化器作為降低病毒氣溶膠濃度的輔助手段。在此背景下，空氣凈化器市場迎來了爆發式增長。根據市場研究機構Statista的數據，2022年全球空氣凈化器市場規模約為134.8億美元，預計到2030年將增長至274.3億美元，年復合增長率約為9.2%。然而，市場快速擴張的同時也帶來了產品性能宣稱混亂、測試方法不統一等突出問題，尤其體現在生物氣溶膠去除能力的評價方面。1.2標準立項的必要性盡管IEC63086系列標準正在逐步建立空氣凈化器性能測試的完整框架，但截至IEC/PAS63086-3-1發布之前，尚無一項國際標準能夠為空氣凈化器的生物氣溶膠去除率提供統一、可重復、可比對的測試方法。這一標準化空白帶來的問題包括：第一，性能宣稱缺乏科學依據。諸多制造商在宣傳中引用不同的測試條件、不同的生物指示物和不同的計算方法，導致消費者難以對不同品牌、不同型號產品的生物氣溶膠去除能力進行橫向比較。部分企業甚至引用非標準化的實驗室數據進行市場宣傳，容易對消費者產生誤導。第二，監管和采購缺乏技術支撐。政府采購、醫療機構選型、公共建筑配套等環節需要基于統一標準的產品性能數據作為決策依據，但缺乏國際公認的測試方法使這一需求無法得到有效滿足。第三，國際貿易面臨技術壁壘。各國若自行制定生物氣溶膠測試標準，將形成新的技術性貿易壁壘（TBT），增加制造商的產品合規成本，阻礙全球市場的健康流通。因此，制定一項科學、合理、可操作性強的生物氣溶膠減少率測試國際標準，不僅是產業發展的迫切需求，也是保護消費者權益、促進公平貿易、提升公共衛生防護能力的必然要求。2生物氣溶膠概述與健康風險2.1生物氣溶膠的定義與分類生物氣溶膠是指在空氣中懸浮或沉降的生物源性顆粒物，其來源涵蓋自然源（如土壤、水體、植被）和人為源（如供暖通風空調系統、農業活動、廢棄物處理等）。根據生物學特征，生物氣溶膠可分為以下幾類：-細菌及其孢子：粒徑一般為0.2~10μm，常見室內細菌包括金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌等。細菌孢子對干燥、高溫和消毒劑具有較強抵抗力。-病毒：粒徑一般為0.02~0.3μm，常以氣溶膠團或附著于載體顆粒的形式懸浮。流感病毒、冠狀病毒、呼吸道合胞病毒等均可通過氣溶膠途徑傳播。-真菌及霉菌孢子：粒徑一般為1~30μm，室內常見曲霉屬、青霉屬、鏈格孢屬等。霉菌孢子不僅是過敏原，某些種類產生的真菌毒素對人體具有慢性毒性。-過敏原：包括塵螨排泄物碎片、寵物皮屑、花粉等，粒徑可達數十微米。2.2健康影響生物氣溶膠的健康效應取決于其濃度、粒徑分布、生物學活性和暴露時間。短期高濃度暴露可導致急性呼吸道癥狀（如咳嗽、喘息、發熱），長期低劑量暴露則與哮喘、過敏性鼻炎、慢性阻塞性肺疾病（COPD）及hypersensitivitypneumonitis（過敏性肺炎）的發生發展密切相關。世界衛生組織（WHO）和國際室內空氣質量與健康學會（ISIAQ）均指出，控制室內生物氣溶膠濃度是維護呼吸系統健康的重要措施。2.3空氣凈化器對生物氣溶膠的去除機制便攜式空氣凈化器去除生物氣溶膠的主要機制包括：-物理過濾：HEPA過濾器通過攔截、慣性碰撞、擴散沉積等機制捕獲顆粒物，對0.3μm以上顆粒的過濾效率不低于99.97%。-靜電吸附：利用高壓靜電場使顆粒物帶電并被集塵板捕獲，對亞微米級氣溶膠具有較高捕集效率。-紫外線殺菌（UV-C）：波長為254nm左右的紫外線可破壞微生物的核酸結構，使其失活。-光催化氧化（PCO）：利用TiO?等光催化劑在紫外線或可見光照射下產生的活性氧物種殺滅或降解微生物。-等離子體技術：通過低溫等離子體放電產生臭氧、羥基自由基等活性物質，對微生物具有滅活效果。不同凈化技術對生物氣溶膠的去除效率和適用條件差異顯著，建立統一測試方法是科學評價和比較這些技術的必要前提。3國內外標準化現狀3.1國際標準化組織及主要發達國家標準現狀在國際電工委員會（IEC）層面，家用空氣凈化電器性能測量標準體系由IEC/TC59（家用電器性能）下設的SC59M（家用電器性能測試方法）技術委員會負責制定，目前已形成IEC63086系列標準框架。該系列包括：-IEC63086-1：家用和類似用途的空氣凈化電器性能測量方法——第1部分：通用要求（Generalrequirements）。該標準于2020年發布，規定了測試條件、測量不確定度、數據處理和報告格式等方面的通用要求。-IEC63086-2系列：針對顆粒物、氣態污染物等特定污染物的去除性能測量方法。-IEC63086-3系列：針對微生物去除性能的測量方法。IEC/PAS63086-3-1:2023正是IEC63086-3系列中的首個發布部分，作為“公開可用規范”（PubliclyAvailableSpecification,PAS），其制定周期較正式國際標準更短（通常在2年內完成），旨在快速響應市場需求和公共衛生優先事項，為后續轉化為完整的國際標準奠定基礎。在中國，全國環境衛生標準化技術委員會（SAC/TC426）和中國家用電器研究院等機構已制定了多項空氣凈化器相關標準，包括：-GB/T18801-2022《空氣凈化器》：規定了空氣凈化器的術語和定義、分類、技術要求、試驗方法和檢驗規則，其中包含氣態污染物和顆粒物潔凈空氣量（CADR）的測試方法。該標準在2022年修訂版中增加了對微生物去除能力的評價內容，但采用的是自然沉降法和采樣培養法，與空氣生物學試驗箱方法存在差異。-GB21551.3-2010《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能空氣凈化器的特殊要求》：規定了空氣凈化器的抗菌、除菌功能要求和試驗方法。美國材料與試驗協會（ASTMInternational）已制定發布ASTMF3055-14《便攜式空氣凈化器對氣溶膠顆粒物去除效率的試驗方法》等標準，但在生物氣溶膠方面，目前尚無專門針對空氣凈化器的標準化測試方法；日本工業標準調查會（JIS）雖在2008年發布了JISC9615《空氣凈化器》標準，并在后續修訂中增加了微生物去除性能測試內容，但主要參考中國GB/T18801方法體系，測試條件與國際主流方法存在差異。3.2現有標準的不足與差距綜合分析國內外現有標準狀況，不難發現當前空氣凈化器生物氣溶膠測試方法存在以下共性不足：1.測試生物指示物單一，缺乏覆蓋細菌、病毒和真菌的代表性選擇體系；2.測試箱體設計和氣溶膠發生方法不統一，不同實驗室之間的測試結果重現性差；3.采樣方法多采用自然沉降法，對人類呼吸暴露風險評估的指導價值有限；4.對病毒氣溶膠的測試能力有限，多數方法依據細菌和真菌構建，難以直接應用于病毒氣溶膠的安全測試；5.缺乏對測試過程中生物氣溶膠衰亡率的校正方法，導致測量結果可能低估或高估產品的真實效率。上述不足進一步說明了制定IEC/PAS63086-3-1的緊迫性和必要性。4IEC/PAS63086-3-1:2023標準核心內容解讀4.1標準適用范圍與定位IEC/PAS63086-3-1:2023適用于家用和類似用途的便攜式空氣凈化器，其額定電壓不超過250V（單相）或480V（多相）。標準重點規定了在受控空氣生物學試驗箱條件下，評估便攜式空氣凈化器對關鍵生物氣溶膠減少率的測試方法和計算程序。該標準是IEC63086-1通用要求的補充，因此在實施時應與IEC63086-1配合使用。4.2空氣生物學試驗箱設計試驗箱是標準化測試的核心設備，其設計合理性直接影響測試結果的有效性和重現性。IEC/PAS63086-3-1在空氣生物學試驗箱方面作出了以下關鍵規定：-箱體材質與尺寸：試驗箱內壁應采用不銹鋼、玻璃等對微生物無毒性、無吸附性且易清潔消毒的材料制成。箱體內部容積不應小于3m3，以確保氣溶膠在箱內充分混合并穩定懸浮（IEC63086-1要求測試艙容積為3m3~32m3，箱體結構宜采用立方體或長方體，高寬比建議為1:1.2:1.5左右）。箱體還應配備具有密封功能的操作手套箱或采樣口，避免在測試過程中破壞箱內氣溶膠濃度場的均勻性。-環境參數控制：測試期間箱內溫度應控制在23℃±2℃（或25℃±2℃，依據被測產品標稱適用條件確定），相對濕度控制在50%±5%RH。溫度和濕度應持續監測并記錄，必要時配備溫濕度自動控制系統。溫度和濕度的波動會影響微生物氣溶膠的存活狀況和沉降速率，從而影響測試結果的一致性。-氣溶膠混合裝置：箱內應安裝循環風扇或攪拌風扇，使氣溶膠在箱內充分混合并形成穩定的初始濃度分布。混合風扇應在氣溶膠發生停止后繼續運行1~2min以保證均勻度，在進入衰減測量階段前關閉，以模擬真實室內環境中空氣流動較弱的氣溶膠自然衰減過程。-氣溶膠發生與采樣接口：試驗箱應配備專用氣溶膠發生接口和采樣接口，接口的密封性和位置布置應確保氣溶膠在箱內均勻擴散且采樣具有代表性。發生接口和采樣接口應避免正對設置，以減少射流和短路流對濃度均勻性的影響。4.3測試生物氣溶膠選擇標準規定使用具有代表性的“關鍵生物氣溶膠”作為測試指示物，涵蓋以下三大類：細菌類指示物：推薦使用革蘭氏陽性菌——金黃色葡萄球菌（*Staphylococcusaureus*，常用菌株如ATCC6538）和革蘭氏陰性菌——大腸桿菌（*Escherichiacoli*，常用菌株如ATCC8739或ATCC10536）。金黃色葡萄球菌對干燥和滲透壓具有較強的耐受性，代表環境抵抗力較強的革蘭氏陽性菌；大腸桿菌則對消毒因子較為敏感，兩者組合可有效反映空氣凈化器對不同類型細菌的去除能力差異。病毒類指示物：推薦使用MS2噬菌體（*Escherichiacoli*bacteriophageMS2，ATCC15597-B1）作為病毒氣溶膠的替代指示物。MS2噬菌體是一種無包膜的單鏈RNA病毒，粒徑約為27nm，具有結構簡單、培養安全、定量方法成熟等優勢，已被廣泛應用于水處理和空氣過濾領域的病毒去除效率評價。選擇無包膜病毒作為指示物具有重要的工程意義——無包膜病毒對環境因子的抵抗力通常強于有包膜病毒（如SARS-CoV-2、流感病毒等），因此MS2噬菌體的去除效率可視為對空氣凈化器病毒去除能力的保守估計。必要時，標準也允許采用有包膜病毒（如Φ6噬菌體）進行附加測試，但需在報告中明確標注測試條件。真菌類指示物：推薦使用黑曲霉孢子（*Aspergillusniger*spores，ATCC6275或類似菌株）。黑曲霉孢子粒徑約為3~5μm，表面具有疏水性和色素保護層，對紫外線和氧化性消毒因子具有較強的抵抗力，是評估空氣凈化器真菌去除能力的合適指示物。對于測試菌液的制備，標準要求使用新鮮培養的菌體，并用無菌磷酸鹽緩沖液（PBS）稀釋至目標濃度。測試前應通過平板計數法確定初始菌液濃度，保證氣溶膠發生系統在箱內產生的初始生物氣溶膠濃度在10?~10?CFU（或PFU）/m3范圍內，該濃度范圍既能夠確保采樣計數的統計可靠性，又不會因初始濃度過高等因素導致微生物在懸浮過程中出現不可忽略的死亡或聚集。4.4測試程序標準規定的標準測試流程包括以下關鍵步驟：（1）箱體準備與消毒。在每次測試前，應對試驗箱內部進行徹底的清潔和消毒，消除殘留微生物和氣溶膠顆粒的干擾。建議采用70%乙醇溶液擦拭內壁并結合紫外線照射不少于30min的消毒方式（紫外線強度等級應滿足IEC63086-1的空氣凈化要求，即箱內空氣凈化至顆粒物背景濃度低于檢出限后方可開展試驗）。（2）氣溶膠發生與初始濃度測量。采用氣動霧化器（如Collison霧化器）或振動孔氣溶膠發生器，將制備好的菌液霧化通入試驗箱中。氣溶膠發生時間一般為10~30min（依據菌液濃度和霧化速率確定），發生結束后關閉發生器并開啟箱內混合風扇運行1~2min，使氣溶膠在箱內均勻分布。隨后進行初始濃度采樣（時間點標記為t=0），采樣流量一般為28.3L/min（對應安德森六級撞擊采樣器標準流量），采樣時間為1~2min（依據預估濃度確定）。采樣樣品