0 引言

ISO 16890:2016标准的出台，既满足了市场急需标明细颗粒物(PM2.5)过滤效率等技术参数的空气过滤器的需要，又起到了整合国际现行有关“一般通风用空气过滤器测试方法”标准[1-2]的作用。该标准的2个主要技术突破点或亮点如下。

1) 在考核空气过滤器对PM1，PM2.5，PM10(可吸入颗粒物)等的计重过滤效率(ePMx)时，是以“空气过滤装置对光学粒径为0.3～x μm(x=1，2.5，10)区间粒子的净化效率”为准的[3]Ⅴ。这也是该标准的技术基础。与PM2.5，PM10固有定义的区别在于：其一，原所指粒径是空气动力学当量直径为2.5，10 μm，并非是光学当量直径；其二，PM2.5，PM10是指小于该空气动力学当量直径的全部颗粒物质量的总和。而按ISO 16890：2016标准的定义，ePMx指的是对光学当量直径0.3 μm以上至x μm(x=1，2.5，10)的颗粒物的计重过滤效率，也就是说，ISO 16890：2016标准的颗粒物计重值中，不包括光学粒径0.3 μm以下和10 μm以上的颗粒物。

2) 按照ISO 16890：2016标准的规定，获得一般通风用空气过滤器对悬浮颗粒物的计重过滤效率ePMx的方法是：在标准测试台上，采用规定的人工气溶胶，用光学粒子计数器测得空气过滤器去静电前后初始状态各粒径挡的平均计数过滤效率，再利用表征大气环境空气特性的典型气溶胶体积分布函数，将计数过滤效率换算为计重过滤效率ePMx。

ISO 16890：2016标准所采取的这2项重要技术措施合理与否，值得研究。此外该标准还涉及到一些其他方面的问题，一并探讨如下。

1 何以ISO 16890：2016标准规定的测试方法避开了计重法

采用显示颗粒物计重值的粉尘测定仪在受试空气过滤器上、下游采样，以测定其过滤性能，按理说是最直接获取空气过滤器颗粒物过滤效率的方法。国内外学者都进行了这方面的尝试[4-7]，何以ISO 16890：2016标准编制组却回避了这种方法？依照笔者的理解，原因可能如下：

1) 采用计重法测定过滤性能稍好的一般通风用空气过滤器的过滤效率时，上游气溶胶浓度高至测试系统可承受的上限，为保证下游必要的测量精度，对仪器采样速率、采样时间等方面都有很高的要求，一般情况下往往难以满足，而且太高的浓度与应用状况差别过大，也影响测试结果的使用价值。20世纪70—80年代，本文作者之一在天津大学曾采用大气尘、人工尘为试验尘源测试空气过滤器的计重效率[8]。在整个操作过程中，测试前采样及对比组的滤膜和夹具干燥、称量，采样后的干燥、称量等环节均极为细致，采样速率为30 L/min时，采样时间有的长达3 h，称量采用了1/100 000，1/500 000的精密天平，测试全过程采样装置的传递、保管及操作要求很复杂，而测试结果的重复性不够理想。长期测试的结论是：对于中效以上性能的空气过滤器，采用计重法确定其过滤效率是不适宜、不经济的。这也正是1938—1999年的几十年中(自1938年美国国家标准局出台NBS大气尘比色效率法，至1999年美国国家标准协会、美国供暖制冷与空调工程师协会颁布ANSI/ASHRAE 52.2-1999以人工尘计数计径法取代大气尘比色效率法为止)，国际上中效空气过滤器的主导测试方法一直是比色效率法(dust spot efficiency)，计重法测试仅限于粗效过滤器的主要原因。

然而，艺术史的写作往往从形态学的角度来衡量艺术家是否具备独特的形态学意义。所谓开宗立派的大师，毕竟都是具备形态学意义的艺术家。不过，有一个问题必须厘清：是否所有的学生都需要，并且有能力进入形态学意义上的艺术史？

1) 由图2和图3可以看到，ISO 16890：2016标准所给定的城市或郊区大气气溶胶的体积离散分布曲线与S&P数模的体积离散分布曲线的走向一致。ISO 16890：2016标准所选定的粒径适用范围为0.3～10 μm，因此曲线成了倒马鞍形，有别于S&P数模的体积离散分布的双峰曲线。但ISO 16890：2016标准的大气气溶胶体积离散分布曲线的最低位置与S&P数模曲线相同：城市大气气溶胶离散体积分布的最低位置出现在di=1.4 μm，郊区出现在di=0.8 μm。ISO 16890：2016标准所给定的大气气溶胶离散体积分布的倒马鞍形曲线头尾两端分别靠近S&P数模双峰曲线2个峰值所对应的粒径位置，表明并未因为ISO 16890：2016标准缩小适用粒径范围而影响了大气气溶胶离散体积分布的固有规律。

ISO 16890：2016标准所规定的测试系统的主要技术参数、试验气溶胶等都与欧美现行标准相统一，因此欧美各主要空气过滤器制造商无需花大力气更改其测试系统及检测方法，只要辅以反映随粒径变化的大气气溶胶体积分布的计算编程，就可给出ISO 16890：2016标准所规定的受试空气过滤器的ePMx效率值。与此同时还可以给出其计径计数过滤效率值，与欧美现行、也被国际同行不同程度认同的一般通风用空气过滤器试验及分级标准至少是互不排斥或者说可兼容并存的。

2 关于大气气溶胶典型分布数学模型

ISO 16890：2016标准所选的大气气溶胶分布模型越具有普遍性、典型性，那么依其换算得出的结果就越接近空气过滤器过滤大气时的效果。但换一个角度来看，这并不是必需索求的最优目标。不同地域、不同发展水平、同一地点不同季节时大气环境千变万化，企图包罗万象地反映大气环境的状态，几乎是不可能的。而选择可用较简洁的数学表达式描述，又有一定代表性的大气气溶胶体积分布模型以便于工程应用，这应该是ISO 16890：2016标准编制组考虑问题的出发点和追求的目的。Seinfeld和Pandis提出的城市与郊区2种大气气溶胶体积分布双峰数学模型(以下简称“S&P数模”)，被认为基本符合期待的结果[13]。

2.1 ISO 16890：2016标准实际采用的大气气溶胶模型

考虑到一般通风用空气过滤器的实际需要和适用范围，以及常用光学粒子计数器的下限阈值，ISO 16890：2016标准有别于上述分布模型的是将粒径范围缩小到0.3～10 μm，而不是原模型的从0.01 μm至约100 μm的范围。笔者认为此项简略是符合工程应用的。

根据验收结果，需进一步采取降噪措施防止噪声扰民，应定期对在线仪器进行维护和校核，加强生产及环保设备的日常维护和管理，确保各项污染物长期稳定达标排放。

缩小粒径范围后，ISO 16890：2016标准实际采用的大气环境气溶胶数学模型，其体积分布究竟是何状况？与S&P数模的异同？另外，还值得关注的是其颗粒数量随粒径的分布又是什么情况？为此笔者进行了如下计算。S&P数模给出的城市及郊区大气环境气溶胶的体积分布系数为

 

(1)

式中为颗粒物累计体积分布系数；为相邻粒径挡的几何平均粒径；为相邻粒径挡的对数宽度。

由图1可见：城市与郊区的大气气溶胶的离散粒子体积分布呈碗形或倒马鞍形，城市与郊区的累计体积分布的走向基本相同，因城市细颗粒物所占份额高于郊区，因此图中城市累计体积分布曲线始终在郊区累计分布曲线之上。城市、郊区的大气气溶胶离散体积分布分别约在几何平均粒径0.84 μm和1.44 μm处降至最低；城市与郊区的体积分布的中值粒径分别约为1.40 μm和2.70 μm。从图1和表1还可看出，城市的粒子数量累计分布约在0.84 μm处、郊区约在1.44 μm处达到总量的99%以上。相应于几何平均粒径0.35 μm位置，城市与郊区的大气气溶胶的数量占0.3～10 μm范围内粒子总量的比例分别高达65%和62%，表明就数量中值粒径而言，无论是城市还是郊区，都在0.3 μm以下。

由式(1)可知，体积分布系数反映了粒径挡颗粒物体积占总体积的份额，若大气悬浮颗粒物是均质的，则体积分布系数即为质量分布系数。此外，体积分布系数与颗粒物数量分布系数之间存在如下比例关系：

 

(2)

笔者根据该标准按照S&P数模给出的大气气溶胶体积分布系数计算得到城市与郊区2种大气气溶胶的颗粒物数量与体积随粒径变化的离散和累计分布及其占总量的百分比，表1列出了离散分布系数及占总量的百分比。

 

表1 ISO 16890：2016标准所推荐的标准化大气尘的离散粒子体积分布和数量分布及其占总量的百分比

  

di/μmdi+1/μmdi/μm城市郊区q3u(di)体积比例/%Nu(di)数量比例/%q3r(di)体积比例/%Nr(di)数量比例/%0.300.400.350.2262713.385.2774365.140.094126.102.195261.900.400.550.470.1989111.761.9158623.650.083955.440.808622.800.550.700.620.158379.360.664508.200.074324.820.31188.790.701.000.840.115226.810.194402.400.070144.550.11833.341.001.301.140.085035.030.000620.010.076284.940.05151.451.301.601.440.076184.500.025130.310.088335.720.02960.841.602.201.880.080224.740.012070.150.108047.000.01630.462.203.002.570.099845.900.005880.070.137268.900.00810.233.004.003.460.126887.500.003100.040.1670810.830.00400.114.005.504.690.155569.200.001510.020.1954212.660.00190.055.507.006.200.1775710.500.000750.010.2167114.040.00090.037.0010.008.370.1915711.320.000330.000.2314315.000.00040.01合计1.691621008.101581001.543081003.5466100

注：di，di+1为相邻的粒径挡；下标u表示城市，r表示郊区。

笔者根据表1数据在单对数坐标纸上绘制了ISO 16890：2016标准用于按计数计径过滤效率换算为ePMx效率的典型大气尘的数量与体积随粒径的分布图，见图1。图1中横坐标为各粒径挡几何平均粒径，纵坐标为离散或累计颗粒数量或体积(质量)占总量的百分数。

  

图1 ISO 16890：2016标准用于换算的典型大气尘数量、质量或体积分布

西葫芦灰霉病一旦发病，就会造成较重损失。一般发病率6%-20%，严重时达35%以上。灰霉病主要为害花及果实，也可为害叶、茎。病菌多从凋萎的雌花开始侵染，使其腐烂，再侵染果实，染病的西葫芦起初顶尖褪绿，然后呈水渍状，逐渐软化，组织变黄，最后萎缩、软腐，产生灰色霉层，发病重者腐烂脱落。

虽说随着技术进步，在称重方面已有更简便、精确的电子设备等二次仪表，但其标定、误差及精度等方面尚有待更多的数据来论证其用于测定空气过滤器颗粒物过滤效率的可信度与适用性。ISO 16890：2016标准不采用直接计重法确定空气过滤器的ePMx，笔者认为是可以理解的，至少在现阶段是适宜的选择。

2.2 与S&P数模离散和累计体积分布的比较

笔者认为，ISO 16890：2016标准编制组虽然认可并选择S&P数模作为计算ePMx的依据，但又从工程应用需要及与现有常规技术相协调等因素考虑，将适用的粒径范围局限为0.3～10 μm，有别于S&P数模。那么是否影响所得结果？为便于比较，笔者依据计算所得数值绘制了适用于ISO 16890：2016标准的大气气溶胶体积分布曲线，并与S&P数模所提供的典型大气气溶胶分布曲线绘制在同一个单对数坐标图上，如图2，3所示。

2、针腐，多发生于幼苗立针期到2叶期，病苗心叶枯黄，叶片不展开，基部变褐，有时叶鞘上生有褐斑，病根也逐渐变为黄褐色。种子与幼苗基部交界处生有霉层，茎基软弱，易折断，育苗床中幼苗常成簇，成片发生与死亡。

1) 按ISO 16890：2016标准，1.0 μm及以下各挡采用DEHS为试验气溶胶，测试结果供计算ePM1用；1.0 μm及以上各挡采用KCl为试验气溶胶(见ISO 16890-2：2016标准第6.3.1及6.3.2款)[16]。该标准没有交待，对于1.0 μm挡按2种气溶胶测试，得出的计径计数效率值不等的情况下，在计算ePM2.5或ePM10时如何处理。何况采用2种气溶胶分粒径段进行试验也增添许多麻烦。再者并未见更多文献确实提出对PM1的评述与要求，而计算PM1所依据的1 μm的各挡计径计数效率正是以DEHS为试验气溶胶测定的。笔者建议，国内若制定ePMx有关标准，可以考虑采用单一试验气溶胶，我国标准GB/T 14295—2008《空气过滤器》既然采用KCl为试验尘源，又与ISO 16890：2016标准1.0 μm以上各挡的试验尘源相一致，那么国内新标准的试验气溶胶仍宜采用KCl。对原有按欧盟标准建立的测试系统，将尘源由DEHS改为KCl也不难。原有DEHS发尘装置可依旧保留，另增设一套KCl装置，万一确有用户要求按ISO 16890：2016标准试验，那么也可应对。

  

图2 ISO 16890：2016标准与S&P数模的城市大气气溶胶离散和累计体积分布

  

图3 ISO 16890：2016标准与S&P数模的郊区大气气溶胶离散和累计体积分布

2) 笔者认为，选择采用计径计数法的过滤效率值，再利用大气典型气溶胶体积分布函数进行换算得到ePMx的另一重要原因是：便于与国际现行的一般通风用空气过滤器测试标准EN 779：2012及ANSI/ASHRAE 52.2-2012相兼容、相协调。据说欧洲拟以ISO 16890：2016标准全面取代现有相关标准[9]，但所见正式文件[3]VI中将取代和替换的是ISO/TS 21220:2009标准[10]。若传说为真，笔者以为未必一定是明智之举，毕竟一般通风用空气过滤器并非仅用于关注颗粒物过滤效率的民用建筑，也广泛用于关注其计数过滤效率的洁净室和各类工业建筑，何况经过近20 a的经验积累，从业人员已熟悉和掌握现行国内外一般通风用空气过滤器测试标准及其分级，若彻底另起炉灶事必造成混乱[11]。ISO 16890：2016标准是欧美一些国家为主导颁布的一个交叉、妥协的产物。这种状况在其他相关国际新标准中也十分明显，如ISO 14644-1：2016有关洁净室等级的新规定[12]等，笔者认为中国未必亦步亦趋。

2) ISO 16890：2016标准的大气气溶胶离散体积分布曲线，无论是城市还是郊区，都处于S&P数模双峰曲线的下方，表明前者各对应粒径所占总量的份额均低于后者。这是因为S&P数模双峰曲线涉及范围为0.01～100 μm，而ISO 16890：2016标准规定大气气溶胶分布在所认定的0.3～10 μm范围内。与S&P数模双峰曲线相比，<0.3 μm和>10 μm范围的那些占大气气溶胶总体积份额较少或极少的部分被排除在外，这样一来ISO 16890：2016标准所认定范围内各粒径相应的体积分量占总量的份额反而下降。

问：“这些日子你丈夫没给你打电话？”刘珊珊冷冷地说：“没打，我们虽然是夫妻，却形同陌路，他已经出差半年多了，也不知道去了哪里！”江帆怀疑刘珊珊在骗他，吼道：“我老婆被你老公拐跑了，我今天是来找他算账的。找不到他，我就……”说着，又亮出了匕首！刘珊珊被吓出了眼泪，一脸无辜地哀求：“大哥，我真不知道。我根本管不了他！我连他手机都打不通。”江帆怒不可遏：“我快被你老公搞疯了，再找不到李辉，我就杀了你，看他回不回来……”江帆越说越激动，手中的匕首乱晃！

总体来看，ISO 16890：2016标准给出的城市、郊区大气气溶胶体积分布模型脱胎于S&P数模，但因限定了适应粒径范围而有别于反映大气气溶胶总体的S&P数模，ISO 16890：2016标准从关注对象的实际状况出发，从既有测试技术和工程需要着眼，收缩了粒径范围。其所排除的<0.3 μm的大部分颗粒随气流通过一般通风用空气过滤器时都将穿透过去，而为数有限的>10 μm的粒子基本都被阻留下来。这样一来，不仅可以使测试及计算工作量减轻，而且对一般通风用空气过滤器的过滤效率测试结果偏差有限。同时对于任何受试过滤器都置于此同等条件下，不存在因粒径适用范围收缩而影响受试过滤器过滤效率横向比较的问题。

3) 总而言之，ISO 16890：2016标准在国际上通行了20多年的人工尘计径计数效率基础上，利用典型大气尘体积分布数学模型，换算得出PM2.5等的计重过滤效率，是应予认可的明智做法，不但与现行标准相衔接，延续积累的经验，而且测试系统和方法也基本不变，同时可高效、便捷地获得当前对一般通风用空气过滤器在卫生健康和医疗等领域运用所期盼的ePMx值，所以说是一个应予赞赏和跟进的新标准。

3 ISO 16890：2016标准与现通行标准的关系

据说(笔者未见到正式文件)欧盟拟废除国际上通行20多年的EN 779一般通风用空气过滤器标准，以ISO 16890：2016标准取而代之[9]，笔者有如下看法。

3.1 关于取代现行国际标准的看法

固然一般通风用空气过滤器提供ePMx值对于当前人居环境空气质量日益恶化的现状极为必要，但一般通风用空气过滤器同时又是各类工业、科研用洁净室空调净化系统广泛使用的预过滤器、前置过滤器、回风过滤器。而这类建筑物和设施都是以单位体积空气中某个粒径悬浮颗粒物的数量来定级的。尽管末级过滤器一般采用高效、超高效空气过滤器作为系统的最终保障，但其使用寿命与预过滤器、前置过滤器等密切相关。至于较低洁净级别，如ISO 8级等，或采用亚高效过滤器的洁净室，其室内效果则可能直接受前置过滤器的影响。空气过滤器按计径计数效率的分级方式对这类应用场合显然直接得多，更何况已经在这方面积累了多年的选用、运行、维护经验，骤然废弃现行的这些标准，必将造成较大的混乱。既有的概念、经验将被打破，需要较长时期才能让业内人士逐步了解新标准所定分级在各类工程应用中的实际效果。与其这样，笔者认为眼下还不如两套马车并行，让业内人士有个消化、认识过程，过些年再决定是舍弃旧标准还是继续并行下去。所以笔者建议以人工尘计径计数效率分级的中国标准GB/T 14295—2008《空气过滤器》[15]依旧保留，宜对ePMx计重效率另起炉灶创建一个与ISO 16890：2016配套的新行业标准。

嵊县气候温和，雨量丰沛，盛产各种翠竹，早在2 000多年前，就有竹篮、竹箩的编织，在光绪年间达到鼎盛时期，后来逐渐形成了典雅精美的竹编工艺特色，达到了“中外竹编第一家”的境界，外销国内外各地，发展迅速。

笔者对上述意向表示理解的同时，也有些不同看法。

对以ISO 16890：2016标准取代EN 779的意向可以理解。一则实验方法及系统与现有的基本一致，ISO 16890：2016标准的实验报告中依旧包括空气过滤器去静电前后的初始状态各粒径挡的计数过滤效率值，可供参考，不至于影响既往选用空气过滤器的习惯和经验。随着对ISO 16890：2016标准按ePMx值分级的方法逐步熟悉，旧有的经验与新标准也会日渐协调起来。再者目标都是一般通风用空气过滤器，因此认为2套标准并存似无必要。

3.2 对我国制定相关标准的拙见

为满足国内市场要求和适应国际贸易需要，国内宜尽快制定与ISO 16890：2016标准并行的行业标准，此标准未必求全，不宜采纳近年来对国际标准一概“等同采用”的方式。依笔者之见，至少在以下一些方面可考虑有别于ISO 16890：2016标准。

“也就是说，你把不可能确定的太多的时间点放在一起去猜测，结果就会疑惑。所以，你要做的就是做好眼前的事，一步一步地按着每一个时间点走，把每一个时间点走好，你的疑惑就迎刃而解。”

2) 按ISO 16890：2016标准的规定，过滤器分级按组别加效率级别确定。组别有初始计重效率(ISO Coarse)和ISO ePM10，ISO ePM2.5，ISO ePM1等4挡。后3挡如前所述，是以去静电处理前后空气过滤器的平均人工尘计径计数效率为依据，采用典型大气气溶胶离散体积数学模型计算而得，而初始计重效率是用ISO 15957标准的L2试验尘，即所谓的亚利桑那州道路尘为尘源，按ISO 16890-3：2016的规定方法测得的[17]。在测定初始计重效率的同时，还进行阻力和积尘量的关系试验以及容尘量试验。

容尘能力关系到空气过滤器的使用寿命，是个重要的技术指标，标准试验尘长期以来主要是从美国购买，因为耗量、费用以及测试系统维护等问题，国内很少有生产商进行此项试验，这也是产品技术指标的短板。笔者认为此项测试从制定标准角度不可缺失，但在当前实际操作上又可采取灵活做法。按照ISO 16890-1：2016标准第6款(f)所述：“容尘量试验对ePM10，ePM2.5及ePM1空气过滤器均为可选项目”[3]6。

3) 国内若制定测试ePMx标准，空气过滤器除静电装置必需实际用起来，目前国内一般通风用空气过滤器基本上都以化纤材料为主要滤材，静电效应对过滤效率影响显著。我国地域广阔，各地气候条件差异明显，一年四季空气温湿度变化大，按ISO 16890：2016标准，用于计算ePMx的空气过滤器计数计径效率Ea应是除静电前后的平均值。这个环节笔者认为不可忽略，而且此项试验实现起来并不困难。

为配合ISO 16890：2016标准的规定，尘粒计数器增加0.3～10 μm范围内的粒径挡数量必不可免，但粒径挡位如何确定，需要业内人士与仪器制造商协调。笔者认为，旧有已为业内熟悉的0.5 μm，2 μm与5 μm粒径挡位宜予保留，而ISO 16890：2016标准所推荐的粒径挡位恰恰以与上述粒径挡相近的挡位替代，如0.5 μm粒径挡用0.55 μm粒径挡取代等，笔者认为不必一定效仿，将另文用计算数据对此予以讨论。

皇上说，有道是将在外君命有所不受，秀容月明不是不懂这个理，他是怕张家猛抢了他的功劳。这个密谕，我是不能发的。

总之，期盼主管部门、主要研究机构尽快组织人力，出台新的颗粒物过滤效率ePMx标准，不求一蹴而就，只要框架不歪，标准的细节可以随时予以修订补充，那种以往一个标准一拖十年八年不修不改的管理模式太不符合时代潮流了。

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