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防护口罩测试标准的分析与思考
来源:未知     发布时间:2020-04-14 20:24    次浏览    大小:  16px  14px  12px
随着冶金、电力、能源、化学、钢铁、纺织印染等工业的高速发展,大量的有毒、有害物质被排放,加上各类交通工具在运行过程中向大气中排放的大量尾气等,造成了空气环境的大范围污染。我国近几年遭遇了极其严重的雾霾侵扰,其发生频率之高、波及面之广、污染程
随着冶金、电力、能源、化学、钢铁、纺织印染等工业的高速发展,大量的有毒、有害物质被排放,加上各类交通工具在运行过程中向大气中排放的大量尾气等,造成了空气环境的大范围污染。我国近几年遭遇了极其严重的雾霾侵扰,其发生频率之高、波及面之广、污染程度之严重,前所未有。
 
在此背景下,我国防护口罩尤其是PM2.5防护口罩受到了社会大众的广泛重视,其市场处于急速增长期。然而,由于相关标准不完备,导致这类产品的质量参差不齐,部分产品的防护效果不尽如人意,甚至可能损害消费者的身体健康。
 
目前,国内与防护口罩相关的标准主要有GB 2626—2006《呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》[1]、GB 19083—2010《医用防护口罩技术要求》、YY 0469—2011《医用外科口罩》、YY/T 0969—2013《一次性使用医用口罩》、TAJ 1001—2015《PM2.5防护口罩》[2]和GB/T 32610—2016《日常防护型口罩技术规范》等。其中,部分测试标准主要针对医用口罩等产品,市售的民用防护口罩则主要按照GB 2626—2006《呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》进行测试。团体标准TAJ 1001—2015《PM2.5防护口罩》和国家推荐性标准GB/T 32610—2016《日常防护型口罩技术规范》,是为有效保护和评估民用防护口罩的性能而发布的。
 
1 口罩分类及用途
1.1 普通纸口罩
这类口罩为一次性用品,只能够阻挡尺寸较大的微粒,隔离病菌和病毒的能力有限,可以在电子制造业、无尘车间、食品加工、学校等场合使用。
 
1.2 防尘口罩
这类口罩只能够过滤粒径较大的颗粒,较适合于平时做清洁等相关工作时使用。
 
1.3 外科口罩
外科口罩主要由3层无纺布构成,可阻挡90%以上粒径为5.000 μm的颗粒,需每天及时更换,主要适合有呼吸道疾病的人群使用或在医院、电影院等不通风的场所使用。
 
1.4 活性碳口罩
这类口罩常被用来吸附有毒、有害化学物质或粉尘,通常不具备杀菌功能,主要适合在喷漆或喷洒农药时使用。
 
1.5 N95口罩
这类口罩符合美国国家职业安全及健康协会标准(NIOSH)N95的要求,能够阻隔的颗粒物直径可小至0.300 μm。这类口罩通常呼吸阻力较高,可在雾霾较严重时供人们短时间佩戴。
 
2 国内外相关标准的过滤效率测试条件
目前国外防护口罩的测试标准主要有美国NIOSH 42 CFR-84《呼吸防护装置》[3]、欧盟BS EN 149:2001《呼吸防护装置 颗粒防护用过滤半面罩 要求、测试和标签》[4]和澳洲AS/NZS 1716:2003《呼吸防护装置》[5]等。此外,日本在2005年颁布了0207006号法令,也规定了防尘口罩的测试条件。
 
表1列出了美国和欧盟的口罩分级及过滤效率测试条件。由表1可以看出,美国针对防护对象类型,将防护装置的过滤元件分为3类,即N、R和P系列。其中,N系列适用于防护非油性颗粒物,R和P这两个系列则可用于防护油性或非油性颗粒物。欧盟对过滤元件未进行分类。在考量过滤元件的过滤效率时,美国和欧盟分别按照不同的预处理条件和测试条件进行分级评定。与美国标准相似,日本标准也针对过滤元件,按照过滤非油性颗粒(RS系列)和过滤油性及非油性颗粒(RL系列)进行了分类,RS1/RL1的过滤效率≥80.00%,RS2/RL2的过滤效率≥95.00%,RS3/RL3的过滤效率≥99.90%。澳洲标准则直接将过滤元件分为3个等级P1、P2和P3,P1的过滤效率≥80.00%,P2的过滤效率≥94.00%,P3的过滤效率≥99.95%。
国内同样针对防护口罩出台了一系列的标准,并随着口罩材料的发展和社会需求的变化,不断地更新和完善相关标准。目前,针对防护口罩的过滤效率测试,主要参照GB 2626—2006《呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》进行。该标准在颗粒物检测方面、在技术要求和测试方法上,都较其替代标准有较大程度的提高,对测试对象的分类也更加具体、有效。但是,由于防护口罩与人的口鼻存在直接接触,因此在测试民用防护口罩时还需要考虑微生物、pH值、可分解致癌芳香胺染料等项目,以更加有效地保障佩戴符合该标准要求的防护口罩的普通群众的身体健康。基于此,行业协会和国家分别发布了TAJ 1001—2015《PM2.5防护口罩》和GB/T 32610—2016《日常防护型口罩技术规范》2个标准。表2给出了3个国内标准的口罩分级及过滤效率测试条件。新出台的2个标准均不对过滤元件进行分类,而且对过滤元件的过滤效率进行了调整,并重新命名了过滤等级,但对过滤效率的预处理条件和测试条件的修改不大。值得一提的是,2个新标准将过滤元件的最大加载量由(200±5)mg调整为30 mg。
除此之外,新发布的2个标准更加关注安全环保方面的项目,增加了色牢度、pH值、甲醛含量、可分解致癌芳香胺染料、环氧乙烷残留量和微生物等项目。GB/T 32610—2016《日常防护型口罩技术规范》还根据口罩的防护性能,将防护效果由高到低分为A级(严重污染)、B级(严重及以下污染)、C级(重度及以下污染)和D级(中度及以下污染),各级在对应的空气污染环境中应均能满足使用者吸入的PM2.5的浓度值降低至≤75 μg/m3(空气质量指数类别良及以上)的要求。其中,针对不同级别的口罩的防护效果,要求过滤效率:A级≥90.00%、B级≥85.00%、C级≥75.00%、D级≥65.00%。2个新标准在这个部分进行了细分,能够更好地评价口罩的防护效果,有利于指导消费者在雾霾程度不同的天气下佩戴合适过滤效率和呼吸阻力的防护口罩。
 
3 对现行国内标准的思考
尽管目前国内制定了防护口罩尤其是民用防护口罩的标准,并不断根据实际情况加以完善,同时制定并发布新的标准,但是对于国内现行标准体系来说,在有些方面仍然需要继续改善。
 
3.1 湿度
在防护口罩的实际使用过程中,由于区域性和季节性的差异,温度和湿度的变化范围较宽,按照标准中的测试条件,难以准确地模拟防护口罩在实际使用中的过滤效率和防护效果,从而影响消费者的使用感官体验和实际防护效果。因此,可以在防护效果项目测试中增加温湿度尤其是湿度变化的因素,以正确考察防护口罩的防护能力。
 
3.2 舒适性
针对目前防护口罩的使用范围广泛的特点,应该进一步细分终端产品的应用分类,进而在保证足够的防护效果时,能够兼顾使用者佩戴过程中的舒适性(低的呼吸阻力)。比如在日常使用中,对KN类口罩可适当提高呼吸舒适性的要求。又如在厨房使用中,由于厨房内颗粒物的初始浓度较高,口罩佩戴时间也较短,对KP类口罩需严格要求其过滤效率。因此,需要对不同使用环境下的防护口罩的性能要求进行细化、区分。
 
3.3 二次污染
使用者佩戴防护口罩后,呼吸时所携带的水汽容易附着在口罩内壁上,可能使得PM2.5中附着的细菌和病毒获得滋养,使防护口罩成为细菌和病毒的培养皿,从而受到二次污染的威胁。因此,可以考虑增加模拟此种情况的测试条件。
 
3.4 测试头模代表性
防护口罩涉及与人体面部贴合的漏气性和呼吸透气性指标,因此测试头模的选择要有足够的代表性,口罩尺寸分级也要更细致。也就是说,测试头模设计需要充分考虑国内使用人群的面部尺寸特点。对此可进行大范围调研,设计出更具代表性的成年人和儿童的测试头模,以利于防护口罩生产企业进行呼吸防护用品的设计,以及第三方检测机构开展相关的测试工作。
 
3.5 呼吸阻力
有呼吸系统疾病的人和老年人不宜佩戴呼吸阻力较大的防护口罩。由于儿童的身体特征差异较大,有关呼吸阻力影响他们成长的医学数据还不完善。因此,单独、简单地设置儿童用防护口罩的呼吸阻力限定值就显得不那么客观和实际。可按照欧洲标准对不同等级的防护口罩设定不同的呼吸阻力要求。
 
4 结语
本文通过比对分析了国内外尤其是国内有关防护口罩的测试标准,提出了在标准体系建设中需要考虑和重视的方面,有助于为进一步细分防护口罩标准提供一定的参考,从而为保障佩戴者的健康提供更适合的依据。