IECPAS 63086-3-12023 家用和类似用途的空气净化电器性能测量方法第3-1部分使用空气生物学试验箱的便携式空气净化器评估关键生物气溶胶减少率的方法标准立项发展报告

家用和类似用途的空气净化电器性能测量方法第3-1部分：使用空气生物学试验箱的便携式空气净化器评估关键生物气溶胶减少率的方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Householdandsimilarelectricalaircleaningappliances—Methodsformeasuringtheperformance—Part3-1:Methodforassessingthereductionrateofkeybioaerosolsbyportableaircleanersusinganaerobiologytestchamber摘要随着全球公共卫生事件的频发和人们对室内空气质量关注度的持续提升，空气净化电器已从可选消费品转变为家庭和办公场所的必备设备。然而，现有国际标准体系中对空气净化器性能的评估主要聚焦于颗粒物（PM2.5）、甲醛及气态污染物的去除能力，对生物气溶胶（如细菌、病毒、真菌孢子等）去除效果的标准化测试方法长期处于空白状态。IEC/PAS63086-3-1:2023《家用和类似用途的空气净化电器性能测量方法第3-1部分：使用空气生物学试验箱的便携式空气净化器评估关键生物气溶胶减少率的方法》作为国际电工委员会（IEC）发布的首个针对空气净化器生物气溶胶去除性能的公开可用规范（PAS），填补了这一关键领域的国际标准空白。本报告从标准立项背景与必要性、生物气溶胶健康风险评估、国内外标准化现状、标准核心技术内容、预期应用效益及后续标准化工作方向等维度，对该标准的立项与发展情况进行系统阐述，旨在为标准实施、行业应用及后续标准制修订工作提供参考依据。关键词：空气净化器；生物气溶胶；性能测试方法；空气生物学试验箱；IEC/PAS63086-3-1；国际标准；室内空气质量Keywords:aircleaner;bioaerosol;performancetestmethod;aerobiologytestchamber;IEC/PAS63086-3-1;internationalstandard;indoorairquality1引言1.1标准立项背景室内空气质量直接关系到人体健康。世界卫生组织（WHO）数据显示，全球约90%的人口生活在空气质量未达标的地区，室内空气污染每年导致约380万人过早死亡。在各类室内空气污染物中，生物气溶胶——即悬浮于空气中粒径介于0.01至100微米之间的生物源性微粒，包括细菌、病毒、真菌孢子、花粉及过敏原碎片等——因其可引发呼吸道感染、过敏反应及慢性炎症性疾病而受到广泛关注。2020年以来，新型冠状病毒肺炎（COVID-19）全球大流行极大地改变了公众对空气传播病原体的认知。科学研究已证实，SARS-CoV-2病毒可通过气溶胶途径在室内环境中远距离传播，这使得空气净化器在阻断病毒传播链中的作用被重新审视。美国疾病控制与预防中心（CDC）、欧洲疾病预防控制中心（ECDC）等权威机构纷纷建议在室内场所使用配备高效颗粒空气（HEPA）过滤系统的空气净化器作为降低病毒气溶胶浓度的辅助手段。在此背景下，空气净化器市场迎来了爆发式增长。根据市场研究机构Statista的数据，2022年全球空气净化器市场规模约为134.8亿美元，预计到2030年将增长至274.3亿美元，年复合增长率约为9.2%。然而，市场快速扩张的同时也带来了产品性能宣称混乱、测试方法不统一等突出问题，尤其体现在生物气溶胶去除能力的评价方面。1.2标准立项的必要性尽管IEC63086系列标准正在逐步建立空气净化器性能测试的完整框架，但截至IEC/PAS63086-3-1发布之前，尚无一项国际标准能够为空气净化器的生物气溶胶去除率提供统一、可重复、可比对的测试方法。这一标准化空白带来的问题包括：第一，性能宣称缺乏科学依据。诸多制造商在宣传中引用不同的测试条件、不同的生物指示物和不同的计算方法，导致消费者难以对不同品牌、不同型号产品的生物气溶胶去除能力进行横向比较。部分企业甚至引用非标准化的实验室数据进行市场宣传，容易对消费者产生误导。第二，监管和采购缺乏技术支撑。政府采购、医疗机构选型、公共建筑配套等环节需要基于统一标准的产品性能数据作为决策依据，但缺乏国际公认的测试方法使这一需求无法得到有效满足。第三，国际贸易面临技术壁垒。各国若自行制定生物气溶胶测试标准，将形成新的技术性贸易壁垒（TBT），增加制造商的产品合规成本，阻碍全球市场的健康流通。因此，制定一项科学、合理、可操作性强的生物气溶胶减少率测试国际标准，不仅是产业发展的迫切需求，也是保护消费者权益、促进公平贸易、提升公共卫生防护能力的必然要求。2生物气溶胶概述与健康风险2.1生物气溶胶的定义与分类生物气溶胶是指在空气中悬浮或沉降的生物源性颗粒物，其来源涵盖自然源（如土壤、水体、植被）和人为源（如供暖通风空调系统、农业活动、废弃物处理等）。根据生物学特征，生物气溶胶可分为以下几类：-细菌及其孢子：粒径一般为0.2~10μm，常见室内细菌包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌等。细菌孢子对干燥、高温和消毒剂具有较强抵抗力。-病毒：粒径一般为0.02~0.3μm，常以气溶胶团或附着于载体颗粒的形式悬浮。流感病毒、冠状病毒、呼吸道合胞病毒等均可通过气溶胶途径传播。-真菌及霉菌孢子：粒径一般为1~30μm，室内常见曲霉属、青霉属、链格孢属等。霉菌孢子不仅是过敏原，某些种类产生的真菌毒素对人体具有慢性毒性。-过敏原：包括尘螨排泄物碎片、宠物皮屑、花粉等，粒径可达数十微米。2.2健康影响生物气溶胶的健康效应取决于其浓度、粒径分布、生物学活性和暴露时间。短期高浓度暴露可导致急性呼吸道症状（如咳嗽、喘息、发热），长期低剂量暴露则与哮喘、过敏性鼻炎、慢性阻塞性肺疾病（COPD）及hypersensitivitypneumonitis（过敏性肺炎）的发生发展密切相关。世界卫生组织（WHO）和国际室内空气质量与健康学会（ISIAQ）均指出，控制室内生物气溶胶浓度是维护呼吸系统健康的重要措施。2.3空气净化器对生物气溶胶的去除机制便携式空气净化器去除生物气溶胶的主要机制包括：-物理过滤：HEPA过滤器通过拦截、惯性碰撞、扩散沉积等机制捕获颗粒物，对0.3μm以上颗粒的过滤效率不低于99.97%。-静电吸附：利用高压静电场使颗粒物带电并被集尘板捕获，对亚微米级气溶胶具有较高捕集效率。-紫外线杀菌（UV-C）：波长为254nm左右的紫外线可破坏微生物的核酸结构，使其失活。-光催化氧化（PCO）：利用TiO₂等光催化剂在紫外线或可见光照射下产生的活性氧物种杀灭或降解微生物。-等离子体技术：通过低温等离子体放电产生臭氧、羟基自由基等活性物质，对微生物具有灭活效果。不同净化技术对生物气溶胶的去除效率和适用条件差异显著，建立统一测试方法是科学评价和比较这些技术的必要前提。3国内外标准化现状3.1国际标准化组织及主要发达国家标准现状在国际电工委员会（IEC）层面，家用空气净化电器性能测量标准体系由IEC/TC59（家用电器性能）下设的SC59M（家用电器性能测试方法）技术委员会负责制定，目前已形成IEC63086系列标准框架。该系列包括：-IEC63086-1：家用和类似用途的空气净化电器性能测量方法——第1部分：通用要求（Generalrequirements）。该标准于2020年发布，规定了测试条件、测量不确定度、数据处理和报告格式等方面的通用要求。-IEC63086-2系列：针对颗粒物、气态污染物等特定污染物的去除性能测量方法。-IEC63086-3系列：针对微生物去除性能的测量方法。IEC/PAS63086-3-1:2023正是IEC63086-3系列中的首个发布部分，作为“公开可用规范”（PubliclyAvailableSpecification,PAS），其制定周期较正式国际标准更短（通常在2年内完成），旨在快速响应市场需求和公共卫生优先事项，为后续转化为完整的国际标准奠定基础。在中国，全国环境卫生标准化技术委员会（SAC/TC426）和中国家用电器研究院等机构已制定了多项空气净化器相关标准，包括：-GB/T18801-2022《空气净化器》：规定了空气净化器的术语和定义、分类、技术要求、试验方法和检验规则，其中包含气态污染物和颗粒物洁净空气量（CADR）的测试方法。该标准在2022年修订版中增加了对微生物去除能力的评价内容，但采用的是自然沉降法和采样培养法，与空气生物学试验箱方法存在差异。-GB21551.3-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能空气净化器的特殊要求》：规定了空气净化器的抗菌、除菌功能要求和试验方法。美国材料与试验协会（ASTMInternational）已制定发布ASTMF3055-14《便携式空气净化器对气溶胶颗粒物去除效率的试验方法》等标准，但在生物气溶胶方面，目前尚无专门针对空气净化器的标准化测试方法；日本工业标准调查会（JIS）虽在2008年发布了JISC9615《空气净化器》标准，并在后续修订中增加了微生物去除性能测试内容，但主要参考中国GB/T18801方法体系，测试条件与国际主流方法存在差异。3.2现有标准的不足与差距综合分析国内外现有标准状况，不难发现当前空气净化器生物气溶胶测试方法存在以下共性不足：1.测试生物指示物单一，缺乏覆盖细菌、病毒和真菌的代表性选择体系；2.测试箱体设计和气溶胶发生方法不统一，不同实验室之间的测试结果重现性差；3.采样方法多采用自然沉降法，对人类呼吸暴露风险评估的指导价值有限；4.对病毒气溶胶的测试能力有限，多数方法依据细菌和真菌构建，难以直接应用于病毒气溶胶的安全测试；5.缺乏对测试过程中生物气溶胶衰亡率的校正方法，导致测量结果可能低估或高估产品的真实效率。上述不足进一步说明了制定IEC/PAS63086-3-1的紧迫性和必要性。4IEC/PAS63086-3-1:2023标准核心内容解读4.1标准适用范围与定位IEC/PAS63086-3-1:2023适用于家用和类似用途的便携式空气净化器，其额定电压不超过250V（单相）或480V（多相）。标准重点规定了在受控空气生物学试验箱条件下，评估便携式空气净化器对关键生物气溶胶减少率的测试方法和计算程序。该标准是IEC63086-1通用要求的补充，因此在实施时应与IEC63086-1配合使用。4.2空气生物学试验箱设计试验箱是标准化测试的核心设备，其设计合理性直接影响测试结果的有效性和重现性。IEC/PAS63086-3-1在空气生物学试验箱方面作出了以下关键规定：-箱体材质与尺寸：试验箱内壁应采用不锈钢、玻璃等对微生物无毒性、无吸附性且易清洁消毒的材料制成。箱体内部容积不应小于3m³，以确保气溶胶在箱内充分混合并稳定悬浮（IEC63086-1要求测试舱容积为3m³~32m³，箱体结构宜采用立方体或长方体，高宽比建议为1:1.2:1.5左右）。箱体还应配备具有密封功能的操作手套箱或采样口，避免在测试过程中破坏箱内气溶胶浓度场的均匀性。-环境参数控制：测试期间箱内温度应控制在23℃±2℃（或25℃±2℃，依据被测产品标称适用条件确定），相对湿度控制在50%±5%RH。温度和湿度应持续监测并记录，必要时配备温湿度自动控制系统。温度和湿度的波动会影响微生物气溶胶的存活状况和沉降速率，从而影响测试结果的一致性。-气溶胶混合装置：箱内应安装循环风扇或搅拌风扇，使气溶胶在箱内充分混合并形成稳定的初始浓度分布。混合风扇应在气溶胶发生停止后继续运行1~2min以保证均匀度，在进入衰减测量阶段前关闭，以模拟真实室内环境中空气流动较弱的气溶胶自然衰减过程。-气溶胶发生与采样接口：试验箱应配备专用气溶胶发生接口和采样接口，接口的密封性和位置布置应确保气溶胶在箱内均匀扩散且采样具有代表性。发生接口和采样接口应避免正对设置，以减少射流和短路流对浓度均匀性的影响。4.3测试生物气溶胶选择标准规定使用具有代表性的“关键生物气溶胶”作为测试指示物，涵盖以下三大类：细菌类指示物：推荐使用革兰氏阳性菌——金黄色葡萄球菌（*Staphylococcusaureus*，常用菌株如ATCC6538）和革兰氏阴性菌——大肠杆菌（*Escherichiacoli*，常用菌株如ATCC8739或ATCC10536）。金黄色葡萄球菌对干燥和渗透压具有较强的耐受性，代表环境抵抗力较强的革兰氏阳性菌；大肠杆菌则对消毒因子较为敏感，两者组合可有效反映空气净化器对不同类型细菌的去除能力差异。病毒类指示物：推荐使用MS2噬菌体（*Escherichiacoli*bacteriophageMS2，ATCC15597-B1）作为病毒气溶胶的替代指示物。MS2噬菌体是一种无包膜的单链RNA病毒，粒径约为27nm，具有结构简单、培养安全、定量方法成熟等优势，已被广泛应用于水处理和空气过滤领域的病毒去除效率评价。选择无包膜病毒作为指示物具有重要的工程意义——无包膜病毒对环境因子的抵抗力通常强于有包膜病毒（如SARS-CoV-2、流感病毒等），因此MS2噬菌体的去除效率可视为对空气净化器病毒去除能力的保守估计。必要时，标准也允许采用有包膜病毒（如Φ6噬菌体）进行附加测试，但需在报告中明确标注测试条件。真菌类指示物：推荐使用黑曲霉孢子（*Aspergillusniger*spores，ATCC6275或类似菌株）。黑曲霉孢子粒径约为3~5μm，表面具有疏水性和色素保护层，对紫外线和氧化性消毒因子具有较强的抵抗力，是评估空气净化器真菌去除能力的合适指示物。对于测试菌液的制备，标准要求使用新鲜培养的菌体，并用无菌磷酸盐缓冲液（PBS）稀释至目标浓度。测试前应通过平板计数法确定初始菌液浓度，保证气溶胶发生系统在箱内产生的初始生物气溶胶浓度在10⁴~10⁶CFU（或PFU）/m³范围内，该浓度范围既能够确保采样计数的统计可靠性，又不会因初始浓度过高等因素导致微生物在悬浮过程中出现不可忽略的死亡或聚集。4.4测试程序标准规定的标准测试流程包括以下关键步骤：（1）箱体准备与消毒。在每次测试前，应对试验箱内部进行彻底的清洁和消毒，消除残留微生物和气溶胶颗粒的干扰。建议采用70%乙醇溶液擦拭内壁并结合紫外线照射不少于30min的消毒方式（紫外线强度等级应满足IEC63086-1的空气净化要求，即箱内空气净化至颗粒物背景浓度低于检出限后方可开展试验）。（2）气溶胶发生与初始浓度测量。采用气动雾化器（如Collison雾化器）或振动孔气溶胶发生器，将制备好的菌液雾化通入试验箱中。气溶胶发生时间一般为10~30min（依据菌液浓度和雾化速率确定），发生结束后关闭发生器并开启箱内混合风扇运行1~2min，使气溶胶在箱内均匀分布。随后进行初始浓度采样（时间点标记为t=0），采样流量一般为28.3L/min（对应安德森六级撞击采样器标准流量），采样时间为1~2min（依据预估浓度确定）。采样样品