GB/T 47074-2026 颗粒 气溶胶采样滤膜截留效率测试方法

　　ICS 19. 120 CCS A 28

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 47074—2026

　　颗粒 气溶胶采样滤膜截留效率测试方法

　　Particle—Testmethod forcollection efficiency ofaerosolsamplingfilter

　　2026-01-28发布 2026-08-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

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　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国颗粒表征与分检及筛网标准化技术委员会(SAC/TC168)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 :青岛市计量技术研究院 、青岛众瑞智能仪器股份有限公司 、青岛崂应海纳光电环保集团有限公司 、武汉天虹环保产业股份有限公司 、青岛明华电子仪器有限公司 、青岛容广电子技术有限公司 、中国计量科学研究院 、帕刺斯仪器(上海)有限公司 、思拓凡生物科技(杭州)有限公司 、杭州科百特过滤器材有限公司 、国家纳米科学中心 、青岛市标准化研究院 、山东省计量科学研究院 、张家港长三角生物安全研究中心 、北京实安科技有限公司 、北京航空航天大学 、北京市计量检测科学研究院 、上海市计量测试技术研究院有限公司 、福建省计量科学研究院 、中国测试技术研究院化学研究所 。

　　本文件主要起草人 :邹亚雄 、张明 、刘凯 、张文阁 、李昭勇 、刘巍 、邵绪洋 、范新峰 、王悦 、陶锡 、王雪峰 、宋成 、鲁江峰 、周兰 、李兆军 、王婷 、高捷 、任晓庆 、周蕾 、李劲松 、李兴华 、张国城 、李亚飞 、赵晓宁 、贺强强 、刘玉萍 、黄志煌 、张雯 。

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　　引 言

　　气溶胶采样滤膜(以下简称 “滤膜 ”)主要用于采集空气或其他气体中的颗粒物 , 以进行后续的称重或样品分析 。滤膜广泛应用于环境监测 、公共卫生和职业健康等领域 。

　　截留效率反映了采样过程中颗粒物被滤膜截留的比例 ,是滤膜的一个主要性能指标 。一般要求滤膜对 0. 3 μm 颗粒的截留效率在 99%及以上 。

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　　颗粒 气溶胶采样滤膜截留效率测试方法

　　1 范围

　　本文件描述了气溶胶采样滤膜截留效率的两种测试方法 :颗粒计数法和质量浓度法 。

　　本文件适用于气溶胶采样滤膜(以下简称 “滤膜 ”)截留效率的测试 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 16418 颗粒系统术语

　　GB/T 31159 大气气溶胶观测术语

　　JJF 1562 凝结核粒子计数器校准规范

　　3 术语、定义和缩略语

　　3. 1 术语和定义

　　GB/T 16418和 GB/T 31159界定的术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1. 1

　　截留效率 collection efficiency

　　在给定的测试条件下 ,试验气溶胶通过滤膜时被截留的颗粒物的比例 。

　　注 : 通常用滤膜上游与下游气溶胶浓度之差与上游气溶胶浓度的比值(百分数)表示 。

　　3. 1.2

　　滤膜面速度 filter facevelocity

　　通过滤膜的气体流量除以滤膜的过滤面积 。

　　[来源 :ISO 11057:2011,2. 3,有修改] 3. 1.3

　　阻力 resistance

　　在一定试验流速或流量条件下 ,滤膜前后的静压差 。

　　[来源 :GB/T 6165—2021,3. 1. 4,有修改] 3. 1.4

　　试验气溶胶 testaerosol

　　用于滤膜截留效率测试的气溶胶 。

　　[来源 :ISO 29464:2024,3. 2. 10,有修改] 3. 1.5

　　相关系数 correlation factor

　　在试验系统未安装被测滤膜及保持气溶胶浓度稳定的情况下 ,上下游浓度测量值的比值 。

　　[来源 :GB/T 6165—2021,3. 1. 28,有修改]

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　　3.2 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件 。

　　CF:相关系数(correlation factor)

　　CPC:凝结核粒子计数器(condensation particle counter)

　　DEHS:癸二酸二辛酯(di-ethyl-hexyl-sebacate)

　　DEMC:差分电迁移率分级器(differential electrical mobility classifier)

　　DMAS:差分迁移率分析系统(differential mobility analyzing system)

　　MMD:质量中位径(mass median diameter)

　　PAO:聚 α-烯烃(poly-alpha-olefin)

　　4 一般要求

　　4. 1 测试环境

　　环境温度 23 ℃ ±5 ℃ ,相对湿度不大于 75% ,试验期间温度波动不超过 ±2 ℃ ,相对湿度波动不超过 ±5% 。实验室内应无其他尘源和振动源 。

　　4.2 滤膜样品

　　对同一批滤膜 ,样品数量不少于 6个 。样品上不应出现折痕 、褶皱 、孔洞或其他异常现象 。样品尺寸为 200 mm×200 mm。对于尺寸较小的成品滤膜(如直径为 90 mm 和 47 mm 的滤膜) ,可直接采用成品滤膜作为样品 。测试报告中应注明样品尺寸 。

　　测试前滤膜样品应在符合 4. 1要求的试验环境中至少放置 1 h。

　　4.3 滤膜夹具

　　4.3. 1 滤膜夹具与试验气溶胶接触的部分应保持清洁 、耐腐蚀 、导电并接地 。 夹持滤膜时不应产生泄漏或对滤膜测试部位产生不良影响 。滤膜夹具可提供气溶胶浓度与差压的测量接 口 。金属丝网可用来支撑滤膜样品 。

　　4.3.2 滤膜夹具示例如图 1所示 , 由可移动的上夹具和固定的下夹具组成 。夹具内径为(113±1) mm,上下夹具闭合后的有效通气面积为(100±2) cm2 。对于尺寸较小的成品滤膜 ,滤膜夹具可采用其他合适的结构形式 。

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　　标引序号说明 :

　　1— 上夹具(可移动) ; 5— 上游采样 ;

　　2— 下夹具(固定) ; 6— 下游采样 ;

　　3— 试验气溶胶入 口 ; 7— 差压测量点 ;

　　4— 试验气溶胶出 口 ; 8— 夹具内径测量部位 。

　　图 1 滤膜夹具示例

　　4.4 测试流量和滤膜面速度

　　截留效率测试时 通 过 滤 膜 的 试 验 气 溶 胶 流 量 和 流 速 应 在 检 测 前 与 客 户 商 定 。 对 于 200 mm × 200 mm 的样品 ,推荐 32 L/min 的测试流量和 100 cm2 的滤膜过滤面 积(滤 膜 面 速 度 为 5. 33 cm/s) 。对于尺寸较小的成品滤膜 ,可使用与实际采样相同的滤膜夹具和流量 。测试报告中应注明流量 、滤膜过滤面积或滤膜面速度等测试条件 。

　　5 颗粒计数法

　　5. 1 概述

　　发生 0. 3 μm(MMD)的液体(准)单分散试验气溶胶 ,经过调节 、中和 、混匀后导入滤膜夹具并以规定流量通过被测滤膜 ,试验气溶胶中的大部分颗粒被滤膜截留 。在滤膜的上游和下游对试验气溶胶进行采样 ,测量滤膜上游和下游的气溶胶数量浓度 ,利用测量结果计算滤膜截留效率 。

　　5.2 试剂和材料

　　5.2. 1 试验气溶胶可选择 DEHS、PAO、低黏度石蜡油等气溶胶材料 ,相关性能数据见附录 A。

　　5.2.2 试验用压缩空气应进行净化及干燥处理 。

　　5.3 测试装置

　　典型颗粒计数法测试装置如图 2所示 ,主要设备包括 。

　　a) 气溶胶发生器 。可发生亚微米级油性气溶胶 ,试验气溶胶颗粒的粒径与浓度应可调并满足测试要求 。

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　　b) 差分电迁移率分级器(DEMC) 。可对指定粒径范围的气溶胶颗粒进行筛选 , 提高试验气溶胶的单分散性 ,消除或降低异常颗粒的干扰 。

　　c) 气溶胶中和器 。可选用放射性同位素 、软 X射线 、电晕放电等电离源 ,用于中和带有静电电荷的试验气溶胶 ,使其达到玻尔兹曼平衡 。

　　d) 气溶胶稀释器 。在上游采样点和颗粒计数器之间接入气溶胶稀释器 ,使得稀释后的气溶胶浓度低于颗粒计数器单颗粒计数模式的测量上限 。

　　e) 凝结核粒子计数器(CPC) 。 可用 2 台 CPC 同时测量滤 膜 上 下 游 气 溶 胶 的 数 量 浓 度 , 也 可 用1 台 CPC先 后 在 滤 膜 的 上 下 游 分 别 测 量 气 溶 胶 的 数 量 浓 度 。 CPC 的 计 量 特 性 应 符 合JJF 1562 的要求 。

　　f) 滤膜夹具 。见 4. 3。

　　g) 泵及流量测控系统 。提供稳定的测试流量 。测试流量与规定流量偏差不超过 5% ,测试期间流量稳定性优于 2% 。

　　h) 调节装置 。包括压缩空气的调节(如压力调节等)和试验气溶胶的调节(如溶剂蒸发等) 。

　　i) 差压传感器(可选) 。用于测量滤膜上下游的压力差 。

　　j) 控制与数据处理系统 。执行系统控制 、数据采集 、记录 、计算与输出等功能 。

　　图 2 典型颗粒计数法测试装置示意图

　　5.4 测试程序

　　5.4. 1 测试准备

　　测试前 ,除了按照装置及设备的使用说明进行检查和准备外 ,还包括(不限于)以下工作 :

　　a) 检查样品是否符合 4. 2 的要求 。

　　b) 按照测试装 置 或 气 溶 胶 发 生 器 使 用 说 明 的 要 求 准 备 气 溶 胶 材 料(例 如 , 制 备 DEHS-异 丙 醇溶液) 。

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　　c) 检查装置各部分的气密性 ,应无泄漏 。

　　d) 开机稳定后 ,检查测试流量的偏差和稳定性是否符合 5. 3g)的要求 。

　　注 : 测试流量是指通过滤膜的气溶胶实际流量 。根据下游浓度采样点相对于流量测量点的位置 ,测试流量可能与流量计测得的流量并不相等 , 因此 ,在确定测试流量时可能需要考虑 CPC采样流量的影响 。

　　e) 在关闭气溶胶发生器的情况下 ,通过测量上游的颗粒计数浓度检查过滤空气的洁净度 ,应小于

　　0. 4 个/cm3 。

　　f) 对于配备单台 CPC 的测量装置 ,发生浓度位于 CPC测量范围的试验气溶胶 ,在不安装滤膜的情况下闭合滤膜夹具 ,待试验气溶胶稳定后分别测量上下游气溶胶采样点的浓度 ,相差不应超过平均值的 5% 。

　　g) 对于配备两台 CPC 的测量装置 ,发生浓度位于 CPC测量范围的试验气溶胶 ,在不安装滤膜的情况下闭合滤膜夹具 ,待试验气溶胶稳定后同时测量上下游气溶胶的浓度 ,将下游浓度与上游浓度的比值记为 CF值 。

　　h) 可选择参考滤膜进行测试 ,并与参考值或之前试验结果进行比对 , 以验证试验装置的稳定性 。对于检查和准备工作中发现的问题 ,应采取适当的措施予以解决 。

　　5.4.2 测试步骤

　　5.4.2. 1 使用气溶胶发生器和气溶胶材料产生多分散初级气溶胶 。宜控制初级气溶胶的浓度和粒径分布 , 以适应后续 DEMC分级的需要 , 降低带有多个电荷的大颗粒对分级的影响 。

　　5.4.2.2 调 整 DEMC 的 参 数 , 对 初 级 气 溶 胶 进 行 分 级 , 产 生 的 试 验 气 溶 胶 粒 径 中 位 值 (MMD) 为(0. 30±0. 03) μm , 粒径分布的几何标准偏差 σg≤1. 3。上述粒径分布可用 DMAS验证 。

　　5.4.2.3 取一张滤膜样品进行预试验 。将滤膜安放在滤膜夹具上 , 闭合夹具检查应无漏气现象 。按照下述原则调整试验气溶胶的浓度 ,确定 CPC采样时间 :

　　a) 应在确保滤膜下 游 气 溶 胶 浓 度 不 超 过 CPC测 量 上 限 的 前 提 下 选 择 尽 可 能 高 的 试 验 气 溶 胶浓度 ;

　　b) 试验气溶胶浓度和 CPC采样时间的组合应使滤膜下游 CPC至少计数 100个颗粒 ;

　　c) 应根据 CPC 的使用说明选择尽可能短的采样时间 , 以防颗粒积累效应影响到 截 留 效 率 测 试数据 。

　　5.4.2.4 按照预试验确定的试验气溶胶浓度和 CPC采样时间逐一测试每张滤膜样品的上下游气溶胶浓度 。

　　使用一台 CPC时 ,需要在上下游之间切换 。上下游切换时 ,应使用洁净空气对 CPC进行净吹 , 以便在开始测量下游浓度之前 ,CPC 的计数浓度已经下降到能可靠测定滤膜下游气溶胶浓度的水平 。

　　使用两台 CPC时 ,上下游应同步采样 。

　　5.5 数据处理

　　5.5. 1 使用一台 CPC测量时 ,按照公式(1)计算滤膜截留效率 。

　　E …………………………( 1 )

　　式中 :

　　E — 滤膜截留效率 ;

　　CN,d — 下游气溶胶浓度 ,单位为个每立方厘米(个/cm3 ) ;

　　Fd — 上游气溶胶稀释倍数 ;

　　CN,u — 上游气溶胶浓度 ,单位为个每立方厘米(个/cm3 ) 。

　　5.5.2 使用两台 CPC测量时 ,按照公式(2)计算滤膜截留效率 。CF 值按 5. 4. 1g)测定 ,按公式(3)计算 。

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　　E

　　CF …………………………( 3 )

　　式中 :

　　E — 滤膜截留效率 ;

　　CN,d — 下游气溶胶浓度 ,单位为个每立方厘米(个/cm3 ) ;

　　Fd — 上游气溶胶稀释倍数 ;

　　CN,u — 上游气溶胶浓度 ,单位为个每立方厘米(个/cm3 ) ;

　　CF — 相关系数 ;

　　CN,d,p — 按 5. 4. 1g)测得的下游气溶胶浓度 ,单位为个每立方厘米(个/cm3 ) ;

　　CN,u,p — 按 5. 4. 1g)测得的上游气溶胶浓度 ,单位为个每立方厘米(个/cm3 ) 。

　　5.5.3 计算除预试验外其他全部样品滤膜截留效率的算术平均值 。

　　5.5.4 算术平均值计算结果修约至小数点后 2位 。若计算结果大于或等于 99. 995% ,按 >99. 99%报告结果 。

　　6 质量浓度法

　　6. 1 概述

　　发生 0. 3 μm(MMD)的液体多分散试验气溶胶 ,经过调节 、混匀后导入滤膜夹具并以规定流量通过被测滤膜 ,试验气溶胶中的大部分颗粒被滤膜截留 。在滤膜的上游和下游对试验气溶胶进行采样 ,测量滤膜上游和下游的气溶胶质量浓度 ,利用测量结果计算滤膜截留效率 。

　　6.2 试剂和材料

　　6.2. 1 试验气溶胶可选择 DEHS、PAO、低黏度石蜡油等气溶胶材料 ,相关性能数据见附录 A。

　　6.2.2 试验用压缩空气应进行净化及干燥处理 。

　　6.3 测试装置

　　典型质量浓度法测试装置如图 3所示 。 主要设备包括 :

　　a) 气溶胶发生器 。可发生亚微米级油性气溶胶 ,试验气溶胶颗粒的粒径与浓度应可调并满足测试要求 。

　　b) 质量浓度测量仪 。可用 2 台气溶胶光度计同时测量滤膜上下游气溶胶的质量浓度 ,也可用 1台气溶胶光度计先后在滤膜的上下游分别测量气溶胶的质量浓度 。气溶胶光度计的动态范围宜为 0. 001 mg/m3 ~ 200 mg/m3 。

　　c) 滤膜夹具 。详见 4. 3。

　　d) 抽气泵及 流 量 测 控 系 统 。 提 供 稳 定 的 试 验 气 溶 胶 流 。 测 试 流 量 与 规 定 流 量 偏 差 不 超 过5% ,测试期间流量稳定性不超过 2% 。

　　e) 调节装置 。包括压缩空气的调节(如压力调节等)和试验气溶胶的调节(如气溶胶的稳定等) 。

　　f) 差压传感器(可选) 。用于测量滤膜上下游的压力差 。

　　g) 控制与数据处理系统 。执行系统控制 、数据采集 、记录 、计算与输出功能 。

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　　图 3 典型质量浓度法测试装置示意图

　　6.4 测试程序

　　6.4. 1 测试准备

　　测试前 ,除了按照装置及设备的使用说明进行检查和准备外 ,还包括(不限于)以下工作 :

　　a) 检查样品是否符合 4. 2 的要求 。

　　b) 按照测试装置或气溶胶发生器使用说明的要求准备气溶胶材料 。

　　c) 检查装置各部分的气密性 ,应无泄漏 。

　　d) 开机稳定后 ,检查测试流量的偏差和稳定性是否符合 6. 3d)的要求 。

　　注 : 测试流量是指通过滤膜的气溶胶实际流量 。根据下游浓度采样点相对于流量测量点的位置 ,测试流量可能与

　　流量计测得的流量并不相等 , 因此 ,在确定测试流量时可能需要考虑气溶胶光度计采样流量的影响 。

　　e) 调零 。将过滤后的洁净空气通入气溶胶光度计 ,调整光度计的读数为零 。

　　f) 对于配备单台气 溶 胶 光 度 计 的 测 量 装 置 , 发 生 浓 度 位 于 气 溶 胶 光 度 计 测 量 范 围 的 试 验 气 溶胶 ,在不安装滤膜的情况下闭合滤膜夹具 ,待试验气溶胶稳定后分别测量上下游气溶胶采样点的浓度 ,相差不应超过 5% 。

　　g) 对于配备两台气溶胶光度的测量装置 ,发生浓度位于气溶胶光度计测量范围的试验气溶胶 ,在不安装滤膜的情况下闭合滤膜夹具 ,待试验气溶胶稳定后同时测量上下游气溶胶浓度 ,将下游浓度与上游浓度的比值记为 CF值 。

　　h) 可选择参考滤膜进行测试 ,并与参考值或之前试验结果进行比对 , 以验证试验装置的稳定性 。对于检查和准备工作中发现的问题 ,应采取适当的措施予以解决 。

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　　6.4.2 测试步骤

　　6.4.2. 1 使用 气 溶 胶 发 生 器 和 气 溶 胶 材 料 产 生 多 分 散 气 溶 胶 。 试 验 气 溶 胶 粒 径 中 位 值 (MMD) 为(0. 30 ±0. 03) μm , 粒径分布的几何标准偏差 σg≤1. 6。上述粒径分布可用 DMAS验证 。试验气溶胶的浓度宜不低于 100 mg/m3 。

　　6.4.2.2 取一张滤膜样品进行预试验 。将滤膜安放在滤膜夹具上 , 闭合夹具检查应无漏气现象 。应根据气溶胶光度计的使用说明选择尽可能短的采样时间 , 以防颗粒积累效应影响到截留效率测试数据 。

　　6.4.2.3 按照预试验确定的气溶胶光度计采样时间逐一测试每张滤膜样品的上下游气溶胶浓度 。

　　使用一台光度计时 ,需要在上下游之间切换 。上下游切换时 ,应使用洁净空气对气溶胶光度计进行净吹 , 以便在开始测量下游浓度之前 ,气溶胶光度计的浓度已经下降到能可靠测定滤膜下游气溶胶浓度的水平 。

　　使用两台光度计时 ,上下游应同步采样 。

　　6.5 数据处理

　　6.5. 1 使用一台气溶胶光度计测量时 ,按照公式(4)计算滤膜截留效率 。

　　E …………………………( 4 )

　　式中 :

　　E — 滤膜截留效率 ;

　　CM ,d — 下游气溶胶浓度 ,单位为毫克每立方米(mg/m3 ) ;

　　CM ,u — 上游气溶胶浓度 ,单位为毫克每立方米(mg/m3 ) 。

　　6.5.2 使用两台气溶胶光度计测量时 ,按照公式(5) 计 算 滤 膜 截 留 效 率 。CF 值 按 6. 4. 1g) 测 定 , 按 公式(6)计算 。

　　E

　　CF …………………………( 6 )

　　式中 :

　　E — 滤膜截留效率 ;

　　CM ,d — 下游气溶胶浓度 ,单位为毫克每立方米(mg/m3 ) ;

　　CM ,u — 上游气溶胶浓度 ,单位为毫克每立方米(mg/m3 ) ;

　　CF — 相关系数 ;

　　CM ,d,p — 按 6. 4. 1g)测得的下游气溶胶浓度 ,单位为毫克每立方米(mg/m3 ) ;

　　CM ,u,p — 按 6. 4. 1g)测得的上游气溶胶浓度 ,单位为毫克每立方米(mg/m3 ) 。

　　6.5.3 计算除预试验外其他全部样品滤膜截留效率的算术平均值 。

　　6.5.4 算术平均值计算结果修约至小数点后 2位 。若计算结果大于或等于 99. 995% ,按 >99. 99%报告结果 。

　　7 测试报告

　　测试报告应包含但不限于以下信息 。

　　a) 样品信息 。

　　1) 样品名称 ;

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　　2) 滤膜类型 ;

　　3) 样品规格 ;

　　4) 样品数量 ;

　　5) 制造商名称 ;

　　6) 生产日期或出厂编号 。

　　b) 测试信息 。

　　1) 测试日期 ;

　　2) 本文件编号 ;

　　3) 测试方法(颗粒计数法或质量浓度法) ;

　　4) 滤膜面速度或测试流量 、过滤面积 ;

　　5) 试验气溶胶的说明 。

　　c) 测试结果 :滤膜截留效率的算术平均值 。

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　　附 录 A

　　(资料性)

　　气溶胶材料相关性能数据

　　气溶胶材料相关性能数据见表 A. 1。

　　表 A. 1 气溶胶材料相关性能数据(20℃ ) a

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　　参 考 文 献

　　[1] GB 2626—2019 呼吸防护 自吸过滤式防颗粒物呼吸器

　　[2] GB/T 6165—2021 高效空气过滤器性能试验方法 效率和阻力

　　[3] GB/T 18204. 2—2025 公共场所卫生检验方法 第 2 部分 :化学性指标

　　[4] GB/T 18883—2022 室内空气质量标准

　　[5] GB/T 39193—2020 环境空气 颗粒物质量浓度测定 重量法

　　[6] HJ 618—2011 环境空气 PM10和 PM2. 5 的测定 重量法

　　[7] HJ 653—2021 环境空气颗粒物(PM10和 PM2. 5 )连续自动监测系统技术要求及检测方法

　　[8] HJ 656—2013 环境空气颗粒物(PM2. 5 )手工监测方法(重量法)技术规范

　　[9] ISO 11057: 2011 Air quality—Test method for filtration characterization of cleanable fil- ter media

　　[10] ISO 29463-1:2024 High efficiency filtersand filter media for removing particles in air— Part1:Classification, performance, testing and marking

　　[11] ISO 29463-2:2011 High-efficiency filters and filter media for removing particles in air— Part2: Aerosolproduction, measuring equipmentand particle-counting statistics

　　[12] ISO 29463-3:2011 High-efficiency filters and filter media for removing particles in air— Part3: Testing flatsheetfilter media

　　[13] ISO 29464:2024 Cleaning of air and other gases—Vocabulary