空气中除了悬浮颗粒物外，还有一类有害物质——化学气体，它们往往看不见、摸不着，但对人体的危害更大，甚至可能致命。它们以气态分子的形式存在，无法通过普通过滤器去除，而是需要通过分子吸附，如活性炭和分子筛等多孔介质。
有机化合物（VOC，包括甲苯、丙酮等）、酸性气体（如 SO2、H2S 等）、碱性气体（如 NH3）、其他气体（如 CO）。不同性质的气体具有不同的毒性和不同的允许限值。一般来说，活性炭等多孔介质通常被制成滤毒罐、吸附装置等，用于处理进入人体呼吸的空气，如防毒面具、活性炭过滤器等。
这些气体的吸附和去除率是多少？它们通过什么方式进行测试和评估？一些标准对此作出了相关规定。
一、标准汇总
主要有三类过滤器：道路车辆用空气过滤器、一般通风用空气过滤器和呼吸防护装置用过滤器，这些标准涵盖了化学气体过滤的使用和要求。
二、测试指标
道路车辆用空气过滤器是专为汽车车厢内空气净化而设计的过滤器。一般通风用 HVAC 气相空气净化介质和过滤器适用于不产生有毒有害物质的商业建筑和一般工厂中使用的介质和过滤器。
在实际应用中，各种形状的过滤器通常由活性炭复合滤布制成，俗称碳布，即将高效吸附材料活性炭与丝状无纺布层压而成。
关于气态污染物的吸附性能，需要测试的指标包括压差（气流阻力）、效率（去除效率）、容量和解吸（保持性）。容量是指过滤器在总测试时间内从挑战气流中去除的污染物质量。
已被吸附的气体会不会再次释放？这就是所谓的”解吸”，定义为”先前被测试过滤器捕获的污染物的释放”；以及”保持性”，定义为”吸附剂或 GPACD 抵抗吸附质解吸的能力的度量”。因此，优质的气体过滤材料不仅要具有更高的气体去除效率，还必须具有良好的保持性。
关于气体解吸性能的测试，道路车辆用空气过滤器标准规定，在停止注入化学气体污染物后，通过监测下游气体浓度的变化来评估测试效果。一般通风过滤标准称为保持力，规定的方法是使用零浓度气体负载来评估解吸特性。
然而，用于呼吸化学气体过滤的防毒面具可针对不同的气体进行测试，既可以单独针对单一气体，也可以组合针对多种气体。与气体过滤性能相关的指标之一是防护时间，即在规定条件下，从测试气体开始通过过滤器部分到测试气体渗透浓度达到限定值的时间。
过滤滤材的评估对于后续成品过滤器的实际有效性至关重要。只有在合适的条件下选择合适的滤材，辅以良好的生产工艺，才能获得优质的产品。
三、气体类型和浓度
1）道路车辆用空气过滤器
道路车辆用空气过滤器的气体过滤测试在国际标准、德国标准和中国标准中规定的气体类型和浓度设置基本相同，如下表所示。
强制性污染物为正丁烷a和甲苯，可选污染物为 SO2，不同之处在于德国标准中的可选气体为 30 ppm 的 NOX。
2）一般通风气相空气净化
一般通风气相空气净化介质和过滤器中使用的气体类型和浓度因国家而异。下表列出了各标准推荐的几种气体和浓度，部分标准未列出所有涉及的气体。建议您查阅对应标准以了解您要遵循的产品要求。
从各标准的规定可以看出，效率测试中使用的气体浓度通常低于容量测试中使用的浓度。在实际应用中，气体浓度远低于标准规定的浓度，使用低浓度进行过滤效率测试可提高测试结果的准确性。例如，用甲苯进行测试时，在高浓度下由于孔隙体积小，会出现实际使用中不存在的解吸倾向，且不同吸附剂的等温线顺序可能发生变化。此外，标准中提出在高浓度测试中表现最佳的材料，在低浓度或实际使用中可能并非最佳。而容量测试使用高浓度，我们可以将其类比为过滤器的容量，高浓度可以缩短测试时间，否则在低浓度下完成测试可能需要数天甚至数月。
以上两类标准，无论是滤材测试还是过滤器测试，无论是效率测试还是容量测试，大多数规定的气体浓度都在 50ppb~100ppm 之间，只有日本 JIS B9901 标准中 CO、甲苯等几种物质的容量测试浓度为 1000ppm。
3）呼吸防护装置
GB 2890 呼吸防护——自吸过滤式防毒面具，滤毒罐防护时间测试规定的气体类型和浓度如下表所示。
以苯、SO2 和 NH3 为代表进行了浓度换算，换算后的气体浓度在 1000 ppm 至 10,000 ppm 之间。这些浓度远高于道路车辆用空气过滤器和 HVAC 滤芯的浓度。
四、总结
（1）化学气体过滤应用领域包括道路车辆用空气过滤器、HVAC 过滤器和呼吸防护装置。道路车辆用空气过滤器和 HVAC 过滤器的测试指标为阻力（压差）、容量、去除效率和保持性（解吸），呼吸防护装置的测试指标为防护时间。
（2）气体过滤滤材、成品滤毒罐和呼吸防护装置的测试中使用多种气体。常见的有以 SO2 为代表的酸性气体、以 NH3 为代表的碱性气体和以甲苯为代表的 VOC 气体。此外，还有正丁烷、H2S、NOX、CO 等。
（3）气体浓度的规定。
道路车辆用空气过滤器（ISO 11155-2 等）、HVAC 滤材和过滤器（ISO 10121-1、10121-2 等）的推荐气体浓度大多在 50 ppb 至 100 ppm 之间。只有日本 JIS B9901 标准要求容量测试期间 CO 和甲苯浓度为 1000 ppm。100 ppm 基本足以满足需求，无需为追求高浓度而增加测试风险。
防毒面具与上述一般环境中使用的滤材和滤毒罐不同，是用于特殊环境的防护设备，其推荐气体浓度在 1000 ppm 至 10000 ppm 之间。这种高浓度更符合此类产品的实际使用环境，能够更好地评估产品性能。
