微細(xì)氣泡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系探究

周 蘭，李兆軍

(中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所，北京 100190)

氣泡在生活中無(wú)處不在，有流體的地方就有氣泡。有時(shí)候，人們并不希望氣泡產(chǎn)生，材料中混入氣泡會(huì)影響材料的外觀、降低材料的強(qiáng)度，油液中含有過(guò)多氣泡會(huì)影響系統(tǒng)的多種性能，高速流體機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的空化氣蝕現(xiàn)象令技術(shù)人員頭疼，輸液時(shí)混入過(guò)多氣泡或從高氣壓環(huán)境驟然進(jìn)入低氣壓環(huán)境時(shí)危險(xiǎn)的氣栓現(xiàn)象等。但是，人類很早就開始利用氣泡豐富的特性，并發(fā)揮積極作用。近幾十年，氣泡尺寸小到微納米級(jí)的微細(xì)氣泡技術(shù)快速發(fā)展，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在礦物浮選分離、超聲造影劑、污水處理、工業(yè)清洗和精細(xì)剝離、日用清洗和護(hù)膚、健康養(yǎng)生、農(nóng)業(yè)種植以及水產(chǎn)養(yǎng)殖、鹽堿地改良和土壤修復(fù)等諸多領(lǐng)域，微細(xì)氣泡技術(shù)均頗有建樹。而且，微細(xì)氣泡技術(shù)是面向未來(lái)、綠色可持續(xù)的技術(shù)——在聯(lián)合國(guó)17項(xiàng)全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中，微細(xì)氣泡技術(shù)應(yīng)用可以切實(shí)支持到消除饑餓、健康福祉、清潔飲水與衛(wèi)生設(shè)施、廉價(jià)和清潔能源、工業(yè)/創(chuàng)新/基礎(chǔ)設(shè)施、負(fù)責(zé)任的消費(fèi)和生產(chǎn)、氣候行動(dòng)、海洋環(huán)境、陸地生態(tài)、促進(jìn)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的伙伴關(guān)系這10項(xiàng)目標(biāo)。

不過(guò)，因?yàn)檫^(guò)去氣泡本身很少被作為最終的產(chǎn)物或產(chǎn)品，大多數(shù)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用多是氣泡參與和貢獻(xiàn)的結(jié)果，而很少關(guān)注氣泡本身，20世紀(jì)70年代才開始逐漸形成從“氣泡”這個(gè)視角來(lái)跨領(lǐng)域開展研究，對(duì)氣泡進(jìn)行分類和評(píng)價(jià)，進(jìn)而指導(dǎo)應(yīng)用的專業(yè)領(lǐng)域。參考寺坂宏一的分類[1]，廣義上的“氣泡”是指“由氣體以外的材料包圍氣體形成的封閉空間”；按與氣泡表面接觸的相來(lái)分，有完全被液體包裹的“浮游性氣泡”；部分和固體接觸、其余部分和液體接觸的“附著性氣泡”；完全被固體包裹的“中空粒子”；被連續(xù)固相包裹的“空隙”等。進(jìn)一步細(xì)分，氣泡又按粒徑、內(nèi)包氣體種類、氣泡膜成分、生成方法等分為多種類型。微細(xì)氣泡技術(shù)應(yīng)用主要是針對(duì)浮游性氣泡中的微氣泡和超細(xì)氣泡。

氣泡應(yīng)用上，氣泡其他特性往往比氣泡本身粒徑的影響更顯著，而且早期也沒(méi)有改變或者縮小氣泡尺寸的實(shí)用設(shè)備，導(dǎo)致氣泡尺寸對(duì)效果的影響及背后機(jī)理特性方面的研究和關(guān)注比較少。20世紀(jì)90年代初，超聲造影劑的研究工作取得了很大的進(jìn)展。研究人員發(fā)現(xiàn)，與早期的超聲造影劑相比，直徑為幾個(gè)μm的、可通過(guò)肺循環(huán)的包膜超聲造影劑的應(yīng)用效果最佳、應(yīng)用范圍更廣、穩(wěn)定性更好；一些公司和研究機(jī)構(gòu)研制了不同的微氣泡超聲造影劑，用于動(dòng)物試驗(yàn)和臨床研究的超聲造影劑也投放市場(chǎng)；現(xiàn)在，微納氣泡超聲造影劑的研究逐漸形成了一個(gè)完整的體系，同時(shí)越來(lái)越多的應(yīng)用價(jià)值被發(fā)掘和應(yīng)用，其在制備技術(shù)、診斷和治療應(yīng)用等方面均取得了進(jìn)展和突破[2]。20世紀(jì)90年代末期，日本的科學(xué)家研制出微米氣泡發(fā)生設(shè)備，并應(yīng)用在牡蠣和扇貝養(yǎng)殖方面，取得了良好的效果，引起了廣泛的關(guān)注。以水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域?yàn)殚_端，掀起了微氣泡技術(shù)研究和應(yīng)用的高潮。隨后，在微氣泡的基礎(chǔ)上，科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)技術(shù)人員又開發(fā)出超細(xì)氣泡發(fā)生裝置，研究超細(xì)氣泡的獨(dú)特效果及其在多領(lǐng)域的應(yīng)用[1]。

但是，就像其他新興技術(shù)發(fā)展初期一樣，伴隨著微細(xì)氣泡的研究和應(yīng)用，在學(xué)術(shù)界和市場(chǎng)上一直存在著諸多爭(zhēng)議和未解難題；微細(xì)氣泡功能、效果等背后的機(jī)理還沒(méi)有充分和完善的科學(xué)解釋；應(yīng)用走在機(jī)理理論研究的前面，市場(chǎng)也尚在發(fā)展和形成的初期。不過(guò)，隨著跨國(guó)跨領(lǐng)域的合作交流、細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)的深耕細(xì)作、微細(xì)氣泡技術(shù)和數(shù)據(jù)的共享和沉淀、測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)微細(xì)氣泡體系的機(jī)理把握也在不斷深入，技術(shù)應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)效益也在逐步提升。微細(xì)氣泡技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化正是在這個(gè)背景下應(yīng)運(yùn)而生。本文提出了微細(xì)氣泡技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)體系、標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)圖，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理。

1 標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展情況

1.1 相關(guān)組織

日本在微細(xì)氣泡技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣方面做了很多開創(chuàng)性工作，政府很早就開始布局相關(guān)的系統(tǒng)支持架構(gòu)，搭建了官、產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的技術(shù)研發(fā)，應(yīng)用推廣到國(guó)際引領(lǐng)的綜合體系。2012年，成立了微細(xì)氣泡產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(Fine Bubble Industry Association，F(xiàn)BIA)[3]，初衷是受日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省委托，推進(jìn)微細(xì)氣泡技術(shù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的設(shè)立。2013年，在日本的推動(dòng)下，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization，ISO)成立了微細(xì)氣泡技術(shù)委員會(huì)TC281(以下簡(jiǎn)稱ISO/TC281)，秘書處由日本承擔(dān)。ISO/TC281成立后，F(xiàn)BIA繼續(xù)作為綜合實(shí)施微細(xì)氣泡技術(shù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化、認(rèn)證、技術(shù)開發(fā)應(yīng)用、共同基礎(chǔ)信息收集等的平臺(tái)，聯(lián)合業(yè)界/學(xué)會(huì)/政府以形成健全市場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)整體加速發(fā)展為目標(biāo)開展活動(dòng)。日本技術(shù)與評(píng)價(jià)研究所(National Institute of Technology and Evaluation，NITE)[4]設(shè)有微細(xì)氣泡測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)化辦公室，專門負(fù)責(zé)微細(xì)氣泡產(chǎn)品試驗(yàn)·評(píng)價(jià)方法開發(fā)和檢測(cè)相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，并作為第三方的認(rèn)證機(jī)關(guān)，建立評(píng)價(jià)和證明的認(rèn)證體系(不針對(duì)企業(yè)和個(gè)人開放)。由FBIA實(shí)施微細(xì)氣泡產(chǎn)品認(rèn)證和登記，以期加強(qiáng)微細(xì)氣泡產(chǎn)品廠商和消費(fèi)者之間的信賴。FBIA通過(guò)指定民間試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，進(jìn)行認(rèn)證相關(guān)檢測(cè)和提供檢測(cè)報(bào)告書，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行認(rèn)證。除了企業(yè)為主體的協(xié)會(huì)，日本還組建有微細(xì)氣泡學(xué)會(huì)聯(lián)盟，包含F(xiàn)BIA、混相流學(xué)會(huì)、化學(xué)工學(xué)會(huì)反應(yīng)場(chǎng)工學(xué)分科會(huì)(環(huán)境和諧型反應(yīng)為核心)、聲化學(xué)學(xué)會(huì)和化學(xué)工學(xué)會(huì)氣泡·液滴·微粒子分散工學(xué)分科會(huì)5個(gè)團(tuán)體，擔(dān)負(fù)著相關(guān)科研活動(dòng)信息交換的職責(zé)，事務(wù)所設(shè)在FBIA[5]。

我國(guó)于2018年10月由中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)發(fā)起成立了微納氣泡專業(yè)委員會(huì)，旨在加強(qiáng)微納氣泡基礎(chǔ)研究和應(yīng)用之間的交流合作，推動(dòng)該領(lǐng)域在環(huán)境、農(nóng)業(yè)、生物和健康等方面的發(fā)展。截至目前，有大專院校、研究院所和企業(yè)代表182名，成立了8個(gè)工作組，分別是：基礎(chǔ)研究、國(guó)際合作、科普和培訓(xùn)、水質(zhì)提升、農(nóng)牧漁業(yè)、健康、清洗以及工業(yè)、測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)化。中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)也設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì)，專門負(fù)責(zé)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)和制定工作。2019年11月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)成立了ISO微細(xì)氣泡技術(shù)委員會(huì)的鏡像組織——全國(guó)微細(xì)氣泡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC584)，主要負(fù)責(zé)微細(xì)氣泡技術(shù)(涵蓋術(shù)語(yǔ)與通則、包括但不限于液體介質(zhì)中微細(xì)氣泡的表征與應(yīng)用，特別關(guān)注<100 μm人工制造微細(xì)氣泡)領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作。

1.2 技術(shù)動(dòng)向

類似于顆粒/粉體技術(shù)、納米材料、真空技術(shù)等分類，微細(xì)氣泡技術(shù)無(wú)法歸類到一個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)里，屬于跨行業(yè)跨領(lǐng)域的新型交叉學(xué)科，其基礎(chǔ)和機(jī)理涉及物理化學(xué)、聲學(xué)、化學(xué)工程和生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，還和流體力學(xué)、多相流、界面科學(xué)、納米科學(xué)聯(lián)系緊密。與具體應(yīng)用結(jié)合，涉及水環(huán)境工程、工程醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖工程學(xué)、食品科學(xué)與工程、機(jī)械加工工程等廣泛的細(xì)分專業(yè)領(lǐng)域。

在2016年度專利申請(qǐng)技術(shù)動(dòng)向調(diào)查報(bào)告書[6]中，日本對(duì)微細(xì)氣泡技術(shù)1986年—2015年各國(guó)發(fā)表的非專利英文論文6 332件和1986年—2014年歐美日中韓各國(guó)申請(qǐng)的專利9 555件做了詳細(xì)調(diào)查，從件數(shù)最多的開始排序，論文近年來(lái)越來(lái)越集中在運(yùn)用微細(xì)氣泡特有性質(zhì)和間接性質(zhì)的效果、生命科學(xué)/醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域、微細(xì)氣泡內(nèi)包氣體種類、中空微膠囊、微細(xì)氣泡性狀和調(diào)制、工業(yè)領(lǐng)域、微細(xì)氣泡發(fā)生設(shè)備和方法、環(huán)境領(lǐng)域等方面；專利申請(qǐng)近年來(lái)越來(lái)越集中在運(yùn)用微細(xì)氣泡特有性質(zhì)和間接性質(zhì)的效果、微細(xì)氣泡內(nèi)包氣體種類、環(huán)境領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、微細(xì)氣泡發(fā)生設(shè)備和方法、微細(xì)氣泡性狀和調(diào)制、微細(xì)氣泡發(fā)生器性能、生命科學(xué)/醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域等方面；專利申請(qǐng)和論文基本均在2000年—2005年激增后穩(wěn)步增加(生命科學(xué)/醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域不同，20世紀(jì)90年代初開始穩(wěn)步增長(zhǎng))。微細(xì)氣泡技術(shù)的基本專利日本居多，而專利中被引用頻率最高的是生命科學(xué)/醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域的超聲造影劑和診斷相關(guān)專利，以歐美專利居多。

微細(xì)氣泡技術(shù)在生命科學(xué)和健康領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，特別是在醫(yī)學(xué)超聲影像增強(qiáng)與藥物載運(yùn)方面的發(fā)展是很多國(guó)家加大投入和爭(zhēng)搶未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力的領(lǐng)域。用于組織顯像的聲學(xué)造影劑發(fā)展迅速，具有診斷和治療雙重作用的靶向聲學(xué)造影劑也在研究中。對(duì)于這方面的研究和應(yīng)用，微氣泡膜殼性質(zhì)的改變和設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵[2]。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象

ISO/TC281的標(biāo)準(zhǔn)化工作聚焦于液體介質(zhì)中人工制造微細(xì)氣泡的術(shù)語(yǔ)、表征和應(yīng)用通則。其中的微細(xì)氣泡(fine bubble)限定在體積等效直徑<100 μm，包含體積等效直徑在1～100 μm的微氣泡(microbubble)和等效直徑<1 μm的超細(xì)氣泡(ultrafine bubble)[7]。

雖然研究領(lǐng)域和市場(chǎng)上使用“納米氣泡”的表述還較為常見，但I(xiàn)SO/TC281倡導(dǎo)規(guī)避，不使用“納米氣泡”一詞，而是相應(yīng)采用“微細(xì)氣泡”、“超細(xì)氣泡”的表述，主要考慮以下因素。首先，2005年設(shè)立的ISO納米技術(shù)委員會(huì)ISO/TC229定義納米尺度為1～100 nm[8]；ISO/TC281的超細(xì)氣泡粒徑<1 μm，常壓下觀測(cè)到水中生成的微細(xì)氣泡粒徑多為100～200 nm，沒(méi)有直接科學(xué)依據(jù)表明超細(xì)氣泡尺寸到100 nm這條分界線會(huì)表現(xiàn)出量變到質(zhì)變的顯著不同的理化現(xiàn)象和功能特性改變，且表現(xiàn)出卓越性能的超細(xì)氣泡粒徑往往>100 nm。其次，因?yàn)橛行┘{米材料對(duì)生物體和環(huán)境的危害，歐盟委員會(huì)對(duì)納米材料高度敏感和管控，“納米氣泡”會(huì)帶來(lái)諸多市場(chǎng)推廣的不利因素。最后，雖然已經(jīng)有納米氣泡之類的商標(biāo)注冊(cè)，并在市場(chǎng)上被使用，但如前所述，存在宣傳效果中的納米氣泡無(wú)法直接證明，且微細(xì)氣泡粒徑<50 nm后區(qū)分出灰塵或者噪音的高精度測(cè)量成本昂貴難以在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)施的問(wèn)題，這種宣傳有引起市場(chǎng)混亂的可能性。

2 標(biāo)準(zhǔn)體系和進(jìn)展

2.1 概述

標(biāo)準(zhǔn)體系模型用于表達(dá)、描述標(biāo)準(zhǔn)體系的目標(biāo)、邊界、范圍、環(huán)境、結(jié)構(gòu)關(guān)系，并反映標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展規(guī)劃，是策劃、實(shí)施、檢查和改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系的方法工具。微細(xì)氣泡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系是針對(duì)微細(xì)氣泡技術(shù)這一標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象本身的分類和體系化，應(yīng)包含現(xiàn)有、應(yīng)有和預(yù)計(jì)制定標(biāo)準(zhǔn)化文件的藍(lán)圖[9]。

每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化文件除了可以在微細(xì)氣泡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)里對(duì)號(hào)入座以外，還應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域通用的分類方法界定屬性和確定內(nèi)容，便于指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的開發(fā)工作。結(jié)合微細(xì)氣泡技術(shù)，對(duì)其中重要的5個(gè)維度和分類方法[10-11]進(jìn)行說(shuō)明。

(1)標(biāo)準(zhǔn)化文件的表現(xiàn)形式

鑒于微細(xì)氣泡技術(shù)這一新興領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)化工作尚在起步階段，內(nèi)容的最終表現(xiàn)形式不囿于標(biāo)準(zhǔn)，具體來(lái)說(shuō)，主要包括以下層次的標(biāo)準(zhǔn)化文件：①ISO體系的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(international standards)、技術(shù)規(guī)范(technical specifications，TS)和技術(shù)報(bào)告(technical reports，TR)；②國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系的推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T)、標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件(GB/Z)；③行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，TS協(xié)商一致性程度降低、程序簡(jiǎn)化，未來(lái)有可能形成一致意見上升為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但當(dāng)前存在以下問(wèn)題：①不能獲得批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)所需要的支持；②對(duì)是否已形成協(xié)商一致尚未確定；③其主題內(nèi)容尚處于技術(shù)發(fā)展階段；④另有原因使其不可能作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)立即出版。

需要注意的是，TS的內(nèi)容可以包括要求；允許在同一主題下幾個(gè)技術(shù)規(guī)范競(jìng)爭(zhēng)；技術(shù)規(guī)范不同于我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化文件中的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)這一功能類型。

TR完全是信息性文件，不應(yīng)包括規(guī)范性內(nèi)容，一般包括從通常作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范出版的資料中收集的各種數(shù)據(jù)。例如，從國(guó)家成員團(tuán)體的評(píng)述中得到的數(shù)據(jù)、其他國(guó)際組織中工作方面的數(shù)據(jù)、與國(guó)家成員體某一具體方面的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

TS和TR和我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化文件中的GB/Z功能較接近。在我國(guó)，GB/Z是為仍處于技術(shù)發(fā)展過(guò)程中(如變化快的技術(shù)領(lǐng)域)的標(biāo)準(zhǔn)化工作提供指南或信息，供科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用和管理等有關(guān)人員參考使用而制定的標(biāo)準(zhǔn)化文件。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，市場(chǎng)亟需的TS也可以考慮轉(zhuǎn)化為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的“指南”，以適當(dāng)?shù)谋尘爸R(shí)，提供某主題的普遍性、原則性、方向性的指導(dǎo)，或同時(shí)給出相關(guān)建議或信息的標(biāo)準(zhǔn)，為將來(lái)做規(guī)范、規(guī)程做準(zhǔn)備(發(fā)展成熟后)，不含要求，例如《...的常見實(shí)施問(wèn)題》。對(duì)于成熟的技術(shù)要求，以標(biāo)準(zhǔn)形式呈現(xiàn)無(wú)疑更能發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化的效能，但在制定標(biāo)準(zhǔn)的條件尚不具備時(shí)，TS、TR和GB/Z這類標(biāo)準(zhǔn)化文件能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)和創(chuàng)新的需求，為新技術(shù)的推廣和應(yīng)用發(fā)揮重要作用。對(duì)于微細(xì)氣泡技術(shù)和應(yīng)用來(lái)說(shuō)，特性背后的機(jī)理未知或尚有爭(zhēng)議，且市場(chǎng)應(yīng)用走在前面的新技術(shù)新領(lǐng)域，意義尤為突出。

對(duì)于我國(guó)從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用范圍一級(jí)比一級(jí)窄，針對(duì)同一內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)化要求則一級(jí)比一級(jí)更高。2017年頒布的《標(biāo)準(zhǔn)化法》，對(duì)這方面也有詳細(xì)規(guī)定：對(duì)滿足基礎(chǔ)通用、對(duì)行業(yè)起引領(lǐng)作用等需要的技術(shù)要求，制定推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)沒(méi)有推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，需要在全國(guó)某個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，可以制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；國(guó)家鼓勵(lì)學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)、商會(huì)、聯(lián)合會(huì)、產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟等社會(huì)團(tuán)體協(xié)調(diào)相關(guān)市場(chǎng)主體共同制定滿足市場(chǎng)和創(chuàng)新需要的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，由本團(tuán)體成員約定采用或者按照本團(tuán)體的規(guī)定供社會(huì)自愿采用；國(guó)家鼓勵(lì)社會(huì)團(tuán)體、企業(yè)制定高于推薦性標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)要求的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

目前，在微細(xì)氣泡技術(shù)方面，已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)文件多為ISO文件。作為新興領(lǐng)域，各國(guó)在技術(shù)尤其是應(yīng)用上的差距尚未拉開，標(biāo)準(zhǔn)化的工作在全球及各國(guó)均屬于起步階段。為中國(guó)技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)品推廣的國(guó)際化做準(zhǔn)備，作為微細(xì)氣泡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的國(guó)家隊(duì)，SAC/TC584也在著手盡快轉(zhuǎn)化適合的ISO文件為國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)或指導(dǎo)性技術(shù)文件，組織國(guó)內(nèi)相關(guān)專家主導(dǎo)制定和參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)和挖掘國(guó)內(nèi)優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì)也在著手制定微細(xì)氣泡技術(shù)相關(guān)的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。

(2)標(biāo)準(zhǔn)化文件的使用者

標(biāo)準(zhǔn)化文件首先是以人為本，為使用者服務(wù)的。微細(xì)氣泡技術(shù)領(lǐng)域的各方使用者包括生產(chǎn)方、供應(yīng)方、采購(gòu)方、最終使用方、檢測(cè)儀器公司、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)、認(rèn)證機(jī)構(gòu)、管理機(jī)構(gòu)等。明確使用者和使用者關(guān)注的內(nèi)容，才能保證標(biāo)準(zhǔn)化文件是特定使用者所需要的。從微細(xì)氣泡技術(shù)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)供應(yīng)方包括設(shè)備制造商、零部件制造商、測(cè)量?jī)x器制造商和工程設(shè)計(jì)施工及配套公司等。需求使用方則包括水處理、食品醫(yī)療健康、農(nóng)林水產(chǎn)等諸多不同領(lǐng)域。

(3)標(biāo)準(zhǔn)化文件的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象

考慮標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象或領(lǐng)域、“做成什么”，可以將標(biāo)準(zhǔn)化文件劃分為以下對(duì)象類別：①產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，按具體標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象，可進(jìn)一步分為原材料標(biāo)準(zhǔn)、零部件/元器件標(biāo)準(zhǔn)、制成品標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)；②過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)；③服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。

(4)標(biāo)準(zhǔn)化文件的目的

按照標(biāo)準(zhǔn)化文件制定的目的導(dǎo)向原則，要解決“為什么”的問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)化文件有保證可用性，便于接口、互換、兼容或相互配合，利于品種控制，保障健康、安全，保護(hù)環(huán)境或促進(jìn)資源合理利用，促進(jìn)相互理解和交流，提高生產(chǎn)效率，以及產(chǎn)品防護(hù)等不同目的。

(5)標(biāo)準(zhǔn)化文件的功能

按照標(biāo)準(zhǔn)化文件內(nèi)容的功能，可以將標(biāo)準(zhǔn)劃分為術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)、符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、分類標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)和指南標(biāo)準(zhǔn)等功能類型[12]。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)體系

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)體系層次

ISO/TC281將微細(xì)氣泡技術(shù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分為三層構(gòu)造，原則上對(duì)應(yīng)3個(gè)工作組標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)工作的分工，如圖1所示。頂層基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)為微細(xì)氣泡技術(shù)的一般原則，包括定義、術(shù)語(yǔ)、特性等共通基礎(chǔ)要素；中間層為測(cè)量微細(xì)氣泡和微細(xì)氣泡分散體系的各種測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)；底層為微細(xì)氣泡起到的效果，以及各種具體領(lǐng)域的特定應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。從頂層到底層，層層遞進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)體系，旨在推進(jìn)形成微細(xì)氣泡技術(shù)應(yīng)用健全的市場(chǎng)[13]。

圖1 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的三層結(jié)構(gòu)體系Fig.1 Three-Layer International Standardization of ISO/TC281

雖然ISO已有以上關(guān)于微細(xì)氣泡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的劃分，結(jié)合我國(guó)微細(xì)氣泡技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用情況，有必要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更新和細(xì)化，建立和發(fā)展我國(guó)的微細(xì)氣泡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。首先，三層體系過(guò)于籠統(tǒng)，有些亟需開發(fā)的重要標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法歸類。例如，微細(xì)氣泡發(fā)生技術(shù)相關(guān)，包括不同種類的制備方法、產(chǎn)品和輔助設(shè)備要求等，沒(méi)有層次結(jié)構(gòu)和明確的工作組來(lái)對(duì)應(yīng)。其次，三層體系每個(gè)層次內(nèi)部涵蓋多個(gè)方面，需要進(jìn)一步分層分類，從而便于指導(dǎo)每個(gè)層次下面系列標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。最后，需要對(duì)每個(gè)層次中的標(biāo)準(zhǔn)提出具體的引導(dǎo)和建議，包括期待開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的方向、用途、類別等。

結(jié)合目前產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、標(biāo)準(zhǔn)化工作的需求，按照《標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建原則和要求》(GB/T 13016—2018)目標(biāo)明確、全面成套、層次適當(dāng)和劃分清楚的構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系的4大基本原則，SAC/TC584秘書處調(diào)研現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)(包括已制定的標(biāo)準(zhǔn)和已開展的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作項(xiàng)目、微細(xì)氣泡檢測(cè)表征技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用情況)，從標(biāo)準(zhǔn)的類型、專業(yè)領(lǐng)域、功能等角度進(jìn)行分析，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)3個(gè)板塊的基礎(chǔ)上，增加生成技術(shù)及設(shè)備，提出了4個(gè)板塊的微細(xì)氣泡標(biāo)準(zhǔn)體系，如圖2所示。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)體系新提案Fig.2 New Proposal for Standard System

注：400應(yīng)用板塊的401～407部分因篇幅限制未展開圖3 標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.3 Simplified Structure of Standard System

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)體系說(shuō)明

微細(xì)氣泡標(biāo)準(zhǔn)體系下細(xì)分的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。體系和內(nèi)容力求完整，板塊之間、板塊的細(xì)分領(lǐng)域之間力求相互獨(dú)立。結(jié)構(gòu)圖、結(jié)構(gòu)圖說(shuō)明、各板塊說(shuō)明和細(xì)分領(lǐng)域說(shuō)明缺一不可，共同構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)體系。應(yīng)用板塊子項(xiàng)目在結(jié)構(gòu)圖中展開不便，以下分板塊介紹時(shí)詳細(xì)展開。

(1)標(biāo)準(zhǔn)體系的主旨：針對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)現(xiàn)狀、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)及市場(chǎng)應(yīng)用需求，指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)方向，以有利于微細(xì)氣泡技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展為目標(biāo)，以解決實(shí)際問(wèn)題為切入點(diǎn)，以技術(shù)落地應(yīng)用為著力點(diǎn)。

(2)各板塊縱向細(xì)分領(lǐng)域的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和橫向跨領(lǐng)域的通用標(biāo)準(zhǔn)并重，便于各類標(biāo)準(zhǔn)靈活組合以實(shí)現(xiàn)更廣范圍、更多領(lǐng)域的推廣和適用。

(3)按照《中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化法》，環(huán)境保護(hù)和人身安全屬于強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有單獨(dú)列項(xiàng)，但產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)涉及相關(guān)內(nèi)容時(shí)，需注意制定相應(yīng)的規(guī)范條款。微細(xì)氣泡技術(shù)本身具有綠色環(huán)保的特性，在具體應(yīng)用上需更加重視環(huán)保，才能發(fā)揮這一天然優(yōu)勢(shì)。

(4)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和方法標(biāo)準(zhǔn)可以基于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，但必須和產(chǎn)品脫鉤，提取一般、普適性的方法、步驟、技術(shù)指標(biāo)，才會(huì)促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

(5)產(chǎn)品、相互配套技術(shù)、接口、性能基準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)化是標(biāo)準(zhǔn)化的主要模式。各板塊涉及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其中的技術(shù)性能要求向量化描述產(chǎn)品特性的方向發(fā)展，并規(guī)定滿足性能要求的量化范圍，以促使標(biāo)準(zhǔn)更廣泛、更直接的發(fā)揮作用。

(6)根據(jù)未來(lái)技術(shù)和應(yīng)用的多樣性及發(fā)展需求，實(shí)施動(dòng)態(tài)更新完善機(jī)制。通過(guò)持續(xù)強(qiáng)化和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)大專院校、檢測(cè)機(jī)構(gòu)和檢測(cè)儀器公司、設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)、工程公司、使用方協(xié)作協(xié)調(diào)，不定期更新與完善標(biāo)準(zhǔn)體系。

2.2.3 微細(xì)氣泡標(biāo)準(zhǔn)體系“100 基礎(chǔ)”板塊及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展

微細(xì)氣泡技術(shù)在很多領(lǐng)域進(jìn)展迅速，但微細(xì)氣泡的定義和術(shù)語(yǔ)發(fā)展相對(duì)滯后，一般原則沒(méi)有統(tǒng)一，導(dǎo)致其缺乏共通語(yǔ)言，亟待標(biāo)準(zhǔn)化。基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)包含微細(xì)氣泡的共通基本要素標(biāo)準(zhǔn)，為其他各部分標(biāo)準(zhǔn)的制定提供支撐。基礎(chǔ)部分的內(nèi)容單獨(dú)成集，屬于基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化文件。但是，在測(cè)量方法、應(yīng)用、生成技術(shù)及設(shè)備板塊的標(biāo)準(zhǔn)中，往往也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的術(shù)語(yǔ)或圖形符號(hào)定義、基礎(chǔ)原理與計(jì)算、包裝儲(chǔ)運(yùn)要求等，并作為其不可分割的要素，服務(wù)于整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化文件。

微細(xì)氣泡標(biāo)準(zhǔn)體系“100 基礎(chǔ)”分為4部分。

101 通用術(shù)語(yǔ)、圖形符號(hào)

102 基礎(chǔ)原理

103 存儲(chǔ)儲(chǔ)運(yùn)

104 標(biāo)志

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化文件是微細(xì)氣泡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)的根基，建議以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)形式發(fā)布；重要但尚未成熟的技術(shù)可以嘗試ISO的技術(shù)規(guī)范形式。基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)化文件的使用者為使用微細(xì)氣泡技術(shù)領(lǐng)域的各方；主要目的是促進(jìn)相關(guān)各方的相互理解；按照內(nèi)容的功能看，多為術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)、符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、分類標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)和指南標(biāo)準(zhǔn)。

目前，基礎(chǔ)板塊標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目概況如表1所示(標(biāo)準(zhǔn)被轉(zhuǎn)化時(shí)只列出原始標(biāo)準(zhǔn))。

表1 基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目概況Tab.1 Overview of Basic Standards

2.2.4 微細(xì)氣泡標(biāo)準(zhǔn)體系“200 生成技術(shù)及設(shè)備”板塊及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展

生成技術(shù)及設(shè)備板塊包括微細(xì)氣泡生成、氣泡膜殼生成的方法和設(shè)備、設(shè)備性能評(píng)價(jià)、設(shè)備標(biāo)志要求等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

微細(xì)氣泡標(biāo)準(zhǔn)體系“200 生成技術(shù)及設(shè)備”分為4大類。

201 通用方法及要求

202 工業(yè)用設(shè)備

203 民用設(shè)備：日用領(lǐng)域?qū)Ｓ玫牧茉☆^、水龍頭起泡器、洗菜寶、洗衣機(jī)等

204 氣泡膜殼生成方法及設(shè)備

目前，這個(gè)板塊有一個(gè)相關(guān)的術(shù)語(yǔ)和分類標(biāo)準(zhǔn)——微細(xì)氣泡使用和測(cè)量通則 第3部分：微細(xì)氣泡發(fā)生相關(guān)術(shù)語(yǔ)和方法，如表2所示。

表2 生成技術(shù)及設(shè)備類標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目概況Tab.2 Overview of Standards for Equipments and Technology Generation

2.2.5 微細(xì)氣泡標(biāo)準(zhǔn)體系“300 測(cè)量與表征(含檢測(cè)儀器)”板塊及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展

測(cè)量與表征類標(biāo)準(zhǔn)化文件占有極其重要的位置，是微細(xì)氣泡技術(shù)領(lǐng)域各方關(guān)注的焦點(diǎn)。表征與測(cè)試技術(shù)是科學(xué)鑒別產(chǎn)品材料、認(rèn)識(shí)其結(jié)構(gòu)、評(píng)價(jià)其特性的根本途徑。測(cè)量與表征也是聯(lián)系設(shè)計(jì)與制造工藝直到獲得具有滿意使用性能的產(chǎn)品之間的橋梁。為了更有效地使用微細(xì)氣泡技術(shù)，必須了解影響微細(xì)氣泡分散體系結(jié)構(gòu)和性能的各種因素，才可能更充分地發(fā)揮其潛能和作用，調(diào)整和優(yōu)化相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品。沒(méi)有試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，就無(wú)從檢驗(yàn)產(chǎn)品是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求；沒(méi)有統(tǒng)一的試驗(yàn)方法，也無(wú)法對(duì)同類產(chǎn)品性能優(yōu)劣進(jìn)行比較，對(duì)產(chǎn)品試驗(yàn)得出的結(jié)論也無(wú)法得到公認(rèn)。對(duì)微細(xì)氣泡技術(shù)相關(guān)的各種測(cè)試技術(shù)、對(duì)微細(xì)氣泡分散體系從宏觀到微觀不同層次的表征技術(shù)，是微細(xì)氣泡技術(shù)應(yīng)用推廣不可或缺的重要組成部分。

迄今為止，市場(chǎng)上已開發(fā)出很多微細(xì)氣泡技術(shù)相關(guān)的測(cè)量方法，同一特性往往也有多種表征和測(cè)量方法。為了便于供應(yīng)商和用戶對(duì)使用的材料性能進(jìn)行溝通比較，以及需求和實(shí)際指標(biāo)達(dá)成一致，保證最終產(chǎn)品性能，對(duì)包含微細(xì)氣泡的體系的各種特性的測(cè)量和表征方法、檢測(cè)儀器，均需有明確的規(guī)范。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)微細(xì)氣泡技術(shù)扎實(shí)可靠地在多個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用和推廣。

考慮各種測(cè)量方法和方法使用者最終關(guān)注的是微細(xì)氣泡體系的各種特性，且往往需要多種測(cè)量方法相互補(bǔ)充，“300 測(cè)量與表征”板塊的細(xì)分類并未按照測(cè)量方法這一依據(jù)，而是按各種特性分門別類。此外，第三板塊只表征微細(xì)氣泡系統(tǒng)的自身特性，不包含結(jié)合各種具體應(yīng)用領(lǐng)域的效果效能及評(píng)估方法，效果效能及評(píng)估方法歸入第四板塊。

隨著微細(xì)氣泡技術(shù)應(yīng)用和研究的深入，包裹氣體從空氣、氧氣、氫氣、氮?dú)狻⒍趸嫉蕉栊詺怏w等；液體介質(zhì)從水發(fā)展到石油、亞熔鹽、血液、組織液等各種性能迥異的液體介質(zhì)；從無(wú)氣泡殼發(fā)展到各種材料甚至是特殊結(jié)構(gòu)的氣泡殼。氣體、氣泡殼和液體介質(zhì)不同化學(xué)成分的固有特性對(duì)微細(xì)氣泡技術(shù)應(yīng)用的影響深遠(yuǎn)，但其作為化學(xué)成分，本身固有的特性及對(duì)應(yīng)的通用測(cè)量方法和設(shè)備并不是本標(biāo)準(zhǔn)體系的范圍和對(duì)象。此處的標(biāo)準(zhǔn)化范圍集中在微細(xì)氣泡個(gè)體、微細(xì)氣泡群、微細(xì)氣泡分散體系的固有特性，以及微細(xì)氣泡分散體系和環(huán)境相互作用產(chǎn)生的效果上。例如，微細(xì)氣泡包裹氣體為臭氧時(shí)，必然會(huì)帶有臭氧本身的強(qiáng)氧化性，但臭氧本身強(qiáng)氧化性的原理、表征和測(cè)量等并不在技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)范疇內(nèi)，而是包裹臭氧的微細(xì)氣泡和微細(xì)氣泡分散體系的特性，包含臭氧在氣泡和氣泡分散體系中存在時(shí)氧化性能的表現(xiàn)及應(yīng)用。當(dāng)然，已有的臭氧氧化性的表征測(cè)量技術(shù)是臭氧氣泡和氣泡分散體系表征的重要基礎(chǔ)。

微細(xì)氣泡標(biāo)準(zhǔn)體系“300 測(cè)量表征(含檢測(cè)儀器)”分為5個(gè)大類[14]。

301 通用類：測(cè)量與表征各種特性的前提條件

301-1 樣品制備

301-2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品

301-3 氣體/氣泡殼/液體介質(zhì)化學(xué)成分檢測(cè)

301-4 安全性：微細(xì)氣泡材料對(duì)身體的安全性檢測(cè)和評(píng)估

301-9 其他：氣泡消減技術(shù)等

302 尺寸形貌：粒徑、粒徑分布、數(shù)量/體積濃度、氣液比(氣含率等)、比表面積、體積、膜殼厚度等

303 穩(wěn)定性和運(yùn)動(dòng)相關(guān)：氣泡壽命、存在時(shí)間、收縮/破裂時(shí)的沖擊作用、溶解速度、運(yùn)動(dòng)軌跡、上升速度等

304 物理化學(xué)特性：表面電荷、Zeta電位、熱傳導(dǎo)率、摩擦系數(shù)、質(zhì)量傳遞速度、分散性、團(tuán)聚程度、使用臭氧/空氣/氧氣的微細(xì)氣泡分散體系的活性氧指標(biāo)等

305 生物學(xué)相關(guān)特性

相對(duì)于固體顆粒來(lái)說(shuō)，微細(xì)氣泡的大小、形貌更不穩(wěn)定，直接影響測(cè)量與表征技術(shù)的發(fā)展，缺乏成熟和被廣泛認(rèn)可的測(cè)量方法。因此，目前的標(biāo)準(zhǔn)化文件缺口很大。首推以推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)形式發(fā)布，重要但尚未成熟的技術(shù)可以嘗試團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)或ISO的技術(shù)規(guī)范形式發(fā)布。

表征涉及不同背景和領(lǐng)域的人員之間的交流。對(duì)微細(xì)氣泡、液體介質(zhì)和微細(xì)氣泡分散體系表征感興趣的人員可能，主要是擁有試驗(yàn)背景或理論背景的科研檢測(cè)機(jī)構(gòu)、儀器研制廠家的材料學(xué)家、生物學(xué)家、化學(xué)家或物理學(xué)家。使用表征數(shù)據(jù)的人員，則擴(kuò)展到生產(chǎn)方、供應(yīng)方和采購(gòu)方的品質(zhì)控制和質(zhì)檢人員、相關(guān)認(rèn)證機(jī)構(gòu)和管理機(jī)構(gòu)。這方面的標(biāo)準(zhǔn)化文件按照內(nèi)容的功能看，主要為試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)有分類標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和指南標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用的場(chǎng)合。按照標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象分，主要是規(guī)范測(cè)量方法的過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)儀器的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

微細(xì)氣泡也屬于顆粒的大范疇，一些既有的顆粒表征與測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)也適用。有的方法適用于微細(xì)氣泡分散體系和超細(xì)氣泡分散體系；有的方法僅適用于微細(xì)氣泡分散體系；但大部分方法均需要一些特殊的樣品處理、制備或是儀器調(diào)整才能夠得到可靠、量化的結(jié)果。在具體實(shí)施過(guò)程中，有很多微細(xì)氣泡體系的特殊性，例如，微氣泡的不穩(wěn)定性、超細(xì)氣泡和雜質(zhì)顆粒難以區(qū)分導(dǎo)致的檢測(cè)問(wèn)題和困難需要克服。

目前，測(cè)量與表征板塊標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目概況如表3所示(標(biāo)準(zhǔn)被轉(zhuǎn)化時(shí)只列出原始標(biāo)準(zhǔn))。

表3 測(cè)量與表征類標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目概況[15]Tab.3 Overview of Standards for Measurement Methods[15]

(續(xù)表3)編號(hào)文件代號(hào)文件名起草方范圍和用途16ISO 13322-1∶2014Particle size analysis—Image analysis methods—Part 1: Static image analysis methods(粒徑分析 圖像分析法 第1部分:靜態(tài)圖像分析法)ISO/TC24 responsible粒子相對(duì)于成像器件光學(xué)系統(tǒng)軸的速度為零時(shí),用圖像法測(cè)量粒度分布17ISO 13322-2∶2006Particle size analysis—Image analysis methods—Part 2: Dynamic image analysis methods(粒徑分析 圖像分析法 第2部分:動(dòng)態(tài)圖像分析法)ISO/TC24 responsible控制液體、氣體或傳輸機(jī)上運(yùn)動(dòng)顆粒的位置,進(jìn)行顆粒圖像采集和分析18T/CSP X-XXXX?Microbubble size analysis—Submerged dynamic image a-nalysis methods(微氣泡粒徑分析 浸入式動(dòng)態(tài)圖像法)Chinese Society of Par-ticuology responsible浸入式動(dòng)態(tài)圖像法測(cè)量微氣泡粒徑的原理、設(shè)備和操作步驟19ISO/CD TS 21357?Nanotechnologies—Evaluation of the mean size of nano-objects in liquid dispersions by static multiple light scat-tering (SMLS)(納米技術(shù) 靜態(tài)多重光散射法評(píng)估液態(tài)分散體系中納米物體平均粒徑)ISO/TC229 responsible控制液體、氣體或傳輸機(jī)上運(yùn)動(dòng)顆粒的位置,進(jìn)行顆粒圖像采集和分析20/Measurement of ultrafine bubble size and number concen-tration(超細(xì)氣泡粒徑和數(shù)量濃度測(cè)量方法)FBIA, Japan responsible不對(duì)外公開21/Measurement of microbubble size and number concentra-tion(微氣泡粒徑和數(shù)量濃度測(cè)量方法)FBIA, Japan responsible不對(duì)外公開22/Fine bubble shower head test method(微細(xì)氣泡淋浴頭試驗(yàn)方法)FBIA, Japan responsible不對(duì)外公開23/Fine bubble nozzle test method(微細(xì)氣泡水龍頭起泡器試驗(yàn)方法)FBIA, Japan responsible不對(duì)外公開

2.2.6 微細(xì)氣泡標(biāo)準(zhǔn)體系“400 應(yīng)用”板塊及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展

應(yīng)用板塊標(biāo)準(zhǔn)包括微細(xì)氣泡技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)原理、操作規(guī)范、性能評(píng)價(jià)、工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范、過(guò)程控制規(guī)范等內(nèi)容。即使背后的機(jī)理不明確或把握得不完備，仍期待把微細(xì)氣泡技術(shù)應(yīng)用中可以驗(yàn)證或已經(jīng)實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)異效果盡快標(biāo)準(zhǔn)化，指導(dǎo)市場(chǎng)應(yīng)用和推廣，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。例如，在一定的控制條件下，實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)工藝更優(yōu)異的投入產(chǎn)出比和效果的工藝、評(píng)價(jià)方法和數(shù)據(jù)證明等。

微細(xì)氣泡技術(shù)表現(xiàn)出多方面的優(yōu)異性能，在諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，可將其應(yīng)用按微細(xì)氣泡分散體系的有效功能和應(yīng)用領(lǐng)域分類。采用按照應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行細(xì)分的原因有如下兩點(diǎn)。首先，和特定應(yīng)用領(lǐng)域緊密結(jié)合，在該領(lǐng)域市場(chǎng)形成期，標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)、對(duì)市場(chǎng)的引導(dǎo)以及技術(shù)在市場(chǎng)的推廣應(yīng)用會(huì)更高效。其次，如前所述，微細(xì)氣泡的功能、效果等背后的機(jī)理仍未得到充分和完善的科學(xué)解釋，技術(shù)本身也尚處于發(fā)展階段；微細(xì)氣泡技術(shù)發(fā)揮功效時(shí)往往是多重機(jī)理和功效的協(xié)同作用；微細(xì)氣泡分散體系本身的種類和具體應(yīng)用領(lǐng)域的環(huán)境、介質(zhì)、對(duì)象均存在復(fù)雜的相互作用，導(dǎo)致很難脫離或高于特定應(yīng)用領(lǐng)域去做標(biāo)準(zhǔn)。

行業(yè)的具體劃分，在GB/T 4754—2017 國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類的推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(參考聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)委員會(huì)制定的《所有經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)分類》ISIC Rev.4編制)的分類基礎(chǔ)上，把涉及的行業(yè)進(jìn)行了適度合并。

微細(xì)氣泡標(biāo)準(zhǔn)體系“400 應(yīng)用”分為8個(gè)大類[16-22]。

401 農(nóng)林水產(chǎn)及食品業(yè)

401-1 農(nóng)業(yè)林業(yè)種植：種子發(fā)芽/植物生長(zhǎng)促進(jìn)、灌溉/水培、微細(xì)氣泡封入膠囊的殺蟲劑或營(yíng)養(yǎng)液等

401-2 水產(chǎn)養(yǎng)殖：水產(chǎn)類動(dòng)物生長(zhǎng)促進(jìn)、品質(zhì)提升、養(yǎng)殖環(huán)境改善等

401-3 食品：食品、酒、飲料等添加微細(xì)氣泡、微細(xì)氣泡封入膠囊的食品材料等

401-4 保鮮：鮮花、水產(chǎn)、食品等保鮮

402 能源和礦產(chǎn)

402-1 礦物浮選

402-2 濕法冶金應(yīng)用

402-3 石油應(yīng)用：微泡沫鉆井液等

402-4 燃料及燃燒器應(yīng)用：燃油霧化提高燃燒效率、氣泡霧化燃油燒嘴等

403 加工與制造

403-1 機(jī)加工：電解液、切削液等的性能改良，如積屑瘤剝離、研磨效率提升、硅晶圓超鏡面研磨

403-2 精密剝離：硅晶圓剝離等

404 化工制造

404-1 化學(xué)反應(yīng)器：氣體吸收塔等的反應(yīng)加速

404-2 膠囊技術(shù)：凝膠膠囊內(nèi)封微細(xì)氣泡及微細(xì)氣泡分散體系等

404-3 油包水乳化制造

404-4 結(jié)晶制造

404-5 新型功能材料制造

404-6 綠色化工還原過(guò)程

405 環(huán)境

405-1 水質(zhì)凈化和改善：藻類抑制、底泥減容、廢液凈化、增氧、脫色、殺菌等

405-2 土壤治理：鹽堿地治理、污染土壤原位治理等

405-3 廢氣治理

405-4 廢棄資源回收再利用：廢液中有用成分提取等

405-5 環(huán)境消毒殺菌：運(yùn)輸車輛、公共設(shè)施消殺等

406 清潔清洗(跨行業(yè)，但不包含人體直接接觸用)

406-1 工業(yè)清洗：金屬零部件、硅晶片清洗；棉織物堿退漿、牛仔褲水洗；冷卻液箱清掃及冷卻液凈化等

406-2 公共設(shè)施清洗：橋梁清洗、公共廁所清洗、道路融雪劑清洗等

406-3 農(nóng)副產(chǎn)品及食品業(yè)清洗

406-4 日用清洗：衣服類清洗等

406-5 水下設(shè)備抑藻

407 健康及護(hù)膚

407-1 超聲顯影增強(qiáng)

407-2 藥物裝載

407-3 日用及化妝品：化妝品、氣泡浴、皮膚頭皮護(hù)理、口腔清洗等

407-4 消毒殺菌：醫(yī)療器械消殺等

409 其他：船舶減阻等

目前，應(yīng)用板塊標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目進(jìn)展概況如表4所示(標(biāo)準(zhǔn)被轉(zhuǎn)化時(shí)只列出原始標(biāo)準(zhǔn))。

表4 應(yīng)用類標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目概況Tab.4 Overview of Standards for Individual Applications

3 結(jié)語(yǔ)與展望

微細(xì)氣泡技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，應(yīng)用前景廣泛，發(fā)展勢(shì)頭迅猛，但無(wú)論是國(guó)際還是國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展均剛剛起步，與成熟的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域相比，我國(guó)的參與機(jī)會(huì)和話語(yǔ)權(quán)更多。期待我國(guó)更多的企業(yè)界和研究人員參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定，同步各國(guó)市場(chǎng)的技術(shù)思想和技術(shù)資源，在我國(guó)先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)造陣地，開發(fā)更多對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展更有利的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，為技術(shù)和產(chǎn)品服務(wù)于全球市場(chǎng)打基礎(chǔ)。

當(dāng)然，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)也要注意，發(fā)達(dá)國(guó)家常利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以標(biāo)準(zhǔn)化手段為技術(shù)壁壘，如合格評(píng)定的程序復(fù)雜、操作環(huán)節(jié)繁瑣、檢測(cè)費(fèi)用昂貴等，控制和開發(fā)對(duì)其更有利的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。日本在微細(xì)氣泡標(biāo)準(zhǔn)化方面就明確引導(dǎo)企業(yè)根據(jù)“open·close戰(zhàn)略”。“close戰(zhàn)略”方面，對(duì)本公司擁有的核心技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行篩選，對(duì)于應(yīng)該封閉化的技術(shù)，進(jìn)一步判斷其是作為技術(shù)訣竅(know-how)隱藏或是申請(qǐng)為專利。例如，特殊關(guān)鍵的制造技術(shù)難以申請(qǐng)專利或即使申請(qǐng)專利也難以維權(quán)的部分選擇保密隱藏，對(duì)于難以保密的產(chǎn)品則申請(qǐng)專利。“open戰(zhàn)略”方面，通過(guò)將公司競(jìng)爭(zhēng)力源泉之外的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化(性能基準(zhǔn)、評(píng)價(jià)方法等)、與其他公司產(chǎn)品接口部分規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化等來(lái)擴(kuò)大自己公司產(chǎn)品的市場(chǎng)；測(cè)量?jī)x器廠家一般也是盡量將測(cè)量方法和產(chǎn)品滲透到標(biāo)準(zhǔn)中，以期迅速普及和應(yīng)用。

微細(xì)氣泡技術(shù)大多跨領(lǐng)域跨行業(yè)，且目前以中小企業(yè)為主，尚未形成地域性集中產(chǎn)業(yè)鏈、整體或細(xì)分領(lǐng)域的龍頭企業(yè)；專門研究和實(shí)施成果轉(zhuǎn)化的相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和大專院校也為數(shù)不多。在市場(chǎng)規(guī)模大、應(yīng)用效果突出的領(lǐng)域需要優(yōu)先成立工作組，構(gòu)建相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同的技術(shù)應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)機(jī)制，共同推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的開發(fā)。另外，很多不同應(yīng)用領(lǐng)域背后的機(jī)理是共同或交叉的，在微細(xì)氣泡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)時(shí)跨行業(yè)的技術(shù)支持是非常必要和有效的。

氣泡技術(shù)領(lǐng)域涉及已有技術(shù)面非常廣泛，作為新興的技術(shù)，與已經(jīng)制定的其他國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)也非常重要。