涂料工業有機物減排研討

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揮發性有機物(VolatileOrganicCompounds，VOCs)通常是指在常溫常壓下，具有高蒸汽壓、易揮發的有機物總稱，目前WHO、EU、USA等對VOCs的具體界定不完全相同，我國普遍認可的定義是：在常壓下，任何沸點低于250℃的有機化合物，或在室溫(25℃)下飽和蒸汽壓超過133.32Pa，以氣態分子的形態排放到空氣中的所有有機化合物的總稱，主要包括烷烴、烯烴和芳香烴鹵烴類、酯類、醛類、酮類等。VOCs在一定條件下可與氮氧化物發生光化學反應，引起地面臭氧濃度的增加，導致光化學煙霧污染和灰霾問題，此外，一些VOCs組分本身屬于毒害物質。近年來，VOCs污染問題日益突出，已被列入“十二五”大氣污染聯防聯控工作重點控制目標。但是，長期以來，我國對VOCs控制薄弱，大多數城市沒有開展臭氧的監測，VOCs未納入環境統計管理體系，國家層面上底數不清，難以滿足環境管理的需要，現行的大氣污染防治法律、法規在區域大氣污染防治方面缺乏有效的措施要求，缺少VOCs排放標準體系。歐、美國家較早地開展了VOCs排放控制工作，建立了排放標準要求，并形成了完善的防治技術體系，值得借鑒。

1我國的VOCs減排和控制

1.1我國VOCs減排和控制成功范例

近年來，部分城市兌現重大事項清潔空氣保障的承諾，在各行業開展了污染監測與排放控制工作，VOCs的控制也起到很明顯的效果。為了保證奧運會期間空氣質量，北京市政府協同有關部委和地市先后了《關于做好揮發性有機污染物控制工作的通知》，對北京市、天津市、河北省涉及VOCs的機電、化工、家具、建材等企業提出限產甚至停產要求。針對服裝干洗、汽車維修保養、印刷和家具制造等行業VOCs排放工序的特點，制定了《北京市重點行業揮發性有機污染物排放控制要求》，對印刷、汽修、家具、服裝干洗等排放VOCs的單位加強監督檢查。2009年廣東實施《廣東省珠江三角洲大氣污染防治辦法》，將VOCs列入大氣污染的控制范圍，實施《關于控制重點行業揮發性有機污染物排放的通告》，要求石油化工、涂料制造、橡膠制品制造、服裝干洗等11個重點行業4000多家VOCs排放企業實施整改，削減VOCs排放。對未完成VOCs整改的企業實施停產，禁止建筑涂料用等溶劑的使用、銷售。為了讓世博年的上海呈現藍天白云的好天氣，上海市建成了大氣復合污染自動監測站，裝備了VOCs分析儀，加強了VOCs治理。2010年，又明確提出“十二五”期間應重點做好化工企業VOCs控制。2010年5月國務院辦公廳轉發環境保護部等部門《關于推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量的指導意見》(國辦發［2010］33號)，將VOCs列為大氣污染聯防聯控的重點污染物之一，標志著國家層面上VOCs污染防治工作的開始。

1.2我國VOCs減排和控制相關標準規范

我國《環境空氣質量標準》GB3095-1996規定了O3濃度限值，也是直接與VOCs控制相關的環境質量目標，各行業通過滿足污染物排放標準來實現該環境質量目標。排放標準是國家對排入環境的污染物的濃度或總量所作的限量規定《。大氣污染物綜合排放標準》GB16297-1996規定了氯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、氯苯類、硝基苯類、苯胺類、酚類、甲醛、乙醛、丙烯醛、丙烯腈、甲醇等13種VOCs的最高允許排放濃度、最高允許排放速度和無組織排放限值；操作及設施規范方面，煉焦爐執行《煉焦爐大氣污染物排放標準》GB16171-1996、惡臭物質排放執行《惡臭污染物排放標準》GB14554-93，制革行業執行《合成革與人造革工業污染物排放標準》GB21902-2008《。室內裝飾裝修材料中有害物質限量10項強制性國家標準》規定了室內裝飾裝修材料的排放限值，其中內墻涂料、溶劑型木器涂料、溶劑型膠黏劑、水基型膠黏劑、地毯、地毯襯墊、地毯膠黏劑標準規定了VOCs排放限值，對木家具、人造板及其制品、壁紙規定了甲醛排放限值。行業標準《環境標志產品技術要求水性涂料》HJ/T201-2005規定了水性涂料中VOCs的排放限值為內墻涂料≤80g/L，外墻涂料≤150g/L，墻體用底漆≤80g/L，木器涂料、防腐涂料、防水涂料等產品≤250g/L，膩子≤10g/kg。此外，上海、北京和廣東等地制定了一些地方標準控制VOCs的排放，如上海《半導體行業污染物排放標準》DB31/374-2006規定VOCs排放速率＞0.6kg/h的處理設施的最低處理效率≥88%，VOCs最高允許排放濃度為100mg/m3；北京市《大氣污染物綜合排放標準》DB11/51-2007規定了非甲烷總烴最高允許排放濃度、與排氣筒高度對應最高允許排放速率以及無組織排放監控點濃度限值；廣東省《家具制造行業揮發性有機化合物排放標準》DB44/814-2010和《印刷行業揮發性有機化合物排放標準》DB44/815-2010分別規定了家具制造行業和印刷行業VOCs排放限值和控制VOCs排放的生產工藝和管理要求。綜上可見，我國在VOCs控制方面尚沒有建立完善的污染排放標準體系，只有個別國家標準和地方標準明確提出VOCs排放限值，少數國家標準涉及到個別揮發性有機物，多數行業還沒有建立起關于VOCs排放限值的標準，也沒有完善的控制技術體系。

2美國VOCs減排和控制

美國國家環保署在VOCs控制方面，將一些具有低反應活性的VOCs從監管對象中排除，控制工作的重點放在能顯著增加臭氧濃度的VOCs上面。美國的VOCs控制源于《清潔空氣法案》，VOCs的減排和控制是通過建設許可和經營許可制度實現的，并建立了系統的技術政策體系。臭氧達標區和未分類區的新建、重建主要排放源和重大改動主要現有源必須采用最佳可用控制技術(BestAvailableControlTechnology，BACT)并實施空氣質量分析；臭氧未達標區的新建、重建主要排放源和重大改動主要現有源必須安裝最低可達排放速率(LowestAchievableEmissionRate，LAER)技術，并在項目建設前根據未達標區的具體等級實現規定的排放消減比例(EmissionOffsets)，進行其他建設地址評估，所有者和經營者須在州范圍內證明其名下所有設施合規；所有地區小額排放源須進行控制技術審查；臭氧非達標區所有CTG(環保局的控制技術指導)涉及的現有源和非CTG主要現役源必須安裝合理可行控制技術(ReasonablyAvailableControlTechnology，RACT)。最佳可用控制技術(BACT)和最低可達排放速率(LAER)技術均是根據具體案例確定，而RACT可以根據具體案例確定，也可以采取CTG中建議的技術措施。

VOCs控制技術指南(CTG)[1-6]主要包括以下與涂料涂裝相關的活動：木質平板表面涂裝，紙張、薄膜和鋁箔涂裝，家電表面涂裝，金屬家具的表面涂裝，其他雜類金屬部件和產品表面涂裝，汽車和輕型卡車表面涂裝等。EPA設立了清潔空氣技術中心RACT/BACT/LAERClearinghouse用于匯集全國的RACT、BACT和LAER技術案例，供許可機構和排污單位確定BACT、LAER和RACT技術水平和排放控制水平。對于VOCs排放量大、嚴重危害公眾健康和福利的特定行業中新建源和重大改動的現有源，EPA頒布了全國范圍的新源執行標準(NewSourcePerformanceStandards，NSPS)，不管排放源所處的環境空氣質量分區達標與否。NSPS是行業層面的標準，代表的技術水平是最佳示范技術(BestDemonstratedTechnology，BDT)。新源執行標準中涉及涂料涂裝的主要有汽車和輕型卡車的表面涂裝作業、印藝行業、家電涂裝、金屬卷材表面涂層等[7]。排放毒性VOCs的排放源，不管其所處的環境空氣質量分區達標與否，還必須執行國家毒性空氣污染物排放標準(NationalEmissionStandardsforHazardousAirPollutants，NESHAP)，該標準代表了最大可控技術(MaximumAchievableControlTechnology，MACT)水平。涉及到涂料涂裝的主要有家電表面涂層、汽車和輕型卡車表面涂層、木結構建筑產品表面涂層、木家具表面涂層、造船及船舶修理表面涂層、金屬家具表面涂層、金屬卷材表面涂層等[8-9]。BACT、LAER、RACT、BDT和MACT不僅代表了一定的排放水平，而且也規定了相應的技術水平，是具體減排和控制技術的合理組合。

3歐盟VOCs的減排和控制

歐盟環保標準大多以指令的形式。歐盟工業源VOCs排放控制指令主要有有機溶劑使用指令1999/13/EC[10]、涂料指令2004/42/CE[11]和綜合污染預防與控制指令96/61/EC、2008/1/EC[12]和2010/75/EC[13](也稱作工業排放指令，是綜合污染預防與控制指令的發展)。歐盟對VOCs的界定范圍為在293.15K條件下蒸汽壓高于0.01kPa(溶劑指令和綜合污染預防與控制指令)或在101.3kPa條件下沸點低于250℃(涂料指令)的任何有機物。溶劑指令1999/13/EC對15類有機溶劑使用活動通過設定的VOCs排放限值(包括有組織排放限值、逸散限值和總排放限值)和規定作業條件控制VOCs排放。相關排放源必須安裝減排設備或通過產品替換(如高溶劑含量產品替換成低溶劑含量或零溶劑含量產品)等減排方案以滿足排放限值。涂料指令2004/42/CE制定了建筑涂料和汽車涂料中的VOCs含量限值。涂料產品進入市場時需要標明詳細用途、法定VOCs限值和正常使用條件下產品的VOCs含量，這就從產品源頭控制了VOCs的排放和管理。綜合污染預防與控制指令96/61/EC、2008/1/EC和2010/75/EC強調多環境介質(水體、大氣、土壤、噪聲等)的統一管理，引入許可證制度，規定基于最佳可用技術(BestAvailableTechniques，BAT)的污染排放限值(廢水、廢氣、噪聲、固廢等)、等效的技術參數或工藝措施，在不影響環境質量的前提下靈活考慮了工業設施的技術特點、地理位置和當地的環境狀況。綜合污染預防與控制指令將工業生產活動劃分為能源工業、金屬工業、無機材料工業、化學工業、廢物管理及其他活動6大類，涉及VOCs排放的主要行業包括石油精煉、有機化學品、有機精細化工、貯存設施、涂裝、皮革加工等。為配合綜合污染預防與控制指令以及許可證制度的實施，歐盟委員會出版了行業BAT參考文件(BREF)，各成員國結合本國的工業污染控制實踐，將其轉化為本國的標準。歐盟委員會BAT參考文件涉及到涂料涂裝的主要有SurfaceTreatmentUsingOrganicSolvents和SurfaceTreatmentofMetalsandPlastics兩個文件，主要的約束對象有鋁質板材和配件、大型鋼材連續涂層、鋁質卷材連續涂裝、印刷、汽車涂裝、面包車、卡車，卡車駕駛室涂裝、客車涂裝、火車涂裝、農業和建筑設備涂裝、船舶和游艇涂裝、金屬包裝涂裝和印刷、塑料制件涂裝、家具和木質材料涂裝等。

4我國VOCs防治工作建議

我國VOCs防治工作正處于起步階段，雖然部分城市在VOCs控制方面取得了很好的成效，但是，對大多數城市而言，VOCs尚未納入環境管理體系，VOCs排放底數不清，缺少完善VOCs污染防治體系。因此借鑒歐美在VOCs防治方面的經驗，提出以下建議：(1)開展VOCs排放調查，建立排放清單，摸清行業和地區分布特征，篩選重點排放源，掌握污染濃度水平；(2)制定和完善相關行業VOCs排放標準，建立行業VOCs技術政策體系和技術指導文件，開展VOCs排放控制。