南京建筑墻面涂料VOCs排放特征及控制對策

牟瑩瑩，鄭新梅，謝放尖，李 潔

（南京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，江蘇 南京 210013）

環(huán)境監(jiān)測與污染防治

南京建筑墻面涂料VOCs排放特征及控制對策

牟瑩瑩，鄭新梅，謝放尖，李 潔

（南京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，江蘇 南京 210013）

基于南京房屋竣工面積，估算獲得建筑墻面涂料的使用量，利用排放系數(shù)法計算獲得2000—2015年南京建筑墻面涂料揮發(fā)性有機(jī)物排放特征。結(jié)果表明，隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，近年來南京建筑墻面涂料VOCs排放呈現(xiàn)較大的增長，在2012年達(dá)到最高值，約為8 000 t。針對建筑墻面涂料VOCs排放特征，建議通過完善建筑墻面涂料VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)和政策、優(yōu)化建筑墻面涂料產(chǎn)品、提高水性涂料比例等措施，控制建筑墻面涂料VOCs污染排放。

建筑墻面涂料；VOCs；排放系數(shù)法；排放特征

建筑涂料使用過程排放的大氣污染物主要為揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs），其排放一方面造成室內(nèi)空氣污染，另一方面與NOx在光照作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)[1-2]，致使臭氧和二次有機(jī)氣溶膠濃度的升高，直接或間接影響人體健康。同時，涂料中有機(jī)溶劑成分主要是苯系物、醇、酯、醚、酮5類化合物[3]，對人體健康有較大危害。因此，建筑涂料VOCs的污染控制值得關(guān)注和重視。目前，我國已經(jīng)制定和實(shí)施多項建筑涂料VOCs污染控制及減排措施，2012年《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染“十二五”規(guī)劃》 （環(huán)發(fā)〔2012〕130號）中明確提出建筑內(nèi)外墻涂飾應(yīng)全部使用水性涂料，2015年環(huán)保部修訂了《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求水性涂料》 （HJ/T 201—2005），提高了建筑涂料中揮發(fā)性有機(jī)物和苯系物等有害物質(zhì)總量的限量要求，同時，北京、天津、深圳等城市也分別研究制定了建筑涂料揮發(fā)性有機(jī)物含量限值標(biāo)準(zhǔn)[4]。

建筑涂料是涂料中的一個重要類別，建筑涂料主要包括墻面涂料（內(nèi)墻涂料與外墻涂料）、防水涂料、地坪涂料、功能性涂料（防火涂料、鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料、防霉涂料、保溫隔熱涂料、其他功能性建筑涂料）。其中，墻面涂料是建筑涂料使用的主要部分。

南京作為江蘇省省會、長三角副中心城市，近年來隨著城市化進(jìn)程的加快和建筑業(yè)的迅速發(fā)展，房屋建筑施工面積和竣工面積大幅度增長。同時由于墻面涂料是建筑涂料使用的主要部分，并且介于數(shù)據(jù)的可獲取性，本研究選擇南京作為研究對象。主要考慮建筑墻面涂料的排放，研究和分析其建筑墻面涂料揮發(fā)性有機(jī)物排放特征以及控制對策。

1 研究區(qū)域概況與方法

1.1 研究區(qū)域

南京——江蘇省省會，國家重要的區(qū)域中心城市。南京地處長江下游的寧鎮(zhèn)丘陵山區(qū)，江蘇省西南部，全市區(qū)域西起118°22′，東至119°14′，南抵 31°14′，北達(dá) 32°37′，占地面積 6 582 km2。2015年，全市房屋施工面積11 515.89萬m2，房屋竣工面積2 181.84萬m2。

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于南京統(tǒng)計局編《2001—2016年南京統(tǒng)計年鑒》[6]以及環(huán)保部大氣污染源排放清單相關(guān)指南[7]。

1.3 研究方法

建筑墻面涂料VOCs排放量主要采用排放系數(shù)法進(jìn)行估算。計算過程中的活動水平為建筑墻面涂料使用量，其通過房屋竣工面積、房屋竣工面積與內(nèi)外墻面積的比例關(guān)系以及單位內(nèi)外墻面積的涂料使用量進(jìn)行估算。據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研[8-9]發(fā)現(xiàn)：我國房屋建筑竣工面積、內(nèi)墻面積、外墻面積的比例約為1∶2.5∶0.7；內(nèi)、外墻涂料的單位面積噴涂率分別為250～300 g/m2和400～500 g/m2；內(nèi)墻涂料絕大部分為水性涂料，外墻涂料水性和溶劑型使用比例為18.5∶81.5。因此，假定南京內(nèi)、外墻涂料單位面積的噴涂率為250 g/m2和450 g/m2；內(nèi)墻涂料使用全為水性涂料，外墻涂料水性和溶劑型使用比例為18.5∶81.5。通過估算，可獲得建筑墻面涂料消耗量。

建筑墻面涂料VOCs排放量主要采用排放系數(shù)法進(jìn)行估算，即排放系數(shù)與活動水平的乘積。排放系數(shù)主要參考環(huán)保部《大氣揮發(fā)性有機(jī)物源排放清單編制技術(shù)指南》[7]，如表1所示。

表1 建筑揮發(fā)性有機(jī)物排放系數(shù) g/kg涂料

2 建筑墻面涂料使用及VOCs排放

2.1 建筑墻面涂料使用情況

根據(jù)歷年南京房屋竣工建筑面積，估算獲得墻面涂料的使用量，如表2所示。由表2可知，自2000年開始建筑涂料使用量呈現(xiàn)較快的增長趨勢，這主要是與城市化進(jìn)程加快和建筑業(yè)的迅速發(fā)展有關(guān)。建筑墻面涂料使用在2012年達(dá)到峰值，當(dāng)年墻面涂料消費(fèi)量達(dá)到37 893 t，其中內(nèi)墻涂料約為25 195 t；建筑外墻涂料開始約為6 872.8 t，2012年之后，建筑墻面涂料消費(fèi)量逐年降低，2015年墻面涂料消費(fèi)量約為20 500 t。

表2 2000—2015年南京建筑墻面涂料使用情況

2.2 建筑墻面涂料VOCs排放現(xiàn)狀

利用排放系數(shù)法可計算獲得建筑墻面涂料VOCs排放量，2000—2015年南京建筑墻面涂料VOCs排放量變化如圖1所示。由圖1可以看出，自2004年開始VOCs年排放量呈現(xiàn)較快的速度增長，在2012年VOCs排放量達(dá)到最高值，大約達(dá)到8 000 t，2012年以后排放量開始下降，但仍呈現(xiàn)較高的水平，2015年VOCs排放量約為4 300 t，是2003年的2倍。值得注意的是，以上只是建筑墻面涂料使用的VOCs排放量，不包括防水涂料、地坪涂料與功能性建筑涂料，并且這幾種建筑涂料中溶劑型涂料使用比例很高[5]，因此建筑涂料VOCs總排放量更大。

圖1 2000—2015年南京建筑墻面涂料VOCs排放量

圖2為建筑墻面涂料VOCs排放的比例分布特征。2015年建筑內(nèi)墻涂料VOCs排放量為1 636 t，約占總排放量的38%，建筑外墻水性涂料和溶劑型涂料VOCs排放量分別為153 t和2 521 t，分別占總排放量的4%和58%。這主要是由于外墻涂料主要是溶劑型涂料，并且溶劑型涂料中的揮發(fā)性有機(jī)物含量較高，即控制建筑墻面涂料揮發(fā)性有機(jī)物污染的關(guān)鍵在于外墻溶劑型涂料。因此，控制建筑涂料VOCs污染，重點(diǎn)在于外墻墻面涂料，應(yīng)當(dāng)通過采取相關(guān)措施增加水性涂料使用率，如：加強(qiáng)無害、低揮發(fā)性有機(jī)物含量的外墻涂料的研發(fā)，加強(qiáng)環(huán)保力度，制定相關(guān)的獎勵和優(yōu)惠的經(jīng)濟(jì)政策等措施。同時，內(nèi)墻涂料也應(yīng)加強(qiáng)市場監(jiān)督，嚴(yán)控銷售和使用涂料的質(zhì)量，保證建筑內(nèi)、外墻墻面涂料使用符合標(biāo)準(zhǔn)，保證內(nèi)墻涂料質(zhì)量。

圖2 2015年南京建筑墻面涂料VOCs排放特征

3 建筑墻面涂料VOCs控制對策及相關(guān)建議

建筑墻面涂料必須在開放空間中涂裝，VOCs基本屬于無組織排放，且排放源分散，污染控制難，環(huán)境監(jiān)管難度大，因此建筑墻面涂料使用過程中的VOC排放主要采用源頭控制，即直接控制產(chǎn)品中VOCs含量，采用低VOCs或無VOCs的環(huán)境友好型涂料替代溶劑型涂料。本研究針對南京建筑墻面VOCs排放現(xiàn)狀，參照北京、天津、深圳等發(fā)達(dá)城市經(jīng)驗，提出如下的建筑墻面VOCs排放的綜合控制對策建議：

3.1 建立和完善建筑墻面涂料VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)政策

建立和完善建筑墻面涂料VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)，通過規(guī)定建筑墻面涂料中揮發(fā)性有機(jī)物含量限值要求、檢驗方法、管理要求、實(shí)施與監(jiān)督等內(nèi)容，為建筑墻面涂料生產(chǎn)、銷售和建筑工程使用過程的監(jiān)督、執(zhí)法提供依據(jù)。

3.2 優(yōu)化建筑墻面涂料產(chǎn)品，提高水性涂料比例

通過加強(qiáng)環(huán)保管理力度，同時提出相關(guān)的獎勵和優(yōu)惠的經(jīng)濟(jì)政策，比如提供融資渠道、資金補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠等，引導(dǎo)涂料制造企業(yè)采用更環(huán)保和低VOCs含量的原料，改進(jìn)生產(chǎn)和施工工藝，開發(fā)環(huán)保型涂料配方和施工技術(shù)，以優(yōu)化建筑墻面涂料產(chǎn)品質(zhì)量，提高水性涂料的市場占有率。

3.3 加強(qiáng)管理，建立常態(tài)化監(jiān)督機(jī)制

加強(qiáng)對建筑墻面涂料銷售的管理，杜絕銷售不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的涂料；以日常監(jiān)督和專項突擊檢查相結(jié)合的方式，嚴(yán)格管控建筑裝修工地使用涂料的質(zhì)量；建立常態(tài)化監(jiān)督管理機(jī)制，保證建筑墻面涂料使用符合標(biāo)準(zhǔn)。

[1]謝旻，王體健，江飛，等.NOx和VOC自然源排放及其對中國地區(qū)對流層光化學(xué)特性影響的數(shù)值模擬研究[J].環(huán)境科學(xué)，2007，28（1）：32-40.

[2]邵敏，董東.我國大氣揮發(fā)性有機(jī)物污染與控制[J].環(huán)境保護(hù)，2013（5）：25-28.

[3]魏巍，王書肖，郝吉明.中國涂料應(yīng)用過程揮發(fā)性有機(jī)物的排放計算及未來發(fā)展趨勢預(yù)測[J].環(huán)境科學(xué)，2009，30（10）：2809-2815.

[4]齊祥昭，魯文輝，牛長睿.涂料行業(yè)VOC污染控制政策法規(guī)研究[J].中國涂料，2015，30（2）：9-13.

[5]我國建筑涂料行業(yè)VOCs控制現(xiàn)狀調(diào)研報告[EB/OL].[2015-10-13].http：//www.ocn.com.cn/news/chanye/201510/eefzq13112837. shtml.

[6]南京統(tǒng)計局.南京統(tǒng)計年鑒[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2001-2016.

[7]中國環(huán)保部.大氣揮發(fā)性有機(jī)物源排放清單編制技術(shù)指南（試行）[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2016.

[8]林宣益.國內(nèi)外建筑涂料現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].上海涂料，2011，49（2）：35-41.

[9]魏巍.中國人為源揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放現(xiàn)狀和未來趨勢[D].北京：清華大學(xué)，2009：1-159.

（編輯：程 ?。?/p>

VOCs Emission Characteristics of Building Coating and Control Measures of Nanjing

Mu Yingying,Zheng Xinmei,Xie Fangjian,Li Jie
（Nanjing Research Institute of Environmental Protection,Nanjing Jiangsu 210013,China）

Based on the completed floor area of Nanjing housing,the wall surface coating of buildings shall be calculated.Discharge coefficient method shall be adopted to obtain the volatile organic compounds(VOCs)discharge features of 2000—2015 Nanjing building wall surface costing.The results showed that VOCs discharge of Nanjing building wall surface costing increased rapidly with the great development of construction industry and reached the highest value about 8 000 tons in 2012.In terms of VOCs discharge features of building wall surface costing,it was required to issue complete building wall costing VOCs discharge standards and relevant policy, optimize building wall surface costing products,improve water-based paint proportion etc to control building wall surface costing VOCs pollution discharge.

building coating,VOCs,emission factors,emission characteristics

X515

A

1008-813X（2017）01-0065-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.01.17

2017-01-04

國家科技支撐計劃項目《青奧會空氣質(zhì)量保障技術(shù)集成與應(yīng)用》（2011BAK21B03）

牟瑩瑩（1985-），女，山東日照人，畢業(yè)于華東理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)，碩士，工程師，主要從事大氣化學(xué)、大氣污染物排放清單方面的研究工作。