現(xiàn)代涂料對環(huán)境的污染及其對策研究

黃雪松

（江蘇省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊，江蘇 南京 210001）

研究現(xiàn)代涂料對環(huán)境的污染及其對策，需總結(jié)現(xiàn)代涂料引發(fā)的各種環(huán)境問題，了解涂料產(chǎn)生的危害，從輔料選擇、過程管理、監(jiān)督管理等方面入手提升治理效果，減少涂料引發(fā)的各種負(fù)面影響，最大程度地保障民眾的生命健康。

1 涂料生產(chǎn)對環(huán)境的污染

1.1 形成大氣污染

1.1.1 揮發(fā)性有機物質(zhì)

涂料在生產(chǎn)、固化、應(yīng)用時排放到大氣中的揮發(fā)性物質(zhì)，即VOC（volatile organic compounds），會造成比較嚴(yán)重的大氣污染。以熱固化涂料為例，特別是通過氨基樹脂交聯(lián)固化之后制作而成的氨基丙烯酸、氨基醇酸等涂料，在進行烘烤時會使氨基樹脂發(fā)生自縮聚反應(yīng)，不斷釋放甲醛、甲醇等氣體，且隨著烘烤時間延長、溫度升高，揮發(fā)量不斷增加；涂料生產(chǎn)時熬煉樹脂、溶劑揮發(fā)，尤其是色漆生產(chǎn)時大量有機溶劑的使用，會使設(shè)備出現(xiàn)跑冒滴漏，對廠區(qū)、車間環(huán)境造成嚴(yán)重污染。有機溶劑揮發(fā)到大氣中，引發(fā)原發(fā)性污染，超標(biāo)溶劑通過呼吸系統(tǒng)進入人體，會造成無法挽回的健康傷害，如部分酯類、醇類、醚類、醛類溶劑會損壞神經(jīng)系統(tǒng)；甲酸酯類、羥基甲酯等則會引發(fā)肺中毒；乙二醇類、苯與相關(guān)衍生物會毒害血液。

1.1.2 光化學(xué)污染

大氣中的有機溶劑、其他污染物會在陽光下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，即離子、自由基、分子、原子等因吸收陽光而發(fā)生的反應(yīng)。該反應(yīng)會生成很多活潑物質(zhì)，并引發(fā)系列反應(yīng)，讓很多一次污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂懈蠖拘?的二次污染物，如過氧乙酰酸酯、醛類、臭氧等，由碳?xì)浠衔铩⒌趸锱c光化學(xué) 反應(yīng)下的各種中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物混合而成的物質(zhì)形成光化學(xué)污染，毒性更大，嚴(yán)重威脅人們的生命健康[1]。

1.2 造成水質(zhì)污染

1.2.1 涂料生產(chǎn)廢水

涂料在生產(chǎn)時會生成廢水，如1 t氨基樹脂生產(chǎn)會形成1.5 t左右的廢水，其他精植物油、環(huán)氧酯樹脂、醇酸樹脂、酚醛樹脂等的生產(chǎn)都會形成相應(yīng)量的廢水；生產(chǎn)設(shè)備、容器的溶劑洗滌、涂裝前處理等都會形成廢水，廢水中包括重金屬、苯類、酚類等物質(zhì)；顏料中的鎘系顏料、鉻系顏料、鉛系顏料等含有鎘、鉻、鉛等，會在生產(chǎn)時污染水質(zhì)；使用時涂膜老化、漆膜剝落、開裂、粉化，含鎘、鉻、鉛等重金屬的顏料會隨著雨水沖刷進入水體中，造成污染。

1.2.2 含酚廢水

涂料用樹脂中酚醛樹脂為其中的關(guān)鍵類型，在酚醛樹脂生產(chǎn)時會產(chǎn)生廢水，且廢水中含有大量酚類，如果直接排放會引發(fā)樹脂污染。如果飲用水中酚類含量超過4 mg/L，會發(fā)出難聞氣味，人的嗅覺、味覺可直接感知，口服達到500 mg/kg會致死。酚屬于化學(xué)致癌物，如果將濃度較高的含酚廢水直接排放到水域中，會污染水體，對水生物造成傷害[2]。

1.2.3 鉻系顏料

鉻系顏料是應(yīng)用比較廣泛的著色顏料，鉻是致癌金屬，其中六價鉻是三價鉻毒性的100倍，國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鉻在水中的濃度限值不得超過0.5 mg/L，在飲用水中則要求≤0.05 mg/L。如果鉻含量超標(biāo)，會對水體造成嚴(yán)重污染，甚至導(dǎo)致人體慢性中毒。如果鉻通過飲用水進入人體，會一直在人體內(nèi)富集，形成鉻硫蛋白，蓄積在腎、肝中，其他如毛發(fā)、甲狀腺、胰、脾等器官都會有相應(yīng)集聚，最終引發(fā)氨基酸尿、蛋白尿、糖尿病等病癥。

2 現(xiàn)代涂料污染的防治對策

分析現(xiàn)代涂料對環(huán)境產(chǎn)生的各種負(fù)面影響，有必要結(jié)合涂料的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)運、應(yīng)用等各個階段制定有針對性的防治對策，以此減少負(fù)面影響，促進環(huán)保涂料的發(fā)展。

2.1 原輔材料控制

涂料生產(chǎn)時最重要的材料首先是聚酯樹脂，為降低涂料產(chǎn)生的污染，有必要嚴(yán)控各項原料的生產(chǎn)過程。以聚酯樹脂涂料為例，其主要是以聚酯樹脂為成分的成膜涂料，通過多元酸、多元醇聚合而成，多用于粉末涂料、低污染高固體粉、中高檔涂料中。涂料生產(chǎn)中應(yīng)用最多的飽和聚酯樹脂含有羥基官能團，借助與氨基樹脂、異氰酸酯等樹脂交聯(lián)固化成膜，該種涂料在保色性、保光性、耐熱性、耐磨性、柔韌性、硬度、豐滿度、色澤度等方面有著較大的應(yīng)用優(yōu)勢，可用于金屬底色漆、浸漬絕緣涂料等，對環(huán)境的影響較小，值得普及應(yīng)用[3]。

2.2 廢棄物分類管理

涂料生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生混合性粉塵，其中包含的化學(xué)成分具有毒性，可引發(fā)混合性塵肺病以及職業(yè)中毒等。在涂料生產(chǎn)混合攪拌時，不但會產(chǎn)生各種粉塵，還會造成原輔材料浪費，員工在吸入粉塵后，會造成比較嚴(yán)重的傷害，企業(yè)應(yīng)在生產(chǎn)涂料時做好以下工作：（1）為員工配備專業(yè)的工作服、手套、活性炭口罩、防毒面具等；在完成工作后，要求員工洗凈與涂料接觸的部位，并做好消毒工作；在涂料生產(chǎn)時，配料、攪拌、裝罐等過程的飛濺物可能會對員工造成傷害，可對攪拌桶加蓋，并嚴(yán)格規(guī)范員工的生產(chǎn)作業(yè)過程，避免因人員因素引發(fā)個人健康受損[4]。（2）廢棄物進行分類管理，將涂料生產(chǎn)過程中的各種廢棄物，按照其對環(huán)境的污染程度以及對人體的損害程度，分為兩種類型：①危險廢棄物，包括廢試樣試劑罐、報廢涂料、廢棄洗溶劑、除塵裝置搜集粉塵、房屋面具廢配件（濾盒、濾棉等）、廢包裝紙等，針對這部分廢棄物，應(yīng)利用專業(yè)設(shè)備進行集中處理、集中存放，形成完整的處理流程，避免其外泄。②可回收廢棄物，包括無害廢包裝物、廢紙張、塑料零部件、廢棄金屬等，可交由專業(yè)企業(yè)回收處理。

2.3 實現(xiàn)源頭控制

溶劑型涂料在生產(chǎn)時會造成比較嚴(yán)重的污染，尤其是VOCs排放造成的污染更嚴(yán)重，因此有必要實現(xiàn)涂料水性化、無溶劑化、高固含化，以此減少對環(huán)境的污染。并可結(jié)合涂裝工藝，鼓勵涂料生產(chǎn)企業(yè)選用低VOCs含量涂料，建議相關(guān)企業(yè)選擇使用以下四種涂料：（1）粉末涂料，該種涂料不含溶劑，全部由固體粉末組成，以細(xì)微粉末狀存在，有高效率、無害環(huán)保、節(jié)省資源等優(yōu)勢；（2）水性涂料，該種涂料以水為分散介質(zhì)料或者溶劑，直接以水取代以往的有機溶劑，大大降低對環(huán)境的負(fù)面影響；（3）UV涂料，又稱聚氨酯紫外光固化涂料，其組成不涉及揮發(fā)性化合物，且固化速度快，不會對環(huán)境造成較大影響；（4）高固體組分涂料，涂料固體組分大致為65%～85%，大大降低了有機溶劑含量，VOCs產(chǎn)生量也會隨之降低，即從源頭降低了VOCs產(chǎn)量[5]。

2.4 加強涂料生產(chǎn)過程管理

2.4.1 加強原輔料存儲管理

對有機溶劑以及含有有機溶劑的原輔料，要求密封存儲；在?；沸辛械耐苛吓c輔料，需要按照相關(guān)規(guī)定處理，減少或者盡量不使用稀釋劑、小型桶裝涂料，降低無組織廢氣排放量。

2.4.2 加強原輔料調(diào)配、轉(zhuǎn)運管理

要求稀釋劑、溶劑型涂料在調(diào)配時全程在密閉空間內(nèi)完成；引入集中供料系統(tǒng)，實現(xiàn)對供料過程的信息化、智能化管理，減少人員參與，降低影響；儲罐系統(tǒng)中可加入平衡管，避免在槽罐車加料、卸料等過程中引發(fā)溶劑揮發(fā)，并可將儲罐排氣管直接連通末端處理系統(tǒng)，避免廢氣直接排放形成污染。

2.4.3 加強其他環(huán)節(jié)的管理

調(diào)配、轉(zhuǎn)運、回收時涉及的水簾廢渣、廢溶劑、廢涂料桶等廢物，應(yīng)按照行業(yè)要求、規(guī)定進行處理[6]。

2.5 應(yīng)用先進的涂料處理技術(shù)

2.5.1 通泵投料技術(shù)

該技術(shù)多應(yīng)用在涂料生產(chǎn)進程中的液體投料環(huán)節(jié)，對比人工投料，可降低VOCs無組織排放量。移動缸操作生產(chǎn)線在計量原輔料時，輸送溶劑可優(yōu)先選擇管道計量，配置期間保持容器密閉。

2.5.2 密閉式臥式研磨機研磨技術(shù)

該技術(shù)多用于涂料研磨環(huán)節(jié)，具備較好的密閉性，對比三輥式研磨機、籃式研磨機來說，可縮減VOCs無組織排放量大約90%，環(huán)保效果極好。

2.5.3 半自動、自動包裝技術(shù)

適用于包裝環(huán)節(jié)，對比手動包裝，可縮減大約60%的VOCs無組織排放量，且裝置了抽風(fēng)系統(tǒng)進行各項廢氣的環(huán)?；幚?。

2.5.4 移動缸氣體收集技術(shù)

適用于投料環(huán)節(jié)，在移動缸處裝設(shè)廢氣處理管道，使移動缸內(nèi)部一直處于微負(fù)壓狀態(tài)。在情況允許時，收集廢氣可借助回收裝置回收溶劑，避免直接排入末端對設(shè)備造成污染。

2.5.5 廢水污染預(yù)防技術(shù)

主要用于水涂料生產(chǎn)進程中的清洗環(huán)節(jié)，涂料生產(chǎn)中的廢水在沉淀之后進行循環(huán)利用，利用率超過90%，對節(jié)約水資源、提升水質(zhì)有較好效果[7]。

2.6 加強生產(chǎn)監(jiān)督檢查

2.6.1 深入現(xiàn)場檢查

建議執(zhí)法人員深入企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，對涂料生產(chǎn)企業(yè)資質(zhì)、生產(chǎn)建筑用涂料產(chǎn)品標(biāo)識、生產(chǎn)環(huán)節(jié)等進行全面檢查，嚴(yán)厲打擊以次充好、冒用其他產(chǎn)品標(biāo)識等違法行為；同時要求執(zhí)法人員現(xiàn)場對企業(yè)開展相關(guān)法律法規(guī)宣傳，督促企業(yè)落實質(zhì)量安全主體責(zé)任，將綠色發(fā)展理念全面貫徹到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及企業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)；針對不合格生產(chǎn)企業(yè)，對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)要求企業(yè)立即整改；當(dāng)?shù)刂鞴懿块T還可在檢查的過程中，委托當(dāng)?shù)刭|(zhì)檢員現(xiàn)場對企業(yè)生產(chǎn)建筑用涂料進行抽樣，現(xiàn)場抽查多批次產(chǎn)品，對抽檢不合格的生產(chǎn)單位，依據(jù)《產(chǎn)品質(zhì)量法》嚴(yán)肅處理。

2.6.2 健全環(huán)保管理制度

針對涂料對環(huán)境產(chǎn)生的影響，健全環(huán)保管理制度，涉及溶劑回收制度、廢氣監(jiān)測制度、廢氣處理裝置保養(yǎng)制度、涂料生產(chǎn)設(shè)施管理制度等，并要求涂料生產(chǎn)廠家嚴(yán)格落實相關(guān)制度對應(yīng)的生產(chǎn)舉措。

2.6.3 健全監(jiān)測監(jiān)控體系

涂料生產(chǎn)廠家應(yīng)每年按照要求進行一次VOCs廢氣處理設(shè)施監(jiān)測及生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)各項廢氣、廢水、固體廢棄物的排放量監(jiān)測，監(jiān)測工作需委托專業(yè)的第三方機構(gòu)進行，主要監(jiān)測指標(biāo)為各種特征污染物，并按照系列指標(biāo)、數(shù)據(jù)進行VOCs處理效率核算，針對未達到標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)，應(yīng)要求其立即整改。

2.6.4 建立完善臺賬管理

完善各種類型的臺賬并強化管理功能，涉及廢氣處理耗材（催化劑、吸附劑等）用量、含有機溶劑原輔料消耗臺賬、廢氣處理設(shè)施臺賬、廢氣監(jiān)測臺賬等（如廢氣量、使用量、VOCs含量、去向等），各項臺賬要求至少保存三年，便于相關(guān)部門隨時查看、核對。

2.6.5 建立非正常工況申報管理機制

建立非正常工況申報管理機制，涉及突發(fā)環(huán)保事故、廢氣處理設(shè)施故障停運、項目停產(chǎn)等各種狀況，要求生產(chǎn)企業(yè)及時向相關(guān)管理部門報告、備案，以此實現(xiàn)規(guī)范化管理。

2.7 嚴(yán)格規(guī)范涂料污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行

涂料種類繁多，雖然高固分涂料、輻射固化涂料、粉末涂料、水性涂料等在環(huán)保、節(jié)約能耗等方面不斷取得突破，但是其在廢氣、廢水、固體廢物排放方面仍有較大的進步空間，因此有必要規(guī)范污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，減少對環(huán)境的影響。

2.7.1 強化執(zhí)行力度

大中型涂料生產(chǎn)廠、涂裝廠等應(yīng)按照相關(guān)法律標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行“三廢”排放政策，嚴(yán)禁以已交排污費為由取代“三廢”管理；同時要求環(huán)保部門加強對轄區(qū)內(nèi)涂料生產(chǎn)企業(yè)的監(jiān)督力度，強行整頓污染嚴(yán)重、不執(zhí)行環(huán)保改造的企業(yè)，針對造成惡劣影響的企業(yè)，在停產(chǎn)關(guān)閉的同時，應(yīng)追究相關(guān)人員責(zé)任。

2.7.2 實現(xiàn)針對性治理

結(jié)合優(yōu)先污染物處理原則，逐步落實針對各項污染物的處理工作；結(jié)合涂料工業(yè)當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、實地勘測等手段，了解涂料污染狀況及發(fā)展趨勢，以此制定有針對性的法律法規(guī)、政策標(biāo)準(zhǔn)等，實現(xiàn)對涂料污染的針對性治理。

2.7.3 依據(jù)政策法規(guī)進行規(guī)范化治理

以《中國涂料行業(yè)“十四五”規(guī)劃》、《關(guān)于對電池、涂料征收消費稅的通知》、《石油和化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)意見》、《大氣污染防治行動計劃》、《重點行業(yè)揮發(fā)性有機物削減行動計劃》等法律法規(guī)為指導(dǎo)，實現(xiàn)對涂料行業(yè)的針對性、規(guī)范化治理，督促涂料生產(chǎn)廠家規(guī)范自身行為，完善環(huán)保處理設(shè)施建設(shè)，引入先進的涂料生產(chǎn)及廢棄物處理工藝，降低對環(huán)境的負(fù)面影響。

2.8 應(yīng)用環(huán)保涂料

環(huán)保涂料涉及多種類型，比如可應(yīng)用水性漆助力中油防腐，并搭建自動化噴涂作業(yè)線，可讓帶著噴砂除銹余溫的鋼板，在輾軸的帶動下緩緩滑向噴涂區(qū)；自動噴涂機進行單面或雙面噴涂后，鋼板滑入加溫烘房；8分鐘后鋼板烘干，滑出烘房，吊機輕輕吊起，進行間隔堆碼，涂層在自然條件下再進行完全干燥固化。該套自動化噴涂設(shè)備和工藝，不受低溫和潮濕環(huán)境的影響，可全天候作業(yè)，而且作業(yè)效率是傳統(tǒng)人工噴涂、轉(zhuǎn)運方式的3倍，同時保障了作業(yè)人員的身體健康，消除了安全隱患。相關(guān)人員在選擇環(huán)保材料時，可關(guān)注檢測報告、環(huán)保認(rèn)證（中國環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證）等元素，以此選擇高質(zhì)量、適合的環(huán)保涂料。

2.9 優(yōu)化大氣污染治理技術(shù)應(yīng)用

2.9.1 除塵技術(shù)

結(jié)合涂料生產(chǎn)中各種廢氣溫度、含塵濃度、粉塵性質(zhì)、排放標(biāo)準(zhǔn)等，選擇適宜的過濾材料、除塵方式，并可引入脈沖噴灰清潔方式，控制除塵器過濾風(fēng)速≤1.5 m/min，可讓粉塵除塵效率超過95%。

2.9.2 吸附技術(shù)

通過沸石、活性炭纖維、活性炭等吸附凈化廢氣中的VOCs，可用于大風(fēng)量、低濃度有機廢氣的處理，操作方便、效率高，但吸附容量有限，處理溫度超過40 ℃的高濃度廢氣時，效果不明顯。

2.9.3 生物技術(shù)

該技術(shù)指的是微生物在特定環(huán)境因素下，利用廢氣中的有機成分作為碳源，分解VOCs，使之成為生物質(zhì)、無機鹽、水、二氧化碳等低污染或無害的物質(zhì)。按照應(yīng)用方式不同，生物處理技術(shù)可分為生物滴濾床、生物洗滌床、生物過濾床等模式，不同模式適用于不同情況下的涂料廢棄物處理，其應(yīng)用優(yōu)勢在于能耗低、氧化完全、設(shè)備簡單，但是在進行大風(fēng)量、低濃度的VOCs治理時，也存在工況變化與氣候影響大、占地面積大等缺陷，因此相關(guān)人員需結(jié)合實際情況決定是否選用該技術(shù)。

3 結(jié)語

綜上，本文就現(xiàn)代涂料對環(huán)境的污染及其對策進行了論述與分析，希望相關(guān)人員對其給予足夠的重視，分析各項對策在應(yīng)用過程中的優(yōu)勢與不足，并發(fā)揚優(yōu)勢、彌補不足，關(guān)注應(yīng)用實效，結(jié)合應(yīng)用反饋實現(xiàn)應(yīng)用優(yōu)化，以此發(fā)揮出更好的效果，實現(xiàn)環(huán)境保護的目標(biāo)，保障現(xiàn)代涂料行業(yè)的健康發(fā)展。