涂料行业的环保政策解读及应对策略

涂料行业的环保政策解读及应对策略涂料工业201403万祥龙1，郝国防2，王叶1(1．安徽理工大学材料科学与工程学院，安徽淮南232001;2．中国科学院过程工程研究所，北京100190)摘要:通过对防治大气污染的环保法规与政策进行横向和纵向的对比，讨论了特殊危险原料与对涂料产品的环境标志认证，分析了从源头控制涂料工业对环境的污染的可能性，提出了不同种类的涂料进行清洁生产的方式，最终讨论了为使涂料生产达到环保标准要求的应对策略。关键词:VOC;涂料环保法规;涂料标准;危险原材料;中国环境标志;涂料清洁生产。环境的污染问题已经成为制约我国经济发展的首要问题，处理好经济与环境的和谐发展是利国利民的大事。对环境问题影响最大的是化学工业、矿业、电力等工业的排放，其中涂料工业的主要排放物为挥发性有机化合物(VOC)。据统计，2012年我国涂料总产量1270万t，溶剂型涂料约占50%，涂料行业的VOC排放约占工业活动中排放量的23%，即每年有超过300万t溶剂排放到大气中。同时存在的另一种潜在的污染是特殊危险的原材料，在处理与贮存不当时也对环境和人类造成极大的危害。根据世界卫生组织(WHO)定义，VOC是指在常温下，沸点在50-260℃范围内的各种有机化合物(如烷类、芳烃类、酯类、醛类等)。这些物质一方面造成室内空气的污染，另一方面在大气中受光照的作用而发生光化学反应，影响人类的健康，有些甚至会产生致癌作用或基因突变。针对VOC排放，我国出台了一系列的标准和指导意见，如对建筑内外墙涂料制定了强制性的国家标准，以限制产品中VOC的含量。但是与国外同类的标准相比，我国限制排放的力度仍然有一定的差距。1国内外VOC防治政策法规与标准对比1.1我国VOC防治政策与标准《中华人民共和国大气污染防治法》(2000年，中华人民共和国主席令32号)是我国大气环境管理的根本依据，但当时未完善VOC的控制要求。国务院办公厅于2010年5月转发了《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》(国办发〔2010〕33号)，意见强调，解决区域大气污染问题，必须尽早采取区域联防联控措施，挥发性有机物污染防治方面，首先要按照有关技术规范对从事喷漆、石化、制鞋、印刷、电子等排放挥发性有机污染物的生产作业进行污染治理。根据《指导意见》要求，环境保护部正在制定《重点区域大气污染防治规划(2011-2015年)》，规划指出将在“十二五”期间在重点区域全面展开挥发性有机物污染防治工作。国家标准《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中对苯、甲苯、二甲苯以及酚类和甲醛的排放浓度进行了限制;地方控制标准方面，多省市已制定出严格的VOC排放控制标准，如北京的《炼油与石油化学工业大气污染物排放标准》(DB11/447-2007)和《大气污染综合排放标准》(DB11/501-2007);上海的《半导体行业挥发性有机化合物排放标准》(DB31/374-2006);广东的《家具制造行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44/814-2010)、《包装印刷行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44/815-2010)、《表面涂装(汽车制造业)挥发性有机化合物排放标准》(DB44/816-2010)和《制鞋行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44/817-2010)等。1.1.1水性涂料VOC限量我国于2008年10月1日开始实施的GB18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》中对水性涂料的VOC进行限量，水性墙面涂料中VOC含量≤120g/L，水性墙面腻子中VOC含量≤15g/L。HG/T3828-2006中要求室内用水性木器漆VOC含量≤300g/L。HJ/T201-2005中要求环境标志产品的VOC含量更低，规定内墙涂料VOC含量≤80g/L，外墙涂料≤150g/L，墙体用底漆≤80g/L;其他水性涂料，如水性木器涂料、水性防水涂料的VOC含量≤250g/L。这些新标准中对VOC的限量要求均高于旧标准，同时在标准中对特定涂料的有些挥发性化合物测试进行了说明，即能参与涂料固化反应成膜的这部分挥发性有机化合物的质量不应计入VOC限量值内。1.1.2对三苯(苯、甲苯和二甲苯)及游离甲醛的限量GB18581—2001《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物物质限量》中规定苯在硝基漆、聚氨酯漆、醇酸漆中的含量要≤0.5%;甲苯和二甲苯总和在硝基漆中≤45%、在聚氨酯漆中≤40%、在醇酸漆中≤10%。GB18582—2008中对水性内墙涂料中苯、甲苯、乙苯和二甲苯总限量为≤300mg/kg。在环境标志产品的标准HJ/T201—2005中对水性涂料中苯、甲苯、乙苯和二甲苯总限量为≤500mg/kg。主要的测试方法是气相色谱，内标法定量。GB18582—2008中对水性内墙涂料游离甲醛的限量为100mg/kg。用紫外可见分光光度计测定在412nm波长处的吸光度，这种方法的检出限为5mg/kg。1.1.3室内空气质量与涂料中的VOC室内空气质量的影响是多方面的，涂料的VOC排放是影响因素之一。涂料中的大多数VOC在涂料成膜过程中排放，对室内空气质量的影响是短时间内的，施工后的一段时间内保持良好通风即可大大减轻对室内空气的污染。涂料中的VOC直接排放到大气中，会对大气产生诸多不良的影响，因此在含VOC产品的使用过程中，应采取一些技术手段消除VOC的危害，如采用回收技术将VOC进行回收处理，避免将其直接排放到空气中。1.2国外VOC防治政策与标准1.2.1国外VOC防治相关政策法规与标准在VOC控制管理方面，欧美等发达国家起步较早，20世纪90年代便出台了相关法律法规，如美国的《大气清洁法》、欧盟的《欧洲清洁空气计划》指令1999/13/EC和2004/42/EC，以及1994/63/EC、1996/61/EC等行业指令，对VOC的排放标准和排放源进行限制，且多次修改和补充，日趋严格，有效控制了VOC的排放。美国1963年制定了大气清洁法，1990年进行了修改，在原来限制VOC上强化增加了对有害大气污染物的限制，并对污染源(包括原有和新增源)排放VOC提出了明确限制。美国环保署1998年《建筑涂料中挥发性有机化合物释放国家标准》强制性规定，涂料制造商必须在包装上标注VOC的含量。欧盟在1996年公布了关于完整的防治和控制污染的指令1996/61/EC，对石油冶炼、有机化学品、精细化工、储存、涂装、皮革加工等6大类33个行业制定了VOC的排放标准，对有机溶剂行业则详细制定了关于VOC排放限制的指令1999/13/EC。在2004/42/EC指令中对建筑和汽车等特定用途的涂料设定了VOC排放的限制，规定木材和金属底漆、面漆以及内外建筑用涂料中的VOC含量≤150g/L，2010年后减至≤130g/L。此外，欧盟还根据VOC毒害作用的大小提出了分级控制要求，其中高毒害VOC排放须≤5mg/m3，中等毒害≤20mg/m3，低毒害≤100mg/m3。日本为控制VOC排放，于2006年4月正式实施了《大气污染防治法》，2007年3月实施了《生活环境保护条例》。1.2.2涉及溶剂使用的有关国际条约《蒙特利尔议定书》:1989年，该议定书中规定受控物质为2类8种;1991年，中国加入议定书伦敦修正案时为5类20种;到1999年在《北京修正案》中受控物质已达8类95种，如禁止使用破坏大气层中臭氧层的氟氯烃类冷却剂、有“三致”(致突变、致畸、致癌)作用的溶剂，与涂料相关的四氯化碳等溶剂在禁用之列。四氯化碳是防腐涂料用氯化橡胶树脂溶剂法生产时的主溶剂，近年来已有学者研究用二氯乙烷作为替代溶剂来生产氯化橡胶［13］。《关于持久性有机污染物(POPs)的斯德哥尔摩公约》:2001年5月23日，国际社会共同签署了该公约，2004年5月17日，公约正式生效，涉及涂料的有防污涂料用杀毒剂DDT等。2009年5月9日，联合国环境规划署(UNEP)发表声明，十氯酮等9种持久性有机污染物被列入POPs公约，这也使公约禁止生产和使用的化学物质增至21种。新被列入POPs公约附录A的9种有机污染物中涉及涂料的有全氟辛基化合物(合成氟碳树脂等的表面活性剂)和添加多溴化合物阻燃剂的防火涂料，我国国家环保部为此专门成立了“履约办公室”具体负责公约的实施。上述的2个国际条约给中国涂料工业带来的冲击主要体现在溶剂型涂料方面。2特殊危险原材料的环保标准解读在涂料工业中，特殊危险原材料主要指易燃易爆类、有毒类、具有放射性的物质、聚合单体类(异氰酸酯类、多元醇类等)、有机溶剂(苯、甲醛、环己酮等)和含重金属原料(颜料类)等。2.1涂料产品安全性国家标准体系在GB/T23994—2009《与人体接触的消费产品用涂料中特定有害元素限量》中，涉及的涂料品种主要有:汽车涂料，木器涂料、玩具涂料、建筑涂料等与人体接触的消费产品用涂料。我国在涂料产品安全方面已建立起一套绿色涂料安全性国家标准体系(见表1)，用来限制涂料中的有害物的含量和规范危险原料包装检验运输，该系列标准于2010年开始执行。表1中国涂料产品安全性国家标准体系Table1SystemofChinastandardsforsafetyofcoatings标准号标准名称实施日期GB13690-2009化学品分类和危险性公示通则2010-05-01GB15258-2009化学品安全标签编写规定2010-05-01GB18581-2009室内装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量2010-06-01GB19269-2009公路运输危险货物包装检验安全规范2010-05-01GB19270-2009水路运输危险货物包装检验安全规范2010-05-01GB19369-2009铁路运输危险货物包装检验安全规范2010-05-01GB19457-2009危险货物包装检验安全规范2010-05-01GB24409-2009汽车涂料中有害物质限量2010-06-01GB24410-2009室内装修材料水性木器涂料中有害物质限量2010-06-01GB24613-2009玩具用涂料中有害物质限量2010-10-012.2有毒害原材料2.2.1可溶性有害金属元素对于溶解性有害金属元素检定，我国的标准(GB24613-2009《玩具用涂料中有害物质限量》)与欧盟(EN71-3:1994+A1:2000+AC:2002)和美国(ASTMF963:2008)的标准相差不大，主要的区别表现在对总铅量的控制上，我国的标准是美国标准的6倍多。涂料中可溶性有害金属元素控制的重点在于色漆品种，归根结底是颜填料体系的控制。为避免涂料中有害元素超标，着色颜料使用大分子有机颜料、酞菁颜料或钒酸泌颜料是比较安全的选择;催干剂中的有害重金属控制，可通过推广应用稀土类催干剂和其他不含重金属的新型催化剂来实现。2.2.2邻苯二甲酸二甲酯类邻苯二甲酸二甲酯类常用作涂料的增塑剂，研究表明其对人体及环境均会产生相当的危害，因此世界各国都采取了相应的措施。如美国加州2009年1月1日生效的AB1108法案规定，对所有玩具和育儿用品限定邻苯二甲酸(2-乙基己基酯)(DEHP)、酞酸二丁脂(DBP)和邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)质量浓度≤0.1%;对于邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)和邻苯二甲酸二正辛酯(DnOP)限定质量浓度≤0.1%，这一规定与我国GB24613-2009《玩具用涂料中有害物质限量》基本一致。2.2.3烷基酚聚氧乙烯醚类烷基酚聚氧乙烯醚类物质(APEO)常在涂料中做润湿剂、乳化剂和分散剂等使用，其生物毒性较大、生物降解性弱，对人体和环境影响较大，会引起人类和水生生物的激素紊乱。APEO类的限制物质通常指NPEO(壬基酚聚氧乙烯醚)、NP(壬基酚)、OPEO(辛基酚聚氧乙烯醚)、OP(辛基酚)等4项，最高限量为0.1%，这一限量体现在欧盟的“2003/53/EC指令”中。含APEO的建筑涂料在国内曾被列为高污染、高环境风险产品，有关部门建议尽快禁止在建筑涂料中使用APEO，但我