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我國涂料行業環境污染現狀及存在問題

  來源:安全管理網 
評論: 更新日期:2020年09月26日

[摘 要]涂料行業屬于中國傳統工業,其快速發展進一步推動了我國的現代化,但發展帶來了經濟效益的同時也存在不可忽視的污染。本文介紹了我國涂料行業的發展概況和主要生產工藝流程,分析其污染現狀,主要包括生產過程中產生的廢水、廢氣與固體廢物,并討論我國涂料行業生產的相關主要標準,以及環境污染存在的問題,指出涂料行業向綠色發展、可持續發展轉型是其必然趨勢。

[關鍵詞]涂料行業;污染現狀;揮發性有機化合物(VOC);控制標準;可持續發展

1 我國涂料行業概況

1.1 發展歷程

涂料是種涂覆在物體表面的材料,其能形成粘附牢固且具有一定強度、連續的固態薄膜,形成的膜稱為涂膜、漆膜或涂層[1]。涂料在我國有漫長的發展歷史,我國涂料名稱發展歷程經歷了“漆-油漆-涂料”的轉變[2](如表1)。涂料工藝在我國古代早有記載,漆液最初作為粘合劑、防腐劑、裝飾描紋出現在石器時代、夏商周時期。1915 年,上海開林顏料油漆廠的建立,宣告中國現代涂料工業的誕生;2000 年,約十年的時間我國涂料企業由“國企企業、民企企業、外企企業”的經營方式逐漸轉變為“國有企業、民營企業、三資企業”的新型經營方式[3];2009 年,中國涂料行業迎來了發展的黃金時期[4],中國涂料行業在全球金融危機的沖擊下逆勢而上,成為了世界涂料生產量最大的國家,我國涂料年產量逐步提高[5]。據國家統計局最新統計數據顯示,截止2018 年上半年,全國規模以上企業涂料總產量累計達到839.49 萬噸,比去年同期增長了0.6 %[6]。如今我們迎來了春秋、漢、唐時期后的第四次涂料行業的鼎盛時期。

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1.2 分布概況

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我國涂料行業主要集中在經濟發達地區、原材料集聚地區。2014 年全國涂料規模以上的企業共1344 家,各省市涂料企業個數如表2[7]。截止2018 年,全國涂料行業規模以上的企業增長為1906 家,主要集中在浙、蘇、魯、粵、冀、滬、京、津8 個省市,這8 個省市的涂料產量占中國涂料總產量的76.5 %[8]。綜上,我國涂料優勢企業主要還是集中在經濟發達的省市,主要集中在長三角地區、珠三角地區和環渤海地區,這與地區經濟發達且資源稟賦優勢有關。

2 我國涂料行業主要生產工藝

涂料的生產過程主要是物理分散和混合過程[9],不同類型的涂料工藝流程有所不同,具體工藝如圖1 所示。不同的工藝流程不同,其產生的污染也有所區別,具體舉例如表3。溶劑型涂料面臨環境污染嚴重、能源浪費嚴重及成本高等問題,不過溶劑型涂料與傳統涂料相比具有自身明顯的優勢,在我國涂料行業中占有重要地位。水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料作為涂料行業的朝陽產業,其低污染化、低“三廢”/無“三廢”、節約能源等特點是響應國家清潔生產戰略的環保型涂料。

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3 我國涂料行業環境污染狀況

涂料行業中涉及的污染物包括廢水、廢氣、粉塵、固體廢氣物、氨氮、石油類、揮發酚、化學需氧量、總磷、六價鉻、鎘、鉛、砷[14]。涂料制作的工藝流程中,以及使用涂料中都避免不了對環境造成污染以及對人體健康造成威脅。

3.1 廢水

涂料行業的水污染包括涂料工業生產廢水、涂料生產設備和生產場地清洗產生的廢水污染。涂料生產大多與樹脂合成有關且使用大量有機溶劑、顏料和助劑等多種化工材料,因此工業廢水的排放在生產過程中是無法避免的[15]。水性涂料設備洗滌產生的水污染極大,而在溶劑型涂料生產過程中,由于不允許用水洗滌生產設備,所以一般情況下溶劑型涂料生產洗滌廢水少。洗滌廢水(如氨基樹脂廢水、醇酸樹脂廢水和漂油廢水)主要產生于樹脂反應[16]。涂料工業廢水有著變化極大和可生化性差等特點,并且廢水中含有毒有機化合物,污染物組成復雜,不同涂料工藝流程產生的廢水不同[17]。國家強制性標準GB 18581-2001《室內裝飾裝修材料溶劑型木器涂料中有害物質限量》已對鉛、鎘、鉻、汞四種可溶性有害元素進行了明確限量[18],涂料中含有有害物質能直接或間接地損害人體健康[19]。

3.2 廢氣

涂料中的有害物質會導致室內空氣質量下降,且影響人體健康?!董h境保護綜合名錄》涂料行業的政策制定重點:主要集中在含高有機化合物、含鉛等重金屬的涂料以及原材料產品[19]。VOC 是公認的前驅體[20],溶劑型涂料中大量使用有機溶劑,使涂料行業成為大氣VOC 產生和排放的重要工業污染源。據有關資料顯示,2014 年中國涂料產量達到l278.91 萬噸,涂料行業溶劑消耗量約為700 萬噸,占中國VOC 總排放量的13 %左右[21]。涂料廢氣主要源于涂料生產過程中使用的有機溶劑及稀釋劑。一旦涂膜形成后,有機揮發物最終進入大氣,造成嚴重的環境問題。中國涂料排放的VOC 約1883 kt,主要是苯系列化合物、醇類、酯類、醚類和酮類,其平均增量反應活性指數(基于O3/VOC)約為36 kg,31 %揮發性有機化合物是有毒物質[22]。涂料行業所產生的VOC 對大氣造成嚴重的污染與影響[23];還間接影響著全球氣候與人體健康[24]。

3.3 固體廢物

無論采用何種施工方法,涂料都不能完全被利用,不可回收和損失的涂料就會形成廢渣。涂料行業的廢渣主要包括:除水性涂料之外染料、顏料、涂料、油漆等生產過程中產生的廢母液、廢渣、廢水處理污泥、廢吸附劑、廢有機溶劑、廢紙回收、中間廢物等;加工過程中產生的脫墨渣;涂料生產、銷售、使用過程中產生的失效變質、假冒偽劣乃至不合格的油墨、染料、顏料等。涂料廢渣不僅難以處理,而且難以收集,這增加了涂料工業污染控制的難度[25]。

4 我國涂料行業主要標準

國家質檢總局和國家標準委員會截止2017 年共發布涂料和顏料有關標準30 項,包括試驗方法、技術規范和產品類別。生態環境部常務會議在2019 年3 月提出的新標準規定:涂料企業或生產設施產生的廢水污染物、惡臭污染物(苯乙烯除外)、環境噪聲應當執行相應的國家污染物排放標準,并對固體廢物進行鑒別、處理和處置執行相應的國家固體廢物污染控制標準;而涂料行業產生的大氣污染物排放限值、監測及監督管理要求適用于GB37824-2019《涂料、油墨及膠粘劑工業大氣污染物排放標準》,新標準于2019 年7 月1 日起正式實施。涂料行業中涉及合成樹脂生產及改性的生產裝置執行GB 31572-2015《合成樹脂工業污染物排放標準》[27],乳液制造也按本標準執行。隨著經濟快速發展,我國成為涂料制造大國,但產生的VOC 排放量也隨之增加。涂料行業所產生的VOC 為污染物控制的重點,企業應嚴格按照我國各標準進行生產制造,具體標準見表4[28]。

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5 我國涂料行業環境污染存在的問題

5.1 發展水平低,污染治理難度大

我國涂料企業多,但規模較小、缺乏王牌產品和企業[31]。據了解,我國年產量在一千噸以下的小型涂料企業占多數,且產品集中在中低端市場。涂料企業出現盲目建設、重復建設、小作坊式生產,良莠不齊,整體發展水平較低的現象,導致治理難度加大,環保問題突出。

5.2 涂料清潔生產企業少,污染嚴重

清潔生產,指采用先進的技術和設備、清潔的能源和原材料,從源頭上減少污染,提高資源利用效率,減少或避免生產和使用中污染物的產生和排放,削減對環境和人體健康的危害。截止2015 年,中國約有十家有十環標志的涂料企業,僅僅只占全國涂料企業的百分之一[32]。涂料清潔生產企業少,企業帶來的污染嚴重。

5.3 產生大量VOC,污染環境和危害人體健康

我國涂料行業仍然以生產溶劑型涂料為主,溶劑型涂料約占我國涂料行業的一半。溶劑型涂料制備需要使用大量揮發性溶劑,例如苯、甲苯、二甲苯、重金屬(鉛、汞、鎘等)等,這些化學物質大部分污染環境和危害人體健康[33]。人體如果長期吸入甲苯和二甲苯,會引發疲勞、頭痛頭暈、慢性皮炎、結膜充血、記憶障礙和其他神經衰弱綜合征,而苯中毒可引起白血病[34]。涂料工業已成為大氣VOC 產生和排放的重要工業污染源,特別是在家用涂料中,室溫下揮發性有機化合物已經成為了環境和人類健康的公害。VOC 大量產生以及大功率能耗設備多,噪聲粉塵污染嚴重等嚴峻問題是我國涂料行業可持續發展道路上的挑戰[35]。

6 展望

從2000 多年前的桐油到如今化學合成的涂層,中國涂料行業發展迅速,已成為主要涂料生產國家。我國是世界上最大的涂料市場,涂料行業促進了中國的經濟增長,但其生產和使用過程中也給我國的水環境、大氣環境帶來了污染,同時也危害人體健康,特別是其產生的揮發性有機化合物會對人類健康產生巨大影響,并且很大程度阻礙中國可持續發展。行業環保問題是我國涂料行業面臨的主要挑戰。涂涂料消費由“油”轉向“水”是必然趨勢,“十三五”期間,在國家政策和市場競爭的雙重壓力下,政府應鼓勵和支持生產環境友好、資源節約型涂料產品。涂料企業應嚴格恪守我國相關控制標準,推動涂料行業清潔生產和技術進步,走可持續的發展道路,使我國從涂料制造大國向涂料制造強國轉型。

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