对构建工业涂装VOCs全过程管控体系的系统思考

传统工业涂装生产工序由于使用溶剂型涂料、稀释剂和清洗剂，形成大量VOCs排放。依据2015年全国人为源VOCs排放清单，工业涂装VOCs排放占整个工业源VOCs排放量的20%以上。此外已有监测结果表明，工业涂装废气排放中富含苯系物、含氧挥发性有机物（OVOC）等活性强、毒性大的VOC物质，基于此，国家发展改革委、环境保护部印发的《“十三五”节能减排综合工作方案》将工业涂装纳入“十三五”期间全国VOCs减排的重点领域。然而，工业涂装涉及行业面广，现阶段各地对工业涂装VOCs的管控缺乏统一、系统、科学的认识。本文重点从防治技术路线筛选、监管体系构建等方面，解读国家对工业涂装VOCs排放管控的宏观思路，为各地和工业涂装企业VOCs污染控制提供指导。

1不同涂料涂装体系VOC排放特征比较

2016年我国涂料总产量达1899.78万t，同比增长7.2%，其中工业涂料占涂料总产量的65%以上。在工业涂料中，溶剂型涂料占50%左右，其余为水性、粉末、光固化等低VOCs含量的涂料，溶剂型涂料所占比例远高于欧美日的20%~30%水平。为分析工业涂装VOC排放特征，本研究采集了汽车、钢结构等典型工业涂装企业在使用溶剂型涂料、水性涂料的VOC有组织排放样品，利用GC-MS/FID分析系统测定了多种VOCs组分。

研究选取了某轿车厂水性中涂及水性色漆与溶剂型罩光清漆混合排口的VOCs排放样品分别进行检测，如图1所示。

图1轿车水性中涂与水性色漆及溶剂型罩光清漆混合排放的VOCs组分的比较

图1数据表明，水性中涂排放VOCs中醇类占40%左右、酮类为15%左右、苯系物为20%、烷烃类为10%；而对于水性色漆和溶剂型罩光的混合排口，由于使用溶剂型罩光涂料，排放的VOCs中苯系物含量达到70%左右，酯类为17%，醇酮类合计不到10%。

对于钢结构生产企业，分别选取了使用溶剂型底漆和水性底漆的2家钢结构企业涂装VOCs排放成分

图2钢结构不同类型底漆涂装过程VOCs排放组分分析

图2数据结果表明，使用水性底漆的钢结构生产企业排放VOC中醇酮酯类达到65%左右，苯系物为28%，烷烃、烯烃类约为15%；使用溶剂型底漆的排放VOCs中苯系物占比达到50%左右，醇酮类占比不到10%，烷烃、烯烃类占比为12%。

依据典型工业涂装企业VOCs排放监测结果，总结工业涂装企业排放的主要VOCs物质见图3。

图3工业涂装排放主要VOCs物质的光化学反应活性分析

根据典型工业涂装企业VOCs排放检测结果可知，使用溶剂型涂料的工业涂装VOC排放中，苯、甲苯、乙苯、二甲苯、三甲苯的检出率较大，这些VOC物质的光化学反应活性大，即其单位排放的臭氧生成潜势和二次有机气溶胶生成潜势大，对复合型大气污染的生成产生较大贡献；而使用水性涂料的工业涂装VOCs排放浓度相对较低，且排放富含醇类、酯类等低反应活性的VOCs物质。

2工业涂装VOC污染治理技术路线的选择

2.1强化源头与过程控制

通过不同涂料涂装体系VOCs排放特征的比较，可知减少工业涂装VOCs排放及其对大气环境影响的最有效途径是实施源头和过程控制。即在生产的源头，采用低VOCs含量的涂料，因此我国《大气污染防治法》第46条明确提出“工业涂装企业应当使用低挥发性有机物含量的涂料”。低VOC含量涂料包含粉末、水性、高固体分、紫外光固化涂料等多种类型，而不应简单将低VOC含量的涂料等同于水性涂料。粉末涂料固含量接近100%，涂装过程基本不排放VOCs，使用粉末涂料替代溶剂型涂料，VOCs排放可削减95%以上。

典型汽车和钢结构生产企业涂料成分测试结果如图4和图5所示。使用水性涂料替代溶剂型中低固体分涂料，可减少VOCs排放50%左右。由于《大气污染防治法》未明确低VOCs含量涂料的定义，各地在操作实施时，应制定不同行业低VOCs含量涂料目录，依据当地大气环境质量改善需求、各行业涂料涂装技术的发展趋势，明确适用的低VOCs含量涂料种类及其VOCs含量限值要求。

图5钢结构不同类型底漆组分构成