涂料VOC法规及主要方向

2016-12-23

近年来我国频繁发生大规模持续雾霾天气大气污染防治工作形势十分严峻。环境空气中的PM2.5主要来自两方面一是直接排放二是二次颗粒物。VOC 作为重要的二次颗粒物对雾霾的形成和区域分布具有重大影响涂料行业VOC排放是形成PM2.5的重要来源。加大涂料中VOC的控制力度对于大气污染 防治至关重要而如何界定涂料中的VOC并准确测定其含量是分析工作者一直以来研究探讨的课题。 一VOC的定义 VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写。其定义有好几种: ✤✤1 美国ASTM D3960-98的定义任何能参加大气光化学反应的有机化合物。 ✤✤2 美国联邦环保署(EPA)的定义挥发性有机化合物是除CO、CO2、H2CO3金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外任何参加大气光化学反应的碳化合物。 ✤✤3 按照世界卫生组织(WHO,1989)的定义挥发性有机化合物(Volatile OrganicCompounds, VOC)是指沸点范围在50260℃之间室温下饱和蒸气压超过133.32Pa在常温下以蒸气形式存在于空气中的一类有机物。按挥发性有机化合物化 学结构可进一步分为8类烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他化合物。 ✤✤4 有关色漆和清漆通用术语的国际标准ISO 4618/1-1998和德国DIN 55649-2000标准对VOC的定义原则上在常温常压下任何能自发挥发的有机液体和/或固体。 ✤✤5 德国DIN 55649-2000标准在测定VOC含量时又做了一个限定即在通常压力条件下沸点或初馏点低于或等于250℃的任何有机化合物。 ✤✤6 炼油与石油化学工业大气污染物排放标准 DB11/ 447-2007定义为在20℃条件下蒸气压大于或等于0.01 kPa或者特定适用条件下具有相应挥发性的全部有机化合物的统称。 ✤✤7 巴斯夫公司则认为最方便和最常见的方法是根据沸点来界定哪些物质属于VOC而最普遍的共识认为VOC是指那些沸点等于或低于250℃的化学物质。 ✤✤8 室内空气质量标准GB/T18883-2002总挥发性有机化合物定义为利用Tenax GC或Tenax TA采样非极性色谱柱(极性指数小于<=3)进行分析保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物。 ✤✤9 国标《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》中VOC含量的定义是“涂料中总挥发物含量扣减水分含量即为涂料中挥发性有机化合物含量。” 这 些定义有相同之处但也各有侧重。如美国的定义对沸点初馏点不作限定强调参加大气光化学反应。不参加大气光化学反应的就叫作豁免溶剂如丙酮、四氯乙 烷等。而世界卫生组织和巴斯夫则对沸点或初馏点作限定不管其是否参加大气光化学反应。国际标准ISO 4618/1-1998和德国DIN 55649-2000标准对沸点初馏点不作限定也不管是否参加大气光化学反应只强调在常温常压下能自发挥发。 可将这些VOC的定义分为二类一类是普通意义上的VOC定义只说明什么是挥发性有机物或者是在什么条件下是挥发性有机物另一类是环保意义上的定义也就是说是活泼的那一类挥发性有机物即会产生危害的那一类挥发性有机物。 二VOC的种类 VOC包 含各种可于室温下挥发的有机化合物在一般的室内环境中有着100种以上的VOC。主要成分有苯系物、有机氯化物、氟利昂系列、有机酮、胺、醇、醚、 酯、酸和石油烃化合物等。其中常见的VOC种类有甲苯Toluene、二甲苯 (Xylene)、对-二氯苯(para-dichlorobenzene)、乙苯 (Ethyl benzene)、苯乙烯(Styrene)、甲醛 (Formaldehyde)、乙醛 (Acetaldehyde)等。苯、甲苯、卤代烯烃(三氯乙烯、二氯乙烯) 等已被怀疑或确定为致癌物质。挥发性有机物的来源主要为化学品、化学溶剂、汽车尾气和燃烧废气。化学品主要存在于石油、化工、加油站等生产和销售单位而 化学溶剂则同每个人的生活密切相关无论是油漆室内和车内装饰还是电子电器等设备都可能含有挥发性的有机物。 三VOC的危害 VOC在 室外太阳光和热的作用下能参与氧化氮反应并形成臭氧臭氧导致空气质量变差并且是夏季烟雾主要组分。VOC在室内对人体的影响可分为三种类型一是气味和 感官包括感官刺激感觉干燥二是粘膜刺激和其它系统毒性导致的病态刺激眼粘膜、鼻粘膜、呼吸道和皮肤等VOC很容易通过血液-大脑的障碍从而导 致中枢神经系统受到抑制使人产生头痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服的感觉三是基因毒性和致癌性。当然VOC对人的影响与其浓度有关。 VOC对生理作用产生的毒性可以进行如下分类 ✤✤1. 损害神经的溶剂如伯醇类(甲醇除外)、醚类、醛类、酮类、部分酯类、苄醇类等 ✤✤2. 肺中毒溶剂如羧基甲酯类、甲酸酯类 ✤✤3. 血液中毒溶剂如苯及其衍生物、乙二醇类 ✤✤4. 肝脏及新陈代谢中毒的溶剂如卤代烃类 ✤✤5. 肾脏中毒的溶剂如四氯乙烷及乙二醇类。 涂料行业发展应以降低VOC为主要方向 涂 料行业的迅速发展也带来了一些负面影响涂料产品在涂装过程中还会向大气排放数百万吨VOC。降低生产及涂装过程给环境和能源带来的压力应成为涂料行业 “十三五”的一项重点工作。对涂料的涂装工艺进行改进增加涂料使用率降低漆雾浪费以及VOC的排放量是涂料行业发展的方向。   近日财政部、国家发改委、环境保护部联合印发了《挥发性有机物排污收费试点办法》试点行业包括石油化工行业和包装印刷行业自今年10月1日起施行。 制订该政策的主要原因是一直以来由于我国大气防控形势需要进一步对挥发性有机物进行控制目前监控、治理、控制措施手段都不足。国家环保部门希望企 业通过有效实施该政策来达到治理VOC的目的或者缓解VOC的排放。 根据试点办法试点范围为石油化工行业中的原油加工及石油制品制造、有机化学原料制造、初级形态塑料及合成树脂制造、合成橡胶制造、合成纤维单(聚合)体制造和仓储业以及包装印刷行业的包装装潢印刷。 各省、自治区、直辖市可以根据本地区实际情况增加VOCs排污收费试点行业并制定增加试点行业VOCs排污收费办法。地方环境保护主管部门征收的VOCs排污费应全额上缴国库纳入一般公共预算管理。 该办法规定直接向大气排放VOCs的试点行业企业应当缴纳VOCs排污费。每一排放口排放的VOCs均征收VOCs排污费按VOCs排放量折合的污染当量数计征污染当量值暂定为0.95千克。 2014年我国涂料总产量达到1649.18万吨。如此巨大的产量背后隐藏着的是不小的环境污染和能源消耗且如此基数的涂料产品在涂装过程中还会向大气排放数百万吨VOC。降低生产及涂装过程给环境和能源带来的压力应成为涂料行业“十三五”的一项重点工作。

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