国内溶剂型工业涂料VOCs含量限值标准研究
李 力,刘 杰,齐祥昭,王 臻(中国涂料工业协会产业发展部,北京 100079)
0 前 言
近年来,伴随我国经济的不断发展,我国涂料产业取得飞速发展。根据国家统计局的统计数据,2017年,我国涂料总产量达到2 036.4万t,同比增长12.38%,连续多年保持世界第一。在涂料行业取得快速发展的同时,VOCs防控等环保问题正成为影响涂料行业未来发展的重要因素之一。其中工业源是最主要的VOCs排放源,排放贡献率高达55.5%。涂料与涂装行业则是工业源中的重点行业之一,VOCs排放量占整个工业源的20%以上。在我国,近6成的工业涂料为溶剂型涂料。涂料行业将VOCs减排作为近年来行业发展的重点方向。
《“十三五”挥发性有机污染物防治工作方案》指出,“十三五”期间,全国重点推进石化、化工、工业涂装、包装印刷等行业VOCs污染防治,并强调重点推进集装箱、汽车、家具、船舶、工程机械、钢结构、卷材等制造行业工业涂装VOCs排放控制,并要求到2020年,全国工业涂装VOCs排放量减少20%以上,重点地区减少30%以上。涂料及涂装行业的VOCs控制涉及到源头控制、生产及工艺过程管控、VOCs收集和末端治理等环节。国内涂装行业存在大量工业涂装无法实现VOCs的有组织收集,工业涂装行业分布广而散,末端处理装置的监管难度较大,以及能耗问题、成本等问题。无法完全满足大气污染治理的迫切和长远要求。因此,把握源头是一条切实可行、成效显著的路径。
近年来,涂料行业的新技术不断涌现,出现了高固体分、超高固体分及无溶剂涂料等新技术。同时挥发性有机化合物含量相关标准不断严格。国家、地方及行业针对溶剂型工业涂料的不同领域制定了相应的标准。本文将针对国内涂料及涂装行业挥发性有机化合物的相关标准与限值进行梳理,探讨国内涂料行业挥发性有机化合物相关标准存在的问题,并提出了相应的政策建议。
1 国家及环境标准
近年来,我国大气环境受到雾霾的影响日益加重,引起全国范围内的广泛关注。相关研究成果已经证明,雾霾中PM2.5的形成与VOCs具有直接关系。工业涂装领域已被列为我国VOCs工业排放源中的管控重点,排放量约占工业源总量的21%。为了限制涂装领域的VOCs排放,国家针对涂装领域各行业分别制定了相应的有害物质限量强制性标准,其中涉及到溶剂型工业涂料的标准包括GB 24409—2009《汽车涂料中有害物质限量》、GB 18581—2009《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》、GB 30981—2014《建筑钢结构防腐涂料中有害物质限量》三项标准。GB 24409—2009《汽车涂料中有害物质限量》规定了乘用车、商用车、挂车、汽车列车用原厂涂料、修补涂料和零部件涂料中VOCs的限量。对于溶剂型涂料,汽车表面涂装过程使用原料中VOCs限制应符合表1的要求。
GB 18581—2009《室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有害物质限量》中规定了室内装饰装修用聚氨酯类、硝基类和醇酸类溶剂型木器涂料以及木器溶剂型腻子中VOCs的限量,其主要限值如表2所示。
GB 30981—2014《建筑钢结构防腐涂料中有害物质限量》规定了建筑钢结构防腐涂料中有害物质限量,其限定值如表3所示。
目前,环保部制定了部分行业的清洁生产标准,在涂装及其相关领域制定了HJ/T 293—2006《清洁生产标准 汽车制造业(涂装)》、HJ/T 414—2007《环境标志产品技术要求 室内装饰装修用溶剂型木器涂料》、HJ 2547—2016《环境标志产品技术要求 家具》、HJ2515—2012《环境标志产品技术要求 船舶防污漆》等。
HJ/T 414—2007《环境标志产品技术要求 室内装饰装修用溶剂型木器涂料》中规定了室内装饰装修用的硝基类、聚氨酯类、醇酸类溶剂型面漆和底漆等涂料中禁止使用的物质种类,以及包括VOCs、可溶性金属、甲醇在内的多种有害物质限量要求。HJ 2547—2016《环境标志产品技术要求 家具》中也规定了溶剂型木器涂料的限值要求。其相关产品的VOCs限值要求要严于HJ/T 414—2007中的相关要求。其中对于VOCs的限值要求如表4所示。
注:按产品规定的配比和稀释比例混合后测定。如稀释剂的使用量为某一范围时,应按照推荐的最大稀释量稀释后进行测定。
HJ 2515—2012《环境标志产品技术要求 船舶防污漆》中规定了船舶防污涂料中不得添加的有害物质以及各种有害物质的限值要求。其中,VOCs的限值要求为400 g/L。
目前,工业涂料领域强制性国家标准以及环境标准中仅规定了出厂状态下涂料的VOCs限值,对于施工状态并未作出明确的规定。因此,在涂装生产过程中,存在着相关标准缺失,检测与环境保护依据不足等问题。
同时,国家有关涂料中有害物质限量的强制性标准中未能涵盖工业涂装的全部领域,卷材、轨道交通、工程机械等涂料领域,缺乏VOCs限值的国家强制标准。部分涂装领域对于固体成分或挥发成分的含量仍在执行相关行业的标准,如HG/T 3830—2006《卷材涂料》、HG/T 4339—2012《工程机械涂料》等。
2 地方标准
近年来,为了改善大气环境,全国不同地方根据国家相关环保法规以及地方工业的特点,分别制定了不同行业涂装领域挥发性有机化合物的排放地方标准。例如,广东分别制定了家具制造行业、表面涂装(汽车制造)、集装箱制造等行业挥发性有机化合物的排放标准,规定了不同行业涂装的VOCs限量。北京、上海、深圳、厦门、四川等省市也分别制定了不同行业的VOCs含量限值及排放标准。由于不同地方的标准限值差异较大,并涉及到涂料生产、涂装企业排气筒浓度、无组织排放监控点浓度等不同限值,因此本文中只讨论典型地区与行业溶剂型工业涂料产品中的挥发性有机化合物含量相关地方标准。
2.1 深圳市地方标准
深圳经济特区技术规范SZJG 54—2017《低挥发性有机物含量涂料技术规范》中规定了道路及交通标志施工、集装箱制造、小客车整车制造、大中型车整车制造、汽车内饰件制造、船舶修理、自行车制造、木家具及木制品制造、玩具制造、电子电气产品制造及其他工业涂装行业使用的涂料产品的VOCs限值,如表5所示。
该标准作为判定低挥发性有机物含量涂料的依据。检验结果按使用领域和产品分类符合表5要求的,则判定为低挥发性有机物含量涂料,否则判定为不是低挥发性有机物含量涂料。因此,上述指标要远远低于强制性国家标准的要求。
SZJG 52—2016《家具成品及原辅材料中有害物质限量》中规定了家具原辅材料包括胶黏剂、木器涂料等的挥发性有机化合物限量。其中,2017年4月30日后,家具用木器涂料中VOCs限值为≤300 g/L。
SZJG 50—2015《汽车维修行业喷漆涂料及排放废气中挥发性有机化合物含量限值》规定了深圳市汽车维修行业涂装生产线使用的溶剂型及水性涂料中挥发性有机化合物含量和废气中污染物的排放限值及监测方法控制要求。其中,溶剂型汽车修补涂料的VOCs限值如表6所示。
2.2 江苏省地方标准
江苏省地方标准《涂料中挥发性有机物含量限值》(征求意见稿)中,规定了建筑涂料、整车制造及维修涂料、木家具及木制品涂料、船舶制造涂料、集装箱制造涂料、机械设备制造涂料等6大类涂料的挥发性有机物含量限值。溶剂型工业涂料挥发性有机物限值如表7所示。
2.3 上海市地方标准
上海市标准DB 31/934—2015《船舶工业大气污染物排放标准》中,规定了2017年1月1日以后,船舶涂料的VOCs含量限值,如表8所示。
表7中相关限值与国家强制性标准《船舶涂料中有害物质限量》(征求意见稿)中的数值大致相同。
2.4 京津冀地区地方标准
为了减少VOCs排放,推动京津冀区域大气环境质量改善而制定的法规,2017年4月13日,北京市、天津市、河北省三地联合发布《建筑类涂料与胶粘剂挥发性有机化合物含量限值标准》,于2017年9月1日起,在京津冀三地同步实施。标准中规定了建筑涂料与胶黏剂产品中VOCs含量限值,如表9所示。
3 团体标准限值
2016年,中国涂料工业协会联合艾仕得涂料系统、PPG涂料(天津)有限公司、中国第一汽车集团公司等涂料生产企业与汽车涂装企业编制了团体标准T/CNCIA 01001—2016《汽车用溶剂型高固体分涂料》,该标准规定了汽车用溶剂型高固体分涂料的施工固体分,如表10所示。
2017年中国涂料工业协会牵头制定了《低VOCs含量高固体分、超高固体分和无溶剂环氧涂料定义》团体标准,佐敦涂料有限公司、上海国际油漆、海隆石油等公司担任该标准的主要起草单位。目前,该标准已通过了专家评审,将于2018年上半年发布。该标准(征求意见稿)中规定了环氧涂料施工状态下的高固体分、超高固体分和无溶剂环氧涂料的固体分及VOCs含量,如表11所示。并明确了对于“施工状态”的定义。
除上述团体标准外,中国涂料工业协会在2018年还将就溶剂型高固体分工业涂料进行相关团体标准的制定,涉及轨道交通涂料、汽车修补涂料等领域,继续推动高固体分涂料的技术进步,规范高固体分涂料的市场行为。
4 目前存在的问题
从上述国家、地方及团体标准的梳理可以看出,目前溶剂型工业涂料VOCs含量限值标准存在着以下问题:
1)标准涵盖领域不全面。现有涂料产品标准,特别是国家强制性标准,不能完全囊括所有工业涂料产品,例如钢结构涂料、卷材涂料、工程机械涂料等领域仅有行业及地方标准。部分领域及产品存在着产品检测、环境保护依据不足等问题。
2)部分领域VOCs类有害物质限值范围宽泛。随着近年来我国环保形势不断严峻,各类环保法规不断出台,部分领域涂料VOCs类有害物质限值较为宽泛,难以适应环保形势的要求。
3)管控目标不一致。现有标准中VOCs类有害物质限值仅针对产品质量检测,服务于质量管理;施工段可添加稀释剂(VOCs)后进行涂装,造成了涂装环节大量VOCs无组织排放无法有效管控的问题。
5 政策建议
1)现有的相关国家标准、地方标准均未对产品施工段VOCs含量做要求,因尽快填补这一空白,建立针对工业涂料产品施工段VOCs限值的强制性标准,以便于环保部门进行监管。
2)溶剂型工业涂料涂装VOCs含量限值标准中的“建议限值” 针对涂料的施工状态,且取值具有一定的先进性,符合当前环保形势的需求。同时,在实施环节应给予缓冲期,建议按照大气污染防治的紧迫性的不同地域,可分区分段实施。
3)工业涂料产品VOCs含量限值标准实施阶段,应与涂料消费税、环境税等环境经济政策相结合,例如可实现涂料消费税、环境税的阶梯收费,可视企业排污量多少实现区别收费。
4)工业涂料产品VOCs含量限值标准的实施,可与排污许可证、最佳可行性技术等环境政策相结合,VOCs含量限值标准可以作为排污许可证评审的另一重要依据。
5)工业涂料产品VOCs含量限值标准可与环境保护部台账制度、标签制度紧密配合,有利于环保管理部门工作的严谨性,不给不法企业排污留下可乘之机。