现代涂料对环境的污染及其对策研究_黄雪松.pdf

污染与治理-129-现代涂料对环境的污染及其对策研究黄雪松（江苏省地质局第五地质大队，江苏 南京 210001）摘要：社会发展的需求使得各种类型的现代涂料广泛应用于各个行业和领域，但其对环境造成的污染不可忽视，为降低涂料对环境、人体造成的危害，我们有必要分析现代涂料的生产、应用过程，引入有针对性的治理对策，推动现代环保涂料的发展。本文重点论述和分析了现代涂料对环境的污染及其对策。关键词：现代涂料；环境污染；对策中图分类号：TS5 文献标志码：A DOI：10.20025/ki.CN10-1679.2023-02-44Study on Environmental Pollution of Modern Coatings and Its CountermeasuresHuang Xuesong(The Fifth Geological Brigade of Jiangsu Geological Bureau,Nanjing 210001,China)Abstract:The demand for social development and make all kinds of modern coatings are widely used in various industries and fi elds,but its pollution to the environment problem can not be ignored,to reduce the coating the damage to the environment,human body,it is necessary to analyze the modern coating process of production,application,introducing the corresponding countermeasures,promote the development of the modern coating of environmental protection.This paper mainly discusses and analyzes the environmental pollution caused by modern coatings and its countermeasures.Key words:modern coating;environmental pollution;countermeasures研究现代涂料对环境的污染及其对策，需总结现代涂料引发的各种环境问题，了解涂料产生的危害，从辅料选择、过程管理、监督管理等方面入手提升治理效果，减少涂料引发的各种负面影响，最大程度地保障民众的生命健康。1涂料生产对环境的污染1.1形成大气污染1.1.1 挥发性有机物质涂料在生产、固化、应用时排放到大气中的挥发性物质，即VOC（volatile organic compounds），会造成比较严重的大气污染。以热固化涂料为例，特别是通过氨基树脂交联固化之后制作而成的氨基丙烯酸、氨基醇酸等涂料，在进行烘烤时会使氨基树脂发生自缩聚反应，不断释放甲醛、甲醇等气体，且随着烘烤时间延长、温度升高，挥发量不断增加；涂料生产时熬炼树脂、溶剂挥发，尤其是色漆生产时大量有机溶剂的使用，会使设备出现跑冒滴漏，对厂区、车间环境造成严重污染。有机溶剂挥发到大气中，引发原发性污染，超标溶剂通过呼吸系统进入人体，会造成无法挽回的健康伤害，如部分酯类、醇类、醚类、醛类溶剂会损坏神经系统；甲酸酯类、羟基甲酯等则会引发肺中毒；乙二醇类、苯与相关衍生物会毒害血液。1.1.2 光化学污染大气中的有机溶剂、其他污染物会在阳光下发生光化学反应，即离子、自由基、分子、原子等因吸收阳光而发生的反应。该反应会生成很多活泼物质，并引发系列反应，让很多一次污染物转变为具有更大毒性 的二次污染物，如过氧乙酰酸酯、醛类、臭氧等，由碳氢化合物、氮氧化物与光化学 反应下的各种中间产物、最终产物混合而成的物质形成光化学污染，毒性更大，严重威胁人们的生命健康1。1.2造成水质污染1.2.1 涂料生产废水涂料在生产时会生成废水，如1 t氨基树脂生产会形成1.5 t左右的废水，其他精植物油、环氧酯树脂、醇酸树脂、酚醛树脂等的生产都会形成相应量的废水；生产设备、容器的溶剂洗涤、涂装前处理等都会形成废水，废水中包括重金属、苯类、酚类等物质；颜料中的镉系颜料、铬系颜料、铅系颜料等含有镉、铬、铅等，会在生产时污染水质；使用时涂膜老化、漆膜剥落、开裂、粉化，含镉、铬、铅等重金属的颜料会随着雨水冲刷进入水体中，造成污染。1.2.2 含酚废水涂料用树脂中酚醛树脂为其中的关键类型，在酚醛树脂生产时会产生废水，且废水中含有大量酚类，如果直接排放会引发树脂污染。如果饮用水中酚类含量超过4 mg/L，会发出难闻气味，人的嗅觉、味觉可直接感知，口服达到500 mg/kg会致死。酚属于化学致癌物，如果将浓度较高的含酚废水直接排放到水域中，会污染水体，对水生物造成伤害2。作者简介：黄雪松（1983-），男，本科，工程师，研究方向：化工企业生态环境保护和环境管理，涂料工业废水、废气污染控制技术.污染与治理-130-1.2.3 铬系颜料铬系颜料是应用比较广泛的着色颜料，铬是致癌金属，其中六价铬是三价铬毒性的100倍，国家相关标准规定铬在水中的浓度限值不得超过0.5 mg/L，在饮用水中则要求0.05 mg/L。如果铬含量超标，会对水体造成严重污染，甚至导致人体慢性中毒。如果铬通过饮用水进入人体，会一直在人体内富集，形成铬硫蛋白，蓄积在肾、肝中，其他如毛发、甲状腺、胰、脾等器官都会有相应集聚，最终引发氨基酸尿、蛋白尿、糖尿病等病症。2现代涂料污染的防治对策分析现代涂料对环境产生的各种负面影响，有必要结合涂料的生产、转运、应用等各个阶段制定有针对性的防治对策，以此减少负面影响，促进环保涂料的发展。2.1原辅材料控制涂料生产时最重要的材料首先是聚酯树脂，为降低涂料产生的污染，有必要严控各项原料的生产过程。以聚酯树脂涂料为例，其主要是以聚酯树脂为成分的成膜涂料，通过多元酸、多元醇聚合而成，多用于粉末涂料、低污染高固体粉、中高档涂料中。涂料生产中应用最多的饱和聚酯树脂含有羟基官能团，借助与氨基树脂、异氰酸酯等树脂交联固化成膜，该种涂料在保色性、保光性、耐热性、耐磨性、柔韧性、硬度、丰满度、色泽度等方面有着较大的应用优势，可用于金属底色漆、浸渍绝缘涂料等，对环境的影响较小，值得普及应用3。2.2废弃物分类管理涂料生产过程中会产生混合性粉尘，其中包含的化学成分具有毒性，可引发混合性尘肺病以及职业中毒等。在涂料生产混合搅拌时，不但会产生各种粉尘，还会造成原辅材料浪费，员工在吸入粉尘后，会造成比较严重的伤害，企业应在生产涂料时做好以下工作：（1）为员工配备专业的工作服、手套、活性炭口罩、防毒面具等；在完成工作后，要求员工洗净与涂料接触的部位，并做好消毒工作；在涂料生产时，配料、搅拌、装罐等过程的飞溅物可能会对员工造成伤害，可对搅拌桶加盖，并严格规范员工的生产作业过程，避免因人员因素引发个人健康受损4。（2）废弃物进行分类管理，将涂料生产过程中的各种废弃物，按照其对环境的污染程度以及对人体的损害程度，分为两种类型：危险废弃物，包括废试样试剂罐、报废涂料、废弃洗溶剂、除尘装置搜集粉尘、房屋面具废配件（滤盒、滤棉等）、废包装纸等，针对这部分废弃物，应利用专业设备进行集中处理、集中存放，形成完整的处理流程，避免其外泄。可回收废弃物，包括无害废包装物、废纸张、塑料零部件、废弃金属等，可交由专业企业回收处理。2.3实现源头控制溶剂型涂料在生产时会造成比较严重的污染，尤其是VOCs排放造成的污染更严重，因此有必要实现涂料水性化、无溶剂化、高固含化，以此减少对环境的污染。并可结合涂装工艺，鼓励涂料生产企业选用低VOCs含量涂料，建议相关企业选择使用以下四种涂料：（1）粉末涂料，该种涂料不含溶剂，全部由固体粉末组成，以细微粉末状存在，有高效率、无害环保、节省资源等优势；（2）水性涂料，该种涂料以水为分散介质料或者溶剂，直接以水取代以往的有机溶剂，大大降低对环境的负面影响；（3）UV涂料，又称聚氨酯紫外光固化涂料，其组成不涉及挥发性化合物，且固化速度快，不会对环境造成较大影响；（4）高固体组分涂料，涂料固体组分大致为65%85%，大大降低了有机溶剂含量，VOCs产生量也会随之降低，即从源头降低了VOCs产量5。2.4加强涂料生产过程管理2.4.1 加强原辅料存储管理对有机溶剂以及含有有机溶剂的原辅料，要求密封存储；在危化品行列的涂料与辅料，需要按照相关规定处理，减少或者尽量不使用稀释剂、小型桶装涂料，降低无组织废气排放量。2.4.2 加强原辅料调配、转运管理要求稀释剂、溶剂型涂料在调配时全程在密闭空间内完成；引入集中供料系统，实现对供料过程的信息化、智能化管理，减少人员参与，降低影响；储罐系统中可加入平衡管，避免在槽罐车加料、卸料等过程中引发溶剂挥发，并可将储罐排气管直接连通末端处理系统，避免废气直接排放形成污染。2.4.3 加强其他环节的管理调配、转运、回收时涉及的水帘废渣、废溶剂、废涂料桶等废物，应按照行业要求、规定进行处理6。2.5应用先进的涂料处理技术2.5.1 通泵投料技术该技术多应用在涂料生产进程中的液体投料环节，对比人工投料，可降低VOCs无组织排放量。移动缸操作生产线在计量原辅料时，输送溶剂可优先选择管道计量，配置期间保持容器密闭。2.5.2 密闭式卧式研磨机研磨技术该技术多用于涂料研磨环节，具备较好的密闭性，对比三辊式研磨机、篮式研磨机来说，可缩减VOCs无组织排放量大约90%，环保效果极好。2.5.3 半自动、自动包装技术适用于包装环节，对比手动包装，可缩减大约60%的VOCs无组织排放量，且装置了抽风系统进行各项废气的环保化处理。2.5.4 移动缸气体收集技术适用于投料环节，在移动缸处装设废气处理管道，使移动缸内部一直处于微负压状态。在情况允许时，收集废气可借助回收装置回收溶剂，避免直接排入末端对设备造成污染。2.5.5 废水污染预防技术主要用于水涂料生产进程中的清洗环节，涂料生产中的废水在沉淀之后进行循环利用，利用率超过90%，对节约水资源、提升水质有较好效果7。2.6加强生产监督检查2.6.1 深入现场检查建议执法人员深入企业生产现场，对涂料生产企业资质、生产建筑用涂料产品标识、生产环节等进行全面检查，严厉打击以次充好、冒用其他产品标识等违法行为；同时要求执法人员现场对企业开展相关法律法规宣传，督促企业落实质量安全主体责任，将绿色发展理念全面贯彻到产业结构优化及企业生产的各个环节；针对不合格生产企业，对现场发现的问题应要求企业立即整改；当地主管部门还可在检查的过程中，委托当地质检员现场对企业生产建筑用涂料进行抽样，现场抽查多批次产品，对抽检不合格的生产单位，依据产品质量法严肃处理。污染与治理-131-2.6.2 健全环保管理制度针对涂料对环境产生的影响，健全环保管理制度，涉及溶剂回收制度、废气监测制度、废气处理装置保养制度、涂料生产设施管理制度等，并要求涂料生产厂家严格落实相关制度对应的生产举措。2.6.3 健全监测监控体系涂料生产厂家应每年按照要求进行一次VOCs废气处理设施监测及生产区域内各项废气、废水、固体废弃物的排放量监测，监测工作需委托专业的第三方机构进行，主要监测指标为各种特征污染物，并按照系列指标、数据进行VOCs处理效率核算，针对未达到标准的企业，应要求其立即整改。2.6.4 建立完善台账管理完善各种类型的台账并强化管理功能，涉及废气处理耗材（催化剂、吸附剂等）用量、含有机溶剂原辅料消耗台账、废气处理设施台账、废气监测台账等（如废气量、使用量、VOCs含量、去向等），各项台账要求至少保存三年，便于相关部门随时查看、核对。2.6.5 建立非正常工况申报管理机制建立非正常工况申报管理机制，涉及突发环保事故、废气处理设施故障停运、项目停产等各种状况，要求生产企业及时向相关管理部门报告、备案，以此实现规范化管理。2.7严格规范涂料污染物排放标准及标准执行涂料种类繁多，虽然高固分涂料、辐射固化涂料、粉末涂料、水性涂料等在环保、节约能耗等方面不断取得突破，但是其在废气、废水、固体废物排放方面仍有较大的进步空间，因此有必要规范污染物排放标准，减少对环境的影响。2.7.1 强化执行力度大中型涂料生产厂、涂装厂等应按照相关法律标准执行“三废”排放政策，严禁以已交排污费为由取代“三废”管理；同时要求环保部门加强对辖区内涂料生产企业的监督力度，强行整顿污染严重、不执行环保改造的企业，针对造成恶劣影响的企业，在停产关闭的同时，应追究相关人员责任。2.7.2 实现针对性治理结合优先污染物处理原则，逐步落实针对各项污染物的处理工作；结合涂料工业当前的发展状况，利用大数据技术、实地勘测等手段，了解涂料污染状况及发展趋势，以此制定有针对性的法律法规、政策标准等，实现对涂料污染的针对性治理。2.7.3 依据政策法规进行规范化治理以中国涂料行业“十四五”规划、关于对电池、涂料征收消费税的通知、石油和化工产业结构调整指导意见、大气污染防治行动计划、重点行业挥发性有机物削减行动计划等法律法规为指导，实现对涂料行业的针对性、规范化治理，督促涂料生产厂家规范自身行为，完善环保处理设施建设，引入先进的涂料生产及废弃物处理工艺，降低对环境的负面影响。2.8应用环保涂料环保涂料涉及多种类型，比如可应用水性漆助力中油防腐，并搭建自动化喷涂作业线，可让带着喷砂除锈余温的钢板，在辗轴的带动下缓缓滑向喷涂区；自动喷涂机进行单面或双面喷涂后，钢板滑入加温烘房；8分钟后钢板烘干，滑出烘房，吊机轻轻吊起，进行间隔堆码，涂层在自然条件下再进行完全干燥固化。该套自动化喷涂设备和工艺，不受低温和潮湿环境的影响，可全天候作业，而且作业效率是传统人工喷涂、转运方式的3倍，同时保障了作业人员的身体健康，消除了安全隐患。相关人员在选择环保材料时，可关注检测报告、环保认证（中国环境标志产品认证）等元素，以此选择高质量、适合的环保涂料。2.9优化大气污染治理技术应用2.9.1 除尘技术结合涂料生产中各种废气温度、含尘浓度、粉尘性质、排放标准等，选择适宜的过滤材料、除尘方式，并可引入脉冲喷灰清洁方式，控制除尘器过滤风速1.5 m/min，可让粉尘除尘效率超过95%。2.9.2 吸附技术通过沸石、活性炭纤维、活性炭等吸附净化废气中的VOCs，可用于大风量、低浓度有机废气的处理，操作方便、效率高，但吸附容量有限，处理温度超过40 的高浓度废气时，效果不明显。2.9.3 生物技术该技术指的是微生物在特定环境因素下，利用废气中的有机成分作为碳源，分解VOCs，使之成为生物质、无机盐、水、二氧化碳等低污染或无害的物质。按照应用方式不同，生物处理技术可分为生物滴滤床、生物洗涤床、生物过滤床等模式，不同模式适用于不同情况下的涂料废弃物处理，其应用优势在于能耗低、氧化完全、设备简单，但是在进行大风量、低浓度的VOCs治理时，也存在工况变化与气候影响大、占地面积大等缺陷，因此相关人员需结合实际情况决定是否选用该技术。3结语综上，本文就现代涂料对环境的污染及其对策进行了论述与分析，希望相关人员对其给予足够的重视，分析各项对策在应用过程中的优势与不足，并发扬优势、弥补不足，关注应用实效，结合应用反馈实现应用优化，以此发挥出更好的效果，实现环境保护的目标，保障现代涂料行业的健康发展。参考文献：1吴庆瑶，张丽娟，黄楚珊，等.我国涂料行业环境污染现状及存在问题J.广东化工，2019，46（23）：54-56+75.2雷俊花.室内环保涂料中空气污染物VOCs排放浓度在线监测J.能源与环保，2021，43（10）：34-39.3修光利，吴应，宋钊，等.加强挥发性有机物全过程控制，推动涂料、油墨及胶粘剂工业可持续发展涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准（GB 37824-2019）解读J.环境监控与预警，2020，12（1）：9-15.4冯志诚.涂料生产中VOC的污染与防治方法探讨J.化工管理，2018（4）：100-101.5高美平，聂磊，王海林，等.国外建筑涂料行业VOCs污染控制法规与标准研究C.2018全国高装饰功能型建筑及地坪涂料高峰论坛论文集，2018.6杨立杰.民用建筑工程室内环境污染检测的重要性及法律遵循J.环境工程，2021，39（12）：275.7许志敏，蔡一平，王小勇，等.环保型低表面处理环氧厚浆涂料在水工钢闸门防腐维修中的应用分析J.涂料工业，2021，51（5）：51-55+63.