試論環境影響評價中噴涂廢氣污染物的核算及治理

王玉紅

【摘要】噴涂是汽車、家具制造、設備制造等眾多工業生產、加工過程中的常見工序之一，噴涂作業會產生相當數量的噴涂廢氣，其中包含著大量的有機污染物、甲醛、重金屬等，對噴涂工作人員、產品使用者的健康有一定損害，對大氣也造成大幅度污染。本文從環境影響評價的角度入手，對噴涂廢氣污染物進行分析和核算，探討噴涂廢氣污染物的治理措施，為我國大氣環境污染防治和環境影響評價的發展提供思路。

【關鍵詞】環境影響評價；噴涂廢氣污染物；影響核算；污染物治理

隨著我國經濟的不斷發展，人們逐漸發現工業發展、經濟發展造成的環境污染問題已經非常嚴重，大氣、水資源、土壤等污染問題越來越受到關注，尤其是噴涂廢氣產生的有機污染物和漆霧，不僅對生態環境造成了嚴重影響，還對生產工人、消費者的身體健康造成不可估量的影響。近年來，噴涂廢氣已然成為多個省市、地區重要的治理方向，也出臺了一系列治理方案，但是，單純的治理并不能夠有效解決噴涂廢氣的污染問題，從污染物產生角度進行污染物控制和治理可以產生更佳的效果。環境影響評價是一種用估算、核算的方式判斷污染物種類、數量的環境保護方式，企業、當地環保部門可以利用環境影響評價對污染物排放種類和量進行核算，并采取相應的治理手段，有效控制污染物的排放量，減輕當地環境污染程度。

一、噴涂廢氣污染物

噴涂是工業生產過程中十分常見的工序，噴涂工序中的涂料主要由成膜劑、顏料、溶劑、輔助成膜劑組成，其中成膜劑主要由樹脂組成，樹脂屬于高分子聚合物；顏料屬于非揮發性的成膜物質；溶劑屬于揮發性物質，甲苯、二甲苯都是典型的溶劑物質，苯化合物在噴涂過程中易揮發為漆霧，噴涂施工后易從漆膜后揮發為氣體，苯化合物被人體吸入后容易對人體造成中樞神經、造血功能上的影響，已經被世界衛生組織確定為致癌污染物；輔助成膜劑中包含干燥劑、固化劑、防潮劑等多種輔助成膜物質。噴涂廢氣污染物主要來源于成膜劑和溶劑，由揮發性有機物和苯化合物組成，由于不同噴漆、溶劑的種類會產生不同量的揮發性有機物，因此，對噴涂廢氣污染物的計算比較復雜，治理方式也較難確定，是當前我國大氣污染治理的重點之一。

二、環境影響評價

環境影響評價是一種建立在污染物擴散規律、環境監測技術、自然界自凈基礎上的污染物的污染程度預估，主要關注人為活動對于自然環境的影響和對人類社會的破壞，在評價的基礎上提出防治手段和治理措施，有效指導人為活動，有效降低人為活動對生態環境的影響程度。環境影響評價主要關注水、大氣、土壤、固體廢物、聲等方面的影響，對人為活動可能產生的短期影響、長期影響、超長期影響進行評估，盡量規避可能造成環境大幅度惡化或毒害效果持續較長時間的人為活動，對污染和破壞尚在承受范圍內的人為活動提供防治和治理措施，本質上來講是一種以預防為主的環境保護措施，是當前我國控制環境污染程度的重要工具。

三、環境影響評價對噴涂廢氣污染物的核算

對于噴涂廢氣污染物的環境影響評價主要針對噴涂廢氣有可能導致的污染濃度、持續時間、對動植物的不良影響等方面，通過采集大氣基礎環境指標來確定噴涂作業所在地的環境基本值，通過估算噴涂作業過程中污染物排放量來確定大氣污染基本數據，通過評估噴涂廢氣污染物可能造成的影響來確定噴涂作業污染程度，進而對噴涂廢氣污染物進行相對準確的評價，并在此基礎上對進行噴涂作業的企業和工廠提出前期防治措施和后期治理措施，盡量將污染程度降低。噴涂廢氣污染物產生的主要來源是漆料、涂料的噴涂和干燥階段（汽車和設備制造業噴涂廢氣污染物產生，如圖1，木質家具噴涂廢氣污染物產生，如圖2），廢氣污染物主要產生在噴漆室、晾干室或烘干室，因此，前期防治措施應當設置在此三個污染源頭之前，治理措施應當設置在之中或之后，在最大程度上降低噴涂廢氣污染物對人體和大氣的影響。

環境影響評價對污染物核算主要有以下三種方法：

（一）物料恒算

物料恒算主要依據質量守恒定律進行核算，通過進入生產、加工環節的原料和最終產出量來計算作業過程中的損耗，也就是環保行業中所研究的噴涂廢氣污染物。如當在噴漆室內進行作業時，噴涂原料VOC（揮發性有機物）總量為G，噴涂作業完畢后，產品VOC總量為G，則可知噴涂作業過程中產生揮發性有機物的幾率為y=（G-G）/G，同理可知，晾干或烘干作業環節污染物產生率，進而可以根據噴涂作業流程對污染物產量進行核算。然而，物料恒算計算污染物的方法需要環評人員了解企業或工廠的噴涂工藝流程，并對具體噴涂環節的污染物產生幾率進行實際測量和分析，操作成本較大，計算量較大，環評工作周期長，相對而言，準確率較高。

（二）排污系數

排污系數又稱排放系數法，是一種平均估算的方法，首先，環評人員對排放污染物單位的技術水平、經濟基礎、管理水平進行評估，將與此次評估企業技術、經濟、管理水平相當的過往評估結果平均值作為評估此次污染物的估算值，套用在此次污染物排放評估之中，進行污染物量的核算。與物料恒算核算方法相比，排污系數核算法將過往平均值直接套用在污染物計算中，使之代替噴涂作業環節中的污染物產生率，是一種較為簡潔的、平均的污染物核算方法，計算結果可以大致反應污染物排放情況，為后續環評工作提供一個大致的輔助，準確程度不可知，比較適合于大范圍、基礎情況差距不大的環境影響評價作業，如東北某地冬季燃燒秸稈VOC排放量，應用在噴涂廢氣污染物環評中誤差率較大。

（三）污染源實測

污染源實測是一種以實際情況為基礎的核算方法，即在環評人員確定污染源頭后對排放源頭進行污染物收集，并通過排放源頭的作業原料量、環保處理技術效率對該處污染源的排污效率進行核算，是一種能夠較為準確評估污染情況的核算方法，工作量較大，但準確性較高，且比較適合于污染治理前后的數據對比，是比較適合噴涂廢氣污染物核算的計算方法。

在環境影響評價實操過程中，環評人員需要根據具體情況對污染物核算方法進行具體分析，通常情況下，污染源實測可以作為物料恒算和排污系數兩種核算方法的檢驗流程，根據過往環評核算結果來看，若企業、工程的污染治理流程不到位或沒有，則實測數據有可能大于恒算數據和排污系數的計算結果，若污染治理流程工作效果較好，則實測數據會小于物料恒算和排污系數兩者計算結果，無論實測數據是大是小，都有可能對環評工作結果造成影響，大了可能提出的防治和治理手段效果有限，小了則可能導致企業、工廠設置多余的污染治理流程，導致他們的環保成本上升，因此環評人員需要具體情況具體分析，實測數據應當作為檢驗手段使用。

四、噴涂廢氣污染物的治理措施

（一）噴涂廢氣污染物預處理措施

噴涂廢氣中不僅蘊含VOC污染物，還存在一定比例的漆霧，漆霧的存在對后續污染物質量有一定的影響，通過預處理將漆霧去除后再進行污染物治理是比較適合的治理方式。針對漆霧的處理有濕式、干式兩種，其中濕式處理漆霧的方法主要有水簾、水幕、水旋和文丘里式，主要利用溶劑相似相容的原理吸收漆霧，濕式處理漆霧的裝置中大多是采用水泵形成流動的水層，使漆霧經過水層時被吸收，繼而進入過濾器、凈化器等裝置被處理掉，然而濕式處理漆霧的方法存在一定的應用問題，一方面，在于使用濕式處理法容易引起噴漆室內的濕度上升，影響涂層噴涂的效果，還會因漆泥在室內的堆積對工作人員的工作造成一定的影響，另一方面，在于對懸浮在噴漆室內的漆霧沒有較好的處理效果，殘留在室內的漆霧還在持續地威脅工作人員的身體健康；干式漆霧處理法主要采取吸濾的方法，將噴涂產生的漆霧吸入過濾器，經過過濾、凈化等裝置凈化漆霧，干式處理法具有不浪費水資源、對室內懸浮漆霧處理效果好等優勢，但干式處理裝置易堵塞，無法對漆霧進行徹底的凈化。將兩種漆霧處理的方法對比可知，濕式處理法具有凈化更徹底、操作更簡潔、成本更低等優勢，目前，后續水污染問題無法解決，干式處理法后續污染問題較小，但凈化不徹底，設備本身易堵塞，成本更高，從成本和處理效果的角度上來講應當選擇濕式處理法，但是受限于含漆霧廢水的毒害性和水資源的緊張，干式處理法更適合噴涂廢氣污染物的預處理。

（二）VOC污染物處理措施

去除掉漆霧后，噴涂廢氣中的污染物主要以揮發性的有機污染物為主，即環保行業中所重視的VOC污染物，處理VOC的技術主要有傳統吸附、吸收、冷凝、燃燒方法，膜分離、光催化、等離子、生物法等新型處理技術，目前環保行業還在研究復合型、組合式凈化技術，致力于提高對VOC的處理效果。

1.吸附法

吸附法主要利用具有吸附功能、吸附容量較大、具有再生性的材料實現，常見的工業吸附劑主要有碳衍生物，如活性炭、碳纖維、焦炭、分子篩等，這幾種吸附劑各有優缺點，如活性炭、碳纖維、焦炭等吸附劑具有較大的吸附容量和優秀的吸附性能，然而再生性能較差，且對于濕度較大的廢氣中的VOC吸附能力斷崖式下降；分子篩則表現出良好的再生性能和對濕度較大的VOC的優秀吸附能力，然而使用分子篩的成本較大。噴涂廢氣中的污染物含量表達，單純的吸附法并不能夠實現對VOC的有效回收，且后續富集起來的高濃度VOC如何處理也需要其他處理措施進行配合。

2.吸收法

吸收法主要利用VOC污染物的油性溶解性，利用高沸點、低氣壓的油性溶劑作為吸收VOC的主要溶劑，對含有VOC污染物的氣體進行凈化。目前，國內外常見的吸收劑主要有兩類，一類是有機溶劑，如柴油、機油、食用油、甲醇等，有機溶劑的吸收效果好，但價格昂貴，且吸收了VOC污染物后的有機溶劑如何處理目前尚未有較好的辦法，且吸收過程中易出現其他安全問題；另一類是表面活性劑與水的溶液，作為表面活性劑主要有檸檬酸鈉、環糊精、聚乙二醇400等，表面活性劑與水的溶液在價格成本方面有較大的優勢，但吸收效果較有機溶劑相差較多，目前只能作為一種具有發展潛力的吸收劑使用。

3.冷凝法

冷凝法是一種通過降低周圍溫度使含有VOC污染物氣體液化進行回收的污染物處理方法，單純的冷凝法比較適合于少量的VOC污染物液化回收，噴涂廢氣流量較大，直接應用冷凝法容易導致冷卻蒸發器結霜堵塞，影響廢氣液化效果，因此，通常情況下應用于噴涂廢氣的冷凝裝置都會進行分步降溫，對廢氣中不同溫度下液化的氣體進行逐一回收，首先，通過預冷處理到達5℃去除水蒸氣，然后逐步將溫度下降至零下30℃，將VOC污染物進行液化回收。冷凝法是安全性、穩定性、效率較高的VOC污染物處理方法，但冷凝設備需要較高的能源消耗才能夠正常運行，因此，使用冷凝法處理VOC污染物需要投入較高的成本。

4.燃燒法

燃燒法是通過燃燒使噴漆廢氣中的有機物氧化形成二氧化碳和水的凈化方法，通過燃燒可以使VOC污染物無害化，常見的燃燒法主要有直接燃燒、熱力燃燒、催化燃燒和蓄熱燃燒四種。其中直接燃燒是最簡單的燃燒凈化方法，但由于直接燃燒需要有機物與火焰、氧氣接觸，一旦控制不佳有可能導致不完全燃燒或爆炸，因此使用直接燃燒法時多在敞開的燃燒器內進行燃燒，這種燃燒凈化方式并不能完全處理噴涂廢氣中的VOC，不完全燃燒產物可能造成新的大氣污染，且燃燒形成的熱能無法進行回收，空耗燃料。熱力燃燒法是對直接燃燒法的補充和提高，通過添加助燃劑來幫助噴涂廢氣提高周圍溫度，使燃燒爐內的溫度能夠盡快達到噴涂廢氣燃點，提高噴涂廢氣的燃燒完全程度，盡量避免不完全燃燒導致的新的污染。催化燃燒法是一種通過催化劑進行的燃燒凈化法，使VOC污染物可以在催化劑作用下在較低溫度環境中完成氧化，催化燃燒法不會產生新的污染物，也能夠有效的節約燃燒凈化過程中的能源消耗，但催化燃燒法的凈化效果與催化劑的性能、廢氣流量有較大聯系，能否使用較高性能的催化劑直接關系到噴涂廢氣的燃燒凈化效果，廢氣流量大小也直接影響到噴涂廢氣的凈化效果，由此可見，單秒流量較大的噴涂廢氣可能并不太適合使用催化燃燒法。蓄熱燃燒法是最新的、最有效的氣體有機物燃燒凈化方法，通過直接燃燒、熱力燃燒、催化燃燒等凈化方式的分析可知，噴涂廢氣的燃點較高，容易因溫度不足而出現不完全燃燒，且燃燒凈化產生的熱量無法進行有效利用，蓄熱燃燒法可以將燃燒產生的熱量積蓄起來用于后續周邊溫度提高，從而使燃燒區域內的溫度維持在VOC污染物燃點溫度附近，可以有效提高燃燒完成度，蓄熱燃燒法可以在提高凈化效率的同時節約能耗，因此在VOC污染物燃燒凈化方面具有較高的發展前景。