現代涂料對環境的污染及其對策研究

黃雪松

（江蘇省地質局第五地質大隊，江蘇 南京 210001）

研究現代涂料對環境的污染及其對策，需總結現代涂料引發的各種環境問題，了解涂料產生的危害，從輔料選擇、過程管理、監督管理等方面入手提升治理效果，減少涂料引發的各種負面影響，最大程度地保障民眾的生命健康。

1 涂料生產對環境的污染

1.1 形成大氣污染

1.1.1 揮發性有機物質

涂料在生產、固化、應用時排放到大氣中的揮發性物質，即VOC（volatile organic compounds），會造成比較嚴重的大氣污染。以熱固化涂料為例，特別是通過氨基樹脂交聯固化之后制作而成的氨基丙烯酸、氨基醇酸等涂料，在進行烘烤時會使氨基樹脂發生自縮聚反應，不斷釋放甲醛、甲醇等氣體，且隨著烘烤時間延長、溫度升高，揮發量不斷增加；涂料生產時熬煉樹脂、溶劑揮發，尤其是色漆生產時大量有機溶劑的使用，會使設備出現跑冒滴漏，對廠區、車間環境造成嚴重污染。有機溶劑揮發到大氣中，引發原發性污染，超標溶劑通過呼吸系統進入人體，會造成無法挽回的健康傷害，如部分酯類、醇類、醚類、醛類溶劑會損壞神經系統；甲酸酯類、羥基甲酯等則會引發肺中毒；乙二醇類、苯與相關衍生物會毒害血液。

1.1.2 光化學污染

大氣中的有機溶劑、其他污染物會在陽光下發生光化學反應，即離子、自由基、分子、原子等因吸收陽光而發生的反應。該反應會生成很多活潑物質，并引發系列反應，讓很多一次污染物轉變為具有更大毒性 的二次污染物，如過氧乙酰酸酯、醛類、臭氧等，由碳氫化合物、氮氧化物與光化學 反應下的各種中間產物、最終產物混合而成的物質形成光化學污染，毒性更大，嚴重威脅人們的生命健康[1]。

1.2 造成水質污染

1.2.1 涂料生產廢水

涂料在生產時會生成廢水，如1 t氨基樹脂生產會形成1.5 t左右的廢水，其他精植物油、環氧酯樹脂、醇酸樹脂、酚醛樹脂等的生產都會形成相應量的廢水；生產設備、容器的溶劑洗滌、涂裝前處理等都會形成廢水，廢水中包括重金屬、苯類、酚類等物質；顏料中的鎘系顏料、鉻系顏料、鉛系顏料等含有鎘、鉻、鉛等，會在生產時污染水質；使用時涂膜老化、漆膜剝落、開裂、粉化，含鎘、鉻、鉛等重金屬的顏料會隨著雨水沖刷進入水體中，造成污染。

1.2.2 含酚廢水

涂料用樹脂中酚醛樹脂為其中的關鍵類型，在酚醛樹脂生產時會產生廢水，且廢水中含有大量酚類，如果直接排放會引發樹脂污染。如果飲用水中酚類含量超過4 mg/L，會發出難聞氣味，人的嗅覺、味覺可直接感知，口服達到500 mg/kg會致死。酚屬于化學致癌物，如果將濃度較高的含酚廢水直接排放到水域中，會污染水體，對水生物造成傷害[2]。

1.2.3 鉻系顏料

鉻系顏料是應用比較廣泛的著色顏料，鉻是致癌金屬，其中六價鉻是三價鉻毒性的100倍，國家相關標準規定鉻在水中的濃度限值不得超過0.5 mg/L，在飲用水中則要求≤0.05 mg/L。如果鉻含量超標，會對水體造成嚴重污染，甚至導致人體慢性中毒。如果鉻通過飲用水進入人體，會一直在人體內富集，形成鉻硫蛋白，蓄積在腎、肝中，其他如毛發、甲狀腺、胰、脾等器官都會有相應集聚，最終引發氨基酸尿、蛋白尿、糖尿病等病癥。

2 現代涂料污染的防治對策

分析現代涂料對環境產生的各種負面影響，有必要結合涂料的生產、轉運、應用等各個階段制定有針對性的防治對策，以此減少負面影響，促進環保涂料的發展。

2.1 原輔材料控制

涂料生產時最重要的材料首先是聚酯樹脂，為降低涂料產生的污染，有必要嚴控各項原料的生產過程。以聚酯樹脂涂料為例，其主要是以聚酯樹脂為成分的成膜涂料，通過多元酸、多元醇聚合而成，多用于粉末涂料、低污染高固體粉、中高檔涂料中。涂料生產中應用最多的飽和聚酯樹脂含有羥基官能團，借助與氨基樹脂、異氰酸酯等樹脂交聯固化成膜，該種涂料在保色性、保光性、耐熱性、耐磨性、柔韌性、硬度、豐滿度、色澤度等方面有著較大的應用優勢，可用于金屬底色漆、浸漬絕緣涂料等，對環境的影響較小，值得普及應用[3]。

2.2 廢棄物分類管理

涂料生產過程中會產生混合性粉塵，其中包含的化學成分具有毒性，可引發混合性塵肺病以及職業中毒等。在涂料生產混合攪拌時，不但會產生各種粉塵，還會造成原輔材料浪費，員工在吸入粉塵后，會造成比較嚴重的傷害，企業應在生產涂料時做好以下工作：（1）為員工配備專業的工作服、手套、活性炭口罩、防毒面具等；在完成工作后，要求員工洗凈與涂料接觸的部位，并做好消毒工作；在涂料生產時，配料、攪拌、裝罐等過程的飛濺物可能會對員工造成傷害，可對攪拌桶加蓋，并嚴格規范員工的生產作業過程，避免因人員因素引發個人健康受損[4]。（2）廢棄物進行分類管理，將涂料生產過程中的各種廢棄物，按照其對環境的污染程度以及對人體的損害程度，分為兩種類型：①危險廢棄物，包括廢試樣試劑罐、報廢涂料、廢棄洗溶劑、除塵裝置搜集粉塵、房屋面具廢配件（濾盒、濾棉等）、廢包裝紙等，針對這部分廢棄物，應利用專業設備進行集中處理、集中存放，形成完整的處理流程，避免其外泄。②可回收廢棄物，包括無害廢包裝物、廢紙張、塑料零部件、廢棄金屬等，可交由專業企業回收處理。

2.3 實現源頭控制

溶劑型涂料在生產時會造成比較嚴重的污染，尤其是VOCs排放造成的污染更嚴重，因此有必要實現涂料水性化、無溶劑化、高固含化，以此減少對環境的污染。并可結合涂裝工藝，鼓勵涂料生產企業選用低VOCs含量涂料，建議相關企業選擇使用以下四種涂料：（1）粉末涂料，該種涂料不含溶劑，全部由固體粉末組成，以細微粉末狀存在，有高效率、無害環保、節省資源等優勢；（2）水性涂料，該種涂料以水為分散介質料或者溶劑，直接以水取代以往的有機溶劑，大大降低對環境的負面影響；（3）UV涂料，又稱聚氨酯紫外光固化涂料，其組成不涉及揮發性化合物，且固化速度快，不會對環境造成較大影響；（4）高固體組分涂料，涂料固體組分大致為65%～85%，大大降低了有機溶劑含量，VOCs產生量也會隨之降低，即從源頭降低了VOCs產量[5]。

2.4 加強涂料生產過程管理

2.4.1 加強原輔料存儲管理

對有機溶劑以及含有有機溶劑的原輔料，要求密封存儲；在?；沸辛械耐苛吓c輔料，需要按照相關規定處理，減少或者盡量不使用稀釋劑、小型桶裝涂料，降低無組織廢氣排放量。

2.4.2 加強原輔料調配、轉運管理

要求稀釋劑、溶劑型涂料在調配時全程在密閉空間內完成；引入集中供料系統，實現對供料過程的信息化、智能化管理，減少人員參與，降低影響；儲罐系統中可加入平衡管，避免在槽罐車加料、卸料等過程中引發溶劑揮發，并可將儲罐排氣管直接連通末端處理系統，避免廢氣直接排放形成污染。

2.4.3 加強其他環節的管理

調配、轉運、回收時涉及的水簾廢渣、廢溶劑、廢涂料桶等廢物，應按照行業要求、規定進行處理[6]。

2.5 應用先進的涂料處理技術

2.5.1 通泵投料技術

該技術多應用在涂料生產進程中的液體投料環節，對比人工投料，可降低VOCs無組織排放量。移動缸操作生產線在計量原輔料時，輸送溶劑可優先選擇管道計量，配置期間保持容器密閉。

2.5.2 密閉式臥式研磨機研磨技術

該技術多用于涂料研磨環節，具備較好的密閉性，對比三輥式研磨機、籃式研磨機來說，可縮減VOCs無組織排放量大約90%，環保效果極好。

2.5.3 半自動、自動包裝技術

適用于包裝環節，對比手動包裝，可縮減大約60%的VOCs無組織排放量，且裝置了抽風系統進行各項廢氣的環保化處理。

2.5.4 移動缸氣體收集技術

適用于投料環節，在移動缸處裝設廢氣處理管道，使移動缸內部一直處于微負壓狀態。在情況允許時，收集廢氣可借助回收裝置回收溶劑，避免直接排入末端對設備造成污染。

2.5.5 廢水污染預防技術

主要用于水涂料生產進程中的清洗環節，涂料生產中的廢水在沉淀之后進行循環利用，利用率超過90%，對節約水資源、提升水質有較好效果[7]。

2.6 加強生產監督檢查

2.6.1 深入現場檢查

建議執法人員深入企業生產現場，對涂料生產企業資質、生產建筑用涂料產品標識、生產環節等進行全面檢查，嚴厲打擊以次充好、冒用其他產品標識等違法行為；同時要求執法人員現場對企業開展相關法律法規宣傳，督促企業落實質量安全主體責任，將綠色發展理念全面貫徹到產業結構優化及企業生產的各個環節；針對不合格生產企業，對現場發現的問題應要求企業立即整改；當地主管部門還可在檢查的過程中，委托當地質檢員現場對企業生產建筑用涂料進行抽樣，現場抽查多批次產品，對抽檢不合格的生產單位，依據《產品質量法》嚴肅處理。

2.6.2 健全環保管理制度

針對涂料對環境產生的影響，健全環保管理制度，涉及溶劑回收制度、廢氣監測制度、廢氣處理裝置保養制度、涂料生產設施管理制度等，并要求涂料生產廠家嚴格落實相關制度對應的生產舉措。

2.6.3 健全監測監控體系

涂料生產廠家應每年按照要求進行一次VOCs廢氣處理設施監測及生產區域內各項廢氣、廢水、固體廢棄物的排放量監測，監測工作需委托專業的第三方機構進行，主要監測指標為各種特征污染物，并按照系列指標、數據進行VOCs處理效率核算，針對未達到標準的企業，應要求其立即整改。

2.6.4 建立完善臺賬管理

完善各種類型的臺賬并強化管理功能，涉及廢氣處理耗材（催化劑、吸附劑等）用量、含有機溶劑原輔料消耗臺賬、廢氣處理設施臺賬、廢氣監測臺賬等（如廢氣量、使用量、VOCs含量、去向等），各項臺賬要求至少保存三年，便于相關部門隨時查看、核對。

2.6.5 建立非正常工況申報管理機制

建立非正常工況申報管理機制，涉及突發環保事故、廢氣處理設施故障停運、項目停產等各種狀況，要求生產企業及時向相關管理部門報告、備案，以此實現規范化管理。

2.7 嚴格規范涂料污染物排放標準及標準執行

涂料種類繁多，雖然高固分涂料、輻射固化涂料、粉末涂料、水性涂料等在環保、節約能耗等方面不斷取得突破，但是其在廢氣、廢水、固體廢物排放方面仍有較大的進步空間，因此有必要規范污染物排放標準，減少對環境的影響。

2.7.1 強化執行力度

大中型涂料生產廠、涂裝廠等應按照相關法律標準執行“三廢”排放政策，嚴禁以已交排污費為由取代“三廢”管理；同時要求環保部門加強對轄區內涂料生產企業的監督力度，強行整頓污染嚴重、不執行環保改造的企業，針對造成惡劣影響的企業，在停產關閉的同時，應追究相關人員責任。

2.7.2 實現針對性治理

結合優先污染物處理原則，逐步落實針對各項污染物的處理工作；結合涂料工業當前的發展狀況，利用大數據技術、實地勘測等手段，了解涂料污染狀況及發展趨勢，以此制定有針對性的法律法規、政策標準等，實現對涂料污染的針對性治理。

2.7.3 依據政策法規進行規范化治理

以《中國涂料行業“十四五”規劃》、《關于對電池、涂料征收消費稅的通知》、《石油和化工產業結構調整指導意見》、《大氣污染防治行動計劃》、《重點行業揮發性有機物削減行動計劃》等法律法規為指導，實現對涂料行業的針對性、規范化治理，督促涂料生產廠家規范自身行為，完善環保處理設施建設，引入先進的涂料生產及廢棄物處理工藝，降低對環境的負面影響。

2.8 應用環保涂料

環保涂料涉及多種類型，比如可應用水性漆助力中油防腐，并搭建自動化噴涂作業線，可讓帶著噴砂除銹余溫的鋼板，在輾軸的帶動下緩緩滑向噴涂區；自動噴涂機進行單面或雙面噴涂后，鋼板滑入加溫烘房；8分鐘后鋼板烘干，滑出烘房，吊機輕輕吊起，進行間隔堆碼，涂層在自然條件下再進行完全干燥固化。該套自動化噴涂設備和工藝，不受低溫和潮濕環境的影響，可全天候作業，而且作業效率是傳統人工噴涂、轉運方式的3倍，同時保障了作業人員的身體健康，消除了安全隱患。相關人員在選擇環保材料時，可關注檢測報告、環保認證（中國環境標志產品認證）等元素，以此選擇高質量、適合的環保涂料。

2.9 優化大氣污染治理技術應用

2.9.1 除塵技術

結合涂料生產中各種廢氣溫度、含塵濃度、粉塵性質、排放標準等，選擇適宜的過濾材料、除塵方式，并可引入脈沖噴灰清潔方式，控制除塵器過濾風速≤1.5 m/min，可讓粉塵除塵效率超過95%。

2.9.2 吸附技術

通過沸石、活性炭纖維、活性炭等吸附凈化廢氣中的VOCs，可用于大風量、低濃度有機廢氣的處理，操作方便、效率高，但吸附容量有限，處理溫度超過40 ℃的高濃度廢氣時，效果不明顯。

2.9.3 生物技術

該技術指的是微生物在特定環境因素下，利用廢氣中的有機成分作為碳源，分解VOCs，使之成為生物質、無機鹽、水、二氧化碳等低污染或無害的物質。按照應用方式不同，生物處理技術可分為生物滴濾床、生物洗滌床、生物過濾床等模式，不同模式適用于不同情況下的涂料廢棄物處理，其應用優勢在于能耗低、氧化完全、設備簡單，但是在進行大風量、低濃度的VOCs治理時，也存在工況變化與氣候影響大、占地面積大等缺陷，因此相關人員需結合實際情況決定是否選用該技術。

3 結語

綜上，本文就現代涂料對環境的污染及其對策進行了論述與分析，希望相關人員對其給予足夠的重視，分析各項對策在應用過程中的優勢與不足，并發揚優勢、彌補不足，關注應用實效，結合應用反饋實現應用優化，以此發揮出更好的效果，實現環境保護的目標，保障現代涂料行業的健康發展。