我国涂料行业环境污染现状及存在问题

   日期:2020-06-03     作者:中国无机涂料网    浏览:798    评论:0    
核心提示:涂料行业属于中国传统工业,其快速发展进一步推动了我国的现代化,但发展带来了经济效益的同时也存在不可忽视的污染。本文介绍了

涂料行业属于中国传统工业,其快速发展进一步推动了我国的现代化,但发展带来了经济效益的同时也存在不可忽视的污染。本文介绍了我国涂料行业的发展概况和主要生产工艺流程,分析其污染现状,主要包括生产过程中产生的废水、废气与固体废物,并讨论我国涂料行业生产的相关主要标准,以及环境污染存在的问题,指出涂料行业向绿色发展、可持续发展转型是其必然趋势。

 

[关键词]涂料行业;污染现状;挥发性有机化合物(VOC);控制标准;可持续发展

 

1 我国涂料行业概况


1.1 发展历程

 

涂料是种涂覆在物体表面的材料,其能形成粘附牢固且具有一定强度、连续的固态薄膜,形成的膜称为涂膜、漆膜或涂层[1]无机涂料网cnwjtl.com。涂料在我国有漫长的发展历史,我国涂料名称发展历程经历了“漆-油漆-涂料”的转变[2](如表1)。涂料工艺在我国古代早有记载,漆液最初作为粘合剂、防腐剂、装饰描纹出现在石器时代、夏商周时期。1915 年,上海开林颜料油漆厂的建立,宣告中国现代涂料工业的诞生;2000 年,约十年的时间我国涂料企业由“国企企业、民企企业、外企企业”的经营方式逐渐转变为“国有企业、民营企业、三资企业”的新型经营方式[3];2009 年,中国涂料行业迎来了发展的黄金时期[4],中国涂料行业在全球金融危机的冲击下逆势而上,成为了世界涂料生产量最大的国家,我国涂料年产量逐步提高[5]。据国家统计局最新统计数据显示,截止2018 年上半年,全国规模以上企业涂料总产量累计达到839.49 万吨,比去年同期增长了0.6 %[6]。如今我们迎来了春秋、汉、唐时期后的第四次涂料行业的鼎盛时期。

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1.2 分布概况

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我国涂料行业主要集中在经济发达地区、原材料集聚地区。2014 年全国涂料规模以上的企业共1344 家,各省市涂料企业个数如表2[7]。截止2018 年,全国涂料行业规模以上的企业增长为1906 家,主要集中在浙、苏、鲁、粤、冀、沪、京、津8 个省市,这8 个省市的涂料产量占中国涂料总产量的76.5 %[8]。综上,我国涂料优势企业主要还是集中在经济发达的省市,主要集中在长三角地区、珠三角地区和环渤海地区,这与地区经济发达且资源禀赋优势有关。

 

2 我国涂料行业主要生产工艺

 

涂料的生产过程主要是物理分散和混合过程[9],不同类型的涂料工艺流程有所不同,具体工艺如图1 所示。不同的工艺流程不同,其产生的污染也有所区别,具体举例如表3。溶剂型涂料面临环境污染严重、能源浪费严重及成本高等问题,不过溶剂型涂料与传统涂料相比具有自身明显的优势,在我国涂料行业中占有重要地位。水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料作为涂料行业的朝阳产业,其低污染化、低“三废”/无“三废”、节约能源等特点是响应国家清洁生产战略的环保型涂料。

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3 我国涂料行业环境污染状况

 

涂料行业中涉及的污染物包括废水、废气、粉尘、固体废气物、氨氮、石油类、挥发酚、化学需氧量、总磷、六价铬、镉、铅、砷[14]。涂料制作的工艺流程中,以及使用涂料中都避免不了对环境造成污染以及对人体健康造成威胁。

 

3.1 废水

 

涂料行业的水污染包括涂料工业生产废水、涂料生产设备和生产场地清洗产生的废水污染。涂料生产大多与树脂合成有关且使用大量有机溶剂、颜料和助剂等多种化工材料,因此工业废水的排放在生产过程中是无法避免的[15]。水性涂料设备洗涤产生的水污染极大,而在溶剂型涂料生产过程中,由于不允许用水洗涤生产设备,所以一般情况下溶剂型涂料生产洗涤废水少。洗涤废水(如氨基树脂废水、醇酸树脂废水和漂油废水)主要产生于树脂反应[16]。涂料工业废水有着变化极大和可生化性差等特点,并且废水中含有毒有机化合物,污染物组成复杂,不同涂料工艺流程产生的废水不同[17]。国家强制性标准GB 18581-2001《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》已对铅、镉、铬、汞四种可溶性有害元素进行了明确限量[18],涂料中含有有害物质能直接或间接地损害人体健康[19]。

 

3.2 废气

 

涂料中的有害物质会导致室内空气质量下降,且影响人体健康。《环境保护综合名录》涂料行业的政策制定重点:主要集中在含高有机化合物、含铅等重金属的涂料以及原材料产品[19]。VOC 是公认的前驱体[20],溶剂型涂料中大量使用有机溶剂,使涂料行业成为大气VOC 产生和排放的重要工业污染源。据有关资料显示,2014 年中国涂料产量达到l278.91 万吨,涂料行业溶剂消耗量约为700 万吨,占中国VOC 总排放量的13 %左右[21]。涂料废气主要源于涂料生产过程中使用的有机溶剂及稀释剂。一旦涂膜形成后,有机挥发物最终进入大气,造成严重的环境问题。中国涂料排放的VOC 约1883 kt,主要是苯系列化合物、醇类、酯类、醚类和酮类,其平均增量反应活性指数(基于O3/VOC)约为36 kg,31 %挥发性有机化合物是有毒物质[22]。涂料行业所产生的VOC 对大气造成严重的污染与影响[23];还间接影响着全球气候与人体健康[24]。

 

3.3 固体废物

 

无论采用何种施工方法,涂料都不能完全被利用,不可回收和损失的涂料就会形成废渣。涂料行业的废渣主要包括:除水性涂料之外染料、颜料、涂料、油漆等生产过程中产生的废母液、废渣、废水处理污泥、废吸附剂、废有机溶剂、废纸回收、中间废物等;加工过程中产生的脱墨渣;涂料生产、销售、使用过程中产生的失效变质、假冒伪劣乃至不合格的油墨、染料、颜料等。涂料废渣不仅难以处理,而且难以收集,这增加了涂料工业污染控制的难度[25]。

 

4 我国涂料行业主要标准

 

国家质检总局和国家标准委员会截止2017 年共发布涂料和颜料有关标准30 项,包括试验方法、技术规范和产品类别。生态环境部常务会议在2019 年3 月提出的新标准规定:涂料企业或生产设施产生的废水污染物、恶臭污染物(苯乙烯除外)、环境噪声应当执行相应的国家污染物排放标准,并对固体废物进行鉴别、处理和处置执行相应的国家固体废物污染控制标准;而涂料行业产生的大气污染物排放限值、监测及监督管理要求适用于GB37824-2019《涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准》,新标准于2019 年7 月1 日起正式实施。涂料行业中涉及合成树脂生产及改性的生产装置执行GB 31572-2015《合成树脂工业污染物排放标准》[27],乳液制造也按本标准执行。随着经济快速发展,我国成为涂料制造大国,但产生的VOC 排放量也随之增加。涂料行业所产生的VOC 为污染物控制的重点,企业应严格按照我国各标准进行生产制造,具体标准见表4[28]。

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5 我国涂料行业环境污染存在的问题

 

5.1 发展水平低,污染治理难度大

 

我国涂料企业多,但规模较小、缺乏王牌产品和企业[31]。据了解,我国年产量在一千吨以下的小型涂料企业占多数,且产品集中在中低端市场。涂料企业出现盲目建设、重复建设、小作坊式生产,良莠不齐,整体发展水平较低的现象,导致治理难度加大,环保问题突出。

 

5.2 涂料清洁生产企业少,污染严重

 

清洁生产,指采用先进的技术和设备、清洁的能源和原材料,从源头上减少污染,提高资源利用效率,减少或避免生产和使用中污染物的产生和排放,削减对环境和人体健康的危害。截止2015 年,中国约有十家有十环标志的涂料企业,仅仅只占全国涂料企业的百分之一[32]。涂料清洁生产企业少,企业带来的污染严重。

 

5.3 产生大量VOC,污染环境和危害人体健康

 

我国涂料行业仍然以生产溶剂型涂料为主,溶剂型涂料约占我国涂料行业的一半。溶剂型涂料制备需要使用大量挥发性溶剂,例如苯、甲苯、二甲苯、重金属(铅、汞、镉等)等,这些化学物质大部分污染环境和危害人体健康[33]。人体如果长期吸入甲苯和二甲苯,会引发疲劳、头痛头晕、慢性皮炎、结膜充血、记忆障碍和其他神经衰弱综合征,而苯中毒可引起白血病[34]。涂料工业已成为大气VOC 产生和排放的重要工业污染源,特别是在家用涂料中,室温下挥发性有机化合物已经成为了环境和人类健康的公害。VOC 大量产生以及大功率能耗设备多,噪声粉尘污染严重等严峻问题是我国涂料行业可持续发展道路上的挑战[35]。

 

6 展望

 

从2000 多年前的桐油到如今化学合成的涂层,中国涂料行业发展迅速,已成为主要涂料生产国家。我国是世界上最大的涂料市场,涂料行业促进了中国的经济增长,但其生产和使用过程中也给我国的水环境、大气环境带来了污染,同时也危害人体健康,特别是其产生的挥发性有机化合物会对人类健康产生巨大影响,并且很大程度阻碍中国可持续发展。行业环保问题是我国涂料行业面临的主要挑战。涂涂料消费由“油”转向“水”是必然趋势,“十三五”期间,在国家政策和市场竞争的双重压力下,政府应鼓励和支持生产环境友好、资源节约型涂料产品。涂料企业应严格恪守我国相关控制标准,推动涂料行业清洁生产和技术进步,走可持续的发展道路,使我国从涂料制造大国向涂料制造强国转型。

 

 
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