关于非甲烷总烃、VOCs在汽车表面涂装项目环境影响评价中的选择

巫 丹 李雪辉

(1.南昌市环境保护研究设计院有限公司，江西 南昌 330100；2.江铃汽车股份有限公司，江西 南昌 330001)



关于非甲烷总烃、VOCs在汽车表面涂装项目环境影响评价中的选择

巫 丹1李雪辉2

(1.南昌市环境保护研究设计院有限公司，江西 南昌 330100；2.江铃汽车股份有限公司，江西 南昌 330001)

汽车表面涂装项目环境影响评价中，非甲烷总烃和VOCs作为大气污染特征因子，容易混淆使用，本文从二者的定义、来源、标准等方面展开论述，分析了其异同性，讨论了在汽车表面涂装项目环境影响评价中大气污染特征因子的选择。

非甲烷总烃 VOCs 汽车涂装 环境影响评价

引言

近年来随着汽车产业的蓬勃发展，汽车工业已逐步成为江西经济发展的重要支柱产业之一。汽车表面涂装项目环境影响评价的要求也随着产业发展势头和环境的压力，在不断地进步、完善、严格要求。

在以往的汽车表面涂装项目环境影响评价中，大气污染特征因子，往往只考虑敏感的苯系物，如：甲苯、二甲苯等，随着环境压力的增大、环境影响评价的深入，苯系物在涂料中的比例在逐年降低，与此同时，醇类、酯类、酮类等有机物的比例有所增加，因此，当前汽车表面涂装项目环境影响评价中大气污染特征因子除了考虑敏感的苯系物，还需增加一项有机废气评价因子。在汽车表面涂装项目环境影响评价工作中，有机废气的表征因子，非甲烷总烃和VOCs均有使用，但非甲烷总烃和VOCs污染因子是极易混淆的有机污染物综合评价因子，常常让评价人员难以选择。

1 汽车表面涂装典型工艺

汽车表面涂装是将涂料覆于基体表面形成具有防护、装饰或特定功能图层的过程。主要分为两个工序：一是涂装前金属的表面处理，对车身进行彻底清洁和去油污以消除车身上所有的污渍，使工件便于施行后续喷涂，也称为前处理技术，主要包括脱脂、表调、磷化；二是涂装施工，主要分为喷涂和烘干两道工序。

典型的汽车表面涂装工艺如下：

前处理→阴极电泳→烘干→车底PVC→烘干→中涂→烘干→面漆→烘干。

前处理工艺过程是汽车表面涂装项目环境影响评价中废水污染的主要来源，而涂装作业则是此类项目废气污染的主要来源。

2 汽车表面涂装废气污染源及治理措施概述

2.1 涂装废气来源

汽车表面涂装生产中，电泳烘干、PVC烘干、中涂、面漆喷涂及烘干过程均排放大气污染物。

目前，我国汽车表面涂装主要采用传统的阴极电泳底漆+溶剂型中涂、面漆的二涂层体系涂料。其中阴极电泳底漆是一种水溶性漆，无苯，且不含重金属铅和锡，是一种环保涂料。而传统的溶剂型漆则含有不同比例苯系物、醇类、酯类等有机溶剂。由此可知，中涂、面漆喷涂及烘干废气又成为了汽车表面涂装中大气污染中的核心部分。据国内外汽车制造企业经验数据分析，在中涂、面漆作业过程中，约75-80%废气在喷漆室排放，主要是漆雾颗粒和有机溶剂挥发组分；约20%-25%废气在烘干室中排放，主要为有机溶剂挥发组分。

2.2 典型涂装废气治理措施及排放方式

喷漆室由送风、排放、过滤、照明、灭火、间壁、漆雾补集等部分组成。喷漆室按捕集漆雾的方式和装置的不同，可分为干式喷漆室和湿式喷漆室[1]。

喷漆室废气排放特点排气风量大、溶剂蒸汽浓度低，通常规模化的汽车制造企业会选择上送风下抽风式水旋式喷漆室处理喷涂废气，其特点是通过上送风下抽风，室体内形成气体层流压抑的方式，使漆雾通过室体底部的洗涤板，部分漆雾被带到水中，而没有和水膜接触的漆雾在抽风力作用下与水一同通过水旋器，使漆雾和水流在水旋器内高速旋转的同时充分接触，随后急速扩散减速，在强大的冲击力作用下也被捕集到水中，漆雾与水中的絮凝剂反应生成漆渣，过滤后漆渣予以清除，水循环使用，剩余不溶于水的有机废气经抽风经由排气筒高空外排。水旋式喷漆室漆雾(颗粒物)的捕集效率可达98%，对部分水溶性溶剂有适量的处理效率。

烘干室废气则包括从涂料系统排出和燃料系统排出的废气。前者是指喷漆作业后未在喷漆室中挥发的车身表面涂膜中残留溶剂，后者是作为烘干热源的燃料燃烧废气，目前汽车制造企业通常采用天然气或轻柴油作为燃料，部分生产规模不大的也有选择电加热作为烘干热源。

烘干室(炉)产生的废气治理，主要是采用催化燃烧法，一般的催化燃烧装置安装在通风排出口处，工作过程是：由引风机抽进废气，经管道送入热交换器内，对废气进行加热升温，例如苯类溶剂废气的预热燃烧温度为250～300℃；酯类溶剂废气需要加热到400～500℃才可以燃烧[2]。烘干室废气经预热后由180℃达到400℃送入废气焚烧炉的内腔燃烧室中(与此同时烟道气温度由750℃降至500℃左右)，在700～800℃下持续燃烧，使废气中的有机物氧化分解为CO2和H2O，形成洁净的烟气通过预热管送往烘干室的各级热交换器作为热源，最后高温烟气再次间接加热供烘干室风幕用的新鲜空气后，温度降至100℃左右，通过排气筒高空外排，采用催化燃烧的方式进行烘干室废气的治理，其净化效率可达98%。

3 涂装有机废气的来源

由涂装废气污染源分析可知，除喷涂漆雾外，其余均为有机废气。然而大气有机污染物种类和组成繁杂，常见的化合物种类有烃类(烷烃、烯烃和芳烃)、酮类、酯类、醇类、酚类、醛类、胺类、腈类等。涂装有机废气的种类，笔者从多家汽车制造企业涂料使用现状调研统计结果来分析，下表1。

表1 多家汽车企业表面涂装使用原料统计情况

4 涂装有机废气表征因子的选择

在汽车表面涂装项目环境影响评价工作中，有机废气的表征因子，非甲烷总烃和VOCs均有使用，且非甲烷总烃和VOCs污染因子是极易混淆的有机污染物综合评价因子，常常让评价人员难以选择，为此，笔者通过查阅相关文献资料，总结出一些二者的异同点。

4.1 非甲烷总烃

根据《大气污染物综合排放标准详解》，非甲烷总烃(NMHC)是指除甲烷以外的所有碳氢化合物的总称，主要包括烷烃、烯烃、芳香烃和含氧烃等组分。烃类物质在通常条件下，除甲烷为气体外多以液态或固态存在，并依据其分子量大小和结构形式的差别具有不同的蒸汽压，因而作为大气污染物的非甲烷总烃，实际上是指具有C2-C12的烃类物质[3]。含氧烃顾名思义就是“烃的含氧衍生物”，从组成上看，除了碳(C)，氢(H)元素之外，还含有氧(O)。从结构上看，也即是烃分子里的氢原子被氧原子的原子团取代而衍生而来的。据此分析，含氧烃的种类繁多，包括醇，酚，醛，羧酸，酯，酮，醚，胺等。

同时在《大气污染物综合排放标准详解》中，也指出了非甲烷总烃的城区和工业区主要来源包括[3]：

①焚烧：由各类有机物质的焚烧过程所排放的非甲烷总烃；

②溶剂蒸发：在各种生产过程中使用各种有机溶剂，如用作清洗剂、化学反应过程的溶剂、油漆涂料等物质的生产和使用过程的溶剂；

③油类燃烧：汽油和其他油类燃烧过程排放的尾气；

④石油及石油制品的贮存和运输损耗；

⑤废物提炼。

汽车表面涂装中喷涂和烘干废气均属“焚烧和溶剂蒸发”，由此看来，与《大气污染物综合排放标准详解》中对“非甲烷总烃”概念不谋而合。且从汽车表面涂装主要排放有机废气的涂料组分为：苯系物、醇类、酯类、酮类和烷烃来看，均属C2-C12的烃类物质。

4.2 VOCs

VOCs(Volatile Organic Compounds)具有多种定义：世界卫生组织的VOCs定义为“熔点低于室温而沸点在50-260℃之间的挥发性有机化合物的总称”。美国材料实验协会(ASTM)D3960-98标准将VOCs定义为“任何能参加大气光化学反应的有机化合物”；美国联邦环保署(EPA)的VOCs定义为“除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物”。

从上述定义中可以看出，C1就是甲烷，非甲烷总烃主要指C2-C12之间的烃类物质；VOCs的范围相对较广，基本上包含了所有的挥发性有机污染物。

4.3 有关排放标准中大气污染控制因子的确定

目前国家尚未颁布表面涂装(汽车制造业)大气污染物排放标准，部分省市如广东、天津重庆、北京、江苏、上海则已完成或正在制定相关地方标准。国内其他省市汽车涂装项目一般是依据《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)或参照上述省市已颁布的地方行业排放标准进行评价和监控。

对于汽车表面涂装涉及大气污染控制因子，国家及各省市排放标准分别如下表2。

表2 国家综排标准及各省市行标中涂装大气污染控制因子

由上表可知，非甲烷总烃和VOCs均有被选择作为汽车表面涂装的大气污染控制因子，但纵观各省市颁布的地标以及目前正在征求意见的地标来看，VOCs的关注度已优于非甲烷总烃，且根据《国家环境保护“十三五”规划基本思路》，VOCs也将成为"十三五"重点区域与重点行业的总量控制指标。

5 小结

从定义和涂料组分上看，非甲烷总烃和VOCs在汽车表面涂装项目环境影响评价中均能作为涂装有机废气的表征因子。但是，从国家规划基本思路及制定的地方行业排放标准来看，VOCs较非甲烷总烃的关注度越来越高，若将其划入了"十三五"重点区域与重点行业的总量控制指标，毋容置疑，VOCs将是汽车表面涂装项目环境影响评价中必不可少的大气污染评价因子之一。当然，也希望国家尽快出台汽车表面涂装行业排放标准，在行业标准中进行明确，为汽车表面涂装项目环境影响评价工作指明方向。

[1]机械工业职业技能鉴定指导中心.初级涂装工技术[M].北京：机械工业出版社，1999，144.

[2]机械工业职业技能鉴定指导中心.中级涂装工技术[M].北京：机械工业出版社，1999，209.

[3]国家环境保护局科技标准司.大气污染物综合排放标准详解[M].北京：中国环境科学出版社.1997，241.