试论环境影响评价中喷涂废气污染物的核算及治理

王玉红

【摘要】喷涂是汽车、家具制造、设备制造等众多工业生产、加工过程中的常见工序之一，喷涂作业会产生相当数量的喷涂废气，其中包含着大量的有机污染物、甲醛、重金属等，对喷涂工作人员、产品使用者的健康有一定损害，对大气也造成大幅度污染。本文从环境影响评价的角度入手，对喷涂废气污染物进行分析和核算，探讨喷涂废气污染物的治理措施，为我国大气环境污染防治和环境影响评价的发展提供思路。

【关键词】环境影响评价；喷涂废气污染物；影响核算；污染物治理

随着我国经济的不断发展，人们逐渐发现工业发展、经济发展造成的环境污染问题已经非常严重，大气、水资源、土壤等污染问题越来越受到关注，尤其是喷涂废气产生的有机污染物和漆雾，不仅对生态环境造成了严重影响，还对生产工人、消费者的身体健康造成不可估量的影响。近年来，喷涂废气已然成为多个省市、地区重要的治理方向，也出台了一系列治理方案，但是，单纯的治理并不能够有效解决喷涂废气的污染问题，从污染物产生角度进行污染物控制和治理可以产生更佳的效果。环境影响评价是一种用估算、核算的方式判断污染物种类、数量的环境保护方式，企業、当地环保部门可以利用环境影响评价对污染物排放种类和量进行核算，并采取相应的治理手段，有效控制污染物的排放量，减轻当地环境污染程度。

一、喷涂废气污染物

喷涂是工业生产过程中十分常见的工序，喷涂工序中的涂料主要由成膜剂、颜料、溶剂、辅助成膜剂组成，其中成膜剂主要由树脂组成，树脂属于高分子聚合物；颜料属于非挥发性的成膜物质；溶剂属于挥发性物质，甲苯、二甲苯都是典型的溶剂物质，苯化合物在喷涂过程中易挥发为漆雾，喷涂施工后易从漆膜后挥发为气体，苯化合物被人体吸入后容易对人体造成中枢神经、造血功能上的影响，已经被世界卫生组织确定为致癌污染物；辅助成膜剂中包含干燥剂、固化剂、防潮剂等多种辅助成膜物质。喷涂废气污染物主要来源于成膜剂和溶剂，由挥发性有机物和苯化合物组成，由于不同喷漆、溶剂的种类会产生不同量的挥发性有机物，因此，对喷涂废气污染物的计算比较复杂，治理方式也较难确定，是当前我国大气污染治理的重点之一。

二、环境影响评价

环境影响评价是一种建立在污染物扩散规律、环境监测技术、自然界自净基础上的污染物的污染程度预估，主要关注人为活动对于自然环境的影响和对人类社会的破坏，在评价的基础上提出防治手段和治理措施，有效指导人为活动，有效降低人为活动对生态环境的影响程度。环境影响评价主要关注水、大气、土壤、固体废物、声等方面的影响，对人为活动可能产生的短期影响、长期影响、超长期影响进行评估，尽量规避可能造成环境大幅度恶化或毒害效果持续较长时间的人为活动，对污染和破坏尚在承受范围内的人为活动提供防治和治理措施，本质上来讲是一种以预防为主的环境保护措施，是当前我国控制环境污染程度的重要工具。

三、环境影响评价对喷涂废气污染物的核算

对于喷涂废气污染物的环境影响评价主要针对喷涂废气有可能导致的污染浓度、持续时间、对动植物的不良影响等方面，通过采集大气基础环境指标来确定喷涂作业所在地的环境基本值，通过估算喷涂作业过程中污染物排放量来确定大气污染基本数据，通过评估喷涂废气污染物可能造成的影响来确定喷涂作业污染程度，进而对喷涂废气污染物进行相对准确的评价，并在此基础上对进行喷涂作业的企业和工厂提出前期防治措施和后期治理措施，尽量将污染程度降低。喷涂废气污染物产生的主要来源是漆料、涂料的喷涂和干燥阶段（汽车和设备制造业喷涂废气污染物产生，如图1，木质家具喷涂废气污染物产生，如图2），废气污染物主要产生在喷漆室、晾干室或烘干室，因此，前期防治措施应当设置在此三个污染源头之前，治理措施应当设置在之中或之后，在最大程度上降低喷涂废气污染物对人体和大气的影响。

环境影响评价对污染物核算主要有以下三种方法：

（一）物料恒算

物料恒算主要依据质量守恒定律进行核算，通过进入生产、加工环节的原料和最终产出量来计算作业过程中的损耗，也就是环保行业中所研究的喷涂废气污染物。如当在喷漆室内进行作业时，喷涂原料VOC（挥发性有机物）总量为G，喷涂作业完毕后，产品VOC总量为G，则可知喷涂作业过程中产生挥发性有机物的几率为y=（G-G）/G，同理可知，晾干或烘干作业环节污染物产生率，进而可以根据喷涂作业流程对污染物产量进行核算。然而，物料恒算计算污染物的方法需要环评人员了解企业或工厂的喷涂工艺流程，并对具体喷涂环节的污染物产生几率进行实际测量和分析，操作成本较大，计算量较大，环评工作周期长，相对而言，准确率较高。

（二）排污系数

排污系数又称排放系数法，是一种平均估算的方法，首先，环评人员对排放污染物单位的技术水平、经济基础、管理水平进行评估，将与此次评估企业技术、经济、管理水平相当的过往评估结果平均值作为评估此次污染物的估算值，套用在此次污染物排放评估之中，进行污染物量的核算。与物料恒算核算方法相比，排污系数核算法将过往平均值直接套用在污染物计算中，使之代替喷涂作业环节中的污染物产生率，是一种较为简洁的、平均的污染物核算方法，计算结果可以大致反应污染物排放情况，为后续环评工作提供一个大致的辅助，准确程度不可知，比较适合于大范围、基础情况差距不大的环境影响评价作业，如东北某地冬季燃烧秸秆VOC排放量，应用在喷涂废气污染物环评中误差率较大。

（三）污染源实测

污染源实测是一种以实际情况为基础的核算方法，即在环评人员确定污染源头后对排放源头进行污染物收集，并通过排放源头的作业原料量、环保处理技术效率对该处污染源的排污效率进行核算，是一种能够较为准确评估污染情况的核算方法，工作量较大，但准确性较高，且比较适合于污染治理前后的数据对比，是比较适合喷涂废气污染物核算的计算方法。

在环境影响评价实操过程中，环评人员需要根据具体情况对污染物核算方法进行具体分析，通常情况下，污染源实测可以作为物料恒算和排污系数两种核算方法的检验流程，根据过往环评核算结果来看，若企业、工程的污染治理流程不到位或没有，则实测数据有可能大于恒算数据和排污系数的计算结果，若污染治理流程工作效果较好，则实测数据会小于物料恒算和排污系数两者计算结果，无论实测数据是大是小，都有可能对环评工作结果造成影响，大了可能提出的防治和治理手段效果有限，小了则可能导致企业、工厂设置多余的污染治理流程，导致他们的环保成本上升，因此环评人员需要具体情况具体分析，实测数据应当作为检验手段使用。

四、喷涂废气污染物的治理措施

（一）喷涂废气污染物预处理措施

喷涂废气中不仅蕴含VOC污染物，还存在一定比例的漆雾，漆雾的存在对后续污染物质量有一定的影响，通过预处理将漆雾去除后再进行污染物治理是比较适合的治理方式。针对漆雾的处理有湿式、干式两种，其中湿式处理漆雾的方法主要有水帘、水幕、水旋和文丘里式，主要利用溶剂相似相容的原理吸收漆雾，湿式处理漆雾的装置中大多是采用水泵形成流动的水层，使漆雾经过水层时被吸收，继而进入过滤器、净化器等装置被处理掉，然而湿式处理漆雾的方法存在一定的应用问题，一方面，在于使用湿式处理法容易引起喷漆室内的湿度上升，影响涂层喷涂的效果，还会因漆泥在室内的堆积对工作人员的工作造成一定的影响，另一方面，在于对悬浮在喷漆室内的漆雾没有较好的处理效果，残留在室内的漆雾还在持续地威胁工作人员的身体健康；干式漆雾处理法主要采取吸滤的方法，将喷涂产生的漆雾吸入过滤器，经过过滤、净化等装置净化漆雾，干式处理法具有不浪费水资源、对室内悬浮漆雾处理效果好等优势，但干式处理装置易堵塞，无法对漆雾进行彻底的净化。将两种漆雾处理的方法对比可知，湿式处理法具有净化更彻底、操作更简洁、成本更低等优势，目前，后续水污染问题无法解决，干式处理法后续污染问题较小，但净化不彻底，设备本身易堵塞，成本更高，从成本和处理效果的角度上来讲应当选择湿式处理法，但是受限于含漆雾废水的毒害性和水资源的紧张，干式处理法更适合喷涂废气污染物的预处理。

（二）VOC污染物处理措施

去除掉漆雾后，喷涂废气中的污染物主要以挥发性的有机污染物为主，即环保行业中所重视的VOC污染物，处理VOC的技术主要有传统吸附、吸收、冷凝、燃烧方法，膜分离、光催化、等离子、生物法等新型處理技术，目前环保行业还在研究复合型、组合式净化技术，致力于提高对VOC的处理效果。

1.吸附法

吸附法主要利用具有吸附功能、吸附容量较大、具有再生性的材料实现，常见的工业吸附剂主要有碳衍生物，如活性炭、碳纤维、焦炭、分子筛等，这几种吸附剂各有优缺点，如活性炭、碳纤维、焦炭等吸附剂具有较大的吸附容量和优秀的吸附性能，然而再生性能较差，且对于湿度较大的废气中的VOC吸附能力断崖式下降；分子筛则表现出良好的再生性能和对湿度较大的VOC的优秀吸附能力，然而使用分子筛的成本较大。喷涂废气中的污染物含量表达，单纯的吸附法并不能够实现对VOC的有效回收，且后续富集起来的高浓度VOC如何处理也需要其他处理措施进行配合。

2.吸收法

吸收法主要利用VOC污染物的油性溶解性，利用高沸点、低气压的油性溶剂作为吸收VOC的主要溶剂，对含有VOC污染物的气体进行净化。目前，国内外常见的吸收剂主要有两类，一类是有机溶剂，如柴油、机油、食用油、甲醇等，有机溶剂的吸收效果好，但价格昂贵，且吸收了VOC污染物后的有机溶剂如何处理目前尚未有较好的办法，且吸收过程中易出现其他安全问题；另一类是表面活性剂与水的溶液，作为表面活性剂主要有柠檬酸钠、环糊精、聚乙二醇400等，表面活性剂与水的溶液在价格成本方面有较大的优势，但吸收效果较有机溶剂相差较多，目前只能作为一种具有发展潜力的吸收剂使用。

3.冷凝法

冷凝法是一种通过降低周围温度使含有VOC污染物气体液化进行回收的污染物处理方法，单纯的冷凝法比较适合于少量的VOC污染物液化回收，喷涂废气流量较大，直接应用冷凝法容易导致冷却蒸发器结霜堵塞，影响废气液化效果，因此，通常情况下应用于喷涂废气的冷凝装置都会进行分步降温，对废气中不同温度下液化的气体进行逐一回收，首先，通过预冷处理到达5℃去除水蒸气，然后逐步将温度下降至零下30℃，将VOC污染物进行液化回收。冷凝法是安全性、稳定性、效率较高的VOC污染物处理方法，但冷凝设备需要较高的能源消耗才能够正常运行，因此，使用冷凝法处理VOC污染物需要投入较高的成本。

4.燃烧法

燃烧法是通过燃烧使喷漆废气中的有机物氧化形成二氧化碳和水的净化方法，通过燃烧可以使VOC污染物无害化，常见的燃烧法主要有直接燃烧、热力燃烧、催化燃烧和蓄热燃烧四种。其中直接燃烧是最简单的燃烧净化方法，但由于直接燃烧需要有机物与火焰、氧气接触，一旦控制不佳有可能导致不完全燃烧或爆炸，因此使用直接燃烧法时多在敞开的燃烧器内进行燃烧，这种燃烧净化方式并不能完全处理喷涂废气中的VOC，不完全燃烧产物可能造成新的大气污染，且燃烧形成的热能无法进行回收，空耗燃料。热力燃烧法是对直接燃烧法的补充和提高，通过添加助燃剂来帮助喷涂废气提高周围温度，使燃烧炉内的温度能够尽快达到喷涂废气燃点，提高喷涂废气的燃烧完全程度，尽量避免不完全燃烧导致的新的污染。催化燃烧法是一种通过催化剂进行的燃烧净化法，使VOC污染物可以在催化剂作用下在较低温度环境中完成氧化，催化燃烧法不会产生新的污染物，也能够有效的节约燃烧净化过程中的能源消耗，但催化燃烧法的净化效果与催化剂的性能、废气流量有较大联系，能否使用较高性能的催化剂直接关系到喷涂废气的燃烧净化效果，废气流量大小也直接影响到喷涂废气的净化效果，由此可见，单秒流量较大的喷涂废气可能并不太适合使用催化燃烧法。蓄热燃烧法是最新的、最有效的气体有机物燃烧净化方法，通过直接燃烧、热力燃烧、催化燃烧等净化方式的分析可知，喷涂废气的燃点较高，容易因温度不足而出现不完全燃烧，且燃烧净化产生的热量无法进行有效利用，蓄热燃烧法可以将燃烧产生的热量积蓄起来用于后续周边温度提高，从而使燃烧区域内的温度维持在VOC污染物燃点温度附近，可以有效提高燃烧完成度，蓄热燃烧法可以在提高净化效率的同时节约能耗，因此在VOC污染物燃烧净化方面具有较高的发展前景。