现代涂料对环境的污染及其对策研究

黄雪松

（江苏省地质局第五地质大队，江苏 南京 210001）

研究现代涂料对环境的污染及其对策，需总结现代涂料引发的各种环境问题，了解涂料产生的危害，从辅料选择、过程管理、监督管理等方面入手提升治理效果，减少涂料引发的各种负面影响，最大程度地保障民众的生命健康。

1 涂料生产对环境的污染

1.1 形成大气污染

1.1.1 挥发性有机物质

涂料在生产、固化、应用时排放到大气中的挥发性物质，即VOC（volatile organic compounds），会造成比较严重的大气污染。以热固化涂料为例，特别是通过氨基树脂交联固化之后制作而成的氨基丙烯酸、氨基醇酸等涂料，在进行烘烤时会使氨基树脂发生自缩聚反应，不断释放甲醛、甲醇等气体，且随着烘烤时间延长、温度升高，挥发量不断增加；涂料生产时熬炼树脂、溶剂挥发，尤其是色漆生产时大量有机溶剂的使用，会使设备出现跑冒滴漏，对厂区、车间环境造成严重污染。有机溶剂挥发到大气中，引发原发性污染，超标溶剂通过呼吸系统进入人体，会造成无法挽回的健康伤害，如部分酯类、醇类、醚类、醛类溶剂会损坏神经系统；甲酸酯类、羟基甲酯等则会引发肺中毒；乙二醇类、苯与相关衍生物会毒害血液。

1.1.2 光化学污染

大气中的有机溶剂、其他污染物会在阳光下发生光化学反应，即离子、自由基、分子、原子等因吸收阳光而发生的反应。该反应会生成很多活泼物质，并引发系列反应，让很多一次污染物转变为具有更大毒性 的二次污染物，如过氧乙酰酸酯、醛类、臭氧等，由碳氢化合物、氮氧化物与光化学 反应下的各种中间产物、最终产物混合而成的物质形成光化学污染，毒性更大，严重威胁人们的生命健康[1]。

1.2 造成水质污染

1.2.1 涂料生产废水

涂料在生产时会生成废水，如1 t氨基树脂生产会形成1.5 t左右的废水，其他精植物油、环氧酯树脂、醇酸树脂、酚醛树脂等的生产都会形成相应量的废水；生产设备、容器的溶剂洗涤、涂装前处理等都会形成废水，废水中包括重金属、苯类、酚类等物质；颜料中的镉系颜料、铬系颜料、铅系颜料等含有镉、铬、铅等，会在生产时污染水质；使用时涂膜老化、漆膜剥落、开裂、粉化，含镉、铬、铅等重金属的颜料会随着雨水冲刷进入水体中，造成污染。

1.2.2 含酚废水

涂料用树脂中酚醛树脂为其中的关键类型，在酚醛树脂生产时会产生废水，且废水中含有大量酚类，如果直接排放会引发树脂污染。如果饮用水中酚类含量超过4 mg/L，会发出难闻气味，人的嗅觉、味觉可直接感知，口服达到500 mg/kg会致死。酚属于化学致癌物，如果将浓度较高的含酚废水直接排放到水域中，会污染水体，对水生物造成伤害[2]。

1.2.3 铬系颜料

铬系颜料是应用比较广泛的着色颜料，铬是致癌金属，其中六价铬是三价铬毒性的100倍，国家相关标准规定铬在水中的浓度限值不得超过0.5 mg/L，在饮用水中则要求≤0.05 mg/L。如果铬含量超标，会对水体造成严重污染，甚至导致人体慢性中毒。如果铬通过饮用水进入人体，会一直在人体内富集，形成铬硫蛋白，蓄积在肾、肝中，其他如毛发、甲状腺、胰、脾等器官都会有相应集聚，最终引发氨基酸尿、蛋白尿、糖尿病等病症。

2 现代涂料污染的防治对策

分析现代涂料对环境产生的各种负面影响，有必要结合涂料的生产、转运、应用等各个阶段制定有针对性的防治对策，以此减少负面影响，促进环保涂料的发展。

2.1 原辅材料控制

涂料生产时最重要的材料首先是聚酯树脂，为降低涂料产生的污染，有必要严控各项原料的生产过程。以聚酯树脂涂料为例，其主要是以聚酯树脂为成分的成膜涂料，通过多元酸、多元醇聚合而成，多用于粉末涂料、低污染高固体粉、中高档涂料中。涂料生产中应用最多的饱和聚酯树脂含有羟基官能团，借助与氨基树脂、异氰酸酯等树脂交联固化成膜，该种涂料在保色性、保光性、耐热性、耐磨性、柔韧性、硬度、丰满度、色泽度等方面有着较大的应用优势，可用于金属底色漆、浸渍绝缘涂料等，对环境的影响较小，值得普及应用[3]。

2.2 废弃物分类管理

涂料生产过程中会产生混合性粉尘，其中包含的化学成分具有毒性，可引发混合性尘肺病以及职业中毒等。在涂料生产混合搅拌时，不但会产生各种粉尘，还会造成原辅材料浪费，员工在吸入粉尘后，会造成比较严重的伤害，企业应在生产涂料时做好以下工作：（1）为员工配备专业的工作服、手套、活性炭口罩、防毒面具等；在完成工作后，要求员工洗净与涂料接触的部位，并做好消毒工作；在涂料生产时，配料、搅拌、装罐等过程的飞溅物可能会对员工造成伤害，可对搅拌桶加盖，并严格规范员工的生产作业过程，避免因人员因素引发个人健康受损[4]。（2）废弃物进行分类管理，将涂料生产过程中的各种废弃物，按照其对环境的污染程度以及对人体的损害程度，分为两种类型：①危险废弃物，包括废试样试剂罐、报废涂料、废弃洗溶剂、除尘装置搜集粉尘、房屋面具废配件（滤盒、滤棉等）、废包装纸等，针对这部分废弃物，应利用专业设备进行集中处理、集中存放，形成完整的处理流程，避免其外泄。②可回收废弃物，包括无害废包装物、废纸张、塑料零部件、废弃金属等，可交由专业企业回收处理。

2.3 实现源头控制

溶剂型涂料在生产时会造成比较严重的污染，尤其是VOCs排放造成的污染更严重，因此有必要实现涂料水性化、无溶剂化、高固含化，以此减少对环境的污染。并可结合涂装工艺，鼓励涂料生产企业选用低VOCs含量涂料，建议相关企业选择使用以下四种涂料：（1）粉末涂料，该种涂料不含溶剂，全部由固体粉末组成，以细微粉末状存在，有高效率、无害环保、节省资源等优势；（2）水性涂料，该种涂料以水为分散介质料或者溶剂，直接以水取代以往的有机溶剂，大大降低对环境的负面影响；（3）UV涂料，又称聚氨酯紫外光固化涂料，其组成不涉及挥发性化合物，且固化速度快，不会对环境造成较大影响；（4）高固体组分涂料，涂料固体组分大致为65%～85%，大大降低了有机溶剂含量，VOCs产生量也会随之降低，即从源头降低了VOCs产量[5]。

2.4 加强涂料生产过程管理

2.4.1 加强原辅料存储管理

对有机溶剂以及含有有机溶剂的原辅料，要求密封存储；在危化品行列的涂料与辅料，需要按照相关规定处理，减少或者尽量不使用稀释剂、小型桶装涂料，降低无组织废气排放量。

2.4.2 加强原辅料调配、转运管理

要求稀释剂、溶剂型涂料在调配时全程在密闭空间内完成；引入集中供料系统，实现对供料过程的信息化、智能化管理，减少人员参与，降低影响；储罐系统中可加入平衡管，避免在槽罐车加料、卸料等过程中引发溶剂挥发，并可将储罐排气管直接连通末端处理系统，避免废气直接排放形成污染。

2.4.3 加强其他环节的管理

调配、转运、回收时涉及的水帘废渣、废溶剂、废涂料桶等废物，应按照行业要求、规定进行处理[6]。

2.5 应用先进的涂料处理技术

2.5.1 通泵投料技术

该技术多应用在涂料生产进程中的液体投料环节，对比人工投料，可降低VOCs无组织排放量。移动缸操作生产线在计量原辅料时，输送溶剂可优先选择管道计量，配置期间保持容器密闭。

2.5.2 密闭式卧式研磨机研磨技术

该技术多用于涂料研磨环节，具备较好的密闭性，对比三辊式研磨机、篮式研磨机来说，可缩减VOCs无组织排放量大约90%，环保效果极好。

2.5.3 半自动、自动包装技术

适用于包装环节，对比手动包装，可缩减大约60%的VOCs无组织排放量，且装置了抽风系统进行各项废气的环保化处理。

2.5.4 移动缸气体收集技术

适用于投料环节，在移动缸处装设废气处理管道，使移动缸内部一直处于微负压状态。在情况允许时，收集废气可借助回收装置回收溶剂，避免直接排入末端对设备造成污染。

2.5.5 废水污染预防技术

主要用于水涂料生产进程中的清洗环节，涂料生产中的废水在沉淀之后进行循环利用，利用率超过90%，对节约水资源、提升水质有较好效果[7]。

2.6 加强生产监督检查

2.6.1 深入现场检查

建议执法人员深入企业生产现场，对涂料生产企业资质、生产建筑用涂料产品标识、生产环节等进行全面检查，严厉打击以次充好、冒用其他产品标识等违法行为；同时要求执法人员现场对企业开展相关法律法规宣传，督促企业落实质量安全主体责任，将绿色发展理念全面贯彻到产业结构优化及企业生产的各个环节；针对不合格生产企业，对现场发现的问题应要求企业立即整改；当地主管部门还可在检查的过程中，委托当地质检员现场对企业生产建筑用涂料进行抽样，现场抽查多批次产品，对抽检不合格的生产单位，依据《产品质量法》严肃处理。

2.6.2 健全环保管理制度

针对涂料对环境产生的影响，健全环保管理制度，涉及溶剂回收制度、废气监测制度、废气处理装置保养制度、涂料生产设施管理制度等，并要求涂料生产厂家严格落实相关制度对应的生产举措。

2.6.3 健全监测监控体系

涂料生产厂家应每年按照要求进行一次VOCs废气处理设施监测及生产区域内各项废气、废水、固体废弃物的排放量监测，监测工作需委托专业的第三方机构进行，主要监测指标为各种特征污染物，并按照系列指标、数据进行VOCs处理效率核算，针对未达到标准的企业，应要求其立即整改。

2.6.4 建立完善台账管理

完善各种类型的台账并强化管理功能，涉及废气处理耗材（催化剂、吸附剂等）用量、含有机溶剂原辅料消耗台账、废气处理设施台账、废气监测台账等（如废气量、使用量、VOCs含量、去向等），各项台账要求至少保存三年，便于相关部门随时查看、核对。

2.6.5 建立非正常工况申报管理机制

建立非正常工况申报管理机制，涉及突发环保事故、废气处理设施故障停运、项目停产等各种状况，要求生产企业及时向相关管理部门报告、备案，以此实现规范化管理。

2.7 严格规范涂料污染物排放标准及标准执行

涂料种类繁多，虽然高固分涂料、辐射固化涂料、粉末涂料、水性涂料等在环保、节约能耗等方面不断取得突破，但是其在废气、废水、固体废物排放方面仍有较大的进步空间，因此有必要规范污染物排放标准，减少对环境的影响。

2.7.1 强化执行力度

大中型涂料生产厂、涂装厂等应按照相关法律标准执行“三废”排放政策，严禁以已交排污费为由取代“三废”管理；同时要求环保部门加强对辖区内涂料生产企业的监督力度，强行整顿污染严重、不执行环保改造的企业，针对造成恶劣影响的企业，在停产关闭的同时，应追究相关人员责任。

2.7.2 实现针对性治理

结合优先污染物处理原则，逐步落实针对各项污染物的处理工作；结合涂料工业当前的发展状况，利用大数据技术、实地勘测等手段，了解涂料污染状况及发展趋势，以此制定有针对性的法律法规、政策标准等，实现对涂料污染的针对性治理。

2.7.3 依据政策法规进行规范化治理

以《中国涂料行业“十四五”规划》、《关于对电池、涂料征收消费税的通知》、《石油和化工产业结构调整指导意见》、《大气污染防治行动计划》、《重点行业挥发性有机物削减行动计划》等法律法规为指导，实现对涂料行业的针对性、规范化治理，督促涂料生产厂家规范自身行为，完善环保处理设施建设，引入先进的涂料生产及废弃物处理工艺，降低对环境的负面影响。

2.8 应用环保涂料

环保涂料涉及多种类型，比如可应用水性漆助力中油防腐，并搭建自动化喷涂作业线，可让带着喷砂除锈余温的钢板，在辗轴的带动下缓缓滑向喷涂区；自动喷涂机进行单面或双面喷涂后，钢板滑入加温烘房；8分钟后钢板烘干，滑出烘房，吊机轻轻吊起，进行间隔堆码，涂层在自然条件下再进行完全干燥固化。该套自动化喷涂设备和工艺，不受低温和潮湿环境的影响，可全天候作业，而且作业效率是传统人工喷涂、转运方式的3倍，同时保障了作业人员的身体健康，消除了安全隐患。相关人员在选择环保材料时，可关注检测报告、环保认证（中国环境标志产品认证）等元素，以此选择高质量、适合的环保涂料。

2.9 优化大气污染治理技术应用

2.9.1 除尘技术

结合涂料生产中各种废气温度、含尘浓度、粉尘性质、排放标准等，选择适宜的过滤材料、除尘方式，并可引入脉冲喷灰清洁方式，控制除尘器过滤风速≤1.5 m/min，可让粉尘除尘效率超过95%。

2.9.2 吸附技术

通过沸石、活性炭纤维、活性炭等吸附净化废气中的VOCs，可用于大风量、低浓度有机废气的处理，操作方便、效率高，但吸附容量有限，处理温度超过40 ℃的高浓度废气时，效果不明显。

2.9.3 生物技术

该技术指的是微生物在特定环境因素下，利用废气中的有机成分作为碳源，分解VOCs，使之成为生物质、无机盐、水、二氧化碳等低污染或无害的物质。按照应用方式不同，生物处理技术可分为生物滴滤床、生物洗涤床、生物过滤床等模式，不同模式适用于不同情况下的涂料废弃物处理，其应用优势在于能耗低、氧化完全、设备简单，但是在进行大风量、低浓度的VOCs治理时，也存在工况变化与气候影响大、占地面积大等缺陷，因此相关人员需结合实际情况决定是否选用该技术。

3 结语

综上，本文就现代涂料对环境的污染及其对策进行了论述与分析，希望相关人员对其给予足够的重视，分析各项对策在应用过程中的优势与不足，并发扬优势、弥补不足，关注应用实效，结合应用反馈实现应用优化，以此发挥出更好的效果，实现环境保护的目标，保障现代涂料行业的健康发展。