伊士曼王恩生:VOCs非猛虎,不必谈之色变

2018-01-08 09:24:57 慧聪涂料网         人气: 4950

       作为“大气十条”第一阶段的收官之年,2017的结束也意味着“大气十条”收官节点的到来。有完成具体指标的压力,更有面临百姓舆论的焦虑。近年来,环保部门不仅抓准重点行业,有的放矢,而且正加大督查力度,给企业压力,大有毕其功于一役之态势。作为VOCs的排放大户,涂料与涂装的环保问题也越发受到重视,在环保高压执法已成常态的现下,“如何理性看待VOCs问题?涂料与涂装该如何应对VOCs排放?涂料企业如何兼顾产品性能和绿色环保?”等问题成为涂料行业的新课题。带着这些疑问,慧聪涂料网专访资深VOCs法规专家、伊士曼法规事务经理王恩生,让我们一起共享王经理带来的VOCs治理“饕餮大餐”。

    VOCs非猛虎,不必谈之色变

    VOCs即挥发性有机化合物,是形成臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5)污染的重要前体物。一般说来,VOCs包括非甲烷烃类(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等)、含氧有机物(醛、酮、醇、醚等)、含氯有机物、含氮有机物、含硫有机物等。

    2010年国务院办公厅转发了《环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》(国办发[2010]33号)首次提出将挥发性有机物列为大气污染联防联控的重点污染物之一,强调开展VOCs污染防治工作。2012年环保部发布的国家强制性标准《环境空气质量标准》(GB3095-2012)已经于2016年实施了。这个标准将环境空气污染物分为基本项目和其它项目,其中基本项目包括SO2、NO2、CO、O3、PM10和PM2.5;其它项目包括总悬浮颗粒物、氮氧化物、铅和苯并[a]芘。环境空气污染物不仅仅是臭氧和PM2.5,还包括其它污染物,但是不包括VOCs。

    由于近地面臭氧和PM2.5对人体健康的危害很大,所以很多人都谈“VOCs”色变,对此,王经理表示,在自然条件下,VOCs只是形成臭氧和PM2.5前体物的反应物之一,另一个反应物是NOX或SOX。在阳光下VOCs与NOX或SOX共同作用生成臭氧和PM2.5前体物。目前我国有的地方不清楚反应机理,以为减少VOCs的排放就可以减少臭氧和PM2.5的生成,结果VOCs排放减少了,但近地面臭氧浓度却显著升高了。VOCs与NOX反应的关系式中,没有表示出VOCs与NOX确定的比例关系,所以有院士提出,应协同减排VOCs和NOX、SOX,实现环境空气质量持续改善。

    对人体健康来说,仅仅关注臭氧和PM2.5是不够的,还要关注其它污染物如SO2、NO2、CO、PM10、总悬浮颗粒物、铅和苯并[a]芘。

    VOCs治理需更精细化,分类控制

    目前,我国已经明确VOCs治理路线,即原材料替代、工艺控制和末端治理。王经理认为,我国VOCs治理上存在两方面难点,既有理论难点,也有实践难点。

    不管是PM2.5还是臭氧污染治理,首先这是一个科学问题,需要研究各种污染物反应的物理与化学机理。比如臭氧的形成过程中,VOCs和NOx并不是线性关系,而是与两者的比例有关。如果只控制VOCs,或者只控制NOx,或者比例没有调整合适的话,其效果就没办法保障,VOCs与NOx需要协同控制。不同的VOCs贡献不同的臭氧生成量和细颗粒物,一些VOCs贡献臭氧和细颗粒物的潜能很大,另一些则很小。所以一些人认为,为了减少臭氧和细颗粒物的生成应减少VOCs排放,另一些人则认为应减少那些高臭氧贡献潜能值的VOCs的排放。用生命周期来评价,能更好地综合衡量对环境的影响,而不是只看单个物种的排放。

    王经理提到,早在10多年前,我国就对二氧化硫、氮氧化物的排放进行了系统的排查和监测。不过,同样作为空气污染物,VOCs的情况就复杂得多了。由于来自不同行业的VOCs种类不同,成分各异,采用的监测方法、监测标准和治理技术也各不相同,治理工作需多部门协调合作,VOCs防治也是一项复杂的工程。即使同一物质,由于风量不同、浓度不同,所需治理技术路线也不一样。这也决定了没有一种技术可以解决所有的VOCs治理问题。因此,VOCs治理要更加精细化,分类进行控制。如果不分种类,搞不清楚不同VOCs的污染贡献,治理起来就很具有盲目性,治理难度就会比较大。

    与除尘、脱硫脱硝相比,VOCs种类多,排放行业多,排放源分散,治理技术复杂。目前国内VOCs治理企业整体处于小而散的状态。王经理表示,从末端治理来看,问题主要在于:

    1.设计不合理

    设计处理量不够,小马拉大车;

    选择的处理工艺不合理,能耗大等等。

    2.建设质量不过关

    工艺水平低、自动化水平低;

    设备选材低下,无法长期运行。

    3.运营

    企业自身管理水平不高,不会运营;

    出于利益问题,不想运营(耗能);

    设计和建设问题叠加,无力运营。

    4.管网

    所有废气很难全部有效收集并治理。

    VOCs与健康的关系

    随着人们生活水平的提高,人们对于环保健康越发重视。VOCs与健康的关系可以分为两个方面,一是职业健康,二是室内健康。

    王经理提到,由于在对流层存在“无限”的体积,溶剂挥发的最大浓度永远不会达到。于是,所有溶剂都会从产品中挥发出来。从环境保护角度来说,限定溶剂的数量比限定溶剂的挥发性更重要。但是,如果考虑限于很小的工作区域(狭小的工作空间)的涂装作业人员的工作环境,这个最大浓度就有可能达到。在这种情况下,涂装作业人员可能会暴露在溶剂最大浓度中。对健康保护来说,重要的是限制所用溶剂的挥发性。所用溶剂的蒸气压越低,涂装作业人员的高暴露风险就越低。所以从职业健康来看,使用低挥发性和低毒性的有机溶剂更重要。

    内墙涂料中的VOCs在涂刷时挥发到大气中,室内经过多次通风换气之后,到人们居住时室内VOCs浓度已经很低,基本不对人体健康构成危害。但是,存留在干膜中的涂料助剂和重金属会缓慢地释放到室内,影响人体健康。近期,美国由于检测失职导致纽约爆发多例儿童铅涂料中毒事件需要引起我们的注意。

    此外,国外非常关注生态标签的建设,除了VOCs之外,还规定半挥发性有机物(SVOC)和干膜释放量(TVOC)等的限值。但是,传统用的SVOC和TVOC并不能完整表示出所有构成物质的毒性,需要对每一种物质进行毒性评价,根据本区域的人体平均体重获得最低浓度关注值(LCI),来引导人们少用或不用有毒有害物质。这方面欧盟一直处于领先地位,日本也于今年启动了这方面研究,但我国还没有启动相关方面的研究。

    产品性能VS绿色环保

    性能和健康是内墙涂料的永恒主题。性能主要表现为涂层经久耐用;健康主要表现为涂料对室内空气质量的影响,即对人体健康的影响。王经理认为,单一保护环境不是内墙涂料发展的趋势,同样功能性也不能代表内墙涂料的发展趋势,因为它只是一个细分市场。

    目前我国建筑内墙涂料大部分为水性涂料,主要贡献VOCs的是少量的杀菌剂、中和剂、部分防冻剂以及树脂中残留的单体,所以建筑内墙涂料中VOCs含量很低。同时,我国的涂料标准也日益趋严,如近期发布的国家推荐标准《儿童房装饰用内墙涂料》(GB/T34676-2017)限制VOCs含量为小于或等于10g/L(扣水);国家推荐标准《绿色产品评价涂料》(GB/T35602-2017)也将VOCs含量限制为小于或等于10g/L(扣水)。而欧盟生态标签2014/312/EU的VOCs含量限值为10g/L(不扣水);北欧白天鹅的VOCs含量限值为10g/L(不扣水);美国绿色标签的VOCs含量限值为50g/L;加拿大环境选择计划的VOCs含量限值为50g/L(扣水);澳大利亚生态标签的VOCs含量限值为5g/L(不扣水);韩国生态标签的VOCs含量限值为35g/L......可以看出,我国的相关标准都已经达到或严于全球其它标准。

    王经理通过环保部显示数据为大家算了一笔“账”:我国每年排放的VOCs总量约3000万吨,2016年涂料产量约1900万吨,建筑涂料约占35%(包括地坪涂料、防水涂料、内外墙涂料等),墙面涂料约占涂料总量的30%左右。假设内外墙涂料实际用量按照1:1计,则内墙涂料和外墙涂料各占总量的15%左右,即每年生产内墙涂料约285万吨。又假设目前我国内墙涂料的VOCs实际含量为60g/L,则每年由于使用内墙涂料向大气排放的VOCs总量约为13.4万吨,约占VOCs总量的0.45%。

    由此可见,内墙涂料中的VOCs含量降低,对我国VOCs减排的贡献也是微乎其微,影响不大。但是,内墙涂料中如果没有杀菌剂,涂料在包装物中会变质发臭,涂刷在墙上会发霉等;内墙涂料如果没有防冻剂,可能导致涂料在中国北方运输、储存和使用时结冰或结块,严重时导致涂层性能降低甚至涂料报废;内墙涂料乳液中的VOCs含量已经很低,如果继续降低,可能会使漆膜性能变差,同时会大大提高乳液的成本。所以,从室内健康来看,需要更合理地综合考虑产品性能的保障和VOCs排放含量的控制。如果只是一味地降低内墙涂料中VOCs含量最终会导致涂料性价比的降低,是不可取的,也是不可持续的。

    同时,王经理提到,对于水性外墙涂料来说,由于在开放空间施工,从职业健康角度,并不需要设定过于苛刻VOCs的指标。同样由于VOCs含量已经很低,继续降低VOCs排放的边际效益几乎为零。但由于认识上的误区,某些正在制定中的外墙建筑涂料的团体标准,虽然是以环保、健康或减少VOCs排放为目的,但盲目设定苛刻的指标,不考虑产品实际质量与性能,其实无益于行业的进步,更不利于人民日益增长的美好生活需要。

    目前,社会的认知方面也存在一些误区,即一说环保就只能使用水性涂料和涂装。很多领域水性涂料形成的漆膜质量远达不到油性涂料的水平,强推只能牺牲漆膜质量,结果不但增加能源和水资源的消耗,而且导致产品性能下降,反而容易对环境造成更大破坏。水性化不是目的,目的是VOCs减排。水性涂料也是含有VOCs的,有些水性涂料扣水后的VOCs含量甚至高于高固体分涂料。

    VOCs解决方案

    对于VOCs的减排方案,王经理认为,与环境关系密切的是工业涂料生产和工业涂装排放的VOCs,国家治理VOCs的思路是明确的,即原材料替代、工艺控制和末端治理。

    1、原材料替代

    工业和信息化部在2016年发布的《重点行业挥发性有机化合物削减行动计划》(工信部联节[2016]217号)中指出重点推广水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料、无溶剂涂料、辐射固化涂料(UV涂料)等绿色涂料产品;《中华人民共和国大气污染防治法》(主席令第31号,2015)第四十六条指出“工业涂装企业应当使用低挥发性有机物含量的涂料”;环境保护部在2017年9月发布的《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》(环大气[2017]121号)指出,新、改、扩建涉VOCs排放项目,应从源头加强控制,使用低(无)VOCs含量的原辅材料。环保部正在制定低VOCs含量涂料清单。

    2、工艺控制和末端治理

    《中华人民共和国大气污染防治法》第四十五条指出“产生含挥发性有机物废气的生产和服务活动,应当在密闭空间或者设备中进行,并按照规定安装、使用污染防治设施;无法密闭的,应当采取措施减少废气排放”;《重点行业挥发性有机化合物削减行动计划》推广智能化涂装装备。鼓励企业实施生产过程密闭化、连续化、自动化技术改造,建立密闭负压式废气收集系统,并与生产装置同步运行。采用治理效果明显的处理技术对含VOCs废气进行处理处置;《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》针对使用涂料涂装的不同行业提出不同的解决方案,都需要对废气中的VOCs进行收集并处理,达标排放。

    王经理提到,一般说来,实施原材料替代工程,可以使涂装VOCs减排三分之一左右,并不能完全满足国家尤其是重点区域对VOCs减排的要求,也无法满足地方标准排放,所以还必须实施工艺控制和末端治理工程。实施工艺控制和末端治理工程,收集并处理来自于调漆室、喷漆室、流平室和烘干室的VOCs才能达标排放。

    “费改税”促进企业绿色发展

    随着2018年的到来,《环境保护税法》也正式开始实施,新政的实施势必对行业造成影响。王经理表示,环境保护税立法的目的是为了保护和改善环境,减少污染物排放,推进生态文明建设。环境保护税采用的是“税负平移”原则,到目前为止基本上所有的地方政府都制定了应税污染物及税额。环境保护税的征收对象为大气污染物、水污染物、固体污染物和噪声等四类污染物。值得注意的是,整个税法应税污染物种类里面并没有专门列出VOCs。据权威专家表示,主要考虑到VOCs种类较多,征收管理较为复杂,因此最后没有将VOCs列入税目,但是苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、酚类等几十个VOCs被纳入征收范围,有明确的税目税额。

    原排污费被“诟病”行之无效的原因之一就是征收标准偏低,甚至远低于排放企业的污染治理成本。结果排放企业宁愿缴纳排污费也不愿意治理污染,不利于设立排污费形成经济激励促进企业减排的初衷。《环境保护税法》是我国2015年3月确立“税收法定”原则后制定的第一部单行税法,显示了政府希望更多运用对接市场机制的手段解决环境问题的决心。让高污染、高排放企业“死亡”的同时,让清洁生产企业得到重生。该法律的出台,极大提高了环境税费的法律地位,比原来以行政规章支撑的排污费有更高的法律效力等级。环境税以法律形式确定“污染者付费”原则,由税务部门而不是环保部门征收,将加大征收力度,提高环境税收征收的规范性和透明度,促进绿色发展。由于先前在排污费征收中存在诸多“遗漏”之处,“费改税”后有可能由于征收严格而出现实际税额剧增情况。

    从企业角度看,缴纳税额越高,意味着污染排放成本越高。生产效率低、污染排放多的企业将缴纳更多环境税;但生产效率高、污染排放少的企业可从中获得竞争优势,高排放污染物的企业会被挤出市场。

    合规就是企业的底线

    VOCs的减排不仅仅是国家的事情,与每个涂料企业也密不可分。企业在研发和生产过程中该如何解决这个问题呢?王经理表示,广义上讲,国家法规包括法律、法规、政策、标准及其它指导性文件。企业应当仔细研究相关法规,并理解吃透,避免违规。

    从企业内部来讲,产品战略要符合国家法规要求。在新产品研发阶段即先期策划阶段,其中某些有毒有害物质含量限值、排放限值、产品性能以及工艺管理等就要符合法规的要求。从目前发展来看,仅仅满足于产品的合规性还不能说明产品在市场中处于绝对领先地位,只能说明产品处于市场的先进或领先地位。这方面,外资企业的做法值得国内企业学习。在企业中应建立“合规就是企业的底线”的理念。

    从涂料与涂装角度来讲,两者是上下游关系。涂料只是一个过程产品,它的性能需要通过涂装才能反映出来。涂料企业推广自己的先进产品,最好能为涂装企业提供较为完整的解决方案,方案中至少应该包括:技术性、安全性、经济性、环境性和职业健康。

    2018年,对于正与VOCs奋战的化工领域的企业,王经理强调,企业应当要合规经营。他提到,被列为“散乱污”的企业,如果属于淘汰类的,在2017年9月底前,就已经依法依规关停取缔,并且“两断三清”,即断水、断电、清除原料、清除产品、清除设备;如果属于原址升级改造类的,未按照强化督查或巡查交办要求及环境保护相关法律法规和政策规定完成治污设施建设投入运行的,将被问责;集群类“散乱污”未完成升级改造并经由相关部门会审签字投入运行的,都将被取缔,否则将对地方政府问责。不属于“散乱污”的企业,则需要安装在线排放检测设施,与环境主管部门联网。

    环保高压执法将成常态,只有合规经营的企业才能获得生存的机会。企业只有合规经营,顺应时代转型升级,才能得到进一步的发展。