美國涂料行業(yè)VOCs污染控制政策與技術研究

摘要：總結了美國的清潔空氣法、國家有毒空氣污染物排放標準、高可實現(xiàn)控制技術、控制技術指南等聯(lián)邦法規(guī)政策，美國南海岸空氣質量管理區(qū)、紐約州等區(qū)域涂料VOCs管控措施，以及涂料行業(yè)較為成熟的VOCs控制技術，并評估了其典型控制技術和政策法規(guī)的實施效益、經濟影響。

涂料行業(yè)是我國VOCs污染的主要來源之一，據估算2010年我國涂料使用過程的VOCs排放量約為223.5萬t，占當年人為源VOCs排放總量的13%。由于涂料基數中使用了揮發(fā)性有機溶劑、助劑等，在涂裝過程中溶劑型涂料有50%以上的VOCs排放到大氣中，其中多數含有可對人體內臟造成毒害甚至致癌作用的苯、甲苯、二甲苯、氯苯、丁醇、環(huán)己酮、環(huán)己烷和乙酸丁酯等有毒有害物質。部分具有光化學反應活性的VOCs排放至大氣中后，會與NOx等氣體經過復雜的化學和光化學作用形成臭氧、光化學煙霧等，終危害人類健康和區(qū)域生態(tài)環(huán)境安全。

現(xiàn)階段我國VOCs控制才剛剛起步，系統(tǒng)性不強、行業(yè)針對性差、控制不等問題較為突出。廢氣治理方面，產品類型單一、技術水平落后、產品運行維護差。我國在“十二五”期間將VOCs列為重點污染物，以“三區(qū)六群”(京津冀、長三角和珠三角地區(qū)，遼寧中部、山東半島、武漢及其周邊、長株潭、成渝、中國臺灣海峽西岸等城市群)作為重點管控區(qū)域，推動涂料等有機溶劑使用量大的典型行業(yè)的VOCs污染聯(lián)防聯(lián)治工作，因此有必要借鑒國外VOCs綜合防治政策、法規(guī)和技術方面的寶貴經驗。

在美國，人們已經認識到可以通過減少VOCs的排放量來達到國家環(huán)境空氣質量標準(NAAQS)中的臭氧含量要求，因此，先后制定和實施了一系列針對涂料行業(yè)VOCs污染控制的法律法規(guī)，促進了行業(yè)工藝水平和污染控制技術的發(fā)展，有效地減少了VOCs的排放，為涂料行業(yè)的環(huán)境保護工作帶來了極大的促進作用。本研究針對美國涂料行業(yè)VOCs污染排放標準、管理策略、控制技術等進行了分析，為我國今后在該領域的VOCs綜合防治工作提供一定的啟示。

01美國VOCs污染控制政策和技術

1.1聯(lián)邦政府政策法規(guī)

1.1.1清潔空氣法(CAA)及其修正案

CAA是美國環(huán)境空氣質量保護的基礎法律，美國環(huán)?？偸?EPA)以該法作為基本依據建立了NAAQS等一系列重要法律法規(guī)作為補充，構成了聯(lián)邦核心法規(guī)(CFR)。1990年通過的《清潔空氣法修正案》(CAAA)要求采取嚴格措施，到2000年降低70%VOCs排放量。在對涂料行業(yè)的控制方面，規(guī)定工業(yè)涂料的VOCs(稀釋后)排放限值為420g/L。CAAA列出的189種禁止或限制排放的有毒有害物質中70%為VOCs，包括了甲醇、甲乙酮、甲苯等幾乎所有涂料中常用的有機溶劑。

1.1.2新污染源行為標準(NSPS)

為促進大氣污染控制技術的推廣使用，減緩空氣污染問題，同時考慮到技術成本、健康和環(huán)境影響、能源需求等因素，根據1977年《清潔空氣法》制定了NSPS，它定義了限值和對特定排放單元的檢測方法及VOCs排放限值等，目前為止已頒布的涂料行業(yè)標準有汽車和輕型卡車、金屬家具、大型家電、金屬線圈、飲料罐、壓敏膠帶和標簽等表面噴涂作業(yè)VOCs排放標準。

1.1.3國家有毒空氣污染物排放標準(NESHAPs)

根據國會的要求，EPA須建立標準和管理措施控制導致癌癥或其他嚴重影響健康的危險空氣污染物的來源。1992年7月16日，EPA公布了*批排放有毒空氣污染物源類別清單，該名單包括了工業(yè)表面涂裝VOCs污染源。為有效減少該類污染物，EPA將CAAA列出的危險空氣污染物按不同污染源制定了國家排放標準，表1給出了部分工業(yè)維護表面涂裝的有機有毒空氣污染物(OHAP)限制要求。為大限度地減少HAP的排放，EPA專門設立了高可實現(xiàn)控制技術(MACT)，通過佳的清潔生產工藝、控制技術、操作手段等途徑達到限制要求。對HAP污染源實行嚴格的空氣污染削減措施。對現(xiàn)有污染源，①若有30個以上同類污染源，MACT底線應達到佳的前12%企業(yè)的平均限值；②若同類污染源小于30個，應達到前4名的平均限值。對于新污染源，須達到現(xiàn)有同類污染源的佳控制水平。

1.1.4控制技術指南(CTG)

清潔空氣法的第183(e)條款要求美國環(huán)保署對消費和商業(yè)品產生的VOCs的排放量進行管理。為了對VOCs污染源進行監(jiān)管，協(xié)助國家和地方達到空氣質量標準，EPA編制了CTG，對船舶制造、家具、大型家電涂裝等均提出了具體排放限制要求及控制措施(見表2)。CTG雖不屬于法規(guī)，但各州須以此為指導文件，制定相應的法律標準，作為減排計劃的一部分。