我国水性建筑涂料VOCs排放特征及其环境影响

建筑涂料是我国VOCs重要人为排放源之一,关于建筑涂料VOCs组分特征及其对环境影响的研究较少.本文选取7类水性建筑涂料作为研究对象,通过生产企业抽检、工程现场采集和市场购买等方式获取样品,采用GC/MS系统对样品进行分析,获取了各类水性建筑涂料p(VOCs)和成分谱,分析了其对臭氧和二次有机气溶胶生成的贡献.结果表明:①不同种类水性建筑涂料p(VOCs)范围为0～116.07 g·L-1,p(VOCs)差异较大,但均满足相关标准要求,水性内墙涂料、水性外墙真石漆与质感漆、水性外墙平涂与弹性涂料、水性防水涂料、水性地坪涂料、水性防腐涂料和水性防火涂料的平均p(VOCs)分别为6.66、1.12、24.51、0.89、61.62、41.86和0.09 g-L-1;②各类水性建筑涂料均以醇类、醇醚及醚酯类和胺类为主,水性地坪涂料和水性防腐涂料中芳香烃和烷烃质量分数较高;主要VOCs物种为:乙二醇、1,2-丙二醇、甲醇、正丁醇、乙二醇单丁醚、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(APM)和二甲基乙醇胺(DMEA),水性地坪涂料和水性防腐涂料中还含有二甲苯、三甲苯、间乙基甲苯和正十一烷等;③单位体积水性建筑涂料O3生成量(以O3/涂料计)为0.17～224.89 g·L-1,其中,单位体积水性地坪涂料的O3生成量最大.各类水性建筑涂料中对OFP贡献较大的为醇类、芳香烃类和醇醚及醚酯类物质.二甲基乙醇胺、二甲苯和三甲苯具有较高的反应活性,对臭氧生成的影响较大,应优先予以控制;④单位体积水性地坪涂料和防腐涂料的SOA生成量(以SOA/涂料计)分别为0.72 g·L-1和0.11 g·L-1,其他种类水性建筑涂料单位体积SOA生成量几乎为零,表明重点控制水性地坪涂料和防腐涂料中芳香烃和烷烃的浓度有利于减少二次有机气溶胶的生成.⑤将水性建筑涂料和溶剂型建筑涂料对环境影响比较发现,单位质量水性建筑涂料VOCs浓度、O3和SOA生成量远小于溶剂型建筑涂料,从源头上采用水性建筑涂料替代溶剂型建筑涂料可以有效降低VOCs排放量及削减二次污染物的生成量.     

风力机叶片防除冰技术研究现状

提出了风力机防除冰的关键部件是叶片,并介绍了风力机叶片覆冰的影响,叶片防冰的主动与被动型方法及其各自的优缺点。重点阐述了憎水涂料防冰法的研究现状,并总结了憎水性涂料防冰的三大主要效果。对目前风力机叶片防除冰技术的主流方法进行了综合评价,并指出了其日后的发展方向。     

典型化工产品生命周期环境影响评价研究——以水性涂料产品为例

水性涂料代表了低污染涂料未来发展的主要方向.生命周期评价已经成为企业进行清洁生产以及设计环境友好型产品的重要工具.文章选取水性涂料作为研究对象,利用LCA方法对其进行在原材料生产、产品加工制造和运输过程引起的环境影响进行定量评价,为进一步改进水性涂料产品的环境行为提供依据.结果表明,生命周期评价作为一种定量分析工具对产...     

水性涂料“大军压境”

<正>十年前,水性涂料还只是一个新兴的名词,可是十年之后的今天,水性涂料已经深入我们的生活。面对水性涂料的"大军压境",你准备好了么?水性涂料在中国的发展经历了10余年历程。     

广东省家具行业基于涂料类型的VOCs排放特征及其环境影响

为掌握不同涂料类型废气之间的排放差异,基于溶剂型、水性、溶剂型辐射固化（ultra-violet,UV）、水性UV和粉末等不同涂料类型,选取典型家具制造企业进行废气采样,对比研究不同涂料类型废气挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）排放浓度和组分差异,并对不同涂料类型废气的臭氧生成潜势（ozone formation potential,OFP）和二次有机气溶胶生成潜势（secondary organic aerosol formation potential,SOAFP）进行分析.结果表明,溶剂型涂料废气的总挥发性有机化合物（total volatile organic compound,TVOC）浓度、OFP和SOAFP均高于水性、溶剂型UV、水性UV和粉末涂料废气.不同涂料类型有组织废气VOCs浓度水平和组成差异较大.溶剂型涂料和溶剂型UV涂料废气以芳香烃和含氧挥发性有机物（oxygenated volatile organic compounds,OVOCs）为主,芳香烃的占比分别为41.91%~60.67%和42.51%~43.00%,OVOCs的占比分别为24.75%~41.29%和41.34%~43.21%.水性涂料、水性UV涂料和粉末涂料废气中VOCs占比最高的是OVOCs,占比分别为54.02%~62.10%、55.23%~64.81%和42.98%~46.45%.溶剂型涂料废气的主要组分为苯乙烯（14.68%）,水性涂料废气的主要组分为甲缩醛（14.61%）,溶剂型UV涂料和水性UV涂料废气的主要组分均为乙酸丁酯（15.36%和20.56%）,粉末涂料废气的主要组分是3-乙氧基丙酸乙酯（20.19%）.芳香烃对溶剂型涂料和溶剂型UV涂料废气的OFP贡献最大,分别为79.84%和80.32%.水性涂料和水性UV涂料废气OFP的主要贡献者是芳香烃（51.48%和36.71%）和OVOCs（42.30%和41.03%）.芳香烃（43.46%）、OVOCs（28.06%）和烯烃（25.24%）是粉末涂料OFP的主要贡献者.芳香烃是溶剂型涂料、水性涂料、溶剂型UV涂料、水性UV涂料和粉末涂料废气SOAFP的绝对贡献者,占比均超过99%.     

我国木器涂料及汽车涂料中挥发性有机物特征

目前,工业源有机溶剂相关的实测型研究在我国鲜见报道,为摸清我国工业源有机溶剂挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）含量及物种情况,提供建立我国工业源有机溶剂使用源排放清单所需的排放因子,选取我国用量均高居全球第一的木器涂料及汽车涂料开展研究.通过到企业采样及市场购买等途径获取涂料样品,按国内涂料相关标准检测方法进行测定,获取涂料中VOCs含量及成分谱,并计算其臭氧生成潜势（ozone formation potential,OFP）.结果表明,在木器涂料中,溶剂型、水性和光固化（ultra-violet,UV）涂料的平均VOCs含量（质量分数）分别为37.28%、9.88%和18.02%.汽车涂料中,水性原厂漆、溶剂型原厂漆、水性修补漆和溶剂型修补漆的平均VOCs含量分别为15.06%、59.90%、11.79%和54.50%.不同种类的涂料VOCs含量差异巨大.水性涂料的主要组分及OFP贡献者为醇醚类,溶剂型涂料的为苯系物及酯类,UV涂料的为酯类和醇醚类.涂料样品的均值均可满足现行强制性国家标准,但存在12%的溶剂型木器涂料样品和42%的溶剂型汽车原厂漆样品未达标.此外,除了水性木器涂料的苯系物超标外,其余涂料样品中规定的有害物质含量均达标.     

中国建筑涂料使用VOCs排放因子及排放清单的建立

VOCs是国家重要空气污染物,其排放控制是大气污染防治的重要内容,建筑涂料是我国大气VOCs的重要来源。由于经济的发展及城镇化水平提高,住宅及其他房屋建筑施工面积居高不下,对建筑涂料的需求不断增加,建筑涂料VOCs污染受到越来越多的关注,但有关建筑涂料VOCs排放因子及量化其排放量的研究相对较少。本文建立一套自下而上的建筑涂料VOCs排放清单估算方法,通过实测建筑涂料中VOCs及总结梳理国内有关建筑涂料VOCs含量的相关研究,获取了各类型建筑涂料VOCs排放因子,结合建筑涂料使用量,编制了我国2013~2016年建筑涂料VOCs排放清单。结果表明:(1)水性内墙涂料VOCs排放因子为24.63g·kg-1,水性和溶剂型外墙涂料分别为17.5 g·kg-1和298.8 g·kg-1,水性、反应固化型和溶剂型防水涂料分别为2.75、87.86和400 g·kg-1,水性、无溶剂型与溶剂型地坪涂料分别为86.2、25.24和317 g·kg-1,水性和溶剂型防腐涂料分别为31.95 g·kg-1和464.61 g·kg-1,水性与溶剂型防火涂料分别为59.7 g·kg-1和347.2 g·kg-1。(2)2013~2016我国建筑涂料使用VOCs排放量分别为25.59万、28.75万、31.97万和34.8万t,呈增长趋势。(3)2016年建筑涂料使用排放VOCs 34.8万t中,地坪涂料贡献率最大,排放量为7.87万t,占22.61%,其次是外墙涂料排放量为6.49万t,占18.65%,防火和防腐涂料作为功能性涂料,排放量分别为6.45万t和5.08万t,分别占18.53%与14.6%,防水涂料和内墙涂料排放量分别为4.61万t和4.3万t,分别占13.25%和12.36%。(4)2016年水性建筑涂料使用量为488.94万t,VOCs排放量为9.79万t,VOCs平均排放因子为20.02 g·kg-1,溶剂型建筑涂料使用量为63.65万t,VOCs排放量为22.72万t,VOCs平均排放因子为356.95g·kg-1,减少溶剂型涂料的使用有利于消减VOCs排放,建筑涂料进一步水性化是降低VOCs排放的趋势。(5)在空间分布上,建筑涂料使用VOCs排放主要集中在山东、江苏、浙江、河南、四川、广东以及河北等人口数量多的省份,山东省排放量最大,约占9.36%,江苏省次之,约占8.54%。     

云母钛珠光颜料的应用研究

介绍了一种不使用有机溶剂获得云母钛珠光颜料、水性金属效果云母钛珠光浆、珠光涂料的环保型制备工艺和性能.采用液相沉积法获得了不同厚度的纳米TiO2薄膜包覆层而显示银白、金、红、紫、蓝、绿等各种色彩的系列珠光云母颜料;应用珠光云母颜料与分散剂等水性助剂混合,获得了水性金属效果云母钛珠光浆的制备工艺;应用云母钛珠光浆与乳液配合,获得了云母钛珠光涂料的制备工艺.制备的云母钛珠光涂料系列多彩,白度高、反射率大、珠光效果好,硬度、附着力、耐候性等指标优异.     

涂料制造行业挥发性有机物排放成分谱及影响

采用不锈钢采样罐对华东地区8家涂料制造企业生产车间排口进行采集,运用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）测定了106种VOCs组分,识别了VOCs排放特征,建立了溶剂型涂料和水性涂料VOCs排放成分谱,分析了VOCs对臭氧生成的贡献.结果表明,涂料制造行业VOCs特征组分主要为芳香烃和含氧烃,两者浓度范围在65.5%~99.9%,溶剂型涂料VOCs排放主要以芳香烃为主,占总VOCs的63.0%~94.0%;水性涂料VOCs排放主要以含氧烃为主,占总VOCs的54.5%~99.9%.间/对-二甲苯（32.4%）、乙苯（19.0%）和乙酸乙酯（12.1%）为溶剂型涂料源排放特征,乙酸乙酯（83.7%）与2-丁酮（8.0%）为水性涂料源排放特征.芳香烃和含氧烃是涂料制造行业的主要活性组分,对臭氧生成潜势（OFP）的总贡献率在92.9%~99.9%之间.源反应活性分析（SR）表明,水性涂料单位质量VOCs对臭氧的生成贡献低于溶剂型涂料,因此可显著降低臭氧的生成潜势.研究显示,针对涂料制造行业VOCs污染治理,应重点关注芳香烃和含氧烃中对臭氧生成潜势贡献较大的VOCs组分,进行源头和精细化控制.     

中国建筑涂料使用VOCs排放因子及排放清单的建立

VOCs是国家重要空气污染物,其排放控制是大气污染防治的重要内容,建筑涂料是我国大气VOCs的重要来源.由于经济的发展及城镇化水平提高,住宅及其他房屋建筑施工面积居高不下,对建筑涂料的需求不断增加,建筑涂料VOCs污染受到越来越多的关注,但有关建筑涂料VOCs排放因子及量化其排放量的研究相对较少.本文建立一套自下而上的建筑涂料VOCs排放清单估算方法,通过实测建筑涂料中VOCs及总结梳理国内有关建筑涂料VOCs含量的相关研究,获取了各类型建筑涂料VOCs排放因子,结合建筑涂料使用量,编制了我国2013～2016年建筑涂料VOCs排放清单.结果表明:①水性内墙涂料VOCs排放因子为24. 63 g·kg~(-1),水性和溶剂型外墙涂料分别为17. 5 g·kg~(-1)和298. 8 g·kg~(-1),水性、反应固化型和溶剂型防水涂料分别为2. 75、87. 86和400 g·kg~(-1),水性、无溶剂型与溶剂型地坪涂料分别为86. 2、25. 24和317 g·kg~(-1),水性和溶剂型防腐涂料分别为31. 95 g·kg~(-1)和464. 61 g·kg~(-1),水性与溶剂型防火涂料分别为59. 7 g·kg~(-1)和347. 2 g·kg~(-1).②2013～2016我国建筑涂料使用VOCs排放量分别为25. 59万t、28. 75万t、31. 97万t和34. 8万t,呈增长趋势.③2016年建筑涂料使用排放VOCs 34. 8万t中,地坪涂料贡献率最大,排放量为7. 87万t,占22. 61%,其次是外墙涂料排放量为6. 49万t,占18. 65%,防火和防腐涂料作为功能性涂料,排放量分别为6. 45万t和5. 08万t,分别占18. 53%与14. 6%,防水涂料和内墙涂料排放量分别为4. 61万t和4. 3万t,分别占13. 25%和12. 36%.④2016年水性建筑涂料使用量为488. 94万t,VOCs排放量为9. 79万t,VOCs平均排放因子为20. 02 g·kg~(-1),溶剂型建筑涂料使用量为63. 65万t,VOCs排放量为22. 72万t,VOCs平均排放因子为356. 95 g·kg~(-1),减少溶剂型涂料的使用有利于消减VOCs排放,建筑涂料进一步水性化是降低VOCs排放的趋势.⑤在空间分布上,建筑涂料使用VOCs排放主要集中在山东、江苏、浙江、河南、四川、广东以及河北等人口数量多的省份,山东省排放量最大,约占9. 36%,江苏省次之,约占8. 54%.     

金属表面涂装行业VOCs排放特征及排放系数

对比了浙江省2014和2018年金属表面涂装企业的有机废气排放及治理情况,分析了该行业涂料及稀释剂的使用、主要污染因子,测算了溶剂型、水性涂料的挥发性有机物（VOCs）产生系数和排放系数.结果表明：2018年VOCs治理水平明显高于2014年,水性涂料使用企业比例由18%上升至36%,纯溶剂型企业由82%下降至64%;金属表面涂装行业的主要排放污染物为二甲苯、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、丙二醇、乙苯、苯乙烯等8种有机物.溶剂型和水性涂料的VOCs产生系数分别为0.72和0.31kg/kg;溶剂型和水性涂料2014年VOCs排放系数为0.64和0.29kg/kg,2018年为0.48和0.21kg/kg.     

添加纳米SiO2空芯微球的水性丙烯酸 涂料性能研究

目的将纳米SiO_2空芯微球加入水性丙烯酸成膜物中,制备出一种性能优异的水性丙烯酸涂料。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、拉开法附着力测试、氙灯加速老化试验、酸性盐雾试验、电化学交流阻抗(EIS)等方法对涂层的微观形貌、常规力学及电化学性能进行系统性研究。结果 SEM形貌表明,添加的玻璃微球与成膜物之间具有良好的相容性和稳定性,改性后的涂层在常温和高温环境下具有较好的附着力。盐雾试验和氙灯加速老化试验结果进一步显示改性后的涂层具有较好的耐老化性能,在酸性环境下有着较好的耐蚀性能。从电化学交流阻抗对比结果可明显观察到添加微球的水性丙烯酸涂层耐腐蚀性能提高了50%。结论将纳米SiO_2微球加入水性丙烯酸成膜物中,可有效改善水性丙烯酸涂料的环境适应性,同时能够有效提升其防腐性能。     

基于实测的建筑类涂料挥发性有机物(VOCs)含量水平及组分特征

选取内墙涂料、外墙涂料、防水涂料、地坪涂料、防腐涂料5类建筑涂料为研究对象,通过对企业生产与市场销售的涂料抽检获取涂料样品,利用国内建筑涂料挥发性有机化合物标准检测方法,对其VOCs含量水平及组分特征进行检测.结果表明,内墙涂料与外墙涂料VOCs含量水平分别处于0~145 g·L~(-1)与0~171 g·L~(-1)之间,内墙面漆、内墙底漆、外墙面漆与外墙底漆符合HJ 2537-2014中VOCs含量限值的样品数分别占抽检样品总数的90%、80%、96%与94%,VOCs含量水平较低.90%以上聚合物水泥防水涂料与丙烯酸酯聚合物乳液防水涂料VOCs含量水平都小于10 g·L~(-1),聚氨酯防水涂料VOCs含量水平处于1~324 g·L~(-1)之间.溶剂型涂料VOCs含量水平总体很高,溶剂型防腐涂料与溶剂型地坪涂料VOCs含量水平分别处于291~681 g·L~(-1)与16~580 g·L~(-1),不同成分与不同品牌溶剂型涂料VOCs含量水平有很大差异.水性建筑涂料中VOCs物种占比最高的是1,2-丙二醇与乙二醇,其次是甲醇与2-氨基-2-甲基-1-丙醇,不同品牌涂料使用的醇类物质种类与比例不同.溶剂型建筑涂料中VOCs物种主要包括甲苯、乙苯、间/邻/对二甲苯等芳香烃类,乙酸乙酯、乙酸丁酯与乙酸异丁酯等酯类.     

汽车维修行业挥发性有机物排放特征及大气化学反应活性

汽车维修行业挥发性有机物排放是臭氧前体物VOCs的重要来源,但目前汽车维修行业的VOCs减排政策主要基于VOCs的排放量,而没有考虑其化学反应活性,这将影响VOCs减排对改善空气质量的效果.通过分析汽车维修企业不同工段VOCs的产排污节点,结合各工段油漆用量及其VOCs质量分数,采用物料衡算法获得不同工段VOCs产生量及其组分,系统分析末端尾气VOCs的排放特征,并通过计算其臭氧生成潜势评估VOCs各组分的大气反应活性.结果表明,汽车维修行业油漆中产生的VOCs组分主要为苯系物,其中乙酸丁酯和二甲苯的质量分数最高.清漆由于其本身VOCs质量分数较高且用量较大,为汽车维修行业最大的VOCs排放源（92%）.企业采用油性面漆VOCs产生量（22%）比水性面漆（3%）有较大程度增大,采用水性漆对汽修企业减少VOCs排放有显著效果.排气筒尾气中共检测出49种VOCs组分,前10种VOCs组分排放量占总排放量的97.9%,种类相对集中.主要污染物类别为芳香烃类（10种,30.90%~69.30%）,主要组分有间/对-二甲苯（2.89%~45.00%）;其次为OVOC （12种）和卤代烃（22种）,贡献率分别为8.82%~43.71%和2.40%~25.00%,其他组分相对含量较少.芳香烃是汽车维修企业VOCs排放的最大组分,但是在不同研究中主要VOCs种类差异较大.汽车维修企业排放VOCs的OFP平均值为194.04 mg·m^-3,SR平均值为3.37 g·g^-1.间/对-二甲苯对汽车维修行业OFP贡献率最大（70.24%）,为优先控制污染物.芳香烃对OFP的贡献率达到99.29%,是化学反应活性最强的组分.酯类在汽车维修行业VOCs组分中占比较大,但对OFP的贡献率相对较低,因此汽车维修行业应重点控制芳香烃类物质的排放.     

国内外涂料制造工业挥发性有机物排放标准比较

VOCs（挥发性有机物）已成为中国大气污染防治的重点污染物,涂料的生产和使用是VOCs排放的重要固定源.美国、欧盟于20世纪90年代制定了涂料制造工业的VOCs排放标准,而中国自2010年起才开始管控VOCs的排放.通过对美国、欧盟和中国现行的涂料制造工业VOCs排放标准体系进行对比研究发现,中国涂料制造工业VOCs排放标准体系完整且严厉,由源头替代、工艺过程控制、排放限值、监控与管理等构成,但存在表征方法不明确、分析方法不准确、总量控制指标缺乏等问题.因此,基于优化VOCs全过程防控标准体系,提出以下4点建议:①强化源头VOCs排放控制,制定高固分涂料、水性涂料（油墨）各类涂料产品的VOCs含量限值,并配以相关分析方法;②加强VOCs工艺过程控制,在强调密闭要求的基础上,制定吸风罩捕集效率的统一判断标准;③选用TOC（有机碳）代替NMHC（非甲烷总烃）作为VOCs的表征指标,借鉴欧盟的逸散率制定排放绩效值,构建总量控制指标;④实施溶剂管理计划和PRTR（污染物释放和转移登记记录）,以实现VOCs减排的长效机制.      

水基钻井固体废物处理处置技术研究进展

随着油气田环保政策趋严,水基钻井固废由于产量大、无害化率低,如何有效地处理处置成为业内亟须攻克的难题。介绍了水基钻井固废的污染特征,在此基础上总结并对比了水基泥浆、水基岩屑/泥饼的常见处理处置技术的特点及优劣,主要包括固化/稳定化、固液分离、微生物处理、焚烧和填埋等;提出了我国目前水基钻井固废处理处置存在的4个问题:重油基轻水基、固废处理设施产能不足、技术规范及标准缺失、部分水基体系处理难度大,并针对这些问题对未来研究方向进行了展望。     

北京市典型汽修企业VOCs排放特征与臭氧影响分析

对北京地区27家汽修企业进行调研,选取2家典型汽修企业进行气袋采样-GC-MS-FID采集及分析,定量分析其VOCs的排放特征,并计算其臭氧生成潜势（OFP）。结果表明:使用不同漆料的汽修企业排放特征不同,水性漆企业非甲烷总烃的排放浓度为0.62~36.49 mg/m3,油性漆企业的排放浓度为0~100.39 mg/m3;水性漆排放的VOCs以烷烃为主,占比高达57.16%,丙烷（39.65%）和甲苯（11.41%）是首要污染物;卤代烃（55.51%）是油性漆企业的主要VOCs排放物种,主要组分为1,2-二氯丙烷和1,2-二氯乙烷;水性漆企业的OFP值为144.78 mg/m3,油性漆企业的OFP值为664.43 mg/m3,大气反应活性最大的物种多为芳香烃,芳香烃对OFP的贡献率分别为52.18%和88.44%。