試論環(huán)境影響評價中噴涂廢氣污染物的核算及治理

王玉紅

【摘要】噴涂是汽車、家具制造、設(shè)備制造等眾多工業(yè)生產(chǎn)、加工過程中的常見工序之一，噴涂作業(yè)會產(chǎn)生相當數(shù)量的噴涂廢氣，其中包含著大量的有機污染物、甲醛、重金屬等，對噴涂工作人員、產(chǎn)品使用者的健康有一定損害，對大氣也造成大幅度污染。本文從環(huán)境影響評價的角度入手，對噴涂廢氣污染物進行分析和核算，探討噴涂廢氣污染物的治理措施，為我國大氣環(huán)境污染防治和環(huán)境影響評價的發(fā)展提供思路。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境影響評價；噴涂廢氣污染物；影響核算；污染物治理

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)工業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展造成的環(huán)境污染問題已經(jīng)非常嚴重，大氣、水資源、土壤等污染問題越來越受到關(guān)注，尤其是噴涂廢氣產(chǎn)生的有機污染物和漆霧，不僅對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重影響，還對生產(chǎn)工人、消費者的身體健康造成不可估量的影響。近年來，噴涂廢氣已然成為多個省市、地區(qū)重要的治理方向，也出臺了一系列治理方案，但是，單純的治理并不能夠有效解決噴涂廢氣的污染問題，從污染物產(chǎn)生角度進行污染物控制和治理可以產(chǎn)生更佳的效果。環(huán)境影響評價是一種用估算、核算的方式判斷污染物種類、數(shù)量的環(huán)境保護方式，企業(yè)、當?shù)丨h(huán)保部門可以利用環(huán)境影響評價對污染物排放種類和量進行核算，并采取相應(yīng)的治理手段，有效控制污染物的排放量，減輕當?shù)丨h(huán)境污染程度。

一、噴涂廢氣污染物

噴涂是工業(yè)生產(chǎn)過程中十分常見的工序，噴涂工序中的涂料主要由成膜劑、顏料、溶劑、輔助成膜劑組成，其中成膜劑主要由樹脂組成，樹脂屬于高分子聚合物；顏料屬于非揮發(fā)性的成膜物質(zhì)；溶劑屬于揮發(fā)性物質(zhì)，甲苯、二甲苯都是典型的溶劑物質(zhì)，苯化合物在噴涂過程中易揮發(fā)為漆霧，噴涂施工后易從漆膜后揮發(fā)為氣體，苯化合物被人體吸入后容易對人體造成中樞神經(jīng)、造血功能上的影響，已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌污染物；輔助成膜劑中包含干燥劑、固化劑、防潮劑等多種輔助成膜物質(zhì)。噴涂廢氣污染物主要來源于成膜劑和溶劑，由揮發(fā)性有機物和苯化合物組成，由于不同噴漆、溶劑的種類會產(chǎn)生不同量的揮發(fā)性有機物，因此，對噴涂廢氣污染物的計算比較復(fù)雜，治理方式也較難確定，是當前我國大氣污染治理的重點之一。

二、環(huán)境影響評價

環(huán)境影響評價是一種建立在污染物擴散規(guī)律、環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、自然界自凈基礎(chǔ)上的污染物的污染程度預(yù)估，主要關(guān)注人為活動對于自然環(huán)境的影響和對人類社會的破壞，在評價的基礎(chǔ)上提出防治手段和治理措施，有效指導(dǎo)人為活動，有效降低人為活動對生態(tài)環(huán)境的影響程度。環(huán)境影響評價主要關(guān)注水、大氣、土壤、固體廢物、聲等方面的影響，對人為活動可能產(chǎn)生的短期影響、長期影響、超長期影響進行評估，盡量規(guī)避可能造成環(huán)境大幅度惡化或毒害效果持續(xù)較長時間的人為活動，對污染和破壞尚在承受范圍內(nèi)的人為活動提供防治和治理措施，本質(zhì)上來講是一種以預(yù)防為主的環(huán)境保護措施，是當前我國控制環(huán)境污染程度的重要工具。

三、環(huán)境影響評價對噴涂廢氣污染物的核算

對于噴涂廢氣污染物的環(huán)境影響評價主要針對噴涂廢氣有可能導(dǎo)致的污染濃度、持續(xù)時間、對動植物的不良影響等方面，通過采集大氣基礎(chǔ)環(huán)境指標來確定噴涂作業(yè)所在地的環(huán)境基本值，通過估算噴涂作業(yè)過程中污染物排放量來確定大氣污染基本數(shù)據(jù)，通過評估噴涂廢氣污染物可能造成的影響來確定噴涂作業(yè)污染程度，進而對噴涂廢氣污染物進行相對準確的評價，并在此基礎(chǔ)上對進行噴涂作業(yè)的企業(yè)和工廠提出前期防治措施和后期治理措施，盡量將污染程度降低。噴涂廢氣污染物產(chǎn)生的主要來源是漆料、涂料的噴涂和干燥階段（汽車和設(shè)備制造業(yè)噴涂廢氣污染物產(chǎn)生，如圖1，木質(zhì)家具噴涂廢氣污染物產(chǎn)生，如圖2），廢氣污染物主要產(chǎn)生在噴漆室、晾干室或烘干室，因此，前期防治措施應(yīng)當設(shè)置在此三個污染源頭之前，治理措施應(yīng)當設(shè)置在之中或之后，在最大程度上降低噴涂廢氣污染物對人體和大氣的影響。

環(huán)境影響評價對污染物核算主要有以下三種方法：

（一）物料恒算

物料恒算主要依據(jù)質(zhì)量守恒定律進行核算，通過進入生產(chǎn)、加工環(huán)節(jié)的原料和最終產(chǎn)出量來計算作業(yè)過程中的損耗，也就是環(huán)保行業(yè)中所研究的噴涂廢氣污染物。如當在噴漆室內(nèi)進行作業(yè)時，噴涂原料VOC（揮發(fā)性有機物）總量為G，噴涂作業(yè)完畢后，產(chǎn)品VOC總量為G，則可知噴涂作業(yè)過程中產(chǎn)生揮發(fā)性有機物的幾率為y=（G-G）/G，同理可知，晾干或烘干作業(yè)環(huán)節(jié)污染物產(chǎn)生率，進而可以根據(jù)噴涂作業(yè)流程對污染物產(chǎn)量進行核算。然而，物料恒算計算污染物的方法需要環(huán)評人員了解企業(yè)或工廠的噴涂工藝流程，并對具體噴涂環(huán)節(jié)的污染物產(chǎn)生幾率進行實際測量和分析，操作成本較大，計算量較大，環(huán)評工作周期長，相對而言，準確率較高。

（二）排污系數(shù)

排污系數(shù)又稱排放系數(shù)法，是一種平均估算的方法，首先，環(huán)評人員對排放污染物單位的技術(shù)水平、經(jīng)濟基礎(chǔ)、管理水平進行評估，將與此次評估企業(yè)技術(shù)、經(jīng)濟、管理水平相當?shù)倪^往評估結(jié)果平均值作為評估此次污染物的估算值，套用在此次污染物排放評估之中，進行污染物量的核算。與物料恒算核算方法相比，排污系數(shù)核算法將過往平均值直接套用在污染物計算中，使之代替噴涂作業(yè)環(huán)節(jié)中的污染物產(chǎn)生率，是一種較為簡潔的、平均的污染物核算方法，計算結(jié)果可以大致反應(yīng)污染物排放情況，為后續(xù)環(huán)評工作提供一個大致的輔助，準確程度不可知，比較適合于大范圍、基礎(chǔ)情況差距不大的環(huán)境影響評價作業(yè)，如東北某地冬季燃燒秸稈VOC排放量，應(yīng)用在噴涂廢氣污染物環(huán)評中誤差率較大。

（三）污染源實測

污染源實測是一種以實際情況為基礎(chǔ)的核算方法，即在環(huán)評人員確定污染源頭后對排放源頭進行污染物收集，并通過排放源頭的作業(yè)原料量、環(huán)保處理技術(shù)效率對該處污染源的排污效率進行核算，是一種能夠較為準確評估污染情況的核算方法，工作量較大，但準確性較高，且比較適合于污染治理前后的數(shù)據(jù)對比，是比較適合噴涂廢氣污染物核算的計算方法。

在環(huán)境影響評價實操過程中，環(huán)評人員需要根據(jù)具體情況對污染物核算方法進行具體分析，通常情況下，污染源實測可以作為物料恒算和排污系數(shù)兩種核算方法的檢驗流程，根據(jù)過往環(huán)評核算結(jié)果來看，若企業(yè)、工程的污染治理流程不到位或沒有，則實測數(shù)據(jù)有可能大于恒算數(shù)據(jù)和排污系數(shù)的計算結(jié)果，若污染治理流程工作效果較好，則實測數(shù)據(jù)會小于物料恒算和排污系數(shù)兩者計算結(jié)果，無論實測數(shù)據(jù)是大是小，都有可能對環(huán)評工作結(jié)果造成影響，大了可能提出的防治和治理手段效果有限，小了則可能導(dǎo)致企業(yè)、工廠設(shè)置多余的污染治理流程，導(dǎo)致他們的環(huán)保成本上升，因此環(huán)評人員需要具體情況具體分析，實測數(shù)據(jù)應(yīng)當作為檢驗手段使用。

四、噴涂廢氣污染物的治理措施

（一）噴涂廢氣污染物預(yù)處理措施

噴涂廢氣中不僅蘊含VOC污染物，還存在一定比例的漆霧，漆霧的存在對后續(xù)污染物質(zhì)量有一定的影響，通過預(yù)處理將漆霧去除后再進行污染物治理是比較適合的治理方式。針對漆霧的處理有濕式、干式兩種，其中濕式處理漆霧的方法主要有水簾、水幕、水旋和文丘里式，主要利用溶劑相似相容的原理吸收漆霧，濕式處理漆霧的裝置中大多是采用水泵形成流動的水層，使漆霧經(jīng)過水層時被吸收，繼而進入過濾器、凈化器等裝置被處理掉，然而濕式處理漆霧的方法存在一定的應(yīng)用問題，一方面，在于使用濕式處理法容易引起噴漆室內(nèi)的濕度上升，影響涂層噴涂的效果，還會因漆泥在室內(nèi)的堆積對工作人員的工作造成一定的影響，另一方面，在于對懸浮在噴漆室內(nèi)的漆霧沒有較好的處理效果，殘留在室內(nèi)的漆霧還在持續(xù)地威脅工作人員的身體健康；干式漆霧處理法主要采取吸濾的方法，將噴涂產(chǎn)生的漆霧吸入過濾器，經(jīng)過過濾、凈化等裝置凈化漆霧，干式處理法具有不浪費水資源、對室內(nèi)懸浮漆霧處理效果好等優(yōu)勢，但干式處理裝置易堵塞，無法對漆霧進行徹底的凈化。將兩種漆霧處理的方法對比可知，濕式處理法具有凈化更徹底、操作更簡潔、成本更低等優(yōu)勢，目前，后續(xù)水污染問題無法解決，干式處理法后續(xù)污染問題較小，但凈化不徹底，設(shè)備本身易堵塞，成本更高，從成本和處理效果的角度上來講應(yīng)當選擇濕式處理法，但是受限于含漆霧廢水的毒害性和水資源的緊張，干式處理法更適合噴涂廢氣污染物的預(yù)處理。

（二）VOC污染物處理措施

去除掉漆霧后，噴涂廢氣中的污染物主要以揮發(fā)性的有機污染物為主，即環(huán)保行業(yè)中所重視的VOC污染物，處理VOC的技術(shù)主要有傳統(tǒng)吸附、吸收、冷凝、燃燒方法，膜分離、光催化、等離子、生物法等新型處理技術(shù)，目前環(huán)保行業(yè)還在研究復(fù)合型、組合式凈化技術(shù)，致力于提高對VOC的處理效果。

1.吸附法

吸附法主要利用具有吸附功能、吸附容量較大、具有再生性的材料實現(xiàn)，常見的工業(yè)吸附劑主要有碳衍生物，如活性炭、碳纖維、焦炭、分子篩等，這幾種吸附劑各有優(yōu)缺點，如活性炭、碳纖維、焦炭等吸附劑具有較大的吸附容量和優(yōu)秀的吸附性能，然而再生性能較差，且對于濕度較大的廢氣中的VOC吸附能力斷崖式下降；分子篩則表現(xiàn)出良好的再生性能和對濕度較大的VOC的優(yōu)秀吸附能力，然而使用分子篩的成本較大。噴涂廢氣中的污染物含量表達，單純的吸附法并不能夠?qū)崿F(xiàn)對VOC的有效回收，且后續(xù)富集起來的高濃度VOC如何處理也需要其他處理措施進行配合。

2.吸收法

吸收法主要利用VOC污染物的油性溶解性，利用高沸點、低氣壓的油性溶劑作為吸收VOC的主要溶劑，對含有VOC污染物的氣體進行凈化。目前，國內(nèi)外常見的吸收劑主要有兩類，一類是有機溶劑，如柴油、機油、食用油、甲醇等，有機溶劑的吸收效果好，但價格昂貴，且吸收了VOC污染物后的有機溶劑如何處理目前尚未有較好的辦法，且吸收過程中易出現(xiàn)其他安全問題；另一類是表面活性劑與水的溶液，作為表面活性劑主要有檸檬酸鈉、環(huán)糊精、聚乙二醇400等，表面活性劑與水的溶液在價格成本方面有較大的優(yōu)勢，但吸收效果較有機溶劑相差較多，目前只能作為一種具有發(fā)展?jié)摿Φ奈談┦褂谩?/p>

3.冷凝法

冷凝法是一種通過降低周圍溫度使含有VOC污染物氣體液化進行回收的污染物處理方法，單純的冷凝法比較適合于少量的VOC污染物液化回收，噴涂廢氣流量較大，直接應(yīng)用冷凝法容易導(dǎo)致冷卻蒸發(fā)器結(jié)霜堵塞，影響廢氣液化效果，因此，通常情況下應(yīng)用于噴涂廢氣的冷凝裝置都會進行分步降溫，對廢氣中不同溫度下液化的氣體進行逐一回收，首先，通過預(yù)冷處理到達5℃去除水蒸氣，然后逐步將溫度下降至零下30℃，將VOC污染物進行液化回收。冷凝法是安全性、穩(wěn)定性、效率較高的VOC污染物處理方法，但冷凝設(shè)備需要較高的能源消耗才能夠正常運行，因此，使用冷凝法處理VOC污染物需要投入較高的成本。

4.燃燒法

燃燒法是通過燃燒使噴漆廢氣中的有機物氧化形成二氧化碳和水的凈化方法，通過燃燒可以使VOC污染物無害化，常見的燃燒法主要有直接燃燒、熱力燃燒、催化燃燒和蓄熱燃燒四種。其中直接燃燒是最簡單的燃燒凈化方法，但由于直接燃燒需要有機物與火焰、氧氣接觸，一旦控制不佳有可能導(dǎo)致不完全燃燒或爆炸，因此使用直接燃燒法時多在敞開的燃燒器內(nèi)進行燃燒，這種燃燒凈化方式并不能完全處理噴涂廢氣中的VOC，不完全燃燒產(chǎn)物可能造成新的大氣污染，且燃燒形成的熱能無法進行回收，空耗燃料。熱力燃燒法是對直接燃燒法的補充和提高，通過添加助燃劑來幫助噴涂廢氣提高周圍溫度，使燃燒爐內(nèi)的溫度能夠盡快達到噴涂廢氣燃點，提高噴涂廢氣的燃燒完全程度，盡量避免不完全燃燒導(dǎo)致的新的污染。催化燃燒法是一種通過催化劑進行的燃燒凈化法，使VOC污染物可以在催化劑作用下在較低溫度環(huán)境中完成氧化，催化燃燒法不會產(chǎn)生新的污染物，也能夠有效的節(jié)約燃燒凈化過程中的能源消耗，但催化燃燒法的凈化效果與催化劑的性能、廢氣流量有較大聯(lián)系，能否使用較高性能的催化劑直接關(guān)系到噴涂廢氣的燃燒凈化效果，廢氣流量大小也直接影響到噴涂廢氣的凈化效果，由此可見，單秒流量較大的噴涂廢氣可能并不太適合使用催化燃燒法。蓄熱燃燒法是最新的、最有效的氣體有機物燃燒凈化方法，通過直接燃燒、熱力燃燒、催化燃燒等凈化方式的分析可知，噴涂廢氣的燃點較高，容易因溫度不足而出現(xiàn)不完全燃燒，且燃燒凈化產(chǎn)生的熱量無法進行有效利用，蓄熱燃燒法可以將燃燒產(chǎn)生的熱量積蓄起來用于后續(xù)周邊溫度提高，從而使燃燒區(qū)域內(nèi)的溫度維持在VOC污染物燃點溫度附近，可以有效提高燃燒完成度，蓄熱燃燒法可以在提高凈化效率的同時節(jié)約能耗，因此在VOC污染物燃燒凈化方面具有較高的發(fā)展前景。