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美國涂料行業(yè)VOCs污染控制政策與技術(shù)研究
摘要：總結(jié)了美國的清潔空氣法、國家有毒空氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、高可實(shí)現(xiàn)控制技術(shù)、控制技術(shù)指南等聯(lián)邦法規(guī)政策，美國南海岸空氣質(zhì)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(shù)，并評估了其典型控制技術(shù)和政策法規(guī)的實(shí)施效益、經(jīng)濟(jì)影響。
涂料行業(yè)是我國VOCs污染的主要來源之一，據(jù)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(dāng)年人為源VOCs排放總量的13%。由于涂料基數(shù)中使用了揮發(fā)性有機(jī)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(shù)含有可對人體內(nèi)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(zhì)。部分具有光化學(xué)反應(yīng)活性的VOCs排放至大氣中后，會(huì)與NOx等氣體經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)和光化學(xué)作用形成臭氧、光化學(xué)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(qiáng)、行業(yè)針對性差、控制不等問題較為突出。廢氣治理方面，產(chǎn)品類型單一、技術(shù)水平落后、產(chǎn)品運(yùn)行維護(hù)差。我國在“十二五”期間將VOCs列為重點(diǎn)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(diǎn)管控區(qū)域，推動(dòng)涂料等有機(jī)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(shù)方面的寶貴經(jīng)驗(yàn)。
在美國，人們已經(jīng)認(rèn)識到可以通過減少VOCs的排放量來達(dá)到國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(NAAQS)中的臭氧含量要求，因此，先后制定和實(shí)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(jìn)了行業(yè)工藝水平和污染控制技術(shù)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(hù)工作帶來了極大的促進(jìn)作用。本研究針對美國涂料行業(yè)VOCs污染排放標(biāo)準(zhǔn)、管理策略、控制技術(shù)等進(jìn)行了分析，為我國今后在該領(lǐng)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(shù)
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(zhì)量保護(hù)的基礎(chǔ)法律，美國環(huán)?？偸?EPA)以該法作為基本依據(jù)建立了NAAQS等一系列重要法律法規(guī)作為補(bǔ)充，構(gòu)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(yán)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(zhì)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(jī)溶劑。
1.1.2新污染源行為標(biāo)準(zhǔn)(NSPS)
為促進(jìn)大氣污染控制技術(shù)的推廣使用，減緩空氣污染問題，同時(shí)考慮到技術(shù)成本、健康和環(huán)境影響、能源需求等因素，根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)簽等表面噴涂作業(yè)VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)。
1.1.3國家有毒空氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(NESHAPs)
根據(jù)國會(huì)的要求，EPA須建立標(biāo)準(zhǔn)和管理措施控制導(dǎo)致癌癥或其他嚴(yán)重影響健康的危險(xiǎn)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(xiǎn)空氣污染物按不同污染源制定了國家排放標(biāo)準(zhǔn)，表1給出了部分工業(yè)維護(hù)表面涂裝的有機(jī)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(shè)立了高可實(shí)現(xiàn)控制技術(shù)(MACT)，通過佳的清潔生產(chǎn)工藝、控制技術(shù)、操作手段等途徑達(dá)到限制要求。對HAP污染源實(shí)行嚴(yán)格的空氣污染削減措施。對現(xiàn)有污染源，①若有30個(gè)以上同類污染源，MACT底線應(yīng)達(dá)到佳的前12%企業(yè)的平均限值；②若同類污染源小于30個(gè)，應(yīng)達(dá)到前4名的平均限值。對于新污染源，須達(dá)到現(xiàn)有同類污染源的佳控制水平。
1.1.4控制技術(shù)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(fèi)和商業(yè)品產(chǎn)生的VOCs的排放量進(jìn)行管理。為了對VOCs污染源進(jìn)行監(jiān)管，協(xié)助國家和地方達(dá)到空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，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(dǎo)文件，制定相應(yīng)的法律標(biāo)準(zhǔn)，作為減排計(jì)劃的一部分。
