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        隨著經(jīng)濟發(fā)展和人們生活水平的提高，汽車已成為日常出行必不可少的交通工具。到2014年全球汽車保有量已達12億輛，而中國也超1.4億輛。伴隨著行駛車輛的增加，噴漆維修的需求也日益增長，而涂料化工屬于高污染行業(yè)，在使用過程中，VOC（揮發(fā)性有機化合物）的污染問題已引起全球的重視，世界發(fā)達國家早已對汽車修補涂料這一特殊行業(yè)的產(chǎn)品VOC含量從法律上做了嚴格規(guī)定。我國在該行業(yè)環(huán)境保護工作于近兩年也已啟動，VOC污染的治理是業(yè)內(nèi)不得不給予高度關(guān)注的話題。
1   VOC的定義及危害
VOC是揮發(fā)性有機化合物(volatile organic compounds)的英文縮寫。國際上對VOC的定義尚未統(tǒng)一，主要國家和地區(qū)的定義有以下幾種。
   （1）世界衛(wèi)生組織的定義：VOC是指沸點范圍在50 ℃～260 ℃，室溫下飽和蒸汽壓力超過133.32 Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機物。按揮發(fā)性有機化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)可進一步分為8類：烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他化合物。
   （2）美國聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)的定義：揮發(fā)性有機化合物是除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物。
   （3）歐盟各國及企業(yè)的定義：普遍認同VOC是指那些沸點等于或低于250 ℃的化學(xué)物質(zhì)。
   （4）中國的定義：《汽車涂料中有害物質(zhì)限量》（GB 24409-2009）和《汽車用水性涂料》（HG/T 4570-2013）規(guī)定在101.3 kPa標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，任何初沸點低于或等于250 ℃的有機化合物。
    這些定義有相似之處，也有不同之處。由于上世紀40年代美國在洛杉磯遭受過嚴重的光化學(xué)煙霧污染，因此美國對VOC定義側(cè)重在是否參加大氣光化學(xué)反應(yīng)，認為不參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機化合物是豁免溶劑，如丙酮、四氯乙烷等。反觀世界衛(wèi)生組織、歐盟和中國，這些組織和地區(qū)對沸點做出限定，不管其是否參加大氣光化學(xué)反應(yīng)。
    眾所周知，VOC是引起PM2.5的主要因素之一。此外，常見VOC種類有甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯等，其中一部分化合物已被懷疑或確定為致癌物質(zhì)，會導(dǎo)致流產(chǎn)、胎兒畸形及生長發(fā)育遲緩等，還有一部分具有光化學(xué)反應(yīng)活性的VOC，它們在大氣中與氧化氮反應(yīng)最終會形成臭氧和光化學(xué)煙霧，危害人類健康和地區(qū)環(huán)境。

2   各地區(qū)對汽車修補涂料VOC的管控
在VOC治理方面，歐美早已對汽車修補涂料這一特殊應(yīng)用產(chǎn)品的VOC含量作了嚴格的法律規(guī)定，目前在該地區(qū)已形成系統(tǒng)化管理。中國的起步較晚，但近年來環(huán)保人士已認識到VOC污染防治刻不容緩，部分發(fā)達地區(qū)已將汽車維修行業(yè)的VOC治理納入環(huán)保的“十二五”計劃。
2.1 美國VOC污染控制政策
    1999年1月11日美國聯(lián)邦政府開始實施汽車修補涂料VOC排放標(biāo)準(zhǔn)^[1],要求在美國境內(nèi)維修的汽車（包括乘用車、貨車、卡車和其他交通工具）用涂料都要按照該標(biāo)準(zhǔn)（表1）執(zhí)行。

表1 美國聯(lián)邦法令汽車修補涂料VOC限值

     除聯(lián)邦法令對汽車修補涂料的VOC限值外，各州根據(jù)自身情況另設(shè)多個地方法規(guī)治理VOC污染，其中最為出名的就是南加州1151號法規(guī)^[2]。南加州地區(qū)在聯(lián)邦法令的基礎(chǔ)上對涂料VOC限值進一步嚴格化，鑒于過去光化學(xué)煙霧事件的教訓(xùn)使得轄區(qū)政府對VOC治理政策高度關(guān)注，在南加州地區(qū)銷售、使用的汽車修補涂料必須符合1151號法規(guī)限值(表2)。

表2南加州1151號法規(guī)汽車修補涂料VOC限值

    值得注意的是，美國聯(lián)邦法令及各州法規(guī)對VOC的限值都基于扣除豁免溶劑的基礎(chǔ)上。到目前為止，美國認可的豁免溶劑共有丙酮、對氯三氟苯、磷酸二甲酯、丁叔基酯4種。
    美國對汽車修補涂料VOC治理路線采取聯(lián)邦政府制定基本VOC限值，各州根據(jù)本地實際情況細化要求。這樣操作的好處是各地區(qū)有的放矢，有針對性地治理VOC污染，但與此同時對汽車修補涂料制造商和供應(yīng)商來說，面對不同法規(guī)需提供不同產(chǎn)品以迎合法規(guī)，對研發(fā)能力、產(chǎn)品種類及銷售渠道管控提出了極高的要求。
2.2 歐盟VOC污染控制政策
    歐洲委員會于2004年修定了《涂料、清漆和汽車修補涂料的VOC限值指令》^[3]，該指令的適用范圍包括應(yīng)用領(lǐng)域，對VOC限值排放分兩階段實施，但對汽車修補涂料的限值在第一階段就已定型，即2007年生效后VOC含量限值將始終為一個標(biāo)準(zhǔn)，不再另設(shè)第二階段的限值。歐盟汽車修補涂料VOC含量限值見表3所列。

表3 歐盟汽車修補涂料VOC含量限值

    歐洲委員會在2011年對該指令的實施情況進行調(diào)研，研究報告顯示委員會曾評估過降低汽車修補涂料VOC含量限值的可能性，其結(jié)論是沒有必要進一步調(diào)整該限值，其原因有3點：一是降低限值要求將增加執(zhí)法、用戶的負擔(dān)和成本；二是調(diào)整后也不會對環(huán)境污染帶來顯著影響；三是存在缺少合規(guī)產(chǎn)品的窘狀。
2.3 中國VOC污染控制政策
中國第一部關(guān)于汽車涂料VOC含量限值的國標(biāo)是《汽車涂料中有害物質(zhì)限量》（GB 24409-2009），該標(biāo)準(zhǔn)適用于乘用車、商用車、掛車、汽車列車用原廠涂料、修補涂料和零部件涂料，但標(biāo)準(zhǔn)僅只對溶劑型涂料的VOC含量做出了限值規(guī)定，而對水性漆的VOC含量沒有要求。我國對VOC治理的起步雖晚，但發(fā)展勢頭迅猛。國家層面已出臺征收涂料消費稅的政策，該政策以VOC含量420 g/L為界，超出限值的涂料產(chǎn)品統(tǒng)一征收4%的消費稅。國家征收涂料消費稅的初衷是以經(jīng)濟杠桿限制溶劑型涂料的生產(chǎn)，促進節(jié)能減排。此外，部分地方環(huán)保局也著手制定汽車修補涂料的VOC含量限值標(biāo)準(zhǔn)，借助立法迫使維修企業(yè)使用水性漆及低VOC的環(huán)保型涂料。
3   VOC檢測難點
盡管當(dāng)前美國、歐盟和中國關(guān)于水性涂料中VOC測定方式都已有具體標(biāo)準(zhǔn)，但在實際檢測中仍存在許多亟待解決的問題和令人容易誤解歪曲的疑點。
    誤  解1：原廠涂料和修補涂料的產(chǎn)品一樣，所以VOC的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是一回事！
    解  答：在實際噴涂中，兩者的施工環(huán)境、產(chǎn)品技術(shù)完全不相同，譬如原廠的噴涂線是高溫烘烤和水性色漆，兩者搭配即保證干燥速度，也使得VOC排放與傳統(tǒng)溶劑型油漆相比有明顯的下降，而汽車修補涂料的特點是低溫烘烤，要求干燥速度快。兩者的噴涂工藝、施工環(huán)境等都不一樣，其產(chǎn)品有著本質(zhì)差別，故VOC的標(biāo)準(zhǔn)不可混為一談！
    誤  解2：VOC含量小于420 g/L的就是環(huán)保型涂料？
解  答：對于VOC的定義各方意見不一致，導(dǎo)致測定方法各異。以歐盟為代表的水性涂料扣水法和以美國加州地區(qū)Rule1151為代表的扣水扣豁免溶劑法。在符合美國加州法規(guī)Rule1151情況下，涂料供應(yīng)廠商理論上可以通過以豁免溶劑替代普通溶劑的方法實現(xiàn)溶劑型產(chǎn)品達標(biāo)，在這種情況下，約占76%的豁免溶劑將不被計入產(chǎn)品VOC含量（見圖1左側(cè)柱狀條）；但如需要符合歐盟指令2004/42/EC，則色漆必須改用水性漆，較傳統(tǒng)溶劑型色漆，約71%的溶劑被水所替代，大大降低了總體VOC含量（見圖1右側(cè)柱狀條）。由于美國加州法規(guī)Rule1151和歐盟指令2004/42/EC采取的測試方法不同，前者為扣水扣豁免溶劑法，后者為扣水法，故雖然同為420 g/L，歐盟指令下排除豁免溶劑并且扣水的測定方式是最嚴格VOC含量限值。所以，不是小于420 g/L的就是環(huán)保型涂料，要根據(jù)VOC的測試標(biāo)準(zhǔn)才能定義環(huán)保型涂料的標(biāo)準(zhǔn)。

 

圖1 美國與歐盟法規(guī)下色漆VOC含量對比圖
    誤  解3：VOC含量越小越好!
    解  答：這句話其實要分2個方面來看，如果針對不同產(chǎn)品，但其測試和計算方法是一樣的，那VOC數(shù)值越小即代表該產(chǎn)品越環(huán)保。但是如果針對不同產(chǎn)品，采用不同的方法，這句話就表達錯誤了！例，早期法規(guī)對水性涂料的計算方式多采用含水法，該計算方式下得出的水性色漆VOC含量在150 g/L左右（等同扣水法420 g/L）。但實踐中發(fā)現(xiàn)有些涂料生產(chǎn)商為滿足法規(guī)要求，將涂料加水稀釋后出售，這樣一來，VOC含量降低了，但消費者卻不得不使用更多涂料完成等量工作，實際VOC排放量并沒有因此減少，這種現(xiàn)象違背了限制法規(guī)的初衷，所以之后對水性漆的VOC計算都采用扣水法替代了含水法，這種變化帶來的好處是無論生產(chǎn)商怎么加水，VOC含量也不會隨之改變，是目前應(yīng)用最廣泛的計算方法。
4    汽車修補涂料發(fā)展趨勢
     歐美地區(qū)因VOC法規(guī)的制定極大地促進了涂料制造商改進工藝、創(chuàng)新配方、升級產(chǎn)品配套，推出水性底色漆、高固份清漆及底漆等環(huán)保型涂料產(chǎn)品以降低VOC含量、符合法規(guī)要求，為生態(tài)的可持續(xù)性發(fā)展做出貢獻。水性涂料面臨的主要難題是在成本為市場接受的前提下如何提高產(chǎn)品的性能，使之達到與溶劑型涂料相同或接近的水平。隨著我國水性涂料技術(shù)的不斷發(fā)展和涂料配方的不斷改進，水性涂料產(chǎn)品中VOC含量將越來越低，新的、更科學(xué)的合成水性涂料技術(shù)將不斷出現(xiàn)，水性涂料的性能也將不斷提高，隨著政策扶持和技術(shù)成熟，水性涂料的市場需求會有顯著提高。