0. 引言

    近年來，隨著環(huán)境惡化的加劇、全國部分地區(qū)霧霾頻發(fā)，引發(fā)社會公眾對環(huán)保問題的持續(xù)高度關(guān)注。霧霾的危害已毋庸贅言，在霧霾產(chǎn)生的諸多原因中，VOC（Volatile Organic Compounds）——即揮發(fā)性有機化合物，是公認的形成污染的重要因素。在VOC產(chǎn)生的諸多原因中，使用涂料的表面涂裝排放占到整個工業(yè)源的20%以上，約占VOC排放源的12%[1]，涂料中的VOC排放已成為國家大氣污染治理的重中之重。

    為達到節(jié)能減排的目的，國家以及相關(guān)省市相繼出臺的關(guān)于綠色環(huán)保建設(shè)政策，推動了環(huán)保型涂料，尤其是一些非有機溶劑涂料的積極發(fā)展。早在2010年，國務(wù)院即印發(fā)了《國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境保護部等部門關(guān)于推進大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量指導意見的通知》（國辦發(fā)[2010]33號），這也標志著我國開始從國家層面加大開展VOC污染防治力度。

    2012年9月國務(wù)院批復實施的《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》，將VOC和SO2、NOx、工業(yè)煙粉塵一起列入了三區(qū)十群的防控重點。

    1. 港珠澳大橋涂料產(chǎn)品的選型及環(huán)保性能研究

    1.1 工程概況

    港珠澳大橋（圖1）跨越珠江口伶仃洋海域，連接香港、珠海、澳門，是列入《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》的重要交通建設(shè)項目，是我國具有國家戰(zhàn)略意義的世界級跨海通道[2]。項目西接京港澳高速公路，東接香港大嶼山高速公路，是一項“橋、島、隧”一體化多專業(yè)的超大型綜合集群工程，工程總長約55公里，造價1050億元。項目包括：主體工程（粵港分界線至珠澳口岸之間區(qū)段）、香港界內(nèi)跨海橋梁、三地口岸及三地連接線。主體工程總長29.6公里，其中橋梁部分長約23公里。項目采用雙向6車道高速公路標準建設(shè)，設(shè)計使用壽命120年。主體工程于2009年12月開工建設(shè)，預計于2016年底貫通。

    項目地處珠江伶仃洋入海口，屬于近海離岸跨海通道工程，海域?qū)挾瘸^40km。大橋處于南亞熱帶海洋性季風氣候區(qū)，氣象條件惡劣，高溫高濕。橋軸線穿越白海豚保護區(qū)，環(huán)保要求高。

    1.2 環(huán)保指標設(shè)立的必要性

    （1）項目使命和環(huán)境保護的需要

    港珠澳大橋是我國繼三峽工程、青藏鐵路、南水北調(diào)、京滬高鐵后又一重大基礎(chǔ)設(shè)施項目，大橋建設(shè)目標是“建設(shè)世界級的跨海通道；向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)；成為地標性建筑”。

    與其它國內(nèi)大型項目不同，港珠澳大橋是“一國兩制”下三地共建共管的超級工程，也是世界上少有的橋島隧集群工程之一，受到三地民眾和國際社會的廣泛關(guān)注與高度重視。作為中華民族復興和橋梁大國邁向橋梁強國的里程碑工程之一，港珠澳大橋?qū)⒃谖覈酥潦澜绲臉蛄航ㄔ焓飞险加信e足輕重的地位。

    在當今環(huán)境問題越發(fā)嚴峻的現(xiàn)實形勢下，港珠澳大橋這樣舉世矚目的超級工程，更承載了國家和人民的太多期冀。這樣的工程如果無法對環(huán)境做出良好的保護，則勢必會受到輿論的質(zhì)疑。港珠澳大橋在立項之初，不少持相反意見者就提到建橋會破壞生態(tài)，在前期也曾出現(xiàn)了香港民眾對于項目的環(huán)保性質(zhì)疑，并導致大橋預算部分增加及工期拖延的情況。

    大橋跨越珠江口中華白海豚國家級自然保護區(qū)，該地區(qū)是中華白海豚的棲息地域范圍，中華白海豚被稱為“海上大熊貓”，是世界范圍內(nèi)最為瀕危的一類海洋生物，也是我國僅存的國家一級保護鯨豚哺乳動物。除此以外，港珠澳大橋特殊的地理位置也決定了環(huán)保問題的重要性。大橋位于珠江口海上交通咽喉要道，周邊環(huán)境敏感區(qū)域眾多。而且項目所在地——香港、珠海、澳門，均是中國著名的宜居城市，作為大橋建設(shè)者就更加有責任、有義務(wù)去保護好這里的環(huán)境。

    無論出于哪方面考慮，環(huán)保都成為了大橋設(shè)計建造過程中一個需要重點關(guān)注的方面，這也要求項目建設(shè)方必須抱以更高的社會責任感面對環(huán)保工作。

    （2）工程建設(shè)的需要

    區(qū)別于以往的跨海大橋，港珠澳大橋23公里的主體橋梁工程的上部結(jié)構(gòu)全線采用鋼結(jié)構(gòu)（約16公里的鋼箱梁和約7公里的鋼-混凝土組合梁）。鋼箱梁和組合梁鋼材用量達40萬噸，并需在三年內(nèi)完成全部的制造和安裝工作。大橋的鋼梁在中山基地進行拼裝，由于當?shù)馗邷爻睗竦奶鞖猓昶骄鶜鉁?3℃，年平均濕度80%），如果采用傳統(tǒng)的建造方式，勢必會對鋼結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量造成較大的影響。

    港珠澳大橋的建設(shè)秉承并全面、系統(tǒng)地實踐了“四化”即“大型化、工廠化、標準化、裝配化”的建設(shè)理念，推動了國內(nèi)橋梁建設(shè)產(chǎn)業(yè)的升級。大橋鋼箱梁和組合梁全部采用工廠化制造，大大提高了工作效率。但工廠廠房的密閉空間也會對施工人員的健康造成危害，出于“以人為本”的考慮，除需設(shè)置完善的通風系統(tǒng)外，亦需嚴格控制涂料的VOC含量。

    （3）環(huán)保法律法規(guī)的要求

    港珠澳大橋連接香港、珠海、澳門，涉及“一國、兩制、三地”，項目建設(shè)原則上要求考慮三地的相關(guān)環(huán)保法律法規(guī)。在對涂料產(chǎn)品環(huán)保性的要求上，亦需要針對三地的相關(guān)法律法規(guī)進行研究分析，按照“就高不就低”的原則，做到使項目所用的涂料產(chǎn)品的各項環(huán)保性做到有法可依、有章可循。

    1.3 VOC指標研究及設(shè)立依據(jù)

    在主體工程施工圖設(shè)計階段，項目建設(shè)單位委托設(shè)計單位開展了“港珠澳大橋鋼箱梁防腐及維護關(guān)鍵技術(shù)研究”（以下簡稱“科研專題”）。設(shè)計聯(lián)合業(yè)內(nèi)具有較強科研能力的涂料廠家及涂裝施工單位組成聯(lián)合體，對大橋鋼結(jié)構(gòu)防腐與維護進行了細致的研究，對涂料產(chǎn)品環(huán)保性指標，尤其是VOC含量限值進行了深入研究。

    科研專題對發(fā)達國家和地區(qū)的相關(guān)法規(guī)進行了搜集分析整理，如表1，為減少涂料產(chǎn)品中揮發(fā)性溶劑對于大氣的污染，一些發(fā)達國家和地區(qū)在數(shù)年前已經(jīng)制定了相關(guān)法規(guī)限制工業(yè)涂料中VOC的含量。

    在我國，由于歷史原因，三地的多項環(huán)保法規(guī)、技術(shù)標準有所差異。大陸地區(qū)僅對室內(nèi)建筑漆料的VOC有國標限定，對工業(yè)涂料產(chǎn)品VOC限量要求并不高。三地政府中，以香港環(huán)保署于2008年出臺的《空氣污染管制（揮發(fā)性有機化合物）規(guī)例指南》，其中對于對涂料產(chǎn)品的VOC規(guī)定最為詳細和規(guī)范。在經(jīng)過多方論證后，科研專題參考了該規(guī)例作為項目對于涂料產(chǎn)品VOC的制訂依據(jù)。

    該規(guī)例將空氣污染物的定義和限量規(guī)定如下：規(guī)例附件中對建筑漆料/涂料、汽車修補漆料/涂料、船只漆料/涂料、游樂船只漆料/涂料、粘合劑、密封劑、印墨和指定消費品的揮發(fā)性有機化合物含量進行了限定。通常，對于常規(guī)的工業(yè)建筑用涂料（如橋梁鋼結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房等）應(yīng)歸類于其中附件1所規(guī)定的“建筑漆料”類（圖2）。

    為保證涂料產(chǎn)品的環(huán)保性，科研專題建議大橋所涉及的涂料產(chǎn)品VOC滿足如下要求：中間漆和底漆涂料產(chǎn)品的VOC≤350g/L，面漆涂料產(chǎn)品的VOC≤420g/L。

    需要說明的是，專題研究在制訂涂料產(chǎn)品VOC的限量時，并未一味追求最高的限量要求，而是充分考慮到我國的涂料技術(shù)現(xiàn)狀水平，從而做出適合的指標要求。

    1.4 對其他有害物質(zhì)含量的要求

    （1）有害物質(zhì)的限量

    為避免大橋維修時，涂膜碎片可能局部落入海中造成對環(huán)境的污染，應(yīng)盡量減少涂膜碎片對于海洋生物的危害風險，以達到對海洋環(huán)境的最大保護。

    普通的涂料產(chǎn)品中或多或少會含有一些對人體有害的物質(zhì)，如重金屬離子及具有強致癌性的芳香族化合物。這其中，鉛（Pb）、汞（Hg）、鉻（Cr）、鎘（Cd）、多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚是世界公認的六類對人體健康威脅較大的有害物質(zhì)。

    對于有害物質(zhì)含量要求較為詳細的是歐盟《關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》（Restriction of HazardousSubstances）中RoHS 2011/65/EU規(guī)定。為保護橋位水文環(huán)境、施工人員以及海洋生物健康，科研專題參考了RoHS 2011/65/EU規(guī)定，對涂料產(chǎn)品做出如下限量要求，即：鉛含量≤1000ppm、汞≤1000ppm、鎘≤100ppm、鉻≤1000ppm、多溴聯(lián)苯≤1000ppm、多溴二苯醚≤1000ppm。

    （2）對游離HDI/TDI的要求

    異氰酸酯樹脂是氟碳面漆固化劑的重要組成部分，異氰酸酯樹脂中揮發(fā)出的HDI/TDI單體被稱為游離HDI/TDI，主要的毒性作用是致敏和刺激作用。

    國際上對涂料中游離HDI/TDI的含量有嚴格標準，國際化學品安全規(guī)劃署（IPCS）規(guī)定其先進水平是必須小于0.5%以保證涂料使用者的安全。而我國目前GB 18581-2009《室內(nèi)裝飾裝修材料 溶劑型木器涂料中有害物質(zhì)限量》則更為嚴格，該標準對游離HDI/TDI做出了含量總和須在0.4%以下的明確規(guī)定。

    為了保證大橋使用的面漆的安全性，科研專題對產(chǎn)品做出了應(yīng)符合強制性國家標準GB 18581-2009的要求。

    2. 港珠澳大橋環(huán)保型涂料的應(yīng)用

    2.1 涂料產(chǎn)品環(huán)保性能設(shè)計技術(shù)指標

    港珠澳大橋涂裝配套采用了重防腐復合涂層體系，底漆為環(huán)氧富鋅底漆，中間漆為環(huán)氧云鐵中間漆，面漆采用氟碳面漆，總膜厚達到380μm，專題研究結(jié)論為該配套體系綜合性能優(yōu)異，能夠較好滿足大橋超長設(shè)計壽命要求。

    大橋所用的涂料產(chǎn)品，除常規(guī)的技術(shù)指標外，還增加了VOC含量、游離HDI/TDI含量以及有害物質(zhì)含量三項環(huán)保性能指標（表2），從而使項目所使用的涂料產(chǎn)品的多項環(huán)保性能達到了業(yè)界領(lǐng)先水平。

    上述環(huán)保型涂料設(shè)計技術(shù)指標經(jīng)過了專家多次評審論證，認為：港珠澳大橋采用環(huán)保涂料是必要的，也是可行的。港珠澳大橋?qū)ν苛袭a(chǎn)品進行環(huán)保性能指標限定對于涂料及涂裝行業(yè)的環(huán)保化進程有著深遠和重要的意義。

    為確保涂料產(chǎn)品環(huán)保性能指標的合理性和可行性，還對國內(nèi)市場上主流涂料廠家的產(chǎn)品進行了市場調(diào)研，大多數(shù)廠家也對環(huán)保涂料的使用表示了支持。

    上述環(huán)保型涂裝材料與環(huán)保化工程相結(jié)合的積極探索和成功實施更是得到了三地政府及內(nèi)地行業(yè)主管部門的大力支持和指導。

    2.2環(huán)保型涂料產(chǎn)品實施

    港珠澳大橋涂裝施工開始于2013年5月。通過各相關(guān)單位的不懈努力，大橋施工階段使用的涂料產(chǎn)品經(jīng)過了第三方檢驗，產(chǎn)品符合環(huán)保性能技術(shù)指標，滿足設(shè)計要求。

    3. 結(jié)語

    在項目建設(shè)實施過程中，2013年9月，國務(wù)院印發(fā)《大氣污染防治行動計劃》（國發(fā)[2013]37號）要求各地推進VOC治理，在表面涂裝等重點行業(yè)開展VOC綜合整治，推進非有機溶劑涂料產(chǎn)品創(chuàng)新。并要求完善涂料、膠粘劑等產(chǎn)品揮發(fā)性有機物限值標準，推廣使用水性涂料，鼓勵生產(chǎn)、銷售和使用低毒、低揮發(fā)性有機溶劑。推進非有機溶劑型涂料和農(nóng)藥等產(chǎn)品創(chuàng)新，減少生產(chǎn)和使用過程中揮發(fā)性有機物排放。

    2015年1月26日財政部、國家稅務(wù)總局聯(lián)合發(fā)出了《關(guān)于對電池、涂料征收消費稅的通知》（財稅[2015]16號），《通知》中提出，從2015年2月1日起對于施工狀態(tài)下?lián)]發(fā)性有機物（VOC）含量大于420g/L的涂料征收消費稅。這無疑是國家積極推動促進VOC減排推動涂料企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型、開發(fā)更高固體份、低VOC的涂料產(chǎn)品，減少對空氣危害的一項重要舉措。

    港珠澳大橋?qū)τ诃h(huán)保涂料的初衷和理念與國家環(huán)保政策保持了一致，對于工程環(huán)保化的推進也順應(yīng)了歷史發(fā)展的潮流，希望港珠澳大橋涂料的環(huán)保實踐能對國內(nèi)其他項目有一定的借鑒作用。

    參考文獻：

    [1] 中國涂料編輯部。積極應(yīng)對涂料消費稅，促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級[J].中國涂料，2015（2），1-8.

    [2] 孟凡超，劉明虎，吳偉勝等。港珠澳大橋設(shè)計理念及橋梁創(chuàng)新技術(shù)[J],中國工程科學，2015,17（1）：19-28.

    [3] 美國40CFR 63 Subpart Ⅱ

    [4] 歐盟2004/42/EC

    [5] 香港環(huán)保署。空氣污染管制（揮發(fā)性有機化合物）規(guī)例指南

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責任編輯：殷鵬飛

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