我国水性建筑涂料VOCs排放特征及其环境影响

作者：高美平; 王海林; 刘文文^*; 聂磊; 李国昊; 安小拴

来源：环境科学, 2021, 42(12): 5698-5712.

DOI：10.13227/j.hjkx.202104115

• 水性建筑涂料
• 挥发性有机化合物(VOCs)
• 组分特征
• 成分谱
• 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ρ(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ρ(VOCs)范围为0～116.07 g·L-1,ρ(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ρ(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.

• 单位
  北京市环境保护科学研究院