0. 引言

    近年來(lái)，隨著環(huán)境惡化的加劇、全國(guó)部分地區(qū)霧霾頻發(fā)，引發(fā)社會(huì)公眾對(duì)環(huán)保問(wèn)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(jī)化合物，是公認(rèn)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(gè)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(guó)家大氣污染治理的重中之重。

    為達(dá)到節(jié)能減排的目的，國(guó)家以及相關(guān)省市相繼出臺(tái)的關(guān)于綠色環(huán)保建設(shè)政策，推動(dòng)了環(huán)保型涂料，尤其是一些非有機(jī)溶劑涂料的積極發(fā)展。早在2010年，國(guó)務(wù)院即印發(fā)了《國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境保護(hù)部等部門(mén)關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》（國(guó)辦發(fā)[2010]33號(hào)），這也標(biāo)志著我國(guó)開(kāi)始從國(guó)家層面加大開(kāi)展VOC污染防治力度。

    2012年9月國(guó)務(wù)院批復(fù)實(shí)施的《重點(diǎn)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(diǎn)。

    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(mén)，是列入《國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》的重要交通建設(shè)項(xiàng)目，是我國(guó)具有國(guó)家戰(zhàn)略意義的世界級(jí)跨海通道[2]。項(xiàng)目西接京港澳高速公路，東接香港大嶼山高速公路，是一項(xiàng)“橋、島、隧”一體化多專(zhuān)業(yè)的超大型綜合集群工程，工程總長(zhǎng)約55公里，造價(jià)1050億元。項(xiàng)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(zhǎng)29.6公里，其中橋梁部分長(zhǎng)約23公里。項(xiàng)目采用雙向6車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)使用壽命120年。主體工程于2009年12月開(kāi)工建設(shè)，預(yù)計(jì)于2016年底貫通。

    項(xiàng)目地處珠江伶仃洋入?？冢瑢儆诮ｋx岸跨海通道工程，海域?qū)挾瘸^(guò)40km。大橋處于南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，氣象條件惡劣，高溫高濕。橋軸線穿越白海豚保護(hù)區(qū)，環(huán)保要求高。

    1.2 環(huán)保指標(biāo)設(shè)立的必要性

    （1）項(xiàng)目使命和環(huán)境保護(hù)的需要

    港珠澳大橋是我國(guó)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(xiàng)目，大橋建設(shè)目標(biāo)是“建設(shè)世界級(jí)的跨海通道；向用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)；成為地標(biāo)性建筑”。

    與其它國(guó)內(nèi)大型項(xiàng)目不同，港珠澳大橋是“一國(guó)兩制”下三地共建共管的超級(jí)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(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注與高度重視。作為中華民族復(fù)興和橋梁大國(guó)邁向橋梁強(qiáng)國(guó)的里程碑工程之一，港珠澳大橋?qū)⒃谖覈?guó)乃至世界的橋梁建造史上占有舉足輕重的地位。

    在當(dāng)今環(huán)境問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)形勢(shì)下，港珠澳大橋這樣舉世矚目的超級(jí)工程，更承載了國(guó)家和人民的太多期冀。這樣的工程如果無(wú)法對(duì)環(huán)境做出良好的保護(hù)，則勢(shì)必會(huì)受到輿論的質(zhì)疑。港珠澳大橋在立項(xiàng)之初，不少持相反意見(jiàn)者就提到建橋會(huì)破壞生態(tài)，在前期也曾出現(xiàn)了香港民眾對(duì)于項(xiàng)目的環(huán)保性質(zhì)疑，并導(dǎo)致大橋預(yù)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(guó)家級(jí)自然保護(hù)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(chēng)為“海上大熊貓”，是世界范圍內(nèi)最為瀕危的一類(lèi)海洋生物，也是我國(guó)僅存的國(guó)家一級(jí)保護(hù)鯨豚哺乳動(dòng)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(wèn)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(xiàng)目所在地——香港、珠海、澳門(mén)，均是中國(guó)著名的宜居城市，作為大橋建設(shè)者就更加有責(zé)任、有義務(wù)去保護(hù)好這里的環(huán)境。

    無(wú)論出于哪方面考慮，環(huán)保都成為了大橋設(shè)計(jì)建造過(guò)程中一個(gè)需要重點(diǎn)關(guān)注的方面，這也要求項(xiàng)目建設(shè)方必須抱以更高的社會(huì)責(zé)任感面對(duì)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(dá)40萬(wàn)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(jìn)行拼裝，由于當(dāng)?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(shì)必會(huì)對(duì)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(shí)踐了“四化”即“大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化”的建設(shè)理念，推動(dòng)了國(guó)內(nèi)橋梁建設(shè)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。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(huì)對(duì)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(fēng)系統(tǒng)外，亦需嚴(yán)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(mén)，涉及“一國(guó)、兩制、三地”，項(xiàng)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(duì)涂料產(chǎn)品環(huán)保性的要求上，亦需要針對(duì)三地的相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行研究分析，按照“就高不就低”的原則，做到使項(xiàng)目所用的涂料產(chǎn)品的各項(xiàng)環(huán)保性做到有法可依、有章可循。

    1.3 VOC指標(biāo)研究及設(shè)立依據(jù)

    在主體工程施工圖設(shè)計(jì)階段，項(xiàng)目建設(shè)單位委托設(shè)計(jì)單位開(kāi)展了“港珠澳大橋鋼箱梁防腐及維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“科研專(zhuān)題”）。設(shè)計(jì)聯(lián)合業(yè)內(nèi)具有較強(qiáng)科研能力的涂料廠家及涂裝施工單位組成聯(lián)合體，對(duì)大橋鋼結(jié)構(gòu)防腐與維護(hù)進(jìn)行了細(xì)致的研究，對(duì)涂料產(chǎn)品環(huán)保性指標(biāo)，尤其是VOC含量限值進(jìn)行了深入研究。

    科研專(zhuān)題對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的相關(guān)法規(guī)進(jìn)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(duì)于大氣的污染，一些發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)，由于歷史原因，三地的多項(xiàng)環(huán)保法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有所差異。大陸地區(qū)僅對(duì)室內(nèi)建筑漆料的VOC有國(guó)標(biāo)限定，對(duì)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(tái)的《空氣污染管制（揮發(fā)性有機(jī)化合物）規(guī)例指南》，其中對(duì)于對(duì)涂料產(chǎn)品的VOC規(guī)定最為詳細(xì)和規(guī)范。在經(jīng)過(guò)多方論證后，科研專(zhuān)題參考了該規(guī)例作為項(xiàng)目對(duì)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(duì)建筑漆料/涂料、汽車(chē)修補(bǔ)漆料/涂料、船只漆料/涂料、游樂(lè)船只漆料/涂料、粘合劑、密封劑、印墨和指定消費(fèi)品的揮發(fā)性有機(jī)化合物含量進(jìn)行了限定。通常，對(duì)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(lèi)于其中附件1所規(guī)定的“建筑漆料”類(lèi)（圖2）。

    為保證涂料產(chǎn)品的環(huán)保性，科研專(zhuān)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(shuō)明的是，專(zhuān)題研究在制訂涂料產(chǎn)品VOC的限量時(shí)，并未一味追求最高的限量要求，而是充分考慮到我國(guó)的涂料技術(shù)現(xiàn)狀水平，從而做出適合的指標(biāo)要求。

    1.4 對(duì)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(shí)，涂膜碎片可能局部落入海中造成對(duì)環(huán)境的污染，應(yīng)盡量減少涂膜碎片對(duì)于海洋生物的危害風(fēng)險(xiǎn)，以達(dá)到對(duì)海洋環(huán)境的最大保護(hù)。

    普通的涂料產(chǎn)品中或多或少會(huì)含有一些對(duì)人體有害的物質(zhì)，如重金屬離子及具有強(qiáng)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(rèn)的六類(lèi)對(duì)人體健康威脅較大的有害物質(zhì)。

    對(duì)于有害物質(zhì)含量要求較為詳細(xì)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(hù)橋位水文環(huán)境、施工人員以及海洋生物健康，科研專(zhuān)題參考了RoHS 2011/65/EU規(guī)定，對(duì)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(duì)游離HDI/TDI的要求

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

    國(guó)際上對(duì)涂料中游離HDI/TDI的含量有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際化學(xué)品安全規(guī)劃署（IPCS）規(guī)定其先進(jìn)水平是必須小于0.5%以保證涂料使用者的安全。而我國(guó)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(yán)格，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(zhuān)題對(duì)產(chǎn)品做出了應(yīng)符合強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(jì)技術(shù)指標(biāo)

    港珠澳大橋涂裝配套采用了重防腐復(fù)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(dá)到380μm，專(zhuān)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(zhǎng)設(shè)計(jì)壽命要求。

    大橋所用的涂料產(chǎn)品，除常規(guī)的技術(shù)指標(biāo)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(xiàng)環(huán)保性能指標(biāo)（表2），從而使項(xiàng)目所使用的涂料產(chǎn)品的多項(xiàng)環(huán)保性能達(dá)到了業(yè)界領(lǐng)先水平。

    上述環(huán)保型涂料設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)經(jīng)過(guò)了專(zhuān)家多次評(píng)審論證，認(rèn)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(jìn)行環(huán)保性能指標(biāo)限定對(duì)于涂料及涂裝行業(yè)的環(huán)?；M(jìn)程有著深遠(yuǎn)和重要的意義。

    為確保涂料產(chǎn)品環(huán)保性能指標(biāo)的合理性和可行性，還對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上主流涂料廠家的產(chǎn)品進(jìn)行了市場(chǎng)調(diào)研，大多數(shù)廠家也對(duì)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)?；こ滔嘟Y(jié)合的積極探索和成功實(shí)施更是得到了三地政府及內(nèi)地行業(yè)主管部門(mén)的大力支持和指導(dǎo)。

    2.2環(huán)保型涂料產(chǎn)品實(shí)施

    港珠澳大橋涂裝施工開(kāi)始于2013年5月。通過(guò)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(guò)了第三方檢驗(yàn)，產(chǎn)品符合環(huán)保性能技術(shù)指標(biāo)，滿足設(shè)計(jì)要求。

    3. 結(jié)語(yǔ)

    在項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施過(guò)程中，2013年9月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（國(guó)發(fā)[2013]37號(hào)）要求各地推進(jìn)VOC治理，在表面涂裝等重點(diǎn)行業(yè)開(kāi)展VOC綜合整治，推進(jìn)非有機(jī)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(jī)物限值標(biāo)準(zhǔn)，推廣使用水性涂料，鼓勵(lì)生產(chǎn)、銷(xiāo)售和使用低毒、低揮發(fā)性有機(jī)溶劑。推進(jìn)非有機(jī)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(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)物排放。

    2015年1月26日財(cái)政部、國(guó)家稅務(wù)總局聯(lián)合發(fā)出了《關(guān)于對(duì)電池、涂料征收消費(fèi)稅的通知》（財(cái)稅[2015]16號(hào)），《通知》中提出，從2015年2月1日起對(duì)于施工狀態(tài)下?lián)]發(fā)性有機(jī)物（VOC）含量大于420g/L的涂料征收消費(fèi)稅。這無(wú)疑是國(guó)家積極推動(dòng)促進(jìn)VOC減排推動(dòng)涂料企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型、開(kāi)發(fā)更高固體份、低VOC的涂料產(chǎn)品，減少對(duì)空氣危害的一項(xiàng)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(guó)家環(huán)保政策保持了一致，對(duì)于工程環(huán)?；耐七M(jìn)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(shí)踐能對(duì)國(guó)內(nèi)其他項(xiàng)目有一定的借鑒作用。

    參考文獻(xiàn)：

    [1] 中國(guó)涂料編輯部。積極應(yīng)對(duì)涂料消費(fèi)稅，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)[J].中國(guó)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(jì)理念及橋梁創(chuàng)新技術(shù)[J],中國(guó)工程科學(xué)，2015,17（1）：19-28.

    [3] 美國(guó)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(jī)化合物）規(guī)例指南

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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