0. 引言

    近年來，隨著環境惡化的加劇、全國部分地區霧霾頻發，引發社會公眾對環保問題的持續高度關注。霧霾的危害已毋庸贅言，在霧霾產生的諸多原因中，VOC（Volatile Organic Compounds）——即揮發性有機化合物，是公認的形成污染的重要因素。在VOC產生的諸多原因中，使用涂料的表面涂裝排放占到整個工業源的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。

    為達到節能減排的目的，國家以及相關省市相繼出臺的關于綠色環保建設政策，推動了環保型涂料，尤其是一些非有機溶劑涂料的積極發展。早在2010年，國務院即印發了《國務院辦公廳轉發環境保護部等部門關于推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量指導意見的通知》（國辦發[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月國務院批復實施的《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》，將VOC和SO2、NOx、工業煙粉塵一起列入了三區十群的防控重點。

    1. 港珠澳大橋涂料產品的選型及環保性能研究

    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《國家高速公路網規劃》的重要交通建設項目，是我國具有國家戰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段）、香港界內跨海橋梁、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，設計使用壽命120年。主體工程于2009年12月開工建設，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，海域寬度超過40km。大橋處于南亞熱帶海洋性季風氣候區，氣象條件惡劣，高溫高濕。橋軸線穿越白海豚保護區，環保要求高。

    1.2 環保指標設立的必要性

    （1）項目使命和環境保護的需要

    港珠澳大橋是我國繼三峽工程、青藏鐵路、南水北調、京滬高鐵后又一重大基礎設施項目，大橋建設目標是“建設世界級的跨海通道；向用戶提供優質服務；成為地標性建筑”。

    與其它國內大型項目不同，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，港珠澳大橋將在我國乃至世界的橋梁建造史上占有舉足輕重的地位。

    在當今環境問題越發嚴峻的現實形勢下，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境做出良好的保護，則勢必會受到輿論的質疑。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，在前期也曾出現了香港民眾對于項目的環保性質疑，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，該地區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，周邊環境敏感區域眾多。而且項目所在地——香港、珠海、澳門，均是中國著名的宜居城市，作為大橋建設者就更加有責任、有義務去保護好這里的環境。

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

    （2）工程建設的需要

    區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構全線采用鋼結構（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，由于當地高溫潮濕的天氣（年平均氣溫23℃，年平均濕度80%），如果采用傳統的建造方式，勢必會對鋼結構制造質量造成較大的影響。

    港珠澳大橋的建設秉承并全面、系統地實踐了“四化”即“大型化、工廠化、標準化、裝配化”的建設理念，推動了國內橋梁建設產業的升級。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，除需設置完善的通風系統外，亦需嚴格控制涂料的VOC含量。

    （3）環保法律法規的要求

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

    1.3 VOC指標研究及設立依據

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

    科研專題對發達國家和地區的相關法規進行了搜集分析整理，如表1，為減少涂料產品中揮發性溶劑對于大氣的污染，一些發達國家和地區在數年前已經制定了相關法規限制工業涂料中VOC的含量。

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

    該規例將空氣污染物的定義和限量規定如下：規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性有機化合物含量進行了限定。通常，對于常規的工業建筑用涂料（如橋梁鋼結構、工業廠房等）應歸類于其中附件1所規定的“建筑漆料”類（圖2）。

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

    需要說明的是，專題研究在制訂涂料產品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現狀水平，從而做出適合的指標要求。

    1.4 對其他有害物質含量的要求

    （1）有害物質的限量

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

    普通的涂料產品中或多或少會含有一些對人體有害的物質，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。

    對于有害物質含量要求較為詳細的是歐盟《關于限制在電子電器設備中使用某些有害成分的指令》（Restriction of HazardousSubstances）中RoHS 2011/65/EU規定。為保護橋位水文環境、施工人員以及海洋生物健康，科研專題參考了RoHS 2011/65/EU規定，對涂料產品做出如下限量要求，即：鉛含量≤1000ppm、汞≤1000ppm、鎘≤100ppm、鉻≤1000ppm、多溴聯苯≤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，國際化學品安全規劃署（IPCS）規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《室內裝飾裝修材料 溶劑型木器涂料中有害物質限量》則更為嚴格，該標準對游離HDI/TDI做出了含量總和須在0.4%以下的明確規定。

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

    2. 港珠澳大橋環保型涂料的應用

    2.1 涂料產品環保性能設計技術指標

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

    大橋所用的涂料產品，除常規的技術指標外，還增加了VOC含量、游離HDI/TDI含量以及有害物質含量三項環保性能指標（表2），從而使項目所使用的涂料產品的多項環保性能達到了業界領先水平。

    上述環保型涂料設計技術指標經過了專家多次評審論證，認為：港珠澳大橋采用環保涂料是必要的，也是可行的。港珠澳大橋對涂料產品進行環保性能指標限定對于涂料及涂裝行業的環保化進程有著深遠和重要的意義。

    為確保涂料產品環保性能指標的合理性和可行性，還對國內市場上主流涂料廠家的產品進行了市場調研，大多數廠家也對環保涂料的使用表示了支持。

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

    2.2環保型涂料產品實施

    港珠澳大橋涂裝施工開始于2013年5月。通過各相關單位的不懈努力，大橋施工階段使用的涂料產品經過了第三方檢驗，產品符合環保性能技術指標，滿足設計要求。

    3. 結語

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

    2015年1月26日財政部、國家稅務總局聯合發出了《關于對電池、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日起對于施工狀態下揮發性有機物（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減排推動涂料企業綠色轉型、開發更高固體份、低VOC的涂料產品，減少對空氣危害的一項重要舉措。

    港珠澳大橋對于環保涂料的初衷和理念與國家環保政策保持了一致，對于工程環保化的推進也順應了歷史發展的潮流，希望港珠澳大橋涂料的環保實踐能對國內其他項目有一定的借鑒作用。

    參考文獻：

    [1] 中國涂料編輯部。積極應對涂料消費稅，促進產業轉型升級[J].中國涂料，2015（2），1-8.

    [2] 孟凡超，劉明虎，吳偉勝等。港珠澳大橋設計理念及橋梁創新技術[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] 香港環保署。空氣污染管制（揮發性有機化合物）規例指南

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責任編輯：殷鵬飛

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