广东省《包装印刷行业挥发性有机化 合物排放标准》(征求意见稿)
及相关材料
广东省环境保护厅
二〇一〇年六月
一、广东省《包装印刷行业挥发性有机化合物排放标准》
(征求意见稿)
二、广东省《包装印刷行业挥发性有机化合物排放标准编
制说明》(征求意见稿)
化合物排放标准》
(征求意见稿)
广 东 省 地 方 标 准
DB44/xxx-2010
包装印刷行业挥发性有机化合物 排放标准
Emission standard of Volatile Organic Compounds for package printing
(征求意见稿)
2010-■-■发布 2010-11-01 实施
广东省环境保护厅
广东省质量技术监督局
发布目 次
前 言...II
1. 适用范围...1
2. 规范性引用文件...1
3. 术语和定义...1
4. 技术内容...3
4.1 污染源界定与时段划分...3
4.2 印刷油墨 VOCS含量限值...3
4.3 排气筒 VOCS排放限值...4
4.4 无组织排放监控点 VOCS浓度限值...4
4.5 生产管理和工艺操作技术要求...4
4.6 排气筒高度与排放速率要求...5
5. 监测...5
5.1 排气筒监测...5
5.2 无组织监控点监测...5
6. 标准实施...6
附录 A(规范性附录)生产工艺管理和操作技术要求...7
附录 B(规范性附录)VOCS 监测技术导则...8
前 言
为加强广东省挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)管理,改善区域 大气环境质量,加强包装印刷行业挥发性有机化合物排放控制和管理,促进包装印刷行业 工艺和污染治理技术的进步,制定本标准。
本标准根据印刷版式和承印材料的不同,规定了不同印刷油墨的 VOCs 含量限值,规 定了工艺过程 VOCs 的排放限值、无组织排放监控点浓度限值、监测要求、生产管理和工 艺操作技术要求,并提出了统一的 VOCs 监测技术导则。
本标准附录 A 和附录 B 为规范性附录。
本标准依据 GBT1.1-2009 规则进行起草。
按照有关法律规定,本标准具有强制执行的效力。
本标准主要起草单位:广东省环境科学研究院、华南理工大学、广东省印刷复制业协 会。
本标准由广东省人民政府于 2010 年■月■日批准。
本标准于 2010 年■月■日首次发布,自 2010 年 11 月 1 日实施。
本标准由广东省环境保护厅提出并负责解释。
包装印刷行业挥发性有机化合物排放标准
1. 适用范围
本标准规定了广东省内包装印刷企业工艺过程使用的油墨(处于即用状态)VOCs 含 量限值,规定了 VOCs 的排放控制要求。
本标准适用于现有包装印刷企业 VOCs 排放控制,以及新、改、扩建项目的环境影响 评价、设计、竣工验收及其建成后的 VOCs 排放控制。
本标准适用于采用平版、凸版、凹版、柔性版和丝网(孔版)印刷方式,以报纸、书 籍、杂志、广告、海报、包装(纸质、塑料)、金属、玻璃和陶瓷及其他材料为承印物的 包装印刷生产活动。
2. 规范性引用文件
下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本 适用于本标准。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文 件。
GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 HJ/T 1 气体参数测量和采样的固定位装置
HJ/T 55 大气污染物无组织排放监测技术导则 HJ/T 397 固定源废气监测技术规范
《空气与废气监测分析方法》(中国环境科学出版社,2003 年第四版)
3. 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
标准状态 standard state
温度为 273K,压力为 101.3 KPa 时的状态。本标准规定的各项标准值均以标准状态下 的干空气为基准。
3.2
包装印刷 package printing
使用印版或其他方式将原稿上的图文信息转移到承印物上的工艺过程,主要包括出版 物印刷和包装物印刷(纸及纸板印刷、书刊印刷、金属印刷、塑料印刷等)。
3.3
在 20℃时,饱和蒸汽压大于或等于 0.01 kPa,或者特定适用条件下具有相应挥发性的 全部有机化合物的统称,简写作 VOCs。
3.4
油墨 printing ink
指用于印刷的染色液体或者黏性物料。
3.5
荧光油墨 fluorescent ink
指在吸收辐射能后发射出电磁辐射的油墨。
3.6
不透气承印物 non-porous substrate
指表面能防止水分渗透的承印物,包括(但不限于)薄片、聚乙烯、聚丙烯、玻璃纸、
加上不透气物料的纸张或者纸板、金属化聚酯及尼龙。
3.7
透气承印物 porous substrate
指表面不能防止水分渗透的承印物,包括(但不限于)纸张、纸板及任何加上透气物 料的纸制品。
3.8
柔性版油墨 flexographic ink
指用于柔性版印刷的油墨。柔性版印刷是一种利用柔性橡胶或其他弹性印版的印刷方 式,其图像部分高于非图像部分。
3.9
凸版油墨 letterpress ink
指用于凸版印刷的油墨。凸版印刷是一种印刷工艺,其图像部分高于非图像部分,而 油墨从图像表面直接转移至承印物。
3.10
平版油墨 lithographic ink
指用于平版印刷的油墨。平版印刷是一种平版式印刷工艺,其图像部分与非图像部分 位于同一平面,而两者的化学特性不同。
3.11
热固油墨 heatset ink
指符合以下条件的印刷油墨:
(1) 用于配有烘干箱或者烤箱的连续式卷筒轮转印刷机;及
(2) 其油份受热挥发后变干或定形,再以冷凝卷筒使油墨凝结。
3.12
凹版油墨 gravure ink
指用于凹版印刷的油墨。凹版印刷是一种凹模印刷工艺,油墨经过卷筒或圆筒上微细 的蚀刻或雕刻凹位输送,过剩的油墨以刮墨刀以刮墨刀从筒的表面刮去。。
指用于丝网印刷的油墨。丝网印刷是一种印刷工艺,在印刷过程中,油墨穿透一块拉 紧而加上精制印图案网版的网状物或绢布。
3.14
排气筒高速度 emission pipe height
指自排气筒(或其主体建筑构造)所在的地平面至排气筒出口计的高度。
3.15
最高允许排放浓度 maximum acceptable emission concentration
指处理设施后排气筒中污染物任何 1 小时浓度平均值不得超过的限值;或指无处理设 施排气筒中污染物任何 1 小时浓度平均值不得超过的限值。
3.16
最高允许排放速率 maximum acceptable emission rate
一定高度的排气筒任何 1 小时排放污染物的质量不得超过的限值。
3.17
无组织排放 fugitive emission
不经过排气筒的无规则排放视为无组织排放。
3.18
无组织排放监控点浓度限值 concentration limit at fugitive emission reference point 标准状态下(温度 273K,压力 101.3 kPa),监控点(根据 HJ/T 55 确定)的大气污染 物浓度在任何 1 小时的平均值不得超过的值,单位 mg/m3。
4. 技术内容
4.1 污染源界定与时段划分
4.1.1 现有源是指本标准实施之日(2010 年 11 月 1 日)前已建成投产或环境影响评价文件 已获批准的污染源;新源是指自本标准实施之日(2010 年 11 月 1 日)起环境影响评价文件 通过审批的新、改、扩建污染源。
4.1.2 现有源和新源分时段执行不同的排放限值。现有源自本标准实施之日起至 2012 年 5 月 31日止执行第Ⅰ时段标准,自 2012 年 6 月 1 日起执行第Ⅱ时段标准;新源自本标准实施之 日起执行第Ⅱ时段标准。
4.1.3 排放限值、技术与管理规定未划分时段的,则自本标准实施之日起执行。
4.2 印刷油墨 VOCS含量限值
4.2.1 包装印刷企业生产过程中使用的印刷油墨的 VOCs 含量限值(为处于即用状态以 每公升油墨所含多少克 VOCs 计算)应执行表 1 的规定。表 1 印刷油墨 VOCs 含量限值
印刷油墨种类 VOCs含量的最高限值/(g/L)
2010年11月1日生效 2012年 6 月 1 日生效
柔性版萤光油墨 300 300
表 1 (续)
印刷油墨种类 含量的最高限值/(g/L)
2010年 10 月 1 日生效 2012年 6 月 1 日生效
用于不透气承印物的柔性版油墨 300 300
用于透气承印物的柔性版油墨 225 225
凸版油墨 300 300
平版油墨(热固油墨除外) 300 300
凹版油墨 -- 300
丝网版油墨 -- 400
4.3 排气筒 VOCS排放限值
4.3.1 现有源自标准实施之日(2010 年 11 月 1 日)起按表 2 规定执行第Ⅰ时段标准,自 2012年 6 月 1 日起按表 2 规定执行第Ⅱ时段标准。新源自本标准实施之日起按表 2 规定执 行第Ⅱ时段标准。
表 2 企业排气筒 VOCs 排放限值
印刷方式 污染物
最高允许排放浓度
(mg/m3)
最高允许排放速率(kg/h)
Ⅰ时段 Ⅱ时段 Ⅰ时段 Ⅱ时段
平版印刷(不含以金属、
陶瓷、玻璃为承印物的平版 印刷)、柔性版印刷
苯 1 1 0.36 0.25
甲苯与 二甲苯 合计
30 15 2.53 1.77
总 VOCs 100 50 5.4 3.78 凹版印刷、凸版印刷、
丝网印刷、平版印刷
(仅含以金属、陶瓷、玻璃 为承印物的平版印刷)
苯 1 1 0.36 0.25
甲苯与 二甲苯 合计
30 15 2.53 1.77
总 VOCs 120 80 5.4 3.78
4.4 无组织排放监控点 VOCS浓度限值
不经过排气筒的无规则排放视为无组织排放,应执行表 3 的无组织排放监控点浓度限 值。
表 3 无组织排放监控点浓度限值 (单位为 mg/m3)
苯 甲苯 二甲苯 总 VOCs
0.1 0.6 0.20 2.0
4.5 生产管理和工艺操作技术要求
车间原辅材料存储及生产工艺管理和操作技术要求参见附录 A。
4.6 排气筒高度与排放速率要求
4.6.1 排气筒高度不应低于 15 ,排气筒高度低于 15 ,则排放限值按照表 2“企业排气 筒 VOCs 排放限值”的 50%执行。
4.6.2 排气筒高度出遵守 4.6.1 的要求外,还应高出周围 200 M 半径范围的最高建筑 5 M 以上,不能达到该要求的排气筒,应按表 2 所列排放速率限值的 50%执行。
4.6.3 排放速率以企业为单位核算:企业内有多根排放含 VOCs 废气的排气筒,按所有排气 筒排放速率的加合值执行表 2 最高允许排放速率限值。
5. 监测
5.1 排气筒监测
5.1.1 生产排气筒应设置永久采样口,安装符合 HJ/T 1 要求的气体参数测量和采样的固定位 装置,并满足 GB/T 16157 规定的采样条件。
5.1.2 排气筒中 VOCs 的监测采样应按 GB/T 16157 和 HJ/T 397 的相关规定执行。
5.1.3 VOCs的分析测定应按照表 4 规定的方法执行。
表 4 VOCs 监测方法
序号 污染物 测定方法 方法标准名称
1 苯
活性炭吸附 二硫化碳解析 气 相色谱法
《空气和废气监测分析方法》
国家环境保护总局 2003 年第四 版注
2 甲苯 3 二甲苯
3 总 VOCs VOCs监测技术导则 附录 B
注:本标准 VOCs 测定暂参考以上所列方法,待国家发布相应的方法标准并实施后,停止 使用。
5.1.4 本标准规定的排气筒中 VOCs 浓度限值是指任何 1 小时浓度平均值不得超过的值,可 以任何连续 1 小时的采样获得平均值;或在任何 1 小时内以等时间间隔采集 3 个以上样品,
计算平均值。对于间歇性排放且排放时间小于 1 小时,则应在排放时段内实行连续监测,
或以等时间间隔采集 3 个以上样品并计平均值。
5.1.5 采样期间的工况应与日常实际运行工况相同。
5.1.6 生产设施应采用合理的通风措施,不得故意稀释排放。在国家未规定单位产品基准排 气量之前,暂以实测浓度作为判定是否达标的依据。
5.1.7 利用排气筒排放 VOCs 的污染源,其总 VOCS浓度和排放量应每半年检测一次。每次 检测至少 4 小时,检测报告应含检测浓度值、小时平均值及总平均值。监测报告应当由环 保机构认可的机构出具。企业应依据管道 VOCs 检测结果及含 VOCs 原料记录,计算全厂 VOCs的年排放量结果。
5.2 无组织监控点监测
5.2.1 本标准无组织监控点是指低于 15 m 的车间排气筒、具有代表性的车间通风口。
5.2.2 无组织排放监测点 VOCs 的分析测定应按照表 4 的规定执行。
5.2.3 本标准无组织排放 VOCs 浓度限值是指任何 1 小时浓度平均值不得超过的值,可以任
算平均值。对于间歇性排放且排放时间小于 1 小时,则应在排放时段内实行连续监测,或 以等时间间隔采集 3 个以上样品并计平均值。
5.2.4 采样期间的工况应与日常实际运行工况相同。
6. 标准实施
本标准由县级以上人民政府环境保护行政主管部门负责监督实施。
附录 A
(规范性附录)
生产工艺管理和操作技术要求
A.1 油墨、粘胶剂、有机溶剂等原辅材料宜储存在密封容器中。在有机溶剂转移、墨 辊等设备清洗过程中,应尽可能减少 VOCS排放。废弃的油墨桶、有机溶剂容器桶或胶水 桶在移交专门的回收处理机构前,应密封存储。
A.2 印刷、烘干、复合等工艺单元产生的含 VOCS废气,应回收利用;不能(或完全 不能)回收利用的,应采用围闭式集气系统或局部集气系统,将工艺过程产生的 VOCs 经 由密闭排气系统导入 VOCs 控制设备进行处理并达到本标准排放限值后排放。
A.3 密闭排气系统、污染控制设备应与工艺设施同步运转。废气收集装置和治理装置 必须按照规范参数条件运行。
A.4 企业经营者应每月记录企业使用的含 VOCS原料名称、VOCS含量、购入量、使用 量和库存量等资料。
附录 B
(规范性附录)
VOCs监测技术导则
注意:使用本方法的人员应有正规实验室工作的实践经验,熟悉气相色谱和/或固定污 染源废气的采样方法。本方法并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安 全和卫生措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。在有可能爆炸的环境下,要特别注 意仪器和操作的安全性。
B.1 适用范围
本附录规定了企业有组织排放废气中 VOCs 的监测方法。无组织监控点的 VOCs 监测 也可参照本附录中的相关方法执行。
B.2 方法概述
B.3 相关的标准和依据 采样方法参考:
1) 美国 EPA Mehtod 18.
2) GB/T 16157 固定源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法。
污染物测定分析方法参考:
3) GB50325-2006年(修订)民用建筑工程室内污染控制规范的附录E:室内空气中总 挥发性有机化合物(TVOC)的测定。
附 录 B方法的选择
B.2.2.1 本标准的VOCs浓度是指所有VOCs浓度的算术和。可以选择以下一种方式实施监 测:
1) 采用一种监测方法测定所有预期的有机物;
2) 采用多种特定监测方法分别测定所有的预期的有机物。
B.2.2.2 应选用表B.1所列的监测方法或其它经国家环保总局批准适用于本标准的方法。
B.2.2.3 所有的方法应均符合本附录B.3的基本要求。
表B.1 VOCs的监测方法
序号 污染物项目 方法标准名称 方法来源
1 苯
活性炭吸附二硫化碳解 析 气相色谱法
《空气和废气监测 分析方法》国家环境 保 护 总 局 2003 年 第 四版#
2 甲苯
3 (对、间、邻)二甲苯
4 总 VOCs VOCs监测技术导则 见 B.3
注:测定方法标准暂参考所列方法,待国家发布相应的方法标准并实施后,停止使 用。
说明:测定暂无使用方法标准的污染物项目,使用附录所列方法,待国家颁布相应的
附 录 C预期有机物的调查
本行业有机废气的具体组成与原材料配方有关。监测时首先调查分析有机废气的组成 类别、浓度范围、并列出预期的有机物。预期的有机物应占所有VOCs总量的85%以上。
包装印刷行业排放的废气中常见有机物参见表B.2。
本标准中测定方法适用于排气中的有机物成分已知的情况,如可能存在未知的有机 物,应进行必要的预监测。
表B.2 包装印刷工艺过程排放废气中的常见VOCs
工艺环节 常见有机污染物
制版、印刷、涂布、印后加工、清洁过程 乙酸、苯、甲苯、二甲苯、甲乙酮、异丙 醇、乙酸乙酯
B.1 基本要求
B.2 测定范围
方法的测定范围是由多方面决定的,如采样体积、吸附剂浓缩、样品稀释、检测器的 灵敏度等。有组织排放监测每种有机物的检测线不宜高于1mg/m3。
附 录 D采样
附 录 E采样应符合GB/T 16157的规定,具体污染物的采样还应根据该污染物的监测方 法执行。
附 录 F监测采样时,收集废气至排气筒的所有生产线应在正常稳定生产状态。
B.3.2.3 采样方法应能够采集所有的预期污染物。可以按分析方法的要求对不同的污染物分 别采样。
B.3.2.4 采样体积和采样时间可根据实际监测情况确定。
B.3.2.5 如采用不同于方法规定的采样方式,如改变吸附剂,应做论证并符合质量控制/质量 保证的要求。
B.3.2.6 注意事项
a) 部分废气的温度较高,应考虑温度对采样及监测的影响。
b) 部分废气的湿度较高,应考虑湿度对采样及监测的影响。
c) 使用固体吸附采样方法,不得超过吸附管的穿透量和穿透体积。
附 录 G分析
采用色谱分析方法时,为得到更佳的结果,可以不限于某种方法的具体要求而选择下 属的技术偏离,但所有偏离必须符合质量控制/质量保证的要求。
a) 选择不同的溶剂或稀释比例;
b) 选择不同的色谱柱;
c) 选择不同的色谱分析条件;
d) 选择不同类型的检测器。
附 录 H质量保证和控制
B.3.4.2 实际操作偏离方法规定要求的,必须符合方法的基本原则要求。方法没有具体规定 的,应参考GB/T 16157和本附录B.4.6的要求执行。
B.1 VOCs的监测方法
B.4.1原理
用 Tenax-TA 吸附管采集(也可根据实际情况选择合适吸附剂)一定体积的空气样品,
空气中的挥发性有机化合物保留在吸附管中,通过热解吸装置加热吸附管得到挥发性有机 化合物的解吸气体,将其注入气相色谱仪,进行色谱分析,以保留时间定性,峰面积定量。
本方法的测定下限与采样方式和检测器的灵敏度有关。吸附采样方式可以浓缩样品从 而降低检出限。不同的检测器的灵敏度有所不同。方法的测定下限是由检测器的满量程和 色谱柱的过载量决定的。用惰性气体稀释样品和减少进样体积可以扩展测定上线。另外,
高沸点化合物的冷凝问题也会影响到测定上限。
本方法不能检测高分子量的聚合物、在分析之前会聚合的物质以及在排气筒和仪器条 件下蒸汽压过低的物质。
如果检测不到任何物质,可改用其他方法,如 GC/MS 方法。
B.4.2 试剂和材料
B.4.2.1标准气体或液体有机化合物:作为标准的有机物纯物质,应为色谱纯,如果为分析 纯,需经纯化处理,以保证色谱分析无杂峰。
B.4.2.2 萃取溶剂:色谱纯。
B.4.2.3 钢瓶气体:载气、氧气和氢气(如需)。
B.4.2.4 零气:小于检出限。
B.4.3 仪器
B.4.3.1 热解吸装置:能对吸附管进行热解吸,解吸温度、载气流速可调。
B.4.3.2 气相色谱仪
B.4.3.3 色谱柱:根据待分析物质选用合适色谱柱,建议可采用 HP-VOC 专用柱。
B.4.3.4 气体采样器:流量 0~0.5L/min。
B.4.3.5 连接管:聚四氟乙烯材料胶管,用于采样气体管路的连接。
B.4.3.6 吸附管:不锈钢管或玻璃管,内装填吸附剂。见 GB/T 16157 中 9.3.5。
B.4.3.7 转子流量计:用于控制采样时通过气体采样器的气流流量。
B.4.3.8 流量校正器:校准采样器和转子流量计的流量。
B.4.4 吸附管采样 B.4.4.1 采样准备
B.4.4.1.1 采样前,用流量校正器校正气体采样器的流量,在采样期间,用转子流量计控制 通过采样器的流速,使其保持恒定。
B.4.4.1.2吸附管使用前应通氮气加热活化,活化温度应高于解吸温度,活化时间不少于 30min,活化至无杂质峰。
B.4.4.2 样品采集
无组织排放监控点的采样参考《空气和废气监测分析方法》(第四版),排气筒废气
注意:采样前应估计污染物的浓度和采样体积,避免发生吸附穿透(样气的湿度超过 2~3%,吸附管的吸附量将急剧下降)。
若现场大气中含有较多颗粒物,可在采样管前连接过滤头。记录采样时间、采样流量、
温度和大气压。
B.4.4.3 现场空白样品的采集
将活化后的采样管运输到采样现场,取下聚四氟乙烯帽后立即重新密封,不参与样品 采集,并同已采集样品的采样管一同存放。每次采集样品,都应采集至少一个现场空白样 品。
B.4.5 吸附管样品的分析 B.4.5.1 色谱柱的选择
根据预计的排放有机物(种类、浓度),选择一条能提供分离良好的出峰较快的色谱 柱。可以通过文献检索、色谱柱制造商、调查污染源排放等方式了解有关的信息。
B.4.5.2 色谱操作条件的建立
根据生产商提供的说明书来操作气相色谱仪。根据标准、试验确定分析的最优条件,
即能使预计分析的物质有良好的分离效果且最短的分析时间。
B.4.5.3 标准曲线的建立
使用与有机物相应的气体标准或液体标准,选择合适的浓度,每种有机物至少使用 4 个不同标准浓度点,为标准系列。用热解吸气相色谱法分析吸附管标准系列,以各组分的 含量(μg)为横坐标, 峰面积为纵坐标,绘制标准曲线。
B.4.5.4 测定
每支样品吸附管及未采样管,按标准系列相同的热解析气相色谱分析方法进行分析,以保 留时间定性、峰面积定量。
B.4.5.5 计算
B.4.5.5.1按以下公式计算标准状态在每一种有机物的浓度。
R V C m
nd c 式中:
Cc——标准状态下干空气中有机物的浓度,mg/m3; m——通过校准曲线得到的吸附管中有机物的质量,μg;
Vnd——标准状态下干采气体积,L;
R——回收实验得出的回收率,无量纲。
B.4.5.5.2 应按下式计算所采空气样品中总挥发性有机化合物(TVOC)的浓度:
i n
i c
TVOC C
C
1
式中:CTVOC——标准状态下所采空气样品中 TVOC 的浓度(mg/m3)。
注:1. 这里是指对包装印刷行业使用较多的挥发性有机化合物进行定量加和,包括:
乙酸、苯、甲苯、二甲苯、甲乙酮、异丙醇、乙酸乙酯等。可根据预其调查结果
2. 当与挥发性有机化合物有相同或几乎相同的保留时间的组分干扰测定时,宜通 过选择适当的气相色谱柱,或通过更严格地选择吸收管和调节分析系统的条件,
将干扰减到最低。
B.4.6 质量控制和质量保证 B.4.6.1 吸附管回收实验
在预测和识别所有相关的污染物后,应就相关的污染物对采样系统做适当回收试验。
按照吸附管采样法,在采样现场进行回收研究。使用两套完全相同的采样装置,一套加标 另一套不加标。在排气筒废气排放口或者无组织监测点并列两采样管,采样管应放在同一 断面上,相距 2.5cm。采样前在加标装置的吸附管中加入所有预计的化合物(气态或液 态)。加标量应是不加标装置收集量的 40~60%左右。两套装置同时采集管道气体,使用 相同的仪器和方法分析两套装置采集的吸附管样品,重复测试共 3 次。按以下公式计算每 一加标物质的平均回收率(R):
S u R (t )
V
S式中:
R:--- 平均回收率,无量纲。
t::---加标样品测定得浓度,mg/m3。 u:---未加标样品测定的浓度,mg/m3。 Vs:---加标样品的采样体积,L。
S:---加标物质的质量,μg。
重复回收试验三次,求取平均值,以保证试验过程的可靠性。平均回收率的有效范围 为:0.70<R<1.30。如果 R 值达不到要求,本采样技术不适用。
B.4.6.2 吸附管采样法的其它要求
B.4.6.2.1 (可选)测试样品吸附效率。如果可能穿透,应测试吸附效率。吸附管后部分的 结果超过总量(前后部分之和)的 10%,则认为已经穿透。
B.4.6.2.2 采样器或流量计应按规定校准。采样后流量变化大于 5%,但不大于 20%,应进行 修正;流量变化大于 20%,应重新采样。
B.4.6.3 方法的性能指标
由于不同污染源的样品含有不同的物质,因此不能有精确的检出下限。典型的气相色 谱技术有 5~10%的相对偏差。
本方法精密度:平行样偏差在不大于 5%。本方法准确度:偏差在不大于 10%。
B.4.6.4 干扰和消除
B.4.6.4.1 溶剂干扰的消除方法:选择合适的色谱柱;选择合适的检测器;通过改变流量和 升温程序来改变保留时间。
B.4.6.4.2 定期分析无烃空气或氮气的空白实验以保证分析系统没有被污染。
B.4.6.4.3 当样品中含有水蒸气时,测定水蒸气含量并修正气态有机物的浓度。
弐、 广东省《包装印刷行业挥发性有机 化合物排放标准编制说明》
(征求意见稿)
广东省包装印刷行业挥发性有机化 合物排放标准
编制说明
(征求意见稿)
《包装印刷行业挥发性有机物排放标准》课题组 二〇一〇年六月
《广东省包装印刷行业挥发性有机物排放标准》制定主管部门:
广东省环境保护厅
《广东省包装印刷行业挥发性有机物排放标准》起草单位:
广东省环境科学研究院
《广东省包装印刷行业挥发性有机物排放标准》参加起草单位:
华南理工大学、广东省印刷复制业协会
目 录
1. 标准制定的必要性和工作过程...1 1.1 标准制定的必要性...1 1.2 标准编制的工作过程...3 1.2.1 任务的来源...3 1.2.2 标准编制过程...3 1.3 标准制定原则...4 1.4 标准制定的政策依据...5 1.5 标准制定的总体思路...6 2. 广东省包装印刷行业概况...8 2.1 印刷油墨的定义和分类...8 2.2 包装印刷的定义和分类...10 2.3 广东省油墨生产的现状和特点...11 2.4 广东省包装印刷行业的现状和特点...13 3. 包装印刷行业工艺与 VOCS 排放特点分析...15 3.1 VOCS排放工艺环节分析...15 3.2印刷油墨及有机溶剂使用分析...16 3.3印刷工艺 VOCS排放特点分析...18 3.4 VOCS污染控制技术分析...19 3.4.1 VOCs的回收技术...20 3.4.2 VOCs的销毁技术...22 4. 国内外包装印刷 VOCS 控制措施及相关标准调研...24 4.1 国外包装印刷 VOCS控制措施及相关标准...24 4.1.1 美国...24 4.1.2 欧盟...25 4.1.3 日本...26 4.2 我国包装印刷 VOCS控制措施及相关标准...27
4.2.2 北京...27 4.2.3 香港...28 5. 标准适用范围和控制污染源...30 5.1 标准适用范围...30 5.2 标准控制内容及形式...30 5.2.1 污染源界定与时段划分...30 5.2.2规定油墨 VOCs 含量限值...31 5.2.3 确定排放控制的 VOCs 种类...31 5.2.4 排放控制项目的形式...35 5.3 标准限值的确定...37 5.3.1 油墨含量限值的确定...37 5.3.2 VOCs排放限值的确定...40 5.4 技术管理规定的说明...48 5.5 监测说明...52 6. 标准的技术可行性分析...53 6.1 有机废气处理技术企业调研...53 6.2 标准的技术可行性分析...54 7. 实施成本和效益分析...55 7.1 标准实施效益分析...55 7.2 对总量削减的贡献...56 附录 A 美国包装印刷行业 VOCS排放标准...57 附录 B 欧盟一些工业活动和设备中溶剂使用的 VOCS排放限值...59
1. 标准制定的必要性和工作过程
1.1 标准制定的必要性
挥发性有机化合物(volatile organic compounds,简称 VOCs)
是指在 20℃条件下蒸气压大于或等于 0.01 kPa,或者特定适用条件
下具有相应挥发性的全部有机化合物的统称。VOCs 是近地层臭氧
(O3)生成的重要前体物,对城市灰霾和光化学污染有重要贡献。
随着广东省国民经济及印刷包装业的上游油墨工业的快速发展
的持续稳定发展,广东省印刷复制业近些年发展迅速,已经成为已
成为广东文化产业的支柱。据统计,截止 2008 年 9 月 30 日,全省有
各类印刷企业 18449 家(不含“三印”企业),占全国印刷企业数量的
1/8;印刷工业总产值达 375 亿元,占全国的 30%以上。印刷行业
主要排放的污染物是含 VOCs 的有机废气,其中的 VOCs 主要来自
包装印刷使用的种类繁多的油墨、有机溶剂和粘胶剂以及工艺生产
造成的 VOCs 挥发,是重要的 VOCs 工业来源之一。
随着人们对 VOCs 重要人为源的认识以及对空气质量要求的提
高,对印刷行业生产的环保要求日益增加。本标准制定的主要目的
是鼓励和引导包装印刷企业提高清洁生产和污染控制技术,有效的
控制包装印刷行业 VOCs 排放,同时也为环境保护主管部门提供有
力的管理手段。广东省,尤其是珠三角地区包装印刷企业众多,涉
及多种不同的产品生产工艺,必须制定相应的法律法规和排放标准
和针对性强的管制措施,有效控制 VOCs 排放。
1、是应对区域大气复合污染,改善促进环境质量的根本要求
目前,广东省尤其是珠三角地区大气污染已经明显体现出细粒
子浓度高、臭氧浓度高、酸雨频率高、灰霾污染严重的区域性、复
合型特征。挥发性有机化合物(VOCs)是近地层臭氧(O3)生成的
重要前体物,能够导致城市灰霾和光化学烟雾。研究表明,珠江三
角洲臭氧生成处于 VOCs 控制区,以 VOCs 控制为重点才能有效降
低该区域的 O3浓度水平。因此有必要制定典型 VOCs 产生行业的
VOCs排放标准。
2、是完善标准体系,提升环境管理水平的重要手段
目前国家尚未颁布针对包装印刷行业的 VOCs 污染控制标准。
按照环境标准管理办法的规定,未制定行业排放标准的行业一律执
行综合污染物排放标准。近年来,广东省包装印刷行业发展迅速,
生产工艺和产品种类多样,仅仅依靠国家标准和《广东省大气污染
物排放限值标准》,远远不能满足包装印刷行业 VOCs 控制要求。
因此,为完善我省行业环境标准体系建设,提升包装印刷行业
VOCs污染控制管理能力,制定一份专门针对包装印刷行业的 VOCs
控制的标准是十分有必要的。
3、是推动行业技术革新,促进行业可持续发展的重要举措 目前,广东省包装印刷行业以中小企业居多,规模小,技术水
平参差不齐,环境保护和污染治理的能力与投入有限。加之目前国
家和广东省的大气污染物综合排放标准对 VOCs 控制力度不够,不
能有效促进包装印刷行业企业提升环保技术和治理水平。因此,通
过制定专门的包装印刷行业的 VOCs 排放标准,既可以淘汰部分规
模小、污染严重、技术水平低下的包装印刷行业中小企业,又有利
于推动整个行业的技术升级和进步,促进行业持续健康发展。
1.2 标准编制的工作过程
1.2.1 任务的来源
为深入贯彻落实省委省政府加强环境建设,改善空气质量,保
障民众健康的要求,适应全省经济发展和环境保护工作的需要,加
强全省 VOCs 排放控制,广东省环境保护厅于 2009 年 10 月下达了
制定《广东省包装印刷行业挥发性有机化合物(VOCs)排放控制标
准》的计划任务,由广东省环境科学研究院牵头,华南理工大学协
助,共同负责制定。
1.2.2 标准编制过程
(1)2009 年 10 月~2010 年 01 月。
——资料收集和整理。标准制定课题组查阅了世界卫生组织、
美国、欧盟、澳大利亚、日本、加拿大、香港、台湾和北京等国家
和地区对包装印刷行业挥发性有机物环境管理、污染治理方面的法
律、法规及控制措施。
——专家咨询。向长期从事 VOCs 排放治理技术研究的有关专
家进行了当前 VOCs 治理措施的咨询;向广东省印刷与复制业协会
的专家咨询了广东省包装印刷行业生产现状及特点。
——在文献调研和专家咨询的基础上,完成了广东省包装印刷
行业 VOCs 排放标准开题报告,并与 2010 年 1 月召开了标准开题论
证会。
(2)2010 年 2 月~2010 年 4 月上旬。
——与包装印刷企业的多次座谈交流。在广东复制业协会的协
助下,多次与广东不同类型的印刷企业举行座谈会,对广东省包装
印刷行业生产现状、污染排放和控制水平、标准制定构想、标准制
定原则、标准控制内容进行了深入交流和探讨。
——企业调研。选取纸张和书刊印刷、金属表面印刷、塑料软
包装印刷等代表性企业进行实地调研,基本掌握了广东省包装印刷
企业的原辅材料使用特点、生产工艺、VOCs 产生和排放环节、有
机废气治理设施及其运行情况。
(3)2010 年 4 月中旬~至今。
——开展企业 VOCs 排放浓度监测。依据印刷方式和承印物的
不同,筛选部分具有代表性的企业开展 VOCs 排放浓度的监测。
——在国内外 VOCs 控制标准调查研究的基础上,结合包装印
刷企业现场监测的结果分析计算论证,完成标准文本、编制说明的
征求意见稿,征求各方意见。
1.3 标准制定原则
(1)遵循技术经济可行性原则,以包装印刷工业现有成熟的、
经济合理的污染治理措施和技术为依托,并将之作为确定标准值的
依据之一及有关技术要求之一。
(2)时段分类原则。标准区别对待新源与现有源,现有源的标
准宽于新源,但经过若干年的技术革新与改造,应在要求年限达到
新源的排放标准。
(3)贯彻总量控制原则,浓度控制和总量控制相结合、全过程
控制,以负荷控制为主,设置相应的浓度指标值。
(4)合理借鉴国外、国内同行业的排放标准制定的经验,指导
标准工作。
(5)本标准的制定,应具有科学性和可操作性,真正为实现包
装印刷行业挥发性有机废气污染控制服务。
1.4 标准制定的政策依据
1、《改善珠江三角洲空气质素的联合声明》
粤港双方于 2002 年发表了《改善珠江三角洲空气质素的联合声
明》(简称“减排联合声明”),同意根据辖区内的污染源制定合适的减
排方案,共同执行管理计划,将珠江三角洲地区内的
SO 、NOx、PM 和 VOCs 的人为排放量,以 1997 年为参照基准,
分别削减 40%、20%、55%和 55%,并尽力争取在 2010 年达到这个
减排目标,大大改善整个地区的空气质素和烟雾问题。随着 2010 年
的到来,粤港双方正在评估第一轮减排效果,同时商讨实施第二轮
的 4 种污染物粤港联合减排计划。
2、《广东省珠江三角洲清洁空气行动计划》
《珠江三角洲地区改革发展纲要》及有关环境保护规划中均提
出,到 2020 年珠江三角洲地区大气环境质量要达到或接近世界先进
水平。经省政府同意,省环保厅、发改委、技监局等 6 部门联合发
布了《广东省珠江三角洲清洁空气行动计划》。该计划已于 2010 年
1月 1 日开始正式实施,采取三年一滚动连续实施方式。在计划中明
确提出,“要完善环境保护的地方法规和标准体系建设,制定有机溶
剂使用典型行业的挥发性有机化合物排放控制标准。”
3、《印发广州亚运会召开前空气质量保障措施方案的通知》
2010年 11 月,广州亚运会召开在即,2011 年深圳世界大学生
运动会也已开始筹备,为做好广州亚运会和大运会的空气质量保障,
经省人民政府同意,2010 年 2 月,省环保厅印发了《广州亚运会召
开前空气质量保障措施方案》。方案中,明确提出加大 VOCs 排放
整治力度的要求和项目,为配合项目更好推进,也为了实施应急条
件下空气质量改善措施的需要,也亟需制定并出台 VOCs 排放控制
标准。
1.5 标准制定的总体思路
(1)明确本标准的适用范围。
(2)考虑到包装印刷企业使用的不同油墨的组分差异是影响包
装印刷企业 VOCs 产生和排放的重要因素,因此本标准主要根据印
刷版式(平板印刷、凸版印刷、凹版印刷、丝网印刷、柔性印刷)
的不同,同时兼顾承印材料的差异,将印刷油墨分为 7 大类,分时
段规定了不同种类油墨(处于即用状态)中 VOCs 含量限值,旨在
推动企业采购低 VOCs 含量的印刷油墨和有机溶剂,从源头削减
VOCs产生量。
(3)划分现有源和新源,分两个时段执行不同的排放标准。标
准实施之日前建立的企业(现有源)首先执行现有(第Ⅰ时段)污
染源排放标准,但经若干年过渡期后,必须执行新建(第Ⅱ时段)
污染源排放标准。自标准实施之日起建设的企业则执行新源排放标
准。
(4)规定了包装印刷企业原辅材料储存和使用、主要 VOCs 排
放工艺环节要遵守的技术要求和环境管理要求。
(5)本标准提出了统一的 VOCs 监测技术导则。
2. 广东省包装印刷行业概况
2.1 印刷油墨的定义和分类
油墨是由作为分散相的色料和作为连续相的连接料组成的一种
稳定的粗分散体系。其中色料赋予油墨颜色,连接料提供油墨必要
的转移传递性能和干燥性能。此外油墨还需要助剂等各种添加剂,
用以改善油墨的性能。所以油墨通常主要由色料(颜料和染料)、
连接料和助剂组成。
印刷油墨的分类方法有多种,如按干燥方式分、按承印材料分、
按产品特性分等。不同的油墨分类方法如表 2-1 所示。
表 2-1 油墨分类方法
分类依据 序号 类别 特征
干燥方式
1 渗透干燥型油墨 含比较多的矿物油,油墨的一部
分连接料渗入纸张内部,另一部分连 接料则同颜料一起固着在纸张表面。
2 挥发干燥型油墨 含有大量的挥发性溶剂,油墨干
燥依靠自身的挥发能力挥发后,使颜 料和树脂基料固着在印刷物上。连接 料由树脂和有机溶剂组成。主要应用
分类依据 序号 类别 特征
3 氧化结膜干燥型油墨 以干性油为连接料。
4 辐射干燥型油墨 靠射线的能量使连接料的分子发生聚
合而从液体变为固体的干燥方式。
5 其他干燥型油墨 包括湿凝干燥型油墨、冷凝型干燥型
油墨、沉淀干燥型油墨等。
按印刷版 式分类
1 平版印刷油墨 也称胶印油墨,是一种有黏性的油
墨。
2 凸版印刷油墨 是一种典型的渗透干燥型油墨。如凸
轮转印油墨。
3 凹版印刷油墨 包括雕刻凹版油墨和照相凹版油墨。
4 柔性版印刷油墨 典型的溶剂挥发性型油墨。
5 孔版型印刷油墨 主要是丝网印刷油墨。
按承印材 料分类
1 纸张印刷油墨
2 中级、高级纸用油墨
3 纸板用油墨
4 织物印花油墨 5 织物印刷油墨
6 金属、玻璃、陶瓷、
搪瓷印刷油墨
按油墨的 自身特性 分类
1 荧光油墨
2 亮光油墨
3 快固着油墨
4 磁性油墨
5 导电油墨
6 香味油墨
7 紫外线干燥油墨
8 升华油墨
9 转印油墨
按溶剂类 型分
1 溶剂型油墨 使用有机溶剂作连接料
2 水性油墨 使用水作为连接料
从环境保护的角度来看,无论是用于何种用途的油墨,水性油
墨和溶剂性油墨是两种环境污染程度不同类型的油墨。水性油墨简
称为水墨,由水溶性树脂、有机颜料、表面活性剂及相关添加剂经
油墨中使用的溶剂是水而不是有机溶剂,以水作为稀释剂和清洗剂,
可见其价格便宜,来源广泛,对环境和人身体都无害,是一种良好
的“绿色”溶剂。在美国,符合 VOCs 规定的水性油墨要达到以下标准:
(1)使用状态的油墨组成中,挥发成分比例为 25%,水分在
25%以上;
(2)水分少的油墨在使用状态下,不挥发成分在 60%以上。
事实已经证明水性油墨较溶剂型油墨有其一些独特的优点,除
其显著的环保特征外,还具有它独特的性能:
(1)水性油墨蒸发量小,粘度较稳定,在印刷过程中印刷品稳
定性能较佳,所需费用少;
(2)水性油墨可以用水以任意比例稀释,印刷干燥后为水不溶
性印膜;
(3)由于聚合物固体份较高,水性油墨可以网点印刷,图案形
成优美的立体效果,可以提供较佳的遮盖力或着色强度。
2.2 包装印刷的定义和分类
印刷是指使用印版或其他方式将原稿上的图文信息转移到承印
物上的工艺过程,主要包括出版物印刷和包装物印刷(纸及纸板印
刷、书刊印刷、金属印刷、塑料印刷),根据印刷版式,可将印刷
方式分为凸版印刷、平版印刷、凹版印刷和丝网印刷四大类(表 2-
2)。
表2-2 主要的印刷方式
印刷方式 主要特点 应用示例
凸版印刷 适于线条原稿的包装印
刷,墨色厚实,色彩鲜艳
商标、标签、包装盒、
包装纸、不干胶印刷
平版印刷
适于连续调原稿印刷、
层次丰富,适应范围广
广告、样本、包装纸、
各类商标、挂历以及金属印 刷
凹版印刷 墨层厚、层次鲜明,适
于软包装材料印刷
各种塑料包装袋、复合 袋印刷、壁纸、建材印刷
丝网印刷
墨层厚,有重量感,适 于各种材料各种成型表面印 刷
纸 张 、 纸 板 、 织 物 印 刷,各类容器及瓷、罐类印 刷等
凸版印刷,其图像部分高于非图像部分,而印墨从图像表面直
接转移至承印物,其主要特征是印刷版面着墨部分凸出于非着墨部
分,常说的柔性版印刷是特殊的凸印方式。常见的凸版印刷方式有
活字印刷(包括泥活字、铅活字)和柔性版,现在只有柔性版还在
广泛使用。
平版印刷,其图像部分与非图像部分位于同一平面,而两者的
化学特性不同,其特点是印版上不着墨的空白部分和着墨的图文部
分同处在一个平面上,空白部分亲水疏油,图文部分亲油疏水。
凹版印刷,是一种凹模印刷工艺,印墨经过卷筒或圆筒上微细
的蚀刻或雕刻凹位输送,过剩的印墨以刮墨刀以刮墨刀从筒的表面
刮去。
丝网(孔板)印刷,在印刷过程中,印墨穿透一块拉紧而加上
精制印图案网版的网状物或绢布。丝网印刷墨层厚实,印迹轮廓立
体感强烈。
柔性版印刷,是一种特殊的凸印方式,是一种利用柔性橡胶或
其他弹性印版的印刷方式,其图像部分高于非图像部分。
2.3 广东省油墨生产的现状和特点
(1)国际油墨发展趋势
国际上油墨发展的主要趋势是“绿色环保油墨”。产品的绿色化主
要体现在两方面:一是无机颜料逐渐被有机颜料所代替,这样避免
了重金属等累积型有毒物质对人体健康的影响;颜料和其他原料中
的铅、铬、镉等重金属含量已经受严格限制。二是水性油墨和 UV
油墨逐步得到推广。水性油墨的一般标准是 VOCs 含量低于 5%,在
水性油墨推广的过程中,有毒溶剂的逐步替代是势在必行,如含苯
的凹印油墨已经逐渐转向无苯型凹印油墨;胶印油墨用矿物油的芳
香烃含量也将会受到限制;用植物油(如大豆油)提其酯类部分取代矿
物油的油墨也已经有了一定的生产规模。尽管如此,溶剂型的油墨
仍然占据着主要市场,在一定时间内无法被代替。目前,符合环保
的油墨主要有水性油墨、UV 油墨、水性 UV 油墨和一些醇溶性油墨,
我国应加大人力物力致力于环保型油墨的开发和使用。
(2)广东省油墨生产现状
课题组采用问卷调查的形式,向广东省主要的油墨生产企业了
解了我省油墨生产、油墨组分及油墨中 VOCs 含量的情况。
目前,广东省年生产平版印墨(热固印墨除外)约 6000 吨,凹版
印墨约 2000 吨,柔性版印墨 3000 吨。我省生产的各种油墨通常主
要由色料(颜料和染料)、连接料和助剂组成,不同类型的油墨的
各种组分所占的比例存在一定差别,详见表 2-3 至表 2-5。
表 2-3 广东省生产的平版印墨(传统平版胶印油墨)的组成成分
平版印墨(传统平版胶印油墨)的组成成分
材料名称 质量百分比
颜料 15-22%
合成树脂 50-60%
溶剂(水性是水或醇类) 20-30%
填充料 5-10%
表 2-4 广东省生产的平版印墨(大豆油胶印油墨)的组成成分 平版印墨(大豆油胶印油墨)的组成成分
材料名称 质量百分比
颜料 15-20%
合成树脂 25-30%
大豆油 20-25%
干性植物油 12-20%
溶剂(水性是水或醇类) 6-12%
填充料 3-8%
助剂 3-5%
表 2-5 广东省生产的凹版印墨的组成成分(复合白墨)
凹版印墨的组成成分(复合白墨)
材料名称 质量百分比
颜料 30-40%
合成树脂 12-20%
有机溶剂 40-50%
助剂 3-5%
2.4 广东省包装印刷行业的现状和特点
毗邻广东省的香港是世界四大印刷品的输出中心之一,香港的
回归,广东省政策的优惠,促使相当多的香港印刷企业到珠江三角
洲地区投资办印刷厂,使广东省的印刷业在短短的20年里发展成
为我国印刷业最发达的省区之一,印刷质量已达到或接近海外和港、
澳、台地区的水平,印刷业已成为广东省的支柱产业之一。现在,
印刷业除满足本省生产建设的需要外,还大量的承接国外、国内各
省、市的印刷业务。
截止 2008 年 6 月,全省共有各类印刷企业 18449 家,其中出版
物印刷企业 570 家,包装装潢印刷品印刷企业 11215 家,其他印刷
品印刷企业 6442 家,排版、制版、装订专项印刷企业 222 家。在各
类印刷企业中,“三资”印刷企业有 1100 家,他们多数是承印海外的
印刷品,销售额占全省的 40%。据统计,广东省的印刷企业,除三
资企业多外,集体、私营、个体企业也非常多。据协会统计,广东
印刷业按企业性质划分见表 2-6:
表 2-6 广东省印刷企业性质情况
企业性质 数量(家) 所占比例(%)
国企 402 3.9
集体 2910 28.6
私营 1654 16.3
三资 821 8
股份制企业 782 7.6
从企业类型上看,广东省的印刷企业的集体、私营、个体印刷
企业数量非常多,总共约占全省的印刷企业数量的 81.1%。三资企
业数量不大,但它们规模大、实力雄厚、营业额大。
广东省的印刷业特别是深圳、东莞、中山等地的三资企业,设
备一流,工艺技术先进,实力强。国内各地宣传、学习用的精装书
籍、精美画册和精美的包装物等高档印刷品近年纷纷来广东印刷。
广东省各地的印刷各有特点、各有侧重,广州、深圳两市主要以书
刊、报纸印刷为主;中山、东莞、南海、顺德等市则主要以商品包
装印刷为主。东莞有5万多家商品加工企业,顺德的小家电又非常
发达,每天生产的大量产品均需要印刷的包装材料包装。
3. 包装印刷行业 VOC S 排放工艺及特点分析
3.1 VOC
S排放工艺环节分析
虽然平版印刷、凹版印刷、凸版印刷、丝网印刷和柔版印刷等
不同印刷工艺的具体工序、所用的设备、用途以及原料不尽相同,
但它们都是按照相同的基本程序在版基上印刷图像。印刷工艺的基
本过程包括成像、制版、印刷和印后加工。包装印刷工艺单元
VOCs排放情况详见表 3-1。
表 3-1 包装印刷 VOCs 排放工艺环节分析
印刷工艺过程 排放 VOCs 情况
原材料存放 油墨、溶剂等的存放过程会释放出 VOCs
成像 显 影 剂 、 定 色 剂 / 定 影 剂 的 使 用 过 程 会 释 放 VOCs
制版 使用显影剂可能会释放出溶剂乙醇
印刷 1. 润版液的使用 (胶印机使用酒精润版液系统,乙
醇和异丙醇)
2. 油墨的使用 3. 加热烘干
印后加工 1. 粘胶剂的使用会释放 VOCs
2. 覆膜过程中使用了甲苯、天那水等
3. 油性上光材料使用的稀释剂主要是甲苯
清洁过程 清洁印版上的油墨、粘胶剂等过程所使用了有机溶
剂
废弃物存放和处置过程 废弃油墨、弃置的容器的处置过程会挥发 VOCs
包装印刷企业主要的 VOCs 排放环节是油墨和稀释剂的使用环
节。我国包装印刷行业在生产过程中使用的溶剂型油墨由颜料、连
结料、溶剂、填充剂和辅助剂组成,所用的溶剂主要是芳香烃类、
酯类、酮类、醚类等有机溶剂,这些溶剂大都具有毒性,且具有挥
发性。溶剂型油墨普遍含 50%~60%的挥发性组分,加上调整油墨
粘度所需的稀释剂,在印制品干燥时,溶剂型油墨所散发的挥发性
组分的总含量占 70%~80%。
3.2 印刷油墨及有机溶剂使用分析
按印刷版式的不同,现代油墨主要可分为凸版油墨、平版油墨、
凹版油墨和孔板(丝网)油墨四大类。这几种油墨的特点及添加有
机溶剂的情况如下:
(1)平版印刷油墨
由于平版印刷利用油水相斥的原理进行印刷,故平版油墨必须
具备抗水性能。按工艺分为胶印油墨、卷筒纸胶印油墨、平胶印油
墨、无水胶印油墨、印铁油墨、石印油墨、珂版油墨等。目前胶印
所用油墨以树脂型油墨为主。印铁油墨属于热固型油墨,需要高温
烘干。
平版印刷油墨中常使用乙醇、异丙醇、丁醇、丙醇、丁酮、醋
酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯等有机溶剂。
(2)凹版印刷油墨
凹版印刷油墨是一种挥发干燥的溶剂油墨,流动性大,粘度小。
凹印油墨中约含 0%~60%的溶剂。凹印油墨要保持较好的印刷适性,
必须加入较大比例的溶剂,通常添加 30%~70%的有机溶剂,主要是
甲苯、醋酸乙酯、丁酮、异丙醇等物质。在软包装中应用很广的特
种凹版印刷油墨,由于要考虑到塑料薄膜的粘着性和润湿性,经常
使用各种树脂作连接料。为了确保树脂的溶解性和印刷效果,一般
要向油墨总加入 4~7 种有机溶剂作辅助剂。
汽油型凹印油墨以汽油为溶剂,为低毒性油墨。混合型凹印油
墨和醇型凹印油墨毒性较小或很小,对环境污染小,用量正大幅上
升。水基凹印墨的溶剂是水和少量醇类,印品质量正在逐步提高,
被人们普遍看好,具有广阔的发展前景。
(3)凸版印刷油墨
凸版印刷主要用于印刷书刊、报纸、画册、单据、帐簿等。凸
版油墨多数是以挥发性干燥为主传统的溶剂型油墨,也有少量氧化
结膜渗透干燥、光固化型油墨。
应用于凸版印刷油墨中的溶剂主要是醇类(甲醇、乙醇、异丙
醇、正丁醇等)、酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯等)、烃类(正己烷、
正庚烷、二甲苯等)、酮类(丙酮、环己酮等)、醚类等,这些溶
剂大都具有毒性、有较浓的刺激性气味。
(4)孔版(丝网)印刷油墨
孔版油墨又分为誊写油墨和丝网版油墨。丝印油墨对承印物适
应性强,可使用多种类型的油墨。丝印油墨一般固含量比较高,有
机溶剂型油墨占 50%~60%,低于较凹印油墨。
在丝网印刷油墨中,一般在印刷时向油墨中添加 10%~30%的有
机溶剂。这些溶剂的沸点一般在 160~200℃。
(5)柔性版印刷油墨
柔性版印刷是一种特殊的凸印方式。虽然目前凸版印刷份额呈
大幅减少之势,但柔印凸版油墨却一枝独秀,在柔版印刷中所占的
份额正逐步上升。柔版油墨可分为溶剂型油墨、水墨和 UV 墨,后
两种由于其优良的环保性能正成为开发的重点。柔印在包装领域独
领风骚一个重要的原因在于,它采用水基油墨(它占据着油墨总量
的 8%),不含有毒有机物,正好符合现代包装印刷的绿色化发展趋
势。在柔印油墨中,用来印刷纸容器、瓦楞纸等的一般是水性油墨,
大都含有醋酸乙酯和丙基醇等有机溶剂。
3.3 印刷工艺 VOC
S排放特点分析
(1)平版印刷
平版印刷的印刷工艺要求有很强的着色力和一定的抗本性的油
墨,可而这些油墨这大部分都使用树脂型(含 VOCs)连接料,含
有 VOCs 挥发性油墨物质。据相关研究,平版印刷过程中所使用的
油墨含 VOCs 的量为 0.132 吨 VOCs/吨溶剂,虽然这些有机溶剂干燥
后绝大部分都会消除,但是残留部分仍会对人体造成危害;特别是
上墨面积较大、墨层较厚的印刷品,其残留溶剂较多,在使用过程
中释放出的有毒物质污染空气。
(2)凹版印刷
凹版印刷当油墨在印辊与压辊的压力下转移到印刷基材膜的过
程中向空气中排放大量 VOCs。凹印印刷排放 VOCs 气体量大、毒性
大。通常,在软包装印刷时,一般要向油墨总加入 4~7 种有机溶剂
作辅助剂,所以这种油墨的成分相当复杂,排放的 VOCs 成分多样。
(3)凸版印刷
凸版油墨是具有一定粘度的膏状油墨,在转移到承印物表面过
程中,这些油墨便向空气中释放出大量挥发性有机气体 VOCs。据
相关研究,凸版印刷过程中使用油性油墨含 VOCs 量为 0.74 吨
VOCs/吨溶剂,而使用水性油墨含 VOCs 量为 0.075 吨 VOCs/吨溶剂。
(4)孔版(丝网)印刷
由于孔版(丝网)印刷本身的特点,为这种有机溶剂添加燃烧
装置或回收装置,费用太高并且牵扯其他问题,所以都不实用,因
而,丝网印刷也会产生一定量的 VOCs 污染。据相关研究,孔版
(丝网)印刷其油墨使用造成的 VOCs 排放约为 0.3265 吨 VOCs/吨
溶剂。。
(5)柔性版印刷油墨
柔性版印刷油墨的转移依靠油墨从网穴中快速流出、流平(释
放少量 VOCs 物质)。在柔印油墨中,用来印刷纸容器、瓦楞纸等
的一般是水性油墨,不含有毒有机物,明显地减少了 VOCs 的排放。
柔性印刷也可以使用 UV 油墨,因而没有溶剂排放,不污染环境,
水性油墨的最大特点是明显地减少了 VOCs(有机溶剂的含有量不
到 5%)的排放,从而减轻了大气污染,特别适用于食品、饮料、药
品的包装印刷,符合现代绿色印刷的发展趋势。
3.4 VOC
S污染控制技术分析
VOCs的控制技术基本分为两大类:第一类是以改进工艺技术、
更换设备、防止泄漏乃至消除 VOCs 排放为主的预防性措施;第二类
是以末端治理为主的控制性措施。
第一类方法是人们所期望的,但是由于目前生产技术水平的限制,
向环境中排放和泄露不同浓度的有机废气是不可避免的,这时就必须
采用第二类方法。末端控制技术包含两类,第一类是非破坏性方法,即
采用物理方法将 VOCs 回收;第二类是通过生化反应将 VOCs 氧化分
解为无毒或低毒物质的破坏性方法。图 3-1 给出了常见的 VOCs 污
染控制技术。
图 3-1 常见的 VOCs 污染控制技术
3.4.1 VOCS的回收技术