自 1970 年代以來,主要在美國和歐洲通過的環境和社區噪音法規的大幅增長對航空航天工業產生了重大影響。 美國的《清潔水法》、《清潔空氣法》和《資源保護與恢復法》等立法以及歐盟的相關指令已經產生了大量的地方法規,以滿足環境質量目標。 這些法規通常會強制使用最佳可用技術,無論是新材料或新工藝還是堆尾控制設備。 此外,臭氧消耗和全球變暖等普遍問題迫使傳統運營方式發生變化,除非存在特殊情況,否則完全禁止使用氯氟烴等化學品。
直到 1980 年代,早期的立法對航空航天業務幾乎沒有影響。 該行業的持續增長以及機場和工業化地區周圍的運營集中度使得監管具有吸引力。 該行業在跟踪和管理排放到環境中的有毒物質以確保安全所需的計劃方面經歷了一場革命。 金屬精加工和飛機維修的廢水處理成為所有大型設施的標準配置。 危險廢物的隔離、分類、顯示以及後來的處置前處理都是在以前存在基本計劃的地方進行的。 隨著每個站點的成本上升到數百萬,處置站點的清理計劃成為許多公司的主要經濟問題。 在1980年代後期和1990年代初期,空氣排放佔飛機製造和運營排放總量的80%以上,成為監管的重點。 國際民航組織 (ICAO) 早在 1981 年就採用了發動機排放標準 (ICAO 1981)。
化學排放法規基本上影響所有化學加工、發動機和輔助動力裝置、加油和地面服務車輛操作。 例如,在洛杉磯,為達到《清潔空氣法》標準而減少地面臭氧和一氧化碳可能需要到 50 年將洛杉磯國際機場的航班運營減少 2005%(Donoghue 1994)。 每天都會跟踪那裡的排放量,以確保揮發性有機化合物和一氧化碳的總排放量限制低於允許的總量。 在瑞典,由於全球變暖的可能性,飛機二氧化碳排放被徵稅。 由於開頂脫脂劑的排放量處於歷史高位以及 1,1,1 三氯乙烷的臭氧消耗潛能和毒性,一些地區的類似法規已導致幾乎完全消除使用氯化溶劑(如三氯乙烷)的蒸汽脫脂。
也許迄今為止實施的範圍最廣的法規是 1995 年的航空航天國家有害空氣污染物排放標準 (NESHAP),該標準由美國環境保護署根據 1990 年的清潔空氣法修正案頒布。該法規要求所有航空航天業務遵守與當前美國控制實踐的最佳 12% 的平均水平相結合,以減少排放量最大的過程中的污染物排放。 該標準要求在 1998 年 1 月之前遵守。受影響最大的工藝和材料是手動擦拭和沖洗清潔、底漆和麵漆、油漆去除和化學銑削保護劑。 該法規允許流程更改或控制,並要求地方當局執行材料、設備、工作實踐和記錄保存要求。 這些規則的意義在於,將不考慮成本的最佳實踐強加給每個航空航天製造商。 它們迫使低蒸汽壓溶劑清潔材料和溶劑含量低的塗料以及應用設備技術進行全面改變,如表 XNUMX 所示。在產品安全或人員安全(由於火災隱患等)的情況下進行了一些例外) 會受到損害。
表 1. 美國 NESHAP 在製造和返工設施中的總結。
過程 | 資格1 |
航空航天部件的手動擦拭清潔 |
45 °C 時最大復合壓力為 20 mmHg 或使用特定的首選清潔劑 豁免密閉空間、在通電系統附近工作等。 立即封閉擦拭器以防止進一步蒸發 |
使用 VOC 進行沖洗清潔2 或 HAP3 含材料 | 液體的收集和密封 |
底漆和麵漆的應用 | 使用高傳輸效率設備4 |
底漆 HAP 含量少水 | 平均塗底漆 350 g/l5 |
面漆 HAP 含量水 | 平均 420 g/l 的面漆5 |
外表面油漆去除 |
零 HAP 化學品、機械爆炸、高強度光6. 每個地點/年允許使用含 HAP 的化學品對 6 架組裝飛機進行脫漆 |
含有無機 HAP 的塗料 | 顆粒物排放的高效控制 |
化磨面膜HAP含量少水 | 160 克/升的應用材料或高效蒸汽收集和控制系統 |
HAP 塗層操作造成的過噴 | 多級微粒過濾器 |
空氣污染治理設備 | 最低可接受效率加監控 |
噴槍清洗 | 清潔溶劑無霧化,有收集廢物的規定 |
1 適用大量記錄保存、檢查和其他要求,此處未列出。
2 揮發性有機化合物。 這些已被證明具有光化學反應性和地面臭氧形成的前體。
3 有害的空氣污染物。 這些是美國環境保護署列為有毒的 189 種化合物。
4 列出的設備包括靜電或大容量、低壓 (HVLP) 噴槍。
5 特種塗料和其他低排放工藝除外。
6 允許每架飛機每年使用 26 加侖含 HAP 的去除劑(商業)或每年 50 加侖(軍用)進行修補。
資料來源:美國 EPA 法規:40 CFR Part 63。
表 2 和表 3 分別提供了由於環境法規對美國製造和維護操作的影響而導致的典型化學危害和排放控製做法的摘要。 歐洲法規在很大程度上沒有跟上有毒氣體排放領域的步伐,而是更加強調消除產品中的鎘等毒素和加速淘汰臭氧消耗化合物。 例如,荷蘭要求運營商證明使用鎘對飛行安全至關重要。
表 2. 製造過程的典型化學危害。
常見流程 | 排放類型 | 化學品或危害 |
塗料,包括臨時保護塗料、面罩和油漆 |
固體過噴和溶劑蒸發
固體廢物,(例如,雨刷)
|
揮發性有機化合物 (VOC),包括甲乙酮、甲苯、二甲苯 消耗臭氧層化合物 (ODC)(氯氟烴、三氯乙烷等) 有機毒素,包括三氯乙烷、二甲苯、甲苯 無機毒素,包括鎘、鉻酸鹽、鉛 如上所述的揮發性有機化合物或毒素 |
溶劑清洗 |
溶劑蒸發 固體廢棄物(雨刷) 廢液 |
揮發性有機化合物、破壞臭氧層物質或毒素 揮發性有機化合物或毒素 廢溶劑 (VOC) 和/或受污染的水 |
除漆 |
蒸發或夾帶溶劑
腐蝕性廢液 灰塵、熱量、光 |
二甲苯、甲苯、甲乙酮等VOCs 有機毒素(二氯甲烷、酚類物質) 重金屬(鉻酸鹽) 腐蝕劑和酸,包括甲酸 有毒粉塵(爆破)、熱(熱剝離)和光 |
陽極氧化鋁 |
通風排氣 廢液 |
酸霧 濃酸通常為鉻酸、硝酸和氫氟酸 |
電鍍硬金屬 |
通風排氣 沖洗水 |
重金屬、酸、絡合氰化物 重金屬、酸、絡合氰化物 |
化學研磨 | 廢液 | 焦散和重金屬,其他金屬 |
封口 |
蒸發的溶劑 固體垃圾 |
揮發性有機化合物 重金屬、微量有毒有機物 |
Alodining(轉化塗層) |
廢液 固體垃圾 |
鉻酸鹽,可能是絡合的氰化物 鉻酸鹽、氧化劑 |
緩蝕化合物 | 顆粒物、固體廢物 | 蠟、重金屬和有毒有機物 |
複合製造 | 固體垃圾 | 未固化的揮發物 |
蒸氣脫脂 | 逸出的蒸氣 | 三氯乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯 |
水性脫脂 | 廢液 | VOC、矽酸鹽、痕量金屬 |
流程 | 廢氣排放 | 水排放 | 土地排放 |
塗層:過噴 | 排放控制設備1 用於過噴(揮發性有機化合物和固體顆粒) | 現場預處理和監測 | 處理和填埋3 油漆間廢物。 焚燒易燃物和填埋灰燼。 盡可能回收溶劑。 |
使用 VOC 進行溶劑清洗 | 排放控制2 和/或材料替代 | 現場預處理和監測 | 焚燒和填埋用過的雨刷 |
使用 ODC 進行溶劑清洗 | 由於禁止 ODCs 生產而導致的替代品 | 與機身相同顏色 | 與機身相同顏色 |
用毒素進行溶劑清洗 | 替代 | 現場預處理和監測 | 治療以降低毒性4 和垃圾填埋場 |
除漆 | 排放控製或用非 HAP 或機械方法替代 | 現場預處理和監測 | 處理污泥穩定並填埋 |
陽極氧化鋁、電鍍硬質合金、化學銑削和浸入式轉化塗層 (Alodine) | 某些情況下的排放控制(洗滌器)和/或替代 | 漂洗水的現場預處理。 現場或場外處理的酸和鹼濃縮物 | 處理污泥穩定並填埋。 經處理填埋的其他固體廢物 |
封口 | 通常不需要 | 通常不需要 | 焚燒和填埋用過的雨刷 |
腐蝕抑制化合物 | 通風過濾 | 通常不需要 | 刮水器、殘留化合物和噴漆室過濾器5 處理和填埋 |
蒸氣脫脂 | 再冷凝蒸汽的冷卻器 封閉系統,或 活性炭收集 | 廢水脫脂溶劑分離 | 有毒脫脂溶劑回收處理殘渣填埋 |
水性脫脂 | 通常不需要 | 現場預處理和監測 | 預處理污泥作為危險廢物管理 |
1 大多數航空航天設施都需要擁有工業廢水預處理設施。 有些人可能會接受全面治療。
2 控制效率通常必須大於 95% 去除/破壞進入濃度。 通常 98% 或更高是通過活性炭或熱氧化裝置實現的。
3 嚴格的垃圾填埋條例規定了處理、垃圾填埋場建設和監測。
4 毒性通過旨在預測固體廢物填埋場結果的生物測定和/或浸出測試來測量。
5 通常過濾油漆房。 出於實際考慮,不按順序完成的工作或修補等通常可以免除。
噪音法規遵循了類似的過程。 美國聯邦航空管理局和國際民用航空組織已經制定了改進噴氣發動機降噪的積極目標(例如,美國 1990 年機場噪聲和容量法案)。 航空公司面臨著用新一代飛機替換波音 727 或 McDonnell Douglas DC-9(國際民航組織定義的第 2 階段飛機)等老舊飛機的選擇,用“靜音”套件重新發動機或改裝這些飛機。 美國在 2 年 31 月 1999 日之前強制消除嘈雜的第 3 階段飛機,屆時第 XNUMX 階段規則將生效。
航空航天運營帶來的另一個危險是墜落碎片的威脅。 廢物、飛機零件和衛星等物品以不同程度的頻率下降。 就頻率而言,最常見的是所謂的藍冰,當馬桶系統排水管洩漏時,導致廢物在飛機外凍結,然後分離並掉落。 航空當局正在考慮制定規則,要求對洩漏的排水管進行額外檢查和糾正。 衛星碎片等其他危險偶爾也可能是危險的(例如,放射性儀器或電源),但對公眾的風險極低。
大多數公司都成立了組織來解決減排問題。 環境績效目標已製定,政策已到位。 許可證管理、安全材料處理和運輸、處置和處理需要工程師、技術人員和管理人員。
環境工程師、化學工程師和其他人被聘為研究人員和管理人員。 此外,還有一些程序可以幫助消除設計或過程中的化學物質和噪音排放源。