典型廢礦物油的產(chǎn)生工藝及其重金屬濃度特征

蘇　毅，楊延梅，岳　波，汪群慧，黃啟飛，李海玲

1.重慶交通大學(xué)河海學(xué)院，重慶400074 2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院固體廢物污染控制技術(shù)研究所，北京100012 3.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京100083

典型廢礦物油的產(chǎn)生工藝及其重金屬濃度特征

蘇毅1，楊延梅1，岳波2*，汪群慧3，黃啟飛2，李海玲2

1.重慶交通大學(xué)河海學(xué)院，重慶400074 2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院固體廢物污染控制技術(shù)研究所，北京100012 3.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京100083

分析了6種典型廢礦物油的產(chǎn)生工藝及特性，研究了廢礦物油樣品的重金屬濃度特征。結(jié)果表明，不同產(chǎn)生工藝和工作環(huán)境，油品的損耗程度和產(chǎn)污情況存在明顯差異。典型廢礦物油樣品中檢出的主要重金屬包括Cr、Ni、Zn、Cu、Pb、Mo和Ba等7種。其中，Zn濃度相對(duì)較高，Cr、Cu、Mo和Ba的濃度次之，Ni和Pb的濃度相對(duì)較少。Zn、Mo、Ba主要來自于添加劑摻入，Cr、Ni、Cu、Pb主要來自使用過程中磨料混入或雜質(zhì)進(jìn)入。6種廢礦物油直接進(jìn)入環(huán)境中的重金屬當(dāng)量濃度表現(xiàn)為廢車用潤(rùn)滑油＞廢液壓油＞廢淬火油＞廢冷凍機(jī)油＞廢防銹油＞廢白油。其中，廢車用潤(rùn)滑油和廢液壓油的重金屬潛在危害最高。廢礦物油再生利用過程中，重金屬絕大部分進(jìn)入廢渣中（如油渣、蒸餾殘?jiān)?、廢白土等），少部分殘留在再生產(chǎn)品中；焚燒處置過程中，重金屬的去向?yàn)闊煔夂偷谆?。因此，需要針?duì)廢礦物油的處置與資源化利用過程進(jìn)行嚴(yán)格管理，防止其中重金屬的二次污染。

廢礦物油；產(chǎn)生工藝分析；重金屬濃度；污染特性分析

蘇毅，楊延梅，岳波，等.典型廢礦物油的產(chǎn)生工藝及其重金屬濃度特征［J］.環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，5（2）：106-113.

SU Y，YANG Y M，YUE B，et al.Study on generation processes of used mineral oil and their heavy metal concentration characteristics［J］.Journal of Environmental Engineering Technology，2015，5（2）：106-113.

廢礦物油是指從石油、煤炭、油頁(yè)巖中提取和精煉，在開采、加工和使用過程中由于外在因素作用導(dǎo)致改變了原有的物理和化學(xué)性能，不能繼續(xù)使用的礦物油。廢礦物油主要來自于石油開采和煉制產(chǎn)生的油泥和油腳，礦物油類倉(cāng)儲(chǔ)過程中產(chǎn)生的沉淀物，機(jī)械、動(dòng)力、運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備的更換油及再生過程中的油渣及過濾介質(zhì)等。廢礦物油中含有多種有毒有害物質(zhì)，如重金屬、苯系物、多環(huán)芳烴等［1］，如果隨意傾倒不僅會(huì)對(duì)土壤、水體造成嚴(yán)重污染，也會(huì)嚴(yán)重危害人體健康。如果把廢礦物油倒入土壤，可導(dǎo)致植物死亡，被污染土壤內(nèi)微生物滅絕。一旦廢礦物油進(jìn)入飲用水源，1 t廢礦物油可以污染100萬t的飲用水［2-3］。目前，廢礦物油在我國(guó)被列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》，屬于第8類（HW08）危險(xiǎn)廢物，具有明顯的易燃性和毒性［4］。

另一方面，廢礦物油具有較高的再生利用價(jià)值，可以通過適宜的再生技術(shù)再生為基礎(chǔ)油、燃料油和柴油等產(chǎn)品。目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)廢礦物油的研究主要集中在再生利用方面［5-12］。廢礦物油的再生利用可分為能量再生和物質(zhì)再生。廢礦物油的能量再生主要包括直接燃燒和再生為燃料油。直接燃燒由于不加任何處理直接作為燃料，廢礦物油中含有的重金屬等污染物將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。將廢礦物油經(jīng)過熱解或催化裂解等方法再生為燃料油是目前國(guó)內(nèi)的主要再生方式之一，該方式可以解決廢礦物油中氯、硫、磷、重金屬等危害問題，但是再生過程會(huì)產(chǎn)生含油廢水、酸渣、油渣、廢白土等二次污染物，需要進(jìn)行安全處理與處置。廢礦物油的物質(zhì)再生則主要指通過再精制過程再生為原料油。品質(zhì)較好的廢潤(rùn)滑油，使用后其主要成分并未發(fā)生變化，經(jīng)過精制去除雜質(zhì)，則可得到品質(zhì)較好的再生基礎(chǔ)油。簡(jiǎn)單的物理精制方法包括沉降、離心、過濾等，可以去除廢礦物油中一些機(jī)械雜質(zhì)、水分、膠質(zhì)、炭粒等。但是，簡(jiǎn)單的物理精制方法基本無法滿足潤(rùn)滑油標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須采用減壓蒸餾-溶劑精制、絮凝、抽提絮凝、短程蒸餾、加氫精制等深度精制工藝生產(chǎn)獲得品質(zhì)較高的再生基礎(chǔ)油。

廢礦物油作為一種危險(xiǎn)廢物，同時(shí)具備顯著的危險(xiǎn)廢物與資源的雙重屬性。正是由于廢礦物油的這種雙重屬性，目前國(guó)內(nèi)絕大部分的廢礦物油通過沒有相應(yīng)經(jīng)營(yíng)資質(zhì)的小商販進(jìn)行非法回收，進(jìn)一步進(jìn)入后續(xù)的非法或者不規(guī)范的再生利用環(huán)節(jié)，在謀取巨額利潤(rùn)的同時(shí)給生態(tài)環(huán)境及人體健康造成巨大的潛在危害。目前，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究主要針對(duì)廢礦物油再生利用技術(shù)研發(fā)，而對(duì)于廢礦物油中污染物的污染特征及其歸趨卻關(guān)注較少。因此，筆者對(duì)典型廢礦物油產(chǎn)生企業(yè)進(jìn)行工藝分析與采樣，明確了6種典型廢礦物油的產(chǎn)生工藝、重金屬濃度，分析了典型再生利用工藝中重金屬污染物的歸趨，以期為廢礦物油的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及控制提供直接的源強(qiáng)數(shù)據(jù)支持。

1　材料方法

余的氨；加入1 mL濃硝酸，定容至100 mL，并用ICP-MS（7500a，Agilent Technology Co.，Ltd.，USA）分析測(cè)定其中的重金屬濃度，方法檢測(cè)限為0.01 μg/L。每個(gè)樣品設(shè)置3次重復(fù)處理。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007和Origin 8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

2　結(jié)果與討論

2.1典型廢礦物油產(chǎn)生特性分析

使用行業(yè)產(chǎn)生的廢礦物油主要指廢棄的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油根據(jù)用途可以分為車用潤(rùn)滑油、工業(yè)潤(rùn)滑油和其他，其中車用潤(rùn)滑油包括發(fā)動(dòng)機(jī)油、齒輪油等；而工業(yè)潤(rùn)滑油則包括液壓油、淬火油等；其他，如白油，則主要作溶劑使用。廢礦物油的產(chǎn)生特性與其產(chǎn)生工藝及工作環(huán)境直接相關(guān)。

2.1.1廢車用潤(rùn)滑油

車用潤(rùn)滑油在使用過程中會(huì)因?yàn)楦邷匮趸⒈友趸?、燃料與雜質(zhì)混入、金屬磨料等作用而緩慢變質(zhì)［13］，成為廢油。車用潤(rùn)滑油包括發(fā)動(dòng)機(jī)油、制動(dòng)器油、自動(dòng)變速器油、齒輪油和潤(rùn)滑脂等5種主要類型，其產(chǎn)廢系數(shù)如表1所示。在收集環(huán)節(jié)中，由于制動(dòng)器油、自動(dòng)變速器油、齒輪油和潤(rùn)滑脂等的產(chǎn)生量相對(duì)較小，通常會(huì)與廢發(fā)動(dòng)機(jī)油一起混合收集。

表1　車用潤(rùn)滑油的類型及其產(chǎn)廢系數(shù)Table 1Species and producing waste factor of motor oil

2.1.2廢淬火油

淬火油是一種常見的淬火介質(zhì)，一般要求具備良好的冷卻性能、高燃點(diǎn)和高閃點(diǎn)、良好的熱氧化安定性、低黏度和水分含量低等工作特性。淬火油在使用過程中同樣會(huì)因?yàn)樽陨淼难趸冑|(zhì)及雜質(zhì)混入而最終形成廢淬火油，淬火油的更換時(shí)間一般為1.5～2.0年，每次更換為2～3 t，廢棄的淬火油一般會(huì)進(jìn)行單獨(dú)收集。淬火油在使用過程中的損耗主要來自零件的攜帶損失，其產(chǎn)廢系數(shù)為0.8～0.9。

2.1.3廢冷凍機(jī)油

冷凍機(jī)油發(fā)生變質(zhì)的原因包括混入水分、氧化作用、雜質(zhì)混入。冷凍機(jī)油在使用過程中處于密閉環(huán)境，因而其損耗相對(duì)較少，產(chǎn)廢系數(shù)約為0.9。一般情況下，冷凍機(jī)油的更換周期為1.0～1.5年，更換的廢冷凍機(jī)油通常進(jìn)行單獨(dú)收集。

2.1.4廢液壓油

液壓油在液壓系統(tǒng)運(yùn)行過程中會(huì)因?yàn)榛烊牍腆w顆粒、水、空氣等雜質(zhì)以及自身的氧化變質(zhì)等原因最終成為廢液壓油。一般情況下，液壓油的更換周期約為1年，更換的廢液壓油進(jìn)行單獨(dú)收集，送往有資質(zhì)企業(yè)進(jìn)行再生利用。液壓油的損耗主要來自于液壓系統(tǒng)的滴漏，其產(chǎn)廢系數(shù)為0.8～0.9。

2.1.5廢防銹油

防銹油使用過程中可能會(huì)因?yàn)榛烊腚s質(zhì)、水分等原因而逐漸變質(zhì)成為廢防銹油。防銹油的損耗主要是由于鑄件表面攜帶損失，其產(chǎn)廢系數(shù)為0.1～0.2。

圖1　鋰電池PE隔膜的生產(chǎn)工藝及廢白油的產(chǎn)生Fig.1Production process for lithium battery PE membrane and its used oil generation

2.1.6廢白油

白油通常是經(jīng)過特殊深度精制處理后的礦物油，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、紡織、化纖、石油化工、電力、農(nóng)業(yè)等行業(yè)。圖1為鋰電池PE隔膜的生產(chǎn)工藝及廢白油的產(chǎn)生過程。由于該工藝對(duì)于白油的品質(zhì)要求較高，因此白油因混入少量的二氯甲烷而無法繼續(xù)使用，成為廢白油。同時(shí)，該工藝過程中溶劑白油幾乎無損耗，其產(chǎn)廢系數(shù)約為1.0。

2.2典型廢礦物油樣品的重金屬濃度

6種典型廢礦物油樣品中的重金屬濃度的總體情況如表2所示。由表2可知，6種典型廢礦物油樣品中檢出的主要重金屬包括Cr、Ni、Zn、Cu、Pb、Mo和Ba 7種，樣品中其余重金屬的濃度極低或未被檢出。其中，Zn的濃度相對(duì)較高，為6.89～511.98 mg/kg，平均值為74.36 mg/kg；Cr、Cu、Mo和Ba的濃度次之，其平均值分別為8.30、6.72、9.74和4.59 mg/kg；Ni和Pb的濃度相對(duì)較少，其平均值分別為0.79和0.37 mg/kg。

表2　典型廢礦物油樣品中的重金屬濃度Table 2Heavy metal concentration in typical used mineral oil samples

典型廢礦物油樣品中的Cr濃度如圖2所示。由圖2可知，6種典型的廢礦物油樣品中均檢出了Cr。其中，廢車用潤(rùn)滑油中Cr濃度為3.40～4.43 mg/kg，平均值為3.89 mg/kg；廢淬火油中Cr濃度為2.21～3.33 mg/kg，平均值為2.68 mg/kg；廢防銹油中Cr濃度為3.62～8.01 mg/kg，平均值為5.28 mg/kg；廢液壓油中Cr濃度為3.42～9.15 mg/kg，平均值為5.94 mg/kg；廢冷凍機(jī)油中Cr濃度為5.80～10.75 mg/kg，平均值為8.04 mg/kg；廢白油中Cr濃度為2.00～2.38 mg/kg，平均值為2.16 mg/kg，其濃度相對(duì)較低。廢礦物油中重金屬來源分為添加劑摻入和使用過程中磨料混入。廢礦物油樣品中的Cr則是主要來自在使用過程中磨料混入，如廢機(jī)油、廢液壓油和廢冷凍機(jī)油中的Cr則主要來自于在使用過程中金屬零部件的磨損，廢淬火油和廢防銹油中的Cr則主要來自工件表面及空氣中的灰塵顆粒物。

典型廢礦物油樣品中的Ni濃度如圖3所示。由圖3可知，整體上6種典型廢礦物油中Ni的濃度相對(duì)較低，且廢冷凍機(jī)油和廢白油中Ni未檢出。其中，廢車用潤(rùn)滑油中Ni濃度為0.62～1.17 mg/kg，平均值為0.77 mg/kg；廢淬火油中Ni濃度為0.45～0.92 mg/kg，平均值為0.72 mg/kg；廢防銹油中Ni濃度為0.37～0.83 mg/kg，平均值為0.67 mg/kg；廢液壓油中Ni濃度為0.19～0.83 mg/kg，平均值為0.52 mg/kg。廢礦物油中Ni的來源與Cr基本相同，即來自使用過程中的磨料混入。

圖2　典型廢礦物油樣品中的重金屬Cr濃度Fig.2Heavy mental Cr concentrations in typical used mineral oil samples

典型廢礦物油樣品中的Zn濃度如圖4所示。由圖4可知，6種典型廢礦物油中Zn的濃度存在顯著差異。其中，廢車用潤(rùn)滑油中Zn濃度為40.56～298.40 mg/kg，平均值為164.31 mg/kg；廢淬火油中Zn濃度為97.39～123.61 mg/kg，平均值為107.13 mg/kg；廢防銹油中Zn濃度為9.63～10.17 mg/kg，平均值為9.90 mg/kg；廢液壓油中Zn濃度為190.57～216.46 mg/kg，平均值為203.51 mg/kg；廢冷凍機(jī)油中Zn濃度為7.13～11.65 mg/kg，平均值為9.86 mg/kg；在廢白油中Zn濃度為9.18～14.14 mg/kg，平均值為11.30 mg/kg。廢礦物油中Zn主要來源于二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP）［14-19］和二烷基二硫代氨基甲酸鋅（ZnDTC）［20-21］2種添加劑的摻入。不同廢礦物油中Zn濃度從高到低依次為廢液壓油＞廢車用潤(rùn)滑油＞廢淬火油＞廢白油≈廢冷凍機(jī)油≈廢防銹油，呈現(xiàn)這種差異的主要原因是不同工作環(huán)境對(duì)于礦物油油品在抗磨、極壓、抗氧和抗腐蝕等方面的要求不同，因此油品中添加劑的類型及添加比例存在明顯差別。此外，廢礦物油中Zn也存在設(shè)備磨料混入和鍍鋅管道傳輸混入的可能性。

圖3　典型廢礦物油樣品中的重金屬Ni濃度Fig.3Heavy mental Ni concentration in typical used mineral oil samples

圖4　典型廢礦物油樣品中的重金屬Zn濃度Fig.4Heavy mental Zn concentration in typical used mineral oil samples

典型廢礦物油樣品中的Cu濃度如圖5所示。由圖5可知，廢車用潤(rùn)滑油中Cu濃度為2.63～ 22.21 mg/kg，平均值為13.18 mg/kg；廢淬火油中Cu濃度為2.94～4.44 mg/kg，平均值為3.91 mg/kg；廢防銹油中Cu濃度為0.95～1.12 mg/kg，平均值為1.04 mg/kg；廢液壓油中Cu濃度為2.10～2.17 mg/kg，平均值為2.14 mg/kg；廢冷凍機(jī)油中Cu濃度為0.67～0.86 mg/kg，平均值為0.78 mg/kg；在廢白油中Cu濃度為0.82～1.86 mg/kg，平均值為1.30 mg/kg。不同廢礦物油樣品中Cu濃度表現(xiàn)為廢車用潤(rùn)滑油?廢淬火油＞廢液壓油＞廢白油＞廢防銹油＞廢冷凍機(jī)油。此外，廢礦物油中重金屬Cu的來源與Cr基本相同，均來自于使用過程中磨料混入。

圖5　典型廢礦物油樣品中的重金屬Cu濃度Fig.5Heavy mental Cu concentration in typical used mineral oil samples

典型廢礦物油樣品中的Pb濃度如圖6所示。由圖6可知，廢車用潤(rùn)滑油中Pb濃度為0.19～0.27 mg/kg，平均值為0.24 mg/kg；廢淬火油中Pb濃度為0.01～0.12 mg/kg，平均值為0.04 mg/kg；廢防銹油中Pb濃度為0.005～0.041 mg/kg，平均值為0.014 mg/kg；廢液壓油中Pb濃度為0.003～0.049 mg/kg，平均值為0.029 mg/kg；廢冷凍機(jī)油中Pb濃度為0.05～0.15 mg/kg，平均值為0.11 mg/kg；廢白油中Pb濃度為0.02～0.32 mg/kg，平均值為0.13 mg/kg?？傮w上，不同廢礦物油中重金屬Pb濃度相對(duì)較低，其中廢車用潤(rùn)滑油中Pb濃度高于其他廢礦物油。目前，由于無鉛汽油的推廣使用，大大降低了廢車用潤(rùn)滑油中的重金屬Pb濃度，但是也存在車用燃料油中微量的Pb在氣缸燃燒過程中混入廢車用潤(rùn)滑油中的可能。

典型廢礦物油樣品中的Mo濃度如圖7所示。由圖7可知，6種典型廢礦物油中Mo的濃度存在顯著差異。其中，廢車用潤(rùn)滑油中Mo濃度為2.92～51.57 mg/kg，平均值為33.32 mg/kg；廢淬火油中Mo濃度為7.29～7.78 mg/kg，平均值為7.46 mg/kg；廢防銹油中Mo濃度為0.37～0.55 mg/kg，平均值為0.46 mg/kg；廢液壓油中Mo濃度為6.09～7.09 mg/kg，平均值為6.59 mg/kg；廢冷凍機(jī)油和廢白油中Mo均未檢出。廢礦物油中Mo的主要來源為添加劑摻入，其中二烷基二硫代氨基甲酸鉬（MoDTC）作為一種多效添加劑，具有良好的抗氧、抗腐、極壓等性能［22-23］，被廣泛應(yīng)用于潤(rùn)滑油添加劑。此外，不同廢礦物油中Mo濃度表現(xiàn)為廢車用潤(rùn)滑油?廢淬火油≈廢液壓油＞廢防銹油＞廢白油≈廢冷凍機(jī)油。

圖6　典型廢礦物油樣品中的重金屬Pb濃度Fig.6Heavy mental Pb concentration in typical used mineral oil samples

圖7　典型廢礦物油樣品中的Mo濃度Fig.7Heavy mental Mo concentration in typical used mineral oil samples

典型廢礦物油樣品中的Ba濃度如圖8所示。由圖8可知，廢車用潤(rùn)滑油中Ba濃度為2.92～ 4.16 mg/kg，平均值為3.81 mg/kg；廢淬火油中Ba濃度為9.23～11.47 mg/kg，平均值為10.72 mg/kg；廢防銹油中Ba濃度為4.77～7.46 mg/kg，平均值為6.42 mg/kg；廢液壓油中Ba濃度為4.10～4.95 mg/kg，平均值為4.53 mg/kg；廢冷凍機(jī)油中Ba濃度為0.72～0.96 mg/kg，平均值為0.84 mg/kg；廢白油中Ba未檢出。廢礦物油中Ba主要來自于添加劑摻入，其中以石油磺酸鋇的使用范圍最廣，具有優(yōu)良的防銹、抗潮濕、抗鹽霧、抗鹽水和水置換等性能［24-25］。此外，不同廢礦物油中Ba濃度表現(xiàn)為廢淬火油＞廢防銹油＞廢液壓油＞廢車用潤(rùn)滑油＞廢冷凍機(jī)油＞廢白油（未檢出）。

圖8　典型廢礦物油樣品中的重金屬Ba濃度Fig.8Concentration of Ba in typical used mineral oil samples

廢礦物油中含有多種重金屬，且不同重金屬對(duì)于環(huán)境的危害存在顯著差別，因此采用潛在生態(tài)危害指數(shù)法中的重金屬毒性系數(shù)［26］（表3）進(jìn)行折算，以表征不同類別廢礦物油直接進(jìn)入環(huán)境中重金屬的潛在危害特性。不同廢礦物油直接進(jìn)入環(huán)境中重金屬的當(dāng)量濃度（生態(tài)危害指數(shù)法）如圖9所示。由圖9可知，不同廢礦物油折算后的重金屬當(dāng)量濃度表現(xiàn)為廢車用潤(rùn)滑油（243.04 mg/kg）＞廢液壓油（228.81 mg/kg）＞廢淬火油（135.89 mg/kg）＞廢冷凍機(jī)油（30.39 mg/kg）＞廢防銹油（29.06 mg/kg）＞廢白油（22.76 mg/kg）。因此，可以認(rèn)為廢車用潤(rùn)滑油和廢液壓油的重金屬潛在危害最高，廢淬火油次之，廢防銹油、廢冷凍機(jī)油和廢白油則相對(duì)較小。廢礦物油中的重金屬濃度與添加劑摻入和工作過程雜質(zhì)摻入直接相關(guān)，其中車用潤(rùn)滑油和液壓油的工作環(huán)境相對(duì)苛刻，一方面需要添加劑的添加比例大，另一個(gè)方面部件磨損相對(duì)較重，因此廢車用潤(rùn)滑油和廢液壓油中的重金屬濃度相對(duì)較多，且環(huán)境危害程度更大，需要在后續(xù)加強(qiáng)相關(guān)環(huán)境管理措施以控制其危害。

表3　基于潛在生態(tài)危害指數(shù)法的重金屬毒性系數(shù)［26］Table 3The toxicity coefficient of heavy metals in the evaluation of potential ecological risk index

圖9　不同廢礦物油直接進(jìn)入環(huán)境中重金屬的當(dāng)量濃度（生態(tài)危害指數(shù)法）Fig.9Equivalent concentration of heavy metals in typical used mineral oil samples

2.3廢礦物油在處置與再生利用過程中重金屬的歸趨分析

廢礦物油中重金屬的歸趨如圖10所示。由圖10可見，廢礦物油中重金屬最終去向與其處置及再生利用方式密切相關(guān)?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前我國(guó)廢礦物油處置與利用包括再生利用和焚燒處置等主要方式，不排除部分地區(qū)還存在國(guó)家明令禁止的非法再生和隨意丟棄等現(xiàn)象。

圖1　0廢礦物油處置與再生利用過程中重金屬的歸趨分析Fig.10Whereabouts of heavy metals in the used oil disposal and recycling process

廢礦物油的再生利用可以分為簡(jiǎn)單再生和深度再生。簡(jiǎn)單再生主要通過如加熱、離心、沉降、吸附、過濾等物理方法進(jìn)行再生，并加入一定量添加劑進(jìn)行可循環(huán)利用，再生過程中重金屬一部分進(jìn)入油渣、酸渣、廢白土和廢水中，另一部分則殘留在再生油品中繼續(xù)使用。因此，簡(jiǎn)單再生過程產(chǎn)生的二次污染物中含有大量重金屬，必須進(jìn)行妥善的處置，同時(shí)殘留在再生油品中的重金屬則會(huì)在一定程度上影響潤(rùn)滑油的品質(zhì)，引起機(jī)械設(shè)備及零部件的過度磨損。深度再生則是將廢礦物油通過吸附精制、硫酸精制、蒸餾、裂解、加氫等方法再生為基礎(chǔ)油、燃料油或者柴油等，通過上述深度再生工藝生產(chǎn)的再生產(chǎn)品中基本上不會(huì)帶入重金屬，重金屬則主要轉(zhuǎn)移到殘?jiān)?，如吸附精制產(chǎn)生的廢白土和廢吸附砂、硫酸精制產(chǎn)生酸渣、蒸餾產(chǎn)生蒸餾殘?jiān)?、裂解產(chǎn)生的裂解殘?jiān)??？傮w而言，廢礦物油中的重金屬最終絕大部分進(jìn)入了再生過程產(chǎn)生的廢棄物或者殘?jiān)校鶕?jù)危險(xiǎn)廢物的衍生原則，廢礦物油經(jīng)過處理后產(chǎn)生的廢渣仍然為危險(xiǎn)廢物，需要交由有資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行安全處置。由于該類含油廢物含有大量重金屬，同樣具有一定的熱值，因此需要嚴(yán)格防止該類再生殘?jiān)ㄟ^工業(yè)窯爐焚燒、民用鍋爐焚燒以及隨意丟棄等方式進(jìn)行不規(guī)范或者非法處置，造成重金屬污染物二次釋放進(jìn)入環(huán)境。

目前，廢礦物油作為危險(xiǎn)廢物的正規(guī)渠道是進(jìn)行危險(xiǎn)廢物焚燒處置［27-28］，主要是在危險(xiǎn)廢物焚燒過程中作為輔助燃料添加以回收其熱量。同時(shí)，由于目前廢礦物油的環(huán)境管理相對(duì)薄弱，仍有大量的品質(zhì)相對(duì)較差且熱值較高的廢礦物油被用于工業(yè)窯爐或民用鍋爐的輔助燃料摻燒，更有極端情況是將廢潤(rùn)滑油直接加入柴油中生產(chǎn)劣質(zhì)柴油。在上述焚燒過程中，若沒有嚴(yán)格的污染控制設(shè)施，廢礦物油中的重金屬會(huì)通過煙氣顆粒物的形式重新進(jìn)入環(huán)境中，對(duì)周邊環(huán)境及暴露人群造成直接影響。因此，作為危險(xiǎn)廢物，要嚴(yán)格防止廢礦物油直接作為民用鍋爐或者工業(yè)窯爐燃料摻燒使用?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)研還發(fā)現(xiàn)，部分汽車維修車間將廢礦物油直接燃燒用于烤漆房的加熱工序，由此對(duì)于作業(yè)人員的身體健康將造成直接的危害，需要對(duì)這類行為進(jìn)行嚴(yán)格管理。

3　結(jié)論

（1）廢礦物油的產(chǎn)生特性與其產(chǎn)生工藝及工作環(huán)境直接相關(guān)。不同產(chǎn)生工藝和工作環(huán)境，油品的損耗程度和產(chǎn)廢情況存在明顯差異，其中廢防銹油的產(chǎn)廢系數(shù)最小，為0.1～0.2；廢車用潤(rùn)滑油、淬火油、冷凍機(jī)油和液壓油次之，為0.6～0.9；而溶劑白油的產(chǎn)廢系數(shù)最大，約為1.0。

（2）典型廢礦物油樣品中檢出的主要重金屬包括Cr、Ni、Zn、Cu、Pb、Mo和Ba等7種，其中Zn濃度相對(duì)較高，平均值為74.36 mg/kg；Cr、Cu、Mo和Ba濃度次之，其平均值分別為8.30、6.72、9.74和4.59 mg/kg；Ni和Pb濃度相對(duì)較少，其平均值分別為0.79和0.37 mg/kg。此外，Zn、Mo、Ba主要來自于添加劑摻入，Cr、Ni、Cu、Pb則主要來自使用過程中磨料混入或雜質(zhì)進(jìn)入。

（3）6種廢礦物油直接進(jìn)入環(huán)境中重金屬當(dāng)量濃度依次為廢車用潤(rùn)滑油（243.04 mg/kg）＞廢液壓油（228.81 mg/kg）＞廢淬火油（135.89 mg/kg）＞廢冷凍機(jī)油（30.39 mg/kg）＞廢防銹油（29.06 mg/kg）＞廢白油（22.76 mg/kg），其中廢車用潤(rùn)滑油和廢液壓油的重金屬潛在危害最高。

（4）廢礦物油中重金屬的最終去向和其處置與再生利用方式密切相關(guān)。廢礦物油再生利用，其中重金屬絕大部分進(jìn)入廢渣中（如油渣、蒸餾殘?jiān)?、廢白土等），少部分殘留在再生產(chǎn)品中；焚燒處置，則其中重金屬的主要去向?yàn)闊煔夂偷谆摇?/p>

［1］王琪，黃啟飛，高興保，等.廢礦物油貯存豁免量限值研究［J］.環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，3（1）：41-45.

［2］李西昌，晏雙利.廢礦物油的污染及防治對(duì)策［J］.再生資源研究，1999（3）：31-32.

［3］諸紅玉，須曉東，金笑非，等.廢潤(rùn)滑油再生處理的方法及選擇［J］.中國(guó)西部科技，2011，10（2）：8.

［4］王琪，黃啟飛，閆大海，等.我國(guó)危險(xiǎn)廢物管理的現(xiàn)狀與建議［J］.環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，3（1）：1-5.

［5］王興衛(wèi).催化裂解廢潤(rùn)滑油制備輕柴油技術(shù)研究［D］.南昌：江西理工大學(xué)，2011.

［6］王華.抽提絮凝-白土精制工藝再生廢潤(rùn)滑油的研究［D］.廣州：華南理工大學(xué)，2012.

［7］吳云，董玉，張賢明，等.短程蒸餾條件對(duì)廢潤(rùn)滑油再生餾分色度的影響［J］.化工進(jìn)展，2014，33（5）：1312-1316.

［8］張賢明，楊小平，歐陽(yáng)平.廢潤(rùn)滑油絮凝再生的研究進(jìn)展［J］.現(xiàn)代化工，2014（1）：48-51.

［9］馬章杰，郭大光，孫甜穎，等.潤(rùn)滑油再生工藝研究進(jìn)展［J］.當(dāng)代化工，2013，42（11）：1582-1585.

［10］林月明，郭大光，趙琳，等.車用廢潤(rùn)滑油再生工藝的研究［J］.當(dāng)代化工，2013，42（10）：1367-1369.

［11］汪廷貴，涂晶，吾滿江，等.亞臨界CO2萃取拔頭廢礦物油再生潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油［J］.石油煉制與化工，2012，43（4）：51-54.

［12］唐建偉，吳克宏，林茂光，等.膜分離技術(shù)在廢礦物油再生中的研究進(jìn)展［J］.膜科學(xué)與技術(shù)，200，30（1）：103-106.

［13］曹喜煥，李建軍.潤(rùn)滑油檢測(cè)及選用指南［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

［14］FIELDS S.ZDDP：going，going...or not［J］.Tribology& Lubrication Technology，2005，61（5）：24-30.

［15］BARNES A M，BARTLE K D，THIBON V R.A review of zinc dialkyldithiophosphates（ZDDPS）：characterisation and role in the lubricating oil［J］.Tribology International，2001，34（6）：389-395.

［16］羅海棠，謝龍，張立，等.二烷基二硫代氨基甲酸鹽的合成與性能［J］.合成潤(rùn)滑材料，2013，40（2）：26-31.

［17］王汝霖.潤(rùn)滑劑摩擦化學(xué)［M］.北京：中國(guó)石化出版社，1994：238-242.

［18］TULI D K，SARIN R，GUPTA A K，et al.Synthetic metallic dialkyldithiocarbamatesasantiwearandextreme-pressure additives for lubricating oils：role of metal on their effectiveness［J］.Lubrication engineering，1995，51（4），298-303.

［19］BARNES A M，BARTLE K D，THIBON V R A.A review of zinc dialkyldithiophosphates（ZDDPS）：characterisation and role in the lubricating oil［J］.Tribology International，2001，34（6）：389-395.

［20］HAKAN K.The impact of crankcase oil containing phosphorus on catalytic converters and engine exhaust emission［J］.Industrial Lubrication and Tribology，2001，53（6）：237-255.

［21］TRUHANA J J，QU J，BLAU P J.The effect of lubricating oil condition on the friction and wear of piston ring and cylinder liner materials in a reciprocating bench test［J］.Wear，2005，259（7）：1048-1055.

［22］蔣麗娟，王澎濤，李來平，等.二烷基二硫代氨基甲酸鉬添加劑的研發(fā)進(jìn)展［J］.潤(rùn)滑油，2011，26（5）：23-27.

［23］仇建偉，李建明，周旭光，等.油溶性二烷基二硫代氨基甲酸鉬的性能研究［J］.潤(rùn)滑與密封，2013，38（2）：100-102.

［24］顏桂珍，錢錚，聶艷.堿性石油磺酸鋇防銹劑的研制和性能初步評(píng)價(jià)［J］.潤(rùn)滑油，2013（1）：34-38.

［25］袁學(xué)軍.防銹油現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.潤(rùn)滑油，2008，22（6）：61-64.

［26］徐爭(zhēng)啟，倪師軍，庹先國(guó)，等.潛在生態(tài)危害指數(shù)法評(píng)價(jià)中重金屬毒性系數(shù)計(jì)算［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2008，31（2）：112-115.

［27］黃啟飛，楊玉飛，岳波，等.典型危險(xiǎn)廢物污染控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)識(shí)別研究［J］.環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，3（1）：6-9.

［28］何小松，姜永海，李敏，等.危險(xiǎn)廢物填埋優(yōu)先控制污染物類別的識(shí)別與鑒定［J］.環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2012，2（5）：433-440.?

Study on Generation Processes of Used Mineral Oil and Their Heavy Metal Concentration Characteristics

SU Yi1，YANG Yan-mei1，YUE Bo2，WANG Qun-hui3，HUANG Qi-fei2，LI Hai-ling2
1.School of River and Ocean Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China 2.Research Institute of Solid Waste Management，Chinese Research Academy of Environmental Sciences，Beijing 100012，China 3.Civil and Environmental Engineering Institute，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China

The generation processes of six typical used mineral oils were analyzed，and their heavymetal content characteristics systematically studied.The results showed that there were obvious differences in the oil consumption and used oil production among different oil generation processes and working surroundings.Seven main heavy metals were detected in the typical used mineral oil samples，including Cr，Ni，Zn，Cu，Pb，Mo and Ba.The Zn contents were relatively high，followed by Cr，Cu，Mo and Ba contents，and Ni and Pb contents were relatively less.Among them，heavy metals Zn，Mo and Ba were mainly from oil additives，while Cr，Ni，Cu and Pb were mainly from the abrasive particles or impurities mixing in the oil using process.In condition of the six used oils directly dumped into the environment，the heavy metal equivalent concentrations were in the following order：used vehicle lubricating oil＞used hydraulic oil＞used quenching oil＞used refrigeration oil＞used antirust oil＞used while oil，in which the potential hazards of heavy metals in the used hydraulic oil and used vehicle lubricatingoil were the highest.In addition，in the used oil recycling，most of the heavy metals were transferred into residue（such as oil residue，distillation residue，waste clay，etc.），while a few remained in recycled oil；in the used oil incineration process，the final destination of heavy metals were tail gas and bottom ash.Therefore，the used oil disposal and recycling process should be managed strictly，in order to prevent and control the secondary pollution of heavy metals.

used mineral oil；generation process；heavy metal concentration；pollution characteristics analysis

X751

1674-991X（2015）02-0106-08doi：10.3969/j.issn.1674-991X.2015.02.016

2014-11-27

國(guó)家環(huán)境保護(hù)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201309023）

蘇毅（1990—），男，碩士研究生，主要從事固體廢物處理處置技術(shù)研究，suyi_0116@163.com

*責(zé)任作者：岳波（1980—），男，博士，主要從事固體廢物污染控制與資源化技術(shù)研究，yuebo@craes.org.cn