地溝油的回收及再生利用現(xiàn)狀

李孟婷，周博涵，徐初陽

（1.安徽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，安徽淮南232001；2.淮南市標(biāo)準(zhǔn)化研究院，安徽淮南232001）

地溝油的水分和酸價(jià)以及過氧化值嚴(yán)重超標(biāo)，作為一種非食用油，從環(huán)保層面上來說，其衛(wèi)生和安全性極差，人們聞之色變。因此，高效合理利用地溝油，減少環(huán)境污染迫在眉睫。很多地溝油精煉以后，各項(xiàng)指標(biāo)都能達(dá)到國(guó)標(biāo)要求，加上地溝油的檢測(cè)技術(shù)十分復(fù)雜，至今沒有權(quán)威的鑒別指標(biāo)，亦無相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。因此，地溝油的再生利用成為現(xiàn)今重要的研究課題。本文擬研究地溝油的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀。

1 地溝油的危害

1.1 地溝油對(duì)人體的危害

按照地溝油的來源,可主要分為狹義上的地溝油、屠宰場(chǎng)的動(dòng)物脂肪油以及廚房老油三大類[1]。地溝油的主要成分為脂肪酸甘油酯。地溝油在被污染的環(huán)境中會(huì)發(fā)生酸敗、氧化和分解等一系列化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生有毒物質(zhì)，其有害物質(zhì)之一——砷進(jìn)入人體后，會(huì)出現(xiàn)消化不良、頭暈、頭痛、失眠等癥狀[2]；地溝油含鉛量都嚴(yán)重超標(biāo)，鉛中毒則會(huì)引起貧血、劇烈腹痛、中毒性肝病等癥狀[3]；地溝油含有致癌物質(zhì)黃曲霉素、苯并芘，可能會(huì)導(dǎo)致胃癌、腸癌、腎癌等疾病[4]。食用地溝油后有腹痛、惡心、嘔吐等不良癥狀時(shí)應(yīng)及時(shí)就醫(yī)，防止對(duì)身體造成更大的傷害。

1.2 地溝油對(duì)環(huán)境的污染

因油脂難以降解，污水處理廠在處理含油污水時(shí)，氧化1 mg 的油脂平均耗氧3～4 mg，增加了處理負(fù)荷，降低了處理效率。城市排水管網(wǎng)受其影響較大，餐飲業(yè)廢水中的油易凝結(jié)于管壁，粘附雜物，形成垢層，冬季更甚，難以清除，降低了管道流量，甚至堵死。當(dāng)凈水被廢油污染時(shí)，COD 和BOD 值升高[5]。油膜阻止氧氣溶于水中，導(dǎo)致水缺氧而惡臭，水質(zhì)惡化，危害水資源，嚴(yán)重影響水產(chǎn)品質(zhì)量；地溝油破壞土壤結(jié)構(gòu)，油脂附著在植物的根部，影響植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量減少甚至死亡，其中所含的重金屬被農(nóng)作物吸收，最終也會(huì)危害人類健康；含油污水若滲透到地下，也可能影響地下水水質(zhì)[6]。因此，地溝油的回收利用是城市污染治理的一項(xiàng)重要工作。

2 地溝油的回收狀況

在日本，廢棄食用油不會(huì)被隨意倒入下水道，不存在地溝油一說，而且在政府、企業(yè)及各個(gè)家庭的共同努力下，幾乎所有廢棄油脂都能得到資源化再生利用[7]。而我國(guó)，餐飲業(yè)中每年產(chǎn)生的地溝油約有2 000 多萬噸，全國(guó)每年廢棄或閑置的動(dòng)植物油總計(jì)在1 億噸左右，以1 噸動(dòng)植物油約提煉800 kg 生物柴油計(jì)算，可生成8 000 多萬噸生物柴油（來源：2018 年中國(guó)地溝油制生物柴油市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)查與未來發(fā)展前景趨勢(shì)報(bào)告）。截至2019 年3 月21 日，通過人民日?qǐng)?bào)搜索，共查到14 444篇有關(guān)地溝油的新聞報(bào)道，其中很大一部分是對(duì)地溝油的回收利用宣傳。收運(yùn)管理是推廣餐廚垃圾無害化處理的難題。以前很多餐飲企業(yè)產(chǎn)生的餐廚垃圾處置不得當(dāng)，一些餐飲企業(yè)不愿將餐廚垃圾提供給餐廚垃圾處理中心，很多垃圾都被不法商販提取油脂制成地溝油，或者用于飼養(yǎng)垃圾豬，可能產(chǎn)生同源污染，危害人的身體健康，還會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染[8]。因此，為降低地溝油的非法利用，應(yīng)從源頭上增強(qiáng)垃圾分類的宣傳，提高居民環(huán)保意識(shí)和參與度。

3 地溝油的利用現(xiàn)狀

地溝油的主要化學(xué)成分是高級(jí)脂肪酸甘油酯，目前所使用的方法是將地溝油在一定條件下催化后分解為高級(jí)脂肪酸和甘油，再經(jīng)過深度加工反應(yīng)制成洗衣粉、生物柴油、甘油等多種產(chǎn)品。地溝油的再生利用技術(shù)大致有以下幾種方式：

（1）地溝油制備生物柴油等工業(yè)用油。在催化劑的作用下，地溝油油脂和乙醇或甲醇等醇類物質(zhì)發(fā)生酯化反應(yīng)，生成脂肪酸酯[9]。其作用機(jī)理是：生物柴油就是高級(jí)脂肪酸甲醇酯，經(jīng)過酯交換反應(yīng)，使用甲醇將地溝油甘三酯里面的甘油取代出來，將1 個(gè)甘三酯分子變成3個(gè)長(zhǎng)鏈脂肪酸甲酯，即大分子的油斷裂成幾個(gè)小分子的酯，反應(yīng)物分子量降低，油脂的流動(dòng)性提高，生成符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的生物柴油。

據(jù)最新報(bào)道，上海已有226 座加油站供應(yīng)由“地溝油”生產(chǎn)出的B5 生物柴油，銷量超過1.32 億升，共為300 余萬輛次車輛提供了加注服務(wù)。新疆福克油品股份有限公司通過自主研發(fā)的綠色科技，循環(huán)利用地溝油等廢棄物，生產(chǎn)新型潤(rùn)滑油，引領(lǐng)綠色低碳前沿。湖南聯(lián)合餐廚垃圾處理有限公司利用“全動(dòng)態(tài)離心式油煙凈化技術(shù)”將回收的廚余廢油提煉為工業(yè)級(jí)混合油。S Madhankumar 指出煎炸肉類產(chǎn)生的廢油酸性高，很難通過酯交換反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生物柴油，添加香葉醇后，BTE 明顯得到改善[10]。榮令坤在“地溝油在煤炭浮選中的應(yīng)用研究”一文中指出，使用改性地溝油部分代替柴油作為捕收劑，對(duì)煤泥進(jìn)行浮選,能夠達(dá)到與柴油相同的捕收效果[11]。

（2）地溝油制取皂液和洗衣粉。地溝油的主要成分為甘油三酯，與氫氧化鈉反應(yīng)沉淀純?cè)?，再加入碳酸鈉、鹽、芒硝、水玻璃和滑石粉，干燥、壓榨、粉碎制成。因此，地溝油在日化用品領(lǐng)域另辟了一條捷徑。梁芳慧等在實(shí)驗(yàn)室中將地溝油進(jìn)行脫色、吸附、皂化、烘干、研磨后制成了皂類物質(zhì)，可以作為生產(chǎn)洗衣粉的原料。研究結(jié)果表明，地溝油脫色制成的皂類物質(zhì)配成的洗衣粉具有去污能力強(qiáng)，泡沫小，易漂洗等優(yōu)點(diǎn)。

（3）地溝油在復(fù)合改性劑方面的應(yīng)用。牛冬瑜等的研究表明，利用地溝油與廢舊橡膠粉改性瀝青，可以改善原基質(zhì)瀝青性能，能結(jié)合地溝油或橡膠單一改性瀝青的優(yōu)點(diǎn)，克服單一改性瀝青存在的不足，可明顯改善復(fù)合改性瀝青的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性[12-13]。馮國(guó)東等在“高性能生物基聚氯乙烯增塑劑的制備與應(yīng)用”一文中以廢棄油脂地溝油為主要原料，通過酯交換、環(huán)氧化和開環(huán)等常用的化學(xué)反應(yīng)制備出性能優(yōu)良的聚氯乙烯（PVC）增塑劑[14]。Zheng T 等對(duì)地溝油甲酯進(jìn)行結(jié)構(gòu)改性，以取代有毒鄰苯二甲酸二辛酯，制備出清潔型增塑劑[15]。

（4）地溝油在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用。林捷琳將預(yù)處理后的地溝油粗制品，通過與乙醇進(jìn)行連續(xù)催化酯化酯交換反應(yīng)，將脂肪酸甘油酯轉(zhuǎn)化為脂肪酸乙酯；將脂肪酸乙酯、乳化劑和增效劑混合，攪拌均勻后即得農(nóng)藥乳油制劑，為地溝油的利用開辟一個(gè)新的領(lǐng)域，提供一種綠色低毒的滅蟲劑[16]。

（5）用地溝油生產(chǎn)甘油。地溝油制備生物柴油的工藝較成熟，其利用價(jià)值已昭然，現(xiàn)階段，降低生產(chǎn)成本是推進(jìn)市場(chǎng)化的關(guān)鍵，途徑之一是充分利用生物柴油生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的甘油，生產(chǎn)1 噸生物柴油約可副產(chǎn)100 kg甘油。敖紅偉等采用草酸鈉絡(luò)合分離方法，對(duì)地溝油制生物柴油副產(chǎn)甘油的精制法表明，經(jīng)過深加工后副產(chǎn)品甘油完全可用于制作化妝品、化工原料、化工分析及醫(yī)藥用品[17]。

4 地溝油利用新途徑

地溝油生產(chǎn)乙醇、沼氣新技術(shù)過程中，餐廚廢棄物資源化利用，地溝油變身生物柴油的原料，另一部分可繼續(xù)發(fā)酵成為燃料乙醇和沼氣，剩余的廢渣則全部轉(zhuǎn)化為肥料，提高地溝油資源化綜合利用率。

用地溝油生產(chǎn)生物破乳劑。生物破乳劑具有選擇性好、低毒和易生物降解等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的制備方法成本較高，地溝油成本低，來源廣，可降低生物破乳劑成本。利用廢棄油脂為碳源發(fā)酵生產(chǎn)生物破乳劑，提高其產(chǎn)量及提高破乳活性是今后研究的熱點(diǎn)，有望推進(jìn)工業(yè)化。

利用地溝油制備成脂肪酸類的捕收劑，并將其應(yīng)用于選煤廠生產(chǎn)中，不但可以減少環(huán)境污染和食品安全危害，同時(shí)取代煤油，很大程度地提高選煤廠的效益，解決國(guó)家資源短缺的問題。對(duì)地溝油合理的資源化利用及以地溝油為原料制備新型浮選捕收劑具有指導(dǎo)意義。

5 結(jié)論

地溝油對(duì)人體和環(huán)境的危害之大不言而喻。國(guó)家層面上，應(yīng)該盡快突破技術(shù)關(guān)鍵，出臺(tái)權(quán)威的地溝油鑒別國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從源頭上控制地溝油的分類回收，加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)督，可避免地溝油回流餐桌，同時(shí)為地溝油的再生利用開辟暢通路徑。地溝油因其特殊的結(jié)構(gòu)特征，可應(yīng)用的領(lǐng)域較廣泛。研究者們應(yīng)該繼續(xù)深入研究地溝油，提高地溝油的有效再生利用率，最大限度地發(fā)揮地溝油的使用價(jià)值，從而為“地溝油”正名。