成分分析在污染物性質(zhì)鑒定中的應(yīng)用

摘 要：以某生態(tài)環(huán)境執(zhí)法案件中非法廢礦物油為待鑒別對象，通過現(xiàn)場踏勘、樣品采集及化學(xué)分析等方式對樣品進行污染物性質(zhì)鑒別。分析結(jié)果顯示，待鑒別對象外觀狀態(tài)與機油較為相似，經(jīng)全成分分析，確認樣品為廢礦物油。進一步檢測發(fā)現(xiàn)，7個樣品中有5個樣品的易燃性檢測結(jié)果超標(biāo)，這一結(jié)果超過了規(guī)定的最低超標(biāo)份樣數(shù); 此外，待鑒別對象的閃點溫度低于60攝氏度，證實其具有易燃性。綜上，結(jié)果表明待鑒別對象是廢礦物油與含礦物油廢物，具有易燃性危險特性，屬于危險廢物。這一發(fā)現(xiàn)對于生態(tài)環(huán)境保護和相關(guān)法律執(zhí)行具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：廢礦物油，污染物性質(zhì)，成分分析

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.23.038

0 引 言

保護環(huán)境是我國的一項基本國策，在實際的執(zhí)法過程中，環(huán)境污染案件面臨著復(fù)雜多變的情況。由于污染物性質(zhì)的多樣性及其對環(huán)境影響深遠，準(zhǔn)確評估其潛在危害至關(guān)重要，這需要依賴環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)和知識進行鑒定。隨著我國環(huán)境行政執(zhí)法和環(huán)境資源訴訟的不斷進步，污染物性質(zhì)鑒定已成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。污染物的性質(zhì)不僅決定著其處置方式及成本，還對于確立環(huán)境污染行為與損害之間的因果關(guān)系，乃至相關(guān)責(zé)任人的法律責(zé)任和刑事量刑都具有決定性作用。然而，當(dāng)前我國在污染物性質(zhì)鑒定的制度構(gòu)建、理論研究和實踐應(yīng)用方面仍處于初級探索階段，鑒定意見的不一致在一定程度上影響了執(zhí)法和司法審判的公正性[1]。

在生態(tài)環(huán)境部門的日常執(zhí)法中，一旦發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染問題需要緊急處理，這對鑒定機構(gòu)的報告時效性有著嚴(yán)格的要求。鑒定人如何運用其專業(yè)知識，制定科學(xué)的技術(shù)路線和鑒定方案，并在規(guī)定時間內(nèi)完成報告的出具，無疑是一項嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本案例突破了傳統(tǒng)的鑒定方法，采用了全成分分析方法來鑒定污染物的性質(zhì)，提供了一種新穎的鑒定思路。這種方法不僅提高了鑒定工作的時效性，而且揭示了污染物的化學(xué)本質(zhì)，為后續(xù)的應(yīng)急處置工作提供了科學(xué)的指導(dǎo)和依據(jù)。

1 案例簡介

案例概況如下：某地生態(tài)環(huán)境部門查獲，當(dāng)事人在無任何處置資質(zhì)情況下購買廢礦物油，通過添加酸堿物質(zhì)、簡單過濾等手段，提煉出易燃油類非法售賣，現(xiàn)場有少量原料存放于八個鐵制罐體中。遵照環(huán)境保護和安全管理的要求，需對該收購站及其內(nèi)部尚存的原料液體進行后續(xù)處置，在此之前首先需對該收購站內(nèi)油桶和儲罐中的原料液體進行鑒定，才能確定后續(xù)處置方式。

2 技術(shù)路線

本案例待鑒定對象為廢礦物油收購站內(nèi)油桶和儲罐中的原料液體，結(jié)合搜集到的資料并依據(jù)現(xiàn)有法律法規(guī)[2-3]、廢物鑒別的通則類國家標(biāo)準(zhǔn)[4-5]、危險廢物屬性鑒別的系列國家標(biāo)準(zhǔn)[6-11]和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[12]，擬定了技術(shù)路線，如圖1所示。從鑒定程序上，首先基于搜集到的資料和現(xiàn)場踏勘及人員訪談情況明確待鑒定對象的物質(zhì)分類及確認方法，然后進行樣品的采集、檢測和數(shù)據(jù)分析，最后進行結(jié)果判斷。

技術(shù)路線對待鑒定樣品進行全成分分析，進而確定樣品性質(zhì)，與常規(guī)的危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)方法互相印證，確保判定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 實驗方法

3.1 實驗對象

實驗對象為案發(fā)地收儲油桶和罐體中的油狀物質(zhì)?，F(xiàn)場采集的樣品分為油和油泥兩種：油類樣品為褐色或淺褐色、有異味；油泥類樣品為淺褐色、有異味。具體狀態(tài)見表1。

3.2 樣品數(shù)量及采樣依據(jù)

因環(huán)境事件處理或應(yīng)急處置需要，可根據(jù)掌握的信息直接檢測該固體廢物可能具有的危險特性，依據(jù)HJ 298—2019《危險廢物鑒別技術(shù)規(guī)范》第4章相關(guān)要求采集現(xiàn)場樣品，按第6章和第7章進行檢測和判斷。

因環(huán)境事件處理或應(yīng)急處置要求，可適當(dāng)減少采樣份樣數(shù)，每類固體廢物的采樣份樣數(shù)不少于5個。本次鑒定采集7個份樣。

本次鑒定內(nèi)容為固體廢物非法轉(zhuǎn)移、利用等環(huán)境事件涉及的固體廢物的危險特性鑒別，現(xiàn)場已停工停產(chǎn)，為堆存狀態(tài)，現(xiàn)場樣品一次性采集完成，詳細信息詳見下表1。

3.3 檢測指標(biāo)和方法

為了解樣品成分，本次鑒定采用未經(jīng)使用的合格機油作為對照品，使用傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）進行分析比對，同時對樣品進行分離后采用掃描電鏡/能譜分析儀（SEM/EDS）、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC/MS）、電感耦合等離子體（ICP）、離子色譜（IC）等多種儀器進行全成分定量深度剖析。

經(jīng)查閱《國家危險廢物名錄》（環(huán)境保護部令 第39號），非特定行業(yè)的“其他生產(chǎn)、銷售、使用過程中產(chǎn)生的廢礦物油及含礦物油廢物”，廢物類別為HW08廢礦物油與含礦物油廢物，廢物代碼為900-249-08，具毒性（T）和易燃性（I）。

從案情基本資料預(yù)判待鑒定物質(zhì)為廢礦物油，先進行全成分定性和定量分析，同時采用常規(guī)鑒定方法鑒別其危險特性，采用的檢測指標(biāo)和方法見表2。

4 結(jié)果和討論

4.1 成分分析

對對照品和樣品均采用FTIR進行掃描，表3中譜圖顯示，未經(jīng)使用的合格機油為基礎(chǔ)油（烷烴油），若添加酯類物質(zhì)等混合使用，一般有酯的出峰，譜圖中波數(shù)在2850～2980 cm-1為甲基/亞甲基的C-H伸縮（st）振動，1747 cm-1左右為羰基的st振動。1747 cm-1是基礎(chǔ)油中加入酯類的羰基峰，不含硅油，揮發(fā)組分不高。只有使用后或污染/降解了才會存在其他物質(zhì)含量高的情形。由表3中譜圖可知，正常機油譜圖與1#、2#、4#和6#樣品的譜圖的主峰對應(yīng)物質(zhì)均為烷烴油。

FTIR掃描后接著對樣品分離后進行全成分定量分析，檢測結(jié)果統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表4所示，即1#和2#樣品中烷烴油和脂肪酸酯的含量分別為74.1%和75.9%，揮發(fā)性烷烴油和聚硅氧烷含量分別為22.4%和20.7%；4#和6#樣品中烷烴油和脂肪酸酯含量分別為26%和28.2%，揮發(fā)性烷烴油和聚硅氧烷含量分別為73.5%和71.6%；7#樣品中烷烴油和脂肪酸酯含量為33.5%，揮發(fā)性烷烴油和聚硅氧烷未檢出；3#和5#樣品中，上述四類物質(zhì)均未檢出。由以上數(shù)據(jù)可知1#、2#、4#和6#樣品的主要成分為烷烴油。

4.2 危險廢物鑒別（易燃性鑒別）

本次鑒定樣品為液體/液體混合物，依據(jù)3.3中表2的GB 5085.4－2007《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 易燃性鑒別》和GB/T 261—2021《閃點的測定 賓斯基-馬丁閉口杯法》進行易燃性鑒別。標(biāo)準(zhǔn)限值為固體廢物的閃點溫度（液態(tài)）低于60℃，各樣品的閃點溫度檢測結(jié)果如表5所示。

5 結(jié) 論

5.1 固體廢物鑒別結(jié)果

本次鑒定涉及的廢礦物油來源尚不明確，依據(jù)GB 34330－2017《固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 通則》，第一步判定本次鑒定涉及的罐桶中的疑似廢礦物油為固體廢物。由于在《國家危險廢物名錄》中未找到對應(yīng)的物質(zhì)，進入第二步。第二步分別采用成分分析法和根據(jù)危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)兩種方式進行檢測，以判斷是否屬于危險廢物。

5.2 危險廢物鑒別結(jié)果

5.2.1 成分分析法

根據(jù)現(xiàn)場勘察，油狀原料經(jīng)排列罐處理后，生成的產(chǎn)品進入成品過濾罐，殘余物質(zhì)從排列罐底部排入油槽。

根據(jù)樣品顏色性狀和FTIR譜圖，與正常機油成分相比，4#樣品呈淺黃色，未見明顯酯類物質(zhì)出峰，可判斷其基本為烷烴類物質(zhì)，且置于成品過濾罐，可能為廢機油經(jīng)處理后的目標(biāo)產(chǎn)物；6#樣品采集于油桶中，成分和外觀與4#樣品相似，可能為包裝后外售的產(chǎn)品。

3#樣品采集于排列罐中，成分與1#樣品、2#樣品不一致。苯酯類物質(zhì)出峰較多，烷烴類物質(zhì)含量極少，和油槽中5#樣品成分較為相似。因此推斷3#樣品可能為處理后殘余物質(zhì)，經(jīng)排口排入油槽。

7#樣品譜圖成分與5#樣品較為相似，主要為酸類物質(zhì)出峰，其余為溶劑出峰，烷烴油類物質(zhì)含量較少，但多于3#樣品和5#樣品，置于油桶中，不確定是否為原料油或經(jīng)處置后的殘余物質(zhì)。

與正常機油相比，1#樣品、2#樣品雜質(zhì)多于正常機油，且呈深褐色，置于排列罐中，可能為廢機油原料；將6#樣品和3#樣品成分種類進行統(tǒng)計疊加，可基本還原1#樣品、2#樣品譜圖，現(xiàn)場采集樣品的檢測分析結(jié)果與現(xiàn)場勘察結(jié)果基本吻合，可判定所采集的樣品均為廢礦物油及其處置目標(biāo)產(chǎn)物和殘余物質(zhì)。

根據(jù)上述全成分定量深度剖析結(jié)果，結(jié)合《國家危險廢物名錄》，本次鑒定對象可確定為HW08廢礦物油與含礦物油廢物。

5.2.2 危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)法

同時對樣品采用3.3中表2的GB/T 261—2021《閃點的測定 賓斯基-馬丁閉口杯法》進行檢測，檢測結(jié)果統(tǒng)計見表6。樣品份樣數(shù)為7，結(jié)果超標(biāo)份樣數(shù)為5，對照GB 5085.4－2007《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 易燃性鑒別》標(biāo)準(zhǔn)限值（超標(biāo)分樣數(shù)下限為2），馬丁閉口杯法超標(biāo)份樣數(shù)超過超標(biāo)份樣數(shù)下限，呈易燃性危險特性。

在本案例中，通過兩種獨立的技術(shù)路線所得出的結(jié)論是一致的：成分分析法證實了樣品為廢機油，通過對照《國家危險廢物名錄》，判定樣品屬于危險廢物。同時，基于樣品的物理和化學(xué)特性，選擇了易燃性作為其特征性指標(biāo)進行檢測；檢測結(jié)果顯示，樣品具有易燃性這一危險特性，屬于危險廢物。這一綜合分析不僅加強了鑒定結(jié)果的可靠性，也為危險廢物的管理和處置提供了科學(xué)依據(jù)。

6 結(jié) 語

在本案例的鑒定過程中，鑒于樣品可能具有的兩種危險特性之一——“毒性”，其檢測方法耗時較長，通常超過兩周，本文選擇了更為快速的鑒定方法?；趯悠返某醪椒治?，將“易燃性”作為關(guān)鍵指標(biāo)，以期快速獲得鑒定結(jié)果。此外，為了全面確認樣品的化學(xué)性質(zhì)，采用了全成分分析方法，從另一角度獨立進行判斷。兩種不同的鑒定思路得出了一致的結(jié)論，確保了鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

在環(huán)境污染的應(yīng)急處置中，對鑒定結(jié)果的時效性有著迫切的需求。通過成分分析方法，能夠迅速確定污染物的種類和危險特性，從而制定出切實可行的處置方案，為及時有效地處理污染爭取了寶貴時間。這種方法不僅提升了鑒定工作的效率，同時也確保了結(jié)果的精確性，屬于在環(huán)境污染應(yīng)急處置對時效性要求較高時的優(yōu)選策略。

參考文獻

[1]張成，原野，張琴，等.中國污染物性質(zhì)鑒定技術(shù)體系現(xiàn)狀及展望[J].環(huán)境污染與防治，2021（5）：649-658.

[2]中華人民共和國環(huán)境保護法[Z].2014.

[3]中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法[Z].2020.

[4]生態(tài)環(huán)境部.危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 通則： GB 5 0 8 5.7－2019[S].北京：中國環(huán)境出版集團有限公司，2020：1.

[5]原環(huán)境保護部.固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 通則：GB 34330－2017[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2017：10.

[6]原國家環(huán)境保護總局.危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 腐蝕性鑒別：GB5085.1－2007[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2007：10.

[7]原國家環(huán)境保護總局.危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 急性毒性初篩：GB 5085.2－2007[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007：10.

[8]原國家環(huán)境保護總局.危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別：GB 5085.3－2007[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2007：10.

[9]原國家環(huán)境保護總局.危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 易燃性鑒別：GB5085.4－2007[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2007：9.

[10]原國家環(huán)境保護總局.危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 反應(yīng)性鑒別：GB 5085.5－2007[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007：10.

[11]原國家環(huán)境保護總局.危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 毒性物質(zhì)含量鑒別：GB 5085.6－20 07[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007：10.

[12]生態(tài)環(huán)境部.危險廢物鑒別技術(shù)規(guī)范：HJ 298－2019[S].北京：中國環(huán)境出版集團有限公司，2020：1.

作者簡介

戴煦，博士，高級工程師，研究方向為微量物證司法鑒定、環(huán)境損害司法鑒定。

曹琰，本科，高級工程師，研究方向為微量物證司法鑒定、環(huán)境損害司法鑒定。

鐘婷，碩士，工程師，研究方向為微量物證司法鑒定、環(huán)境損害司法鑒定。

陳桂淋，通信作者，博士，高級工程師，研究方向為微量物證司法鑒定、環(huán)境損害司法鑒定。

（責(zé)任編輯：袁文靜）