废旧中性笔芯危害回收利用论文

废旧中性笔芯的危害及回收利用研究摘要：本文从环保的角度介绍了中性笔芯对环境的影响。其中，废旧中性笔芯包括笔头、笔杆及残留油墨，如果随意丢弃，将对环境造成严重的污染，另外分析了相应的回收途径，并对各个部分的再次利用进行了简要说明。

关键词：中性笔笔芯；回收；成分；环境保护；

【中图分类号】r139+.1

1 引言

中性笔具有粘度适中的墨水和采用不同颜料的色基，使书写墨迹收敛坚牢、字迹清晰、色泽感好、书写手感舒适、可永久保存，同时还具有墨水流泻均匀、流动顺畅稳定、墨水在笔尖上不挥发、不泄漏及耐脱帽时间长等特点。近年来，其生产和销售发展迅猛，大有取代钢笔、圆珠笔之势[1]。

有资料显示，我国中小学生数量超过2亿人，其中90% 以上的学生使用中性笔，每年消耗的中性笔超过50亿支[2]。再加上无法统计的各类企业、机关和行政单位，用完的中性笔通常被随意丢弃，几乎不能集中回收处理。每年产生的废弃笔杆、笔芯等难以收集清理的垃圾达数十万吨。中性笔在人们的日常生活中，不断地被采购、使用、丢弃，而回收机构及措施却极为稀少，废弃的中性笔进入自然界的恶性循环中，然而大多数人却意识不到它的危害，这种情况将会带来严重的环境问题。

2 废旧中性笔芯对环境的污染

2.1 笔芯头对环境的污染

笔头所使用的材料包括铁、铬、镍、铅、铜、钨，都属于重金属。其中，铅可与动物体内一系列蛋白质、酶和氨基酸的官能团，主要是与巯基相结合，从多方面干扰机体的生化和生理功能，引起血管痉挛，影响卟啉代谢，甚至损害中枢神经系统。铬、铜尽管是动植物体所必需的微量元素，但是若超标必将影响生物体机能的正常运转，且不同铜盐的毒性也不尽相同。对铬来讲，六价铬的毒性远远要高于三价铬[1]。中性笔芯被扔掉后，笔头的金属会分解进入土壤和水中，造成严重的水土污染；且笔头使用的金属材料无法被生物分解，在食物链的物质和能量传递作用中逐级积累，最终危害人类的健康[3]。

2.2 残留物对环境的污染

中性笔的墨水主要由溶剂、色料、增稠剂、稳定剂和其他添加剂等组成[4]。废旧的中性笔笔芯的残留物常见的有，随动密封剂、残余墨水。而随动密封剂习惯称锂基酯、锂基油、尾塞油，专用于笔芯尾部对墨水的密封，防止墨水倒流、墨水蒸发干结及隔绝空气[5]。密封剂是凝胶状油性化合物，半固体状态，化学性质较稳定，高温或强烈光照条件下极易熔化、挥发，污染生态环境，是废弃笔芯残留物的主要组成部分。对于着色剂，有金属铬盐、二噁嗪系、喹吖酮系等有机颜料；加入的增稠剂常用化学有机合成物和天然胶质物；分散剂多用表面活性能小的以降低墨水的表面张力，如烯烃共聚物、磺基琥珀酸类、聚氧乙烯（芳基）醚类等；润滑剂常采用

较大极性的，以醇类、有机醚类为主[4]。以上所列配制墨水的成分中，多数是具有挥发性的有毒有机物，在污染大气的同时，直接或间接地威胁着人类的生存环境。

2.3 塑料笔芯杆对环境的污染

一次性中性笔的笔杆，主要由聚苯乙烯或改性聚苯乙烯塑料制成，均以耐老化、抗腐蚀著称[6]。聚苯乙烯（ps 或 gpps）俗称“硬胶”，是指由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，它是一种无色透明的热塑性塑料 [3]，属于非结晶性材料的极性化合物，可以被多种有机溶剂溶解，密度极小，漂浮于水面易被水生生物误食而中毒；受到阳光照射后易变色，难以经受生物分解及光分解而进入生物地质化学循环。改性聚苯乙烯即高抗冲击聚苯乙烯（hips），俗称“不碎胶”，其性质类似于聚苯乙烯。随意丢弃的废弃笔杆，在自然条件下不能自行降解，经燃烧和阳光长时间照射，会产生一氧化碳、二氧化碳、氯化物等，对环境造成极大污染，给人体带来严重危害。且聚苯乙烯100年之内都难降解，属于极其顽固的污染物。

3 中性笔芯的回收利用

由于国家尚无明确分类处理规定和回收细则、废旧中性笔芯的回收成本高于购买原材料成本，无利可图，商家回收废旧中性笔芯的积极性不高、公众忽视生活细节，随手丢弃，书写流畅、携带方便、价格便宜的中性笔成为继塑料袋、废旧电池之后的又一大环境杀手。目前，相关部门还没有专门回收中性笔笔芯的渠道，所以它

只能和其他垃圾混在一起，被填埋或者焚烧。如果对废旧笔芯进行填埋，由于中性笔的笔杆是由塑料制成，塑料的物质状态相对比较稳定，埋在土里会很长时间不能被降解，就像塑料袋一样，不仅占用了大量的空间，同时也影响了土壤的肥沃；中性笔中的油墨含有很多有害物质，渗透到土壤中会严重影响土壤质量和地下水的质量[7]。

3.1 金属笔头的处理

目前回收处理金属笔头的方法主要有：火法、湿法和机械处理法。

火法处理是指通过焚烧、等离子电弧炉或高炉熔炼、烧结或熔融等火法处理的手段去除废旧笔芯头中的残留的有机成分，使金属与非金属分离，以便于回收[8]。此法工艺简单、操作方便和金属回收率高，但容易产生废气、废渣，造成二次污染，且能耗大，设备昂贵。

湿法冶金始于国外70年代，破碎后的颗粒在酸性或碱性条件下浸出。浸出液再经过萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤以及蒸馏等一系列过程最终得到高品位及高回收率的金属[9]。由于湿法冶金技术的废气排放少、提取贵金属后的残留物易于处理、经济效益显著、工艺流程相对简单，所以比火法冶金提取贵金属技术的应用更加普及和广泛。但是，湿法冶金处理过程中要使用强酸和有剧毒的氰化物等，产生的废液含有重金属、氰化物等物质，废水处理成本高。

机械回收法主要是指利用各组分间物理性质的差异对它进行破碎、分选等机械处理过程。机械回收法的常规步骤包括：拆卸、破碎、分选和金属的后续处理[10]。与其他方法相比，机械法的主要优点在于污染小、成本低且可对废旧金属笔头的各种成分进行综合回收利用，其缺点是机械处理后物料还需采用物理化学方法进行后续处理，才能得到高纯度的金属再生原材料。

对于金属笔头，可先通过火法处理，除去金属笔头中的有机残留物，然后，采用机械法对废旧笔头进行研磨使之成为金属粉末，再通过萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤及蒸馏等操作进一步提高金属的品质，使得到的金属可以作为工业生产的原材料。

3.2 塑料笔杆的处理

（1）经粉碎直接使用

将废旧塑料笔杆粉碎成6mm 左右的粒子混入土壤中，作无土栽培基材及土壤改良剂，可以在同等条件下提高土壤的通气性和保水性，利于植物生长[11]；添加到水泥中，用于制作建筑物的隔音层、隔热层，并可使成品轻量化[12]；掺入到沥青中用于筑路。在我国重载造成的车辙病害是我国沥青路面面临的主要威胁之一，将粉碎的废旧塑料笔杆作为沥青的添加剂，能显著提高路面的抗车辙能力[13]；同时，又因其富有弹性，可以减小摩擦、噪音。

（2）热融法再生利用：熔融再生是通过切断、粉碎、加热熔化等工序对废旧塑料进行加工的循环利用技术，是目前处理废旧塑料的重要途径[14]。但因废旧塑料笔杆含有油墨等杂质，且再生制