理论教育 生命周期评价(LCA)的优化

生命周期评价(LCA)的优化

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:表1-2棉纺机织物生命周期评价结果注空白处表示轻度或无环境负载。

生命周期评价(LCA)的优化

1.生命周期评价(LCA)的含义

环境生命周期评价LCA(life cycle assessment),是对某种产品或某项生产活动从原料开采、加工到最终处置等研究系统整个生命周期阶段的一种评价方法,也可以说是面向产品系统的环境管理工具。LCA思想力图在源头就开始预防和减少环境问题,对企业生产过程进行生命周期评价有助于优化企业清洁生产设计与创新决策。自1996年被国际环境管理系列标准ISO 14000纳入,成为其中一个子系统后,就确定了它对产品环境性能评估的权威地位,并将在全球贸易与环境领域发挥越来越大的作用。

生命周期评价LCA的定义存在着许多不同的表述,其中国际标准化组织(ISO)和国际环境毒物学和化学会(SETAC)的定义最具有权威性。ISO定义:汇总和评估一个产品(或服务)体系在其整个生命周期的所有投入及产出对环境造成的影响和潜在影响的方法。SETAC定义中,生命周期评价是一种对产品生产工艺以及活动对环境压力进行评价的客观过程,通过对能量和物质利用以及由此造成的环境废物排放进行辨识和进行量化的过程。

生命周期评价(LCA)也是作为一种定量的环境评估工具用于清洁生产审计,对企业的生产和服务实行预防污染的分析和评估,其审计的具体对象是企业生产的产品和生产过程,包括原材料提取与加工;产品制造、运输以及销售;产品的利用、再利用和维护;废物循环和最终废物弃置。LCA的评价原则和内容包括:

(1)原料选用。生产符合环境发展要求的生态产品,非清洁原料的投入是产品系统大量污染的潜在根源,属于产品系统污染的预备阶段。

(2)生产过程。生产过程是对原材料进行生产、加工和转化从而形成产品的过程,其间产生大量的环境污染物质,属于污染的产生阶段,是产品系统污染的主要来源。

(3)产品消费。产品消费是污染进一步扩大和消费阶段污染产生的主要原因:

①伴随产品消费,非清洁产品在空间上转移和扩散,使其污染影响范围更广、更难于管理。

②消费活动使非清洁产品的污染属性充分表现出来,同时伴随有其他数量更多、形式各异的污染。

(4)废弃物处理。产品消费后的废弃物质,如果不加管理而直接排放,如染色废水、难生物降解的纺织品等,同样造成对环境的巨大压力。

2.生命周期评价(LCA)的应用(www.daowen.com)

对纺织品环境与安全问题的研究有很多检测和评价方法,但这些方法往往局限在对单独问题或单个指标的研究上,缺乏对纺织品环境问题的全面认识和系统的考虑,常常会导致错误的结论。生命周期评价为这一问题的解决提供了一个更科学的方法,系统全面地反映了纺织品各个环节环境质量,采用不同的LCA方法,可以进行环境分析和辅助决策。

例如,从对棉纺织品的生命周期清单分析:棉花的种植过程中大量使用的化肥杀虫剂对环境和人体构成严重危害;棉纺织品的染整加工过程存在严重的环境污染;使用的部分偶氮染料已被证明能诱发癌症。在整个纺织生产阶段(包括纤维获得和生产加工两个阶段)对两种规格相近的100%纯棉机织物和涤/棉(50/50)机织物进行对比(表1-1),在棉纤维获得阶段消耗的能量仅为涤纶获得阶段消耗能量的61%,但其水耗大,为涤纶的1290倍,同时棉花种植时使用的大量化肥和杀虫剂,这些化学物质的残留会对人体和环境构成危害。有机棉种植过程中不使用化肥和杀虫剂,因此其纤维获得阶段对环境产生的生态毒性要远小于普通棉纤维,其他资源消耗与环境影响值与普通棉相近。在生产加工阶段(纺纱、织造、染整),由于100%纯棉机织物和涤/棉(50/50)机织物采用相近的加工工艺,因此两者在生产加工过程中的环境影响差异不明显,共同的环境问题是水耗大,水污染严重。但从整个纺织生产阶段的分析来看,涤/棉(50/50)织物比100%的纯棉织物环境负载要小。

表1-1 1kg棉纺机织物、涤纶的定量清单①

①本数据来源于国外资料,仅作参考。

②指煤、石油、天然气等。

通过生命周期清单分析能对棉纺织品的环境影响进行全面评价,识别出棉纺织品生命周期各阶段的主要环境负载,还可以在不同的产品方案间进行评价与比较,从而为改进产品的环境性能和解决环境问题提供有力的信息支持。

从棉织物的整个生命周期来看(表1-2),各阶段的环境负载各不相同,其环境问题主要集中在纤维获得阶段和染整加工阶段,因此要解决棉纺织品的环境问题首先要重点改善这两个环节。近年来出现的有机棉,种植过程中不用施化肥和杀虫剂,主要解决的是纤维获得阶段的问题,而天然彩色棉主要解决的是染整阶段的环境问题。

表1-2 棉纺机织物生命周期评价结果(环境负载)

注空白处表示轻度或无环境负载。

由以上分析可见,LCA既可以提供产品整个生命周期的能源、资源消耗和环境排放物的广泛信息,又能提出环境负荷改善的措施和建议。

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