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环境材料评价方法的研究.doc

添加时间:2024-02-16

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评价最初始于20世纪60年代末70年代初美国开展的一系列针对包装品的分析,...评价的范围包括评价功能单元定义,评价边界定义,系统的输入和输出分配方法,环境影响...腊义蕉孽环境材料评价方法的研究评价一种材料是否为环境材料,首先必须确定评价标准。从环境材料的定义看,制订评价标准实际上是对材料的先进性(功能性),舒适性(经济性)和环境协调性三个方面进行标准指标定量。由于不同种类的材料使用功能和环境影响的大小不同,因此不可能对所有的材料制订统一的评价标准。而对同类材料而言,尽管其在使用中表现出各种功能,但是往往其中一种或几种是主要的和共有的,可称之为基本功能。因此可将材料按基本功能分类,分别制定相应的环境材料评价标准。对每一类别的材料分别进行环境协调性、先进性(功能)、舒适性(经济性)的指标化,根据指标化的结果,综合考虑边界条件及未来的可能发展,来规定相应的类别的环境材料三方面的评价标准指标。5.1环境材料的评价体系根据环境材料的概念,环境材料的评价必须以材料的完整寿命周期为研究范围。一般来说,一个产品的生命周期主要有以下几个阶段组成(图5-1)。能源生产原料开采原料加工材料制造材料使用回收利用废弃循环循环废物图5-1产品生命周期的主要组成阶段在材料评价和比较研究中,需确定其比较基准,可按其基本功能相同的一定重量或体积的材料为基准。

5.1.1环境协调性指标环境协调性指材料在整个寿命周期内对环境的综合影响。可以用LCA()方法定量其指标。LCA基本框架由研究目标及范围、编目分析、环境影响评估、环境改善评估四部分组成。研究目标及范围确定LCA的目的及边界条件;编目分析确定寿命周期内各阶段资源、能源消耗数据及污染物排放数量;环境影响评估根据编目分析得到的数据对寿命周期的环境综合影响作出评估;环境改善评估则根据寿命期各阶段环境负担确定可能的改善途径。可以看到材料的环境协调性指标应由LCA的环境影响评估阶段得到。但环境影响评估至今没有统一的方法,且多限于定性分析。就可行的定量方法而言,可将环境影响划分以下几个指标:ADP—不可再生之原料消耗;EDP—不可再生之能源消耗;GWP—温室效应;ODP—臭氧层的破坏;ECA—生物体之损害;AP—环境酸化;HT—人类健康损害;POCP—光化学氧化物生成;NP—氮化作用根据环境影响指标分类,采用相对定量的方法,对每种指标选定一种参照物,将编目分析得到的污染物的环境影响作用以参照物的当量表示。因此,各环境指标可以参照物总量表示,并可以各环境指标占整个研究范围内(地区、国家、世界)相应环境指标比例无量纲化表示,称之为标准指数。

为得到单一的环境协调性定量指标,可用AHP法确定各环境指标的权重系数,将材料之环境协调性指标e’描述为:标准指标i权重系数5.1.2舒适性(经济性)指标材料经济性表示寿命周期内总的资金耗费。可用LCCA()方法进行量定。LCCA可定义为:与产品或工业行为整个寿命期相关的,所有内部资金耗费及外部资金耗费的总和。所谓内部资金耗费是指由生产者承担的费用;外部资金耗费是指由社会承担的费用。表5-1寿命周期资金耗费的构成常规耗费可能耗费环境耗费资本投入空气污染控制罚金财产损失温室效应人类健康影响设备水污染控制个人伤害制度审议臭氧破坏社会福利影响劳动力放射性/危险物管理经济损失维修费用化学烟雾生物体损伤能源公众印象损害未来市场变化酸化维持费用原料资源耗费水污染保险/税收废弃物管理制度协调文献由于材料的环境负担已由环境协调性指标表示,因此材料的经济性应不再考虑环境污染耗费。5.1.3功能性(先进性)指标材料按功能分类主要是指其基本功能,如水泥,其基本功能为强度,而它在使用过程中往往还表现出其他功能,如抗渗性、抗硫酸盐侵蚀性等。因此材料的功能性指标f’应参考环境材料标准指标,在其基本功能的基础上以各种功能的集合表示。

评价环境方法有哪几种_环境评价的主要方法有哪些_环境评价方法

f’={f1’,f2’„„fn’}。5.2生命周期评价(LCA)生命周期评价是70年代初至90年代发展起来的理论,即对产品从最初的原材料采掘到原材料生产、产品制造、产品使用以及产品用后处理的全过程进行跟踪和定量分析与定性评价。当前生命周期评价已形成了基本的概念框架和技术框架,成为产业生态学主要理论与方法。而国际标准化组织(ISO)正在制定的环境管理体系亦将生命周期评价作为该体系的一个重要步骤。目前ISO正在积极促进生命周期评价理论的完善和方法的国际标准化工作。5.2.1生命周期评价的发展5.2.1.1萌芽阶段(20世纪60年代末到70年代初)生命周期评价最初始于20世纪60年代末70年代初美国开展的一系列针对包装品的分析、评价,当时称为资源与环境状况分析(REPA)。作为生命周期评价研究,开始的标志是在1969年由美国中西部资源研究所(MRL)所开展的针对可口可乐公司的饮料包装瓶进行的研究。该研究试图从最初的原材料采掘到最终的废弃物处理,进行全过程的跟踪与定量分析。随后美国大学富兰克林研究会以及斯坦福大学也相继开展了一系列针对其它包装品的类似研究。这一时期的研究工作主要有以下几个特征:1)主要由工业企业发起,秘密进行,研究结果作为企业内部产品开发与管理的决策支持工具。

如:可口可乐包装的研究结果,使得公司抛弃了过去长期使用的玻璃瓶,转而采用至今仍然使用的塑料瓶,而这项研究直到1976在《科学》()杂志上发表了一篇文章。2)大多数研究的对象是产品包装品。3)采用能源分析方法。由于能源分析方法在当时已比较成熟,而且很多与产品有关的污染物排放显然与能源利用有关,因而能源分析方法被广泛地应用于(REPA)环境状况分析。5.2.1.2探索阶段(20世纪70年代中期到80年代末)从70年代中到80年代末,进入学术探讨阶段。在70年代,环境问题的核心是能源问题。一方面开始意识到化石燃料将会用尽,另一方面认识到能源生产是污染物主要排放源。然而从生产系统的角度看,如果在一个系统内不进行物流的测算,就不可能进行能源分析。同时随着70年代末到80年代中期出现的全球性的固体废弃物的问题,这种研究方法又逐渐成为一种资源分析工具。因而这一时期的REPA均着重于计算固体废弃物产生量和原材料消耗量。特征是:1)政府积极支持与参与。从1975年开始,美国国家环保局开始放弃对单个产品的分析评价,继而转向于如何制订能源保护和固体废弃物减量目标。同时欧洲经济合作委员会也开始关注生命周期评价的应用,要求工业企业对其产品生产过程中的能源、资源以及固体废弃物排放进行全面的监测与分析。

2)案例发展缓慢,方法论研究兴起。但是由于一系列REPA工作未能取得很好的研究结果,对此感兴趣的研究人员和研究项目逐渐减少,公众的兴趣也逐渐 淡漠。尤其是企业界几乎放弃了这方面的研究。这是因为该研究方法缺乏统一的 研究方法论,加上分析所需的数据常常无法得到;而且对不同的产品采取不同的 分析步骤,同类产品的评价程序和数据也不统一。但学术界一些关于 REPA 法论研究仍在缓慢进行。欧洲和美国的一些研究和咨询机构依据REPA 的思想相 应发展了有关废弃物管理的一系列方法论,更深入地研究环境排放和资源消耗的 潜在影响。如英国的 咨询公司针对清查分析方法作了大量研究,逐步 形成了一套较为规范化的分析方法,为后来著名的 模型打下了坚实的 理论基础。1984 年,受REPA 方法的启发,瑞士联邦“材料测试与研究实验室” 为瑞士研究部开展了一项有关包装材料的研究,该研究首次采用了健康标准评估 体系,即后来所发展的临界体积方法。 5.2.1.3 迅速发展阶段(20 世纪80 年代末以后) 80 年代末期后,随着区域性与全球性环境问题的日益严重,以及全球环境 保护意识的加强,可持续发展思想的普及以及可持续行动计划的兴起,大量的 REPA 研究重新开始。

公众和社会也开始日益关注这种研究的结果。 REPA 研究涉及到研究机构、管理部门、工业企业、产品消费者,但是其使 用REPA 的目的和侧重点各不相同,而且所分析的产品和系统也变得越来越复杂, 急需对REPA 的方法进行研究和统一。 1989 年“荷兰国家居住、规划与环境部(VROM)”针对传统的“末端控制” 的环境政策,首次提出了制订面向产品的环境政策。这种面向产品的环境政策涉 及到产品的生产、消费到最终废弃物处理的所有环节,即所谓的产品生命周期。 这种管理模式逐渐发展成今天所称的“链管理”。该研究提出了要对产品整个生 命周期内的所有环境影响进行评价;同时也提出了要对生命周期评价的基本方法 和数据进行标准化。 1990 年由“国际环境管理学与化学学会(SETAC)”首次主持召开了有关生命 周期评价的国际研讨会,在该会议上首次提出了“生命周期评价”的概念。在以

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