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第三章 材料環(huán)境影響的評價技術,環(huán)境負荷就是指某一具體材料在生產、使用、消費、再生以及廢棄的全過程（整個生命周期）中對環(huán)境產生的所有負面影響。,材料的環(huán)境指標,資源消耗和能源消耗,污染物,能耗表示法,環(huán)境影響因子,環(huán)境負荷單位,單位服務的材料消耗,生態(tài)指數表示法,生態(tài)因子表示法,環(huán)境商值,3.2,材料的環(huán)境影響評價方法與標準,生命周期評價,通過確定和量化與評估對象相關的能源消耗、物質消耗和廢棄物排放，來評估某一產品、過程或事件的環(huán)境負荷；定量評價由于這些能源、物質消耗和廢棄物排放所造成的環(huán)境影響；辨別和就評估改善環(huán)境（表現）的機會。評價過程應包括該產品、過程或事件的壽命全過程，包括原材料的提取與加工、制造、運輸和銷售、使用、再使用、維持、循環(huán)回收，直到最終的廢棄。,SETAC定義：,3.2,材料的環(huán)境影響評價方法與標準,生命周期評價,LCA是對一個產品系統(tǒng)的生命周期中輸入、輸出及其潛在環(huán)境影響的匯編和評價。這里的產品系統(tǒng)是通過物質和能量聯系起來的，具有一種或多種特定功能的單元過程的集合。在LCA標準中，“產品”既可以指一般制造業(yè)的產品系統(tǒng)，也可以指服務業(yè)提供的服務系統(tǒng)。生命周期是指產品系統(tǒng)中前后銜接的一系列階段，從原材料的獲取或自然資源的生成，直至最終處置。,ISO定義：,3.2,材料的環(huán)境影響評價方法與標準,生命周期評價,所謂生命周期評價技術是一種評價某一過程、產品或事件從原料投入、加工制備、使用到廢棄的整個生態(tài)循環(huán)過程中環(huán)境負荷的定量方法。具體地說，LCA是指用數學物理方法結合實驗分析對某一過程、產品或事件的資源、能源消耗、廢棄物排放，環(huán)境吸收和消化能力等環(huán)境負擔性進行評價，定量確定該過程、產品或事件的環(huán)境合理性及環(huán)境負荷量的大小。,3.3,LCA的技術框架及評價過程,目標與范圍的確定,環(huán)境影響評價,環(huán)境改善評價,清單分析,SETAC三角形模型,3.3,LCA的技術框架及評價過程,直接應用：,產品開發(fā)與改進 方案解決 公共政策制訂 市場營銷 其它,ISO14040 標準定義的技術框架,3.3,LCA的技術框架及評價過程,LCA評價過程（六個步驟）,3.3,LCA的技術框架及評價過程,步驟一：目標與范圍的確定,3.3,LCA的技術框架及評價過程,研究目標與范圍,環(huán)境協(xié)調性評價的研究目的是對明確的材料（產品）或流程對環(huán)境造成的影響實施評價。定義目的必須說明開展此評價的目的和原因以及研究結果可能應用領域。在不同條件下，評價的目的也不一樣。,應用意圖； 開展該項研究的理由； 溝通對象（即研究結果的接收者） 結果是否用于向公眾發(fā)布的對比論斷。,根據GB/T24044-2008/ISO14044：2006規(guī)定研究目的應明確說明以下問題：,3.3,LCA的技術框架及評價過程,功能、功能單位和基準流,功能單位是產品系統(tǒng)提供功能（使用價值）的度量單位； 基準流是在給定產品系統(tǒng)中，為實現一個功能單位所需的過程輸出量,產品系統(tǒng)與系統(tǒng)邊界,產品系統(tǒng)是擁有基本流和產品流，同時具有一種或多種特定功能，并能模擬產品生命周期的單元過程的集合。,清單分析的一個產品系統(tǒng)示例,產品系統(tǒng)與系統(tǒng)邊界,產品系統(tǒng)內的一組單元過程示例,產品系統(tǒng)與系統(tǒng)邊界,數據資料質量要求,關鍵復核,數據資料是指在LCA評估中用到的所有定性和定量的數值或信息，這些數據資料可能來自測量到的環(huán)境清單數據，也可以是中間的處理結果。,關鍵復核是用以查證一個LCA研究在方法、資料收集及報告方面是否達到ISO14040規(guī)定標準的一項技術，是否進行鑒定性評審，如何進行一級由誰來進行鑒定關鍵復核等事項，應在研究范圍中予以確定。,步驟二：清單分析（life cycle inventory，LCI）,內容：數據的收集和計算程序； 目的：對產品系統(tǒng)的有關輸入和輸出進行量化。,目標與范圍定義,數據收集的準備,數據的收集,數據的確認,數據與單元過程的關聯,數據與功能單元的關聯,數據集結,修改系統(tǒng)邊界,已確認數據,收集的數據,各單元過程已確認數據,各功能單位已確認數據,經過計算處理的清單,完成清單,額外單元過程與數據,修改后的數據收集,LCI的基本步驟,1、數據收集的準備,確定系統(tǒng)內部流程； 明確數據質量目標； 確定數據的來源和種類； 建立數據質量的指示器； 設計一個數據收集表,步驟二：清單分析,數據質量目標及數據收集計劃,1、數據收集的準備,數據來源與數據類型,步驟二：清單分析,1、數據收集的準備,LCI數據質量指示器,步驟二：清單分析,1、數據收集的準備,用于上游運輸的數據收集表,步驟二：清單分析,內部運輸的數據收集,輸入數據及信息,輸出數據及信息,系統(tǒng),一個產品系統(tǒng)的相關輸入與輸出數據,2、數據收集與計算處理,步驟二：清單分析,2、數據收集與計算處理,數據收集,原則：,方法：,步驟二：清單分析,2、數據收集與計算處理,數據確認,運用數據質量指示器來分析數據源 評價數據的質量 對數據缺失和數據缺乏的情況進行處理,步驟二：清單分析,2、數據收集與計算處理,數據與單元過程、功能單位的關聯 數據集結 系統(tǒng)邊界的修改 物流、能流和排放物的分配,3.3,LCA的技術框架及評價過程,步驟三：生命周期影響評價,LCA的影響評估階段，是以清單分析的結果來評估潛在環(huán)境影響（環(huán)境負荷）。,目的是為了更好地理解清單分析數據與環(huán)境影響的相關性，評價由各種環(huán)境損害造成的總的環(huán)境影響的嚴重程度。,評價方法：環(huán)境問題法和目標距離法。,步驟三：生命周期影響評價,LCA影響評價的“三步走”模型,步驟三：生命周期影響評價,一、LCA影響評價的框架,1、分類,分類是將LCI中的輸入和輸出數據與環(huán)境損害種類相聯系并分組排列的過程。,影響因子和其可能的環(huán)境影響,步驟三：生命周期影響評價,一、LCA影響評價的框架,1、分類,影響類別的影響形態(tài),生命周期影評價分類的概念模型,步驟三：生命周期影響評價,一、LCA影響評價的框架,2、特征化,意義：選擇一種衡量影響的方式，通過特定評估工具的應用，將不同的負荷或排放因子在各種形態(tài)的環(huán)境問題中的潛在影響加以分析，并量化成相同的形態(tài)或是相同的單位。,原理：用環(huán)境問題因果關系體系中包含的環(huán)境影響機制來構建影響類型特征模型；,內容：用相關的物理、化學、生物和毒性數據來描述與清單分析參數相關的潛在影響，然后將這種信息與分類的清單分析數據聯系起來描述每一種影響種類潛在的或實際的影響。,目的：將每一個影響類目中的不同物質轉化和匯總成為統(tǒng)一單元。,步驟三：生命周期影響評價,一、LCA影響評價的框架,2、特征化,特征化模型,負荷評估模型 當量評價模型 毒性、持續(xù)性及生物累積性評估模型 總體暴露效應模型 點源暴露效應模型,步驟三：生命周期影響評價,一、LCA影響評價的框架,3、量化,量化是確定不同環(huán)境影響的相對貢獻大小或權重，以期得到總的環(huán)境影響水平的過程。,二、計算模型,定性法 定量法,步驟四：生命周期解釋,生命周期解釋是生命周期評價中根據規(guī)定的目的和范圍要求對清單分析和（或）影響評價的結果進行歸納以形成結論或建議的階段。它要求以透明的方式來分析結果、形成結論、解釋局限性、提出建議并報告生命周期解釋的結果。,GB/T14043-2002或ISO14043-2000,步驟四：生命周期解釋,一、對重大問題的識別,對重大問題的識別旨在根據所確定的目的與范圍以及與評價要素的相互作用，對LCI和LCIA階段得出的結果進行組織，以便確定重大問題。,步驟四：生命周期解釋,二、評估,三、結論與建議,3.4,常用LCA評價模型,一、輸入輸出法,能源,資源,有效產品,廢棄物,廢水,溫室效應,污染程度,材料生產 或 使用過程,輸入參數,輸出參數,輸入輸出法框架圖,3.4,常用LCA評價模型,二、線性規(guī)劃法, Ai,j Bi,j = Fi,j i, j=1,2，n,A-環(huán)境影響的分類因子 B-各環(huán)境影響因子在系統(tǒng)各階段的環(huán)境影響數據； F-該環(huán)境影響因子的環(huán)境影響評價結果； i，j-系統(tǒng)各階段序號,三、層次分析法,決策目標,準則1,準則2,準則3,準則M,子準則1,子準則2,子準則3,子準則P,方案1,方案2,方案3,方案P,. . .,. . .,. . .,. . .,層次分析法示意圖,3.5,LCA應用舉例,建筑瓷磚的環(huán)境影響評價 聚氨酯防水涂料生產過程的環(huán)境影響評價 用層次分析法評價一般材料的環(huán)境影響 熱飲料容器的紙杯和聚苯乙烯發(fā)泡塑料杯的評價與比較 火力發(fā)電廠鍋爐用材料的評價,3.6,LCA意義及其局限性,生命周期評價克服了傳統(tǒng)環(huán)境評價的片面性、局部性的弊病，有助于企業(yè)在產品開發(fā)、技術改造中選擇更加有利于環(huán)境的最佳“綠色工藝”； 應用生命周期評價有助于企業(yè)實施生態(tài)效益計劃，促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展； 生命周期評價能夠幫助企業(yè)有步驟、有計劃地實施清潔生產；,LCA意義,生命周