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《中国林业科学研究院》 2007年
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竹/木质产品生命周期评价及其应用研究

王爱华  
【摘要】: 资源短缺、能源匮乏、环境恶化已经成为当前全球性的重大问题,严重阻碍了人类社会的可持续发展。针对这些问题,早期的管理模式是面向污染源的末端控制模式和20世纪80年代提出并推行污染预防模式——清洁生产,这些都不能或不完全能完全满足经济、资源、环境可持续发展的需求。生命周期评价(LCA)是近年来发展起来的一种新的环境管理和分析工具,是一种评价产品、工艺或活动从原材料获取到产品生产、运输、销售、使用、维护和使用后废弃处理整个生命周期阶段有关的环境负荷的有效方法。为推行林业产业的清洁生产,从源头消减废物和污染源的产生,本论文以国际标准ISO14040~14043和我国国家标准24040~24043为指导原则,首次尝试开展我国竹/木质产品的LCA研究,旨在建立一套比较完整的竹/木质产品LCA评价指标体系,从理论和产品两个层次进行合理化评价,以指导企业的清洁生产和可持续化设计与改造。 在理论层次上,本文将LCA方法引入林业产业,建立了一套比较完整的我国竹/木质产品LCA评价指标体系,包括目的与范围确定、清单分析、生命周期影响评价和结果解释4个部分,其中影响评价的实施步骤包括影响类型、类型参数和特征化模型的选择、分类、特征化、归一化、分组、加权等。本体系的建立既考虑到我国目前竹/木质产品发展的实际情况,又考虑与国际惯例接轨,将对我国林业产业相关法规和规划的制定提供支持,对于清洁生产和循环经济在我国林业产业和企业的具体实施具有现实意义。本文还将Eco-indicator 99方法改进后用于我国竹/木质产品的LCA评价。 在产品层次上,本文首次应用国际上较为先进的SimaPro6.0环境影响评价软件对代表我国不同生产技术、规模和生产模式的三家竹地板生产企业(D、Y和S厂)竹地板产品和一家实木地板企业(K厂)的实木地板产品的整个生命周期阶段和生产阶段进行LCA比较评价。根据评价结果,结合清单结果找出最大环境负荷因子,并提出改进措施。 以生产技术水平先进、生产规模较大的D厂竹地板产品为研究对象,首次对我国竹地板产品整个生命周期进行LCA研究。结果表明竹条生产阶段为整个生命周期中环境负荷最大的环节,其次为板坯生产、地板成品生产和使用阶段。竹林培育和废弃阶段对气候变化有积极影响。将运输阶段单列后,各生命阶段环境负荷大小为:生产>运输>使用。通过与其他非竹/木质地面装饰材料的比较,竹地板的各个生命周期阶段的环境协调性均表现最优。三个厂竹地板整个生命周期环境损害单一值分别为D(0.652)<S(0.757)<Y(1.61),最大损害类型均为资源损害;D和Y厂最大影响类型为化石资源,S厂最大影响类型为无机物对呼吸系统损害。运输阶段环境负荷分析结果表明,竹/木质产品加工应提倡就地取材、就近加工的生产模式。敏感性检查结果显示原LCA研究结果可靠。 生产阶段LCA分析结果为:D厂生产工艺最为先进,S厂次之,Y厂环境协调性相对最差。Y厂最大影响类型为化石资源,S和D厂最大为无机物对呼吸系统损害。敏感性检查结果显示原LCA研究结果可靠。三个厂生产时对气候变化影响类型均为负值。竹地板生产各个工序中环境影响最严重的工序是竹条生产阶段,各厂造成该阶段环境负荷的因子不同,则改进措施不尽相同。 各工序间LCA比较研究表明:竹条生产阶段环境影响负荷大小为D<S<Y;板坯生产阶段环境负荷大小为D<Y<S;地板成品生产阶段评价结果显示S<D<Y。除去运输和培育后生产阶段环境负荷单一值为Y(1.66)>S(1.04)>D(0.73),排序同除去运输前。 实木地板LCA研究表明:1)实木地板整个生命周期中生产阶段环境损害最大,其次为废弃和使用阶段。将运输负荷单列后分析可知生产阶段所占负荷最大,其次为运输和使用阶段。2)实木地板生产阶段最大损害类型为资源损害,损害类型排序与前文竹地板生产阶段一致。最大环境影响类型为化石资源的消耗。气候变化影响类型为负值。需从加工剩余物燃烧、运输、电力消耗、油漆使用量等方面改善环境负荷。3)实木地板与竹地板生产阶段LCA评价比较结果显示生产过程生命周期影响大小排序为K<D<S<Y。四种地板产品生产过程损害类型最大的均为资源损害,K厂最大影响类型是化石资源消耗。4)除去运输和培育影响后生产阶段生命周期影响大小排序为K<D<S<Y,即仅从工艺水平的角度分析,实木地板的环境影响优于竹地板,但影响结果相差不大。 通过上述案例分析研究,对本文建立的评价体系的推广应用进行研究探讨,也为建立我国竹/木质产品LCA研究数据库提供相关基础数据。 通过LCA在我国竹/木质产品的具体实践,论文最后总结了在清单数据和特征化模型、特征化参数和归一化参数等评价方法参数的选择上提出建议和展望。
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