岳 霄

家庭洗滌的社會(huì)化生命周期評(píng)價(jià)與動(dòng)態(tài)生命周期評(píng)價(jià)

岳 霄

近年來，生命周期評(píng)價(jià)（LCA）作為評(píng)價(jià)環(huán)境負(fù)荷的新方法已引起研究者的高度重視。盡管它可對(duì)產(chǎn)品、工藝或服務(wù)的環(huán)境影響作出評(píng)價(jià)，但I(xiàn)SO-LCA在以前僅僅用于對(duì)環(huán)境體系的評(píng)價(jià)。本文通過社會(huì)化LCA/動(dòng)態(tài)LCA的研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)以統(tǒng)一尺度分析洗滌行為時(shí)，在使用階段比制造階段排出的CO2量更多。

LCA；可持續(xù)消費(fèi)；社會(huì)化LCA/動(dòng)態(tài)LCA研究；家庭洗滌

可持續(xù)的生活方式是1992年在巴西里約熱內(nèi)盧召開的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì)（UNCED）上提出的?！翱沙掷m(xù)開發(fā)”的生活觀點(diǎn)要求民眾的消費(fèi)形態(tài)必須向“可持續(xù)性的消費(fèi)”（Sustainable Consumption）轉(zhuǎn)變。2005年2月，在世界各國達(dá)成的《京都議定書》中約定，到2012年各國要把溫室氣體CO2的排出量消減6%。與此相對(duì)應(yīng)的是，占日本CO2總排出量13%的家庭CO2排出量，卻會(huì)在《京都議定書》的基準(zhǔn)年——1990年的基礎(chǔ)上增加約30%。

減少溫室氣體的排出量，向資源再生型的循環(huán)型社會(huì)轉(zhuǎn)化，首先要做的一件事就是改變目前的生活方式。作為評(píng)價(jià)“可持續(xù)消費(fèi)”、降低環(huán)境負(fù)荷的新方法，生命周期評(píng)價(jià)（LCA）已進(jìn)入實(shí)施階段。本文綜合運(yùn)用社會(huì)化LCA/動(dòng)態(tài)LCA研究方法，詳細(xì)探討了LCA在日本家庭洗滌方面的新應(yīng)用。情況。全球氣候變暖和資源的過度消耗已經(jīng)造成了難以解決的環(huán)境問題?，F(xiàn)在，在過去的環(huán)境污染和環(huán)境安全的基礎(chǔ)上，倡導(dǎo)節(jié)約資源和能源、減少廢棄物和能量使用量的制品開發(fā)，并向減少環(huán)境負(fù)荷的新時(shí)代發(fā)展。

在洗滌用品領(lǐng)域，由合成洗滌用品引起的環(huán)境問題當(dāng)屬泡沫問題和富營養(yǎng)化問題。目前，以易生物降解性表面活性劑的轉(zhuǎn)化（或軟性化，即以LAS取代ABS）、利用沸石取代三聚磷酸鈉的無磷化和活用酶技術(shù)，已成功解決了該問題。在這之后，出于生物分解性方面的考慮，日本制定了針對(duì)表面活性劑在污水處理設(shè)施中生物降解行為的法規(guī)，關(guān)于化學(xué)物質(zhì)審查及制造等的法規(guī)——《化學(xué)物審查法》和關(guān)于特定化學(xué)物質(zhì)排出管理的促進(jìn)法——《PRTR法》就是這方面的兩項(xiàng)主要法規(guī)。現(xiàn)在，日本已經(jīng)形成一整套關(guān)于表面活性劑的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)手段，以確認(rèn)表面活性劑的安全性。

2. 面向可持續(xù)性消費(fèi)的LCA法

1. 背景（洗滌引起的環(huán)境問題）

圖1是日本環(huán)境問題的變化

最早使用的環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)，是以化學(xué)品制造為對(duì)象的Atom Economy（目的物的原子量和/原

料的分子量和）、E-因素（廢棄物送料/最終制品量）為主，但實(shí)際情況應(yīng)非如此簡單。因而出現(xiàn)稱之為生命周期評(píng)價(jià)的新方法。

2.1 生命周期評(píng)價(jià)法

LCA旨在考察制品和服務(wù)對(duì)環(huán)境的影響，是以資源的運(yùn)輸至制造、流通、使用、循環(huán)、廢棄的生命周期為研究對(duì)象，進(jìn)行環(huán)境負(fù)荷計(jì)量評(píng)價(jià)的方法（圖2）。該方法是在厘清制品和服務(wù)對(duì)環(huán)境的復(fù)雜影響后，提出減輕環(huán)境負(fù)荷的具體對(duì)策。

2.2 LCA研究的進(jìn)展

1969年，美國Midewest研究所的Franklin博士等人接受可口可樂公司的委托，就飲料容器對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)，并以LCA方法進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)可回收瓶的環(huán)境負(fù)荷要更小些，但可回收瓶的重量大，會(huì)造成運(yùn)輸過程中排出的CO2增多，因此運(yùn)輸距離長的場合二者差別變小。同時(shí)，可回收瓶的退還率小時(shí)，其環(huán)境負(fù)荷也很大。

1970年代歐洲開始采用“環(huán)境平衡”研究方法對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià)。日本正式開始LCA試驗(yàn)肇始于由塑料處理促進(jìn)會(huì)和日本生活聯(lián)合會(huì)發(fā)起的、針對(duì)包裝容器的LCA研究，這之后還制定了改善企業(yè)環(huán)境的方針與目標(biāo)的《環(huán)境管理法》，現(xiàn)在有許多活用此法規(guī)的企業(yè)社會(huì)責(zé)任（CSR）報(bào)道。表1是日本實(shí)施LCA規(guī)則的實(shí)際情況。

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）1991年設(shè)立了環(huán)境特別咨詢組（SAGE），SAGE于次年向ISO建議成立專門技術(shù)委員會(huì)，采用與質(zhì)量管理體系相同的原則制定環(huán)境管理體系國際標(biāo)準(zhǔn)。隨后開始了ISO14000系列的各項(xiàng)工作，規(guī)范環(huán)境管理的手段，實(shí)現(xiàn)環(huán)境績效的持續(xù)改進(jìn)。

2.3 LCA法的運(yùn)用

LCA在初期應(yīng)用階段，曾經(jīng)受到?jīng)]有從勞動(dòng)力與成本等經(jīng)濟(jì)視角考慮、對(duì)長期依存性的解析困難等指責(zé)。ISO的LCA體系是為消除上述問題而提出的環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法。日本的稻葉等人提出以“社會(huì)化LCA/動(dòng)態(tài)LCA”方法解決應(yīng)用LCA的難題。由于社會(huì)化LCA/動(dòng)態(tài)LCA是融合了社會(huì)化LCA與動(dòng)態(tài)LCA的新研究方法，因而成為構(gòu)建環(huán)境負(fù)荷更小的社會(huì)體系的有效手段。圖3是運(yùn)用這種研究方法的基本概念。

社會(huì)化LCA的評(píng)價(jià)對(duì)象從單一制品及企業(yè)、產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大到社會(huì)全體，增加了經(jīng)濟(jì)價(jià)值與消費(fèi)者的觀點(diǎn)。動(dòng)態(tài)LCA是在LCA研究的基礎(chǔ)上增加了時(shí)間軸，考慮了價(jià)值觀的變化與技術(shù)革新的評(píng)價(jià)等因素。該方法有可能用于資源使用量與排出物的未來預(yù)測分析，成為削減長期環(huán)境負(fù)荷的有用手段。

盡管社會(huì)化LCA/動(dòng)態(tài)LCA是研究環(huán)境負(fù)荷的新方法，但它是“環(huán)境效率”和“因素”等方法有效結(jié)合、以制造者一方的可持續(xù)性生產(chǎn)為主體的研究方法。今后有必要加入消費(fèi)者一方的“可持續(xù)性消費(fèi)”內(nèi)容。

3. 洗滌用品領(lǐng)域LCA研究進(jìn)展

3.1 表面活性劑與LCI

在洗滌用品領(lǐng)域的早期LCA研究，主要是對(duì)源自化石原料的表面活性劑與源自動(dòng)植物的表面活性劑進(jìn)行比較分析的生命周期清單（LCI）法。以美國為例，1991年，P&G公司對(duì)洗滌用品用表面活性劑開展LCI分析，分別對(duì)來自石油、棕櫚油、棕櫚仁油、牛脂等不同原料的表面活性劑（AS、AE、AES、LAS、MES）生產(chǎn)的資源消費(fèi)量與廢棄物進(jìn)行了比較，認(rèn)為以石油為原料的表面活性劑在制造過程中會(huì)消耗更多的能源，且比以動(dòng)植物油脂為原料的表面活性劑制造排出的廢棄物多，該成果已在1992年第三屆世界表面活性劑大會(huì)上（CESIO）發(fā)表。

表1 ISO14040系列——環(huán)境管理LCA規(guī)則的發(fā)布狀況

歐洲的13家合成洗滌用品與表面活性劑制造商組成了“歐洲LCI表面活性劑研究集團(tuán)”，共同對(duì)歐洲洗滌用品行業(yè)制造和使用的7種表面活性劑進(jìn)行了詳細(xì)的LCI分析，并于1995年公開了該項(xiàng)研究的詳細(xì)內(nèi)容。

3.2 對(duì)洗滌用品的評(píng)價(jià)

在1996年召開的第四屆世界表面活性劑大會(huì)上，萊頓大學(xué)的研究人員報(bào)告了對(duì)家庭洗滌的生命周期效力評(píng)價(jià)（LCIA）的研究成果（圖4）。他們對(duì)歐洲具有代表性的衣料洗滌用品的生命周期（原料制造、制造、包裝、運(yùn)輸、使用、廢棄）各階段使用的能量進(jìn)行了分析，結(jié)果是，在洗滌用品使用階段能量消耗（73%）最高，然后才是制造階段（23%）；如果是常溫下手洗，則以原料制造階段能量消耗最高（85%）。該結(jié)果還表明，漂白劑、酶可以實(shí)現(xiàn)洗滌的低溫化，加速粉末洗滌用品向液體洗滌用品的轉(zhuǎn)變，并使洗衣機(jī)的能量消費(fèi)減少50%。LCA正成為改善此方面特定問題的重要方法。

柴田昌彥等人對(duì)日本衣料洗滌用品進(jìn)行了LCIA分析，分別比較了以石油基LAS、棕櫚油基MES為主表面活性劑的濃縮洗衣粉的差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，洗滌用品使用MES可大幅減少CO2的排放量。以植物為原料制造表面活性劑可以吸收大氣中的CO2，對(duì)整個(gè)生命周期均會(huì)產(chǎn)生有效的積極作用。

3.3 洗滌用品的環(huán)境效率

1992年召開的WBCSD（世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會(huì)）上提出了抑制環(huán)境影響、提高服務(wù)價(jià)值的環(huán)境效率（Eco-Efficiency）概念，下述①式成為多數(shù)企業(yè)采用的計(jì)算公式。此外，與基準(zhǔn)年比較提高的環(huán)境效率則采用“factor”（效率）公式，各企業(yè)使用的是實(shí)用化的②式。會(huì)者感興趣的是，世界最大的化學(xué)品公司BASF還做了題為“環(huán)境效率分析法”的報(bào)告，在生態(tài)學(xué)分析的基礎(chǔ)上加入了經(jīng)濟(jì)分析工具，從表面活性劑供應(yīng)者的角度對(duì)從制品的制造到制品銷售的全過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出“Ecological fingerprint”（生態(tài)學(xué)指紋）的6個(gè)項(xiàng)目：①原料消費(fèi)；②能量消費(fèi)；③排出物（大氣，水域，土壤）；④潛在毒性；⑤潛在危險(xiǎn)；⑥使用地域。研究者按照其對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行分類，根據(jù)獲得的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行成本評(píng)價(jià)。圖5是BASF對(duì)生物分解性螯合劑——甘氨酸二醋酸三鈉MGDA、三聚磷酸鈉STPP和谷氨酸二醋酸四鈉GLDA的比較。從圖5的分析結(jié)果很容易辨別制品的環(huán)境效率。BASF的這種分析方法是一種很好的分析體系。今后，應(yīng)該從商品選擇的角度考慮，為消費(fèi)者制定易于理解的統(tǒng)一指標(biāo)。

2008年在巴黎召開的第七屆世界表面活性劑大會(huì)的主題是“表面活性劑的可持續(xù)性發(fā)展”，在此基礎(chǔ)上增加了“消費(fèi)者可持續(xù)性應(yīng)用”的內(nèi)容。大會(huì)還大量報(bào)道了歐洲提高低溫洗凈力的酶應(yīng)用技術(shù)，以及使用再生植物原料、進(jìn)行可持續(xù)消費(fèi)的可能性。令入

4. 研究的實(shí)例

作為家庭洗滌的綜合評(píng)價(jià)方法，社會(huì)化LCA/動(dòng)態(tài)LCA研究是用以取代對(duì)單一制品評(píng)價(jià)的ISOLCA法、解析生活方式變化（洗滌行動(dòng)變化）的科學(xué)方法。

4.1 評(píng)價(jià)范圍的設(shè)定

在進(jìn)行LCA評(píng)價(jià)時(shí)，無論如何都必須明確評(píng)價(jià)的范圍（目的和調(diào)查分析范圍的設(shè)定），這就是所謂的系統(tǒng)邊界（System Boundary）。社會(huì)化LCA/動(dòng)態(tài)LCA研究的系統(tǒng)邊界包含了各種社會(huì)要素，研究對(duì)象是家庭洗滌（圖6）。家庭洗滌包括制品（洗衣機(jī)、洗滌用品、衣物種類）的制造到使用、廢棄甚至運(yùn)輸?shù)娜^程。

生活方式的變化包括：①在洗滌功能的基礎(chǔ)上增加了干燥機(jī)能，實(shí)現(xiàn)了家庭洗滌的系統(tǒng)化；②熱泵式洗衣機(jī)的登場，進(jìn)一步增加了對(duì)經(jīng)濟(jì)要素評(píng)價(jià)的必要性。

4.2 數(shù)據(jù)的提取

LCA的核心是LCI，它可對(duì)制品與服務(wù)有關(guān)的環(huán)境負(fù)荷進(jìn)行定量分析。在設(shè)定目的評(píng)價(jià)范圍后，提取投入能量與資源、制造、產(chǎn)出制品與排出廢物的人力/物力數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行生命周期影響的評(píng)價(jià)?，F(xiàn)在使用的LCI數(shù)據(jù)有“堆積”和“產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)”兩種獲取方式：“堆積方式”是基于單位工藝的實(shí)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式；“產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)方式”是在日本總務(wù)省頒布的“產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)表”基礎(chǔ)上，計(jì)算各產(chǎn)業(yè)界的產(chǎn)業(yè)活動(dòng)所伴隨的財(cái)務(wù)分散狀況，并由此計(jì)算出相應(yīng)的環(huán)境負(fù)荷。

家庭洗滌的LCI包括在廢水/廢棄物中釋放的洗滌用品與衣物的BOD評(píng)價(jià)。與洗衣機(jī)有關(guān)的內(nèi)容則需遵循于2001年實(shí)行的《家電循環(huán)法》規(guī)定的廢棄物再利用義務(wù)。公開這些正確數(shù)據(jù)有助于今后采取有效降低環(huán)境負(fù)荷的措施。

4.3 成本數(shù)據(jù)的作成

一般的LCC（生命周期成本）是按照“堆積方式”計(jì)算出所發(fā)生的費(fèi)用。家庭洗滌費(fèi)用的數(shù)據(jù)包括評(píng)價(jià)范圍內(nèi)使用的制品（洗衣機(jī)、洗滌用品、衣物）以及消耗的電力、自來水和處理廢水、廢棄物等發(fā)生的費(fèi)用。洗衣機(jī)、洗滌用品、衣物與處理廢棄物等的費(fèi)用是根據(jù)代表性制品的銷售價(jià)格推算而得，而電、燃?xì)?、自來?廢水的費(fèi)用是根據(jù)3個(gè)人使用量的代數(shù)平均值推算出來的。參試人的地區(qū)限定在日本東京的23個(gè)區(qū)內(nèi)，時(shí)間為2007年4月，求出的是與單位使用量相當(dāng)?shù)馁M(fèi)用。

4.4 家庭洗滌的社會(huì)化LCA/動(dòng)態(tài)LCA研究

本評(píng)價(jià)法是比ISO-LCA更先進(jìn)的評(píng)價(jià)法，它充分考慮了日本普通家庭洗滌條件的變化，是對(duì)家庭洗滌的全面評(píng)價(jià)。測算依據(jù)是：以東京地區(qū)降水天數(shù)99天、家庭平均人口2.9人、洗滌衣物重量2.6kg/次，洗滌次數(shù)7.3次/周，洗衣機(jī)的耐用期9年計(jì)算，求出CO2的排放量。圖7是家庭洗滌過程中CO2排放量的詳細(xì)數(shù)據(jù)，圖8是消費(fèi)者在家庭洗滌過程中費(fèi)用的詳細(xì)構(gòu)成。

根據(jù)對(duì)家庭洗滌的全面評(píng)價(jià)結(jié)果，洗衣機(jī)制造階段比使用階段排放的CO2多，進(jìn)行機(jī)械干燥時(shí)這種趨勢更顯著。從使用階段的對(duì)比可看出，在洗滌階段由洗滌用品產(chǎn)生的CO2排放量所占比例很高；在進(jìn)行機(jī)械干燥時(shí)，由電力、城市燃?xì)猱a(chǎn)生的CO2排放量激增。與此相對(duì)應(yīng)的是，由于熱泵式洗衣機(jī)對(duì)衣物進(jìn)行短時(shí)間低溫除濕干燥，因此可以減少對(duì)衣物的損傷，并大大降低電力消耗所排放的CO2量。這也是熱泵式洗衣機(jī)在歐洲暢銷的原因之一。

揭示滾筒式洗衣機(jī)的節(jié)水效果和節(jié)省費(fèi)用的道理，厘清費(fèi)用與消費(fèi)者相容性的關(guān)系，是利用社會(huì)化LCA、提出評(píng)價(jià)費(fèi)用指標(biāo)不可或缺的步驟。

5. 結(jié)論

從以“如何制造”為目的的ISO-LCA轉(zhuǎn)向以消費(fèi)者為目的的“如何使用”，結(jié)合“消費(fèi)者的行動(dòng)”與“全體評(píng)價(jià)”，進(jìn)而提出了社會(huì)化LCA/動(dòng)態(tài)LCA。這種解析方法可以獲得在日常生活中降低環(huán)境負(fù)荷的確切信息，成為提高可持續(xù)消費(fèi)水平的有效手段，而且還可用于指導(dǎo)可持續(xù)性的生產(chǎn)。但是，新評(píng)價(jià)方法需要消費(fèi)者與企業(yè)的共同理解，這方面還有許多問題尚未解決。進(jìn)行正確的生命周期評(píng)價(jià)，是向可持續(xù)消費(fèi)社會(huì)轉(zhuǎn)變、實(shí)現(xiàn)低環(huán)境負(fù)荷生活的必要手段。

本文編譯自日本《油化科學(xué)》2009.9，原作者山口庸子、永山升三，其中后者是日本洗滌科學(xué)協(xié)會(huì)成員。