任銀鉺1. 陰鏡羽1. 王曉蓬1.2.

1.浙江理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 2.浙江省生態(tài)文明研究中心

絲綢紡織品的生命周期評(píng)價(jià)

任銀鉺1. 陰鏡羽1. 王曉蓬1.2.

1.浙江理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 2.浙江省生態(tài)文明研究中心

絲綢紡織品是紡織制造業(yè)的重要組成部分，利用生命周期評(píng)價(jià)模型對(duì)絲綢紡織品生產(chǎn)過程進(jìn)行投入產(chǎn)出的分段分析、評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)高能耗、重污染的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以期為絲綢紡織品清潔生產(chǎn)尋找突破口，具有一定的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)果表明，絲綢紡織品生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)境影響類型為富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大影響的生產(chǎn)環(huán)節(jié)為染色和印花階段，在此基礎(chǔ)上可以為改善生產(chǎn)提供參考。

絲綢紡織品 生命周期評(píng)價(jià) 環(huán)境影響

一、引言

絲綢紡織行業(yè)是我國(guó)紡織制造行業(yè)重要構(gòu)成部分，2014年據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局對(duì)398家規(guī)模及以上相關(guān)企業(yè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，絲產(chǎn)量33511 噸，同比增長(zhǎng)4.38%，絲綢產(chǎn)量位居前列。絲綢紡織行業(yè)是典型的高污染行業(yè)，由于生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，生產(chǎn)過程消耗大量能源資源，同時(shí)排放各類污染物，環(huán)境影響較大。中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)改委2013年在“十二五”規(guī)劃中期評(píng)估指出紡織行業(yè)減排形勢(shì)嚴(yán)峻。需利用科學(xué)方法對(duì)絲綢紡織品的生命周期過程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)高污染、高能耗的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為實(shí)施清潔生產(chǎn)提供參考。

生命周期評(píng)價(jià)是以定量與定性結(jié)合評(píng)價(jià)產(chǎn)品從原料，到生產(chǎn)、銷售、使用及最終處理整個(gè)生命周期階段相關(guān)環(huán)境影響負(fù)荷的方法。該方法對(duì)產(chǎn)品“搖籃到墳?zāi)埂鄙婕暗奈镔|(zhì)、能量的耗損和對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響進(jìn)行分段分析、評(píng)價(jià)，（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，2006）更直觀快捷地找出能耗高、污染重的環(huán)節(jié)，是評(píng)價(jià)環(huán)境影響的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化方法（楊建新，2001）。即通過一種可持續(xù)的方式滿足人類對(duì)產(chǎn)品需求的同時(shí)提高資源能源的利用效率、減少環(huán)境影響負(fù)荷。生命周期評(píng)價(jià)起源于20世紀(jì)60、70年代，（其觀念最先提出于1991年，國(guó)際環(huán)境毒理學(xué)會(huì)與化學(xué)學(xué)會(huì)（SETAC）在相關(guān)國(guó)際研討會(huì)上定義：“通過識(shí)別和量化能源與材料使用和環(huán)境排放及其影響，并探尋影響環(huán)境改善的機(jī)會(huì)，從而評(píng)價(jià)環(huán)境負(fù)荷?！?隨后，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）將其概括為目標(biāo)和范圍定義、清單分析、影響評(píng)價(jià)和結(jié)果解釋四個(gè)環(huán)節(jié)。該方法已成為國(guó)內(nèi)外環(huán)境保護(hù)研究熱點(diǎn)之一，被廣泛應(yīng)用于清潔生產(chǎn)、環(huán)境審計(jì)等多領(lǐng)域。

目前部分學(xué)者對(duì)絲綢紡織品開展生命周期評(píng)價(jià)的研究。卜自明（1989）對(duì)絲綢商品的生命周期規(guī)律進(jìn)行初步探究并提出相關(guān)經(jīng)營(yíng)決策；韓曉怡（2006）通過對(duì)真絲綢產(chǎn)品進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)，測(cè)驗(yàn)絲綢與其產(chǎn)地環(huán)境之間的和諧關(guān)系，提出清潔生產(chǎn)的科學(xué)對(duì)策等。現(xiàn)有的絲綢紡織品的生命周期評(píng)價(jià)尚未成熟，對(duì)絲綢紡織品進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)尚未形成較為系統(tǒng)的研究。

在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上構(gòu)建絲綢紡織品的生命周期評(píng)價(jià)模型，確定研究范圍，建立清單數(shù)據(jù)庫(kù)，分析各階段的各類環(huán)境影響，確定生產(chǎn)過程造成環(huán)境污染的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為我國(guó)絲綢紡織品的生命周期評(píng)價(jià)的相關(guān)研究提供參考。

二、絲綢紡織品的生命周期評(píng)價(jià)

（一）評(píng)價(jià)目的

構(gòu)建絲綢紡織品生命周期評(píng)價(jià)模型，將其生產(chǎn)過程中能源的消耗和對(duì)環(huán)境的影響分別進(jìn)行定量和定性評(píng)估，分析已有生命周期研究案例，建立系統(tǒng)的絲綢紡織品生命周期評(píng)價(jià)理論框架。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果確定絲綢紡織品生命周期的主要環(huán)節(jié)影響因素，分析生命周期中消耗高、污染重的階段，為有針對(duì)性的污染治理提供科學(xué)依據(jù)，有效推動(dòng)絲綢紡織行業(yè)的清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。本文生命周期評(píng)價(jià)的功能單位為100kg。

（二）研究范圍定義

針對(duì)絲綢紡織品的從原料生產(chǎn)到整理入庫(kù)的過程進(jìn)行研究，系統(tǒng)范圍見圖1。根據(jù)系統(tǒng)邊界及其生產(chǎn)工藝，選取絲綢紡織品生產(chǎn)的主要階段包括：①蠶養(yǎng)殖階段；②繅絲階段；③原料檢驗(yàn)階段；④織造階段；⑤精煉階段；⑥染色階段；⑦印花階段；⑧后整理階段；⑨產(chǎn)品入庫(kù)階段?？紤]到課題圍繞絲綢紡織品的生產(chǎn)，因此絲綢紡織品的銷售、運(yùn)輸及廢棄不納入本文的研究范圍。

圖1　絲綢紡織品生命周期評(píng)價(jià)系統(tǒng)邊界Fig.1 Silk textiles LCA system boundaries

（三）清單分析

制定的清單中：輸入原料有養(yǎng)殖蠶及蠶繭、生絲、坯綢等，輔料包括解舒劑、洗滌劑、染料、柔軟劑等助劑。能源消耗主要涉及水、電、煤等，排放物為CO2、SO2、COD、NOX等廢水、廢氣及固體廢棄物。將絲綢紡織品生產(chǎn)過程主要的9個(gè)階段歸納為以下3類進(jìn)行概述。

原料生產(chǎn)階段主要有蠶養(yǎng)殖、繅絲等工序，以生產(chǎn)100kg絲綢紡織品所需的原料量折算原料生產(chǎn)過程的資源損耗和環(huán)境排放。資源消耗考慮蠶卵、桑葉、飼料、水電等，環(huán)境排放考慮蠶糞、桑枝腐爛等臭氣；洗繭、煮繭、立繅產(chǎn)生的廢水及鍋爐灰渣、污泥等固態(tài)廢棄物。

織造精煉階段是絲綢紡織品生命周期的必要環(huán)節(jié)，這一階段主要經(jīng)過原料檢驗(yàn)、織造、精煉過程，其中還包括生織、熟織、退漿煮練、漂白、絲光等工藝。結(jié)合生產(chǎn)100kg絲綢紡織品各階段的原料消耗和能源消耗。資源消耗主要考慮原料、新鮮水，環(huán)境排放考慮精煉廢水；鍋爐燃煤及燒毛產(chǎn)生的廢氣；絮凝物、鍋爐灰渣、污泥等固態(tài)廢棄物；紡織機(jī)械產(chǎn)生的噪聲等。

染整階段是絲綢紡織品生命周期的重要階段，該階段主要有染色、印花、成品整理入庫(kù)，該階段資源消耗著重考慮各類助劑、漿料、水電煤、燒堿等，環(huán)境排放則主要考慮染色印花、后整理等產(chǎn)生的冷凝水、水洗水等廢水；鍋爐燃煤運(yùn)行產(chǎn)生的高溫?zé)煔?；煤渣、污泥等固態(tài)廢氣物；紡織機(jī)械工作中產(chǎn)生的噪聲等。

在數(shù)據(jù)清單庫(kù)建立時(shí)，由于數(shù)據(jù)獲取渠道有限，相關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒和中國(guó)生命周期參考數(shù)據(jù)庫(kù)（CLCD）（劉夏璐，2010）及大量文獻(xiàn)。絲綢產(chǎn)品生命周期的物質(zhì)輸入輸出清單詳見表1。

表1　絲綢紡織品生產(chǎn)輸入及輸出

（四）環(huán)境影響負(fù)荷分析

環(huán)境影響負(fù)荷分析即運(yùn)用生命周期評(píng)價(jià)模型將清單中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為可進(jìn)行直觀對(duì)比的環(huán)境影響指標(biāo)并用來評(píng)估的過程，主要包含分類、特征化、量化和加權(quán)評(píng)估等。

1.分類

據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的生命周期影響評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合絲綢紡織品生產(chǎn)過程的清單，影響類別可分為人類健康、資源消耗和生態(tài)影響三大類，包括全球氣候變化、平流層臭氧消耗、光化學(xué)煙霧形成、水體富營(yíng)養(yǎng)化、酸化和噪音等。

2.特征化

每種污染物對(duì)環(huán)境影響都顯示為其固有的特征，影響程度也不同，需要對(duì)每種污染物進(jìn)行特征化，將影響因子對(duì)環(huán)境影響的強(qiáng)度定量化，把各種污染物轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)參照物的影響值，歸納出相應(yīng)指標(biāo)，獲得環(huán)境影響潛值。如以CO2為全球變暖標(biāo)準(zhǔn)，其他污染物均按CO2的當(dāng)量折算，并把同類環(huán)境影響累加。

英國(guó)ICI公司參考各類文獻(xiàn)及權(quán)威機(jī)構(gòu)的相關(guān)建議推導(dǎo)出潛能因子（PF），即某化學(xué)物質(zhì)對(duì)某類環(huán)境類別造成危害的潛在能力。潛能因子的確定方法為：取一種物質(zhì)對(duì)某類環(huán)境的影響作為標(biāo)準(zhǔn)“1”，即PF定為1，把其他污染物與之對(duì)比，便可得各污染物的當(dāng)量。

表2　環(huán)境影響類型分類、特征化基準(zhǔn)物PF值

3.量化

比較絲綢紡織品生產(chǎn)過程各階段的環(huán)境影響程度和參數(shù)結(jié)果的大小，將全球變暖、酸化、富營(yíng)養(yǎng)化、光化學(xué)臭氧、煙塵和聲環(huán)境污染量化，結(jié)果見表3。

表3　環(huán)境影響潛值特征化與量化結(jié)果

4.加權(quán)評(píng)估

將以上各種環(huán)境影響潛值數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化及加權(quán)處理，對(duì)結(jié)果加權(quán)評(píng)估，絲綢紡織品生命周期評(píng)價(jià)的加權(quán)結(jié)果詳見表4。

表4　環(huán)境影響潛值加權(quán)評(píng)估結(jié)果

（五）生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果解釋

1.環(huán)境影響評(píng)價(jià)

據(jù)環(huán)境影響潛值加權(quán)評(píng)估結(jié)果分析，絲綢紡織品生命周期環(huán)境影響由強(qiáng)至弱分別為：富營(yíng)養(yǎng)化、聲環(huán)境污染、全球變暖、煙塵、酸化和光化學(xué)臭氧。其中富營(yíng)養(yǎng)化是絲綢紡織品織造加工階段對(duì)環(huán)境造成影響的主要因素，占據(jù)環(huán)境影響64.9%，全球變暖次之。富營(yíng)養(yǎng)化的環(huán)境負(fù)荷主要由絲綢紡織原料生產(chǎn)階段的染色、印花等工序中產(chǎn)生的廢水造成。水體富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)紊亂，藻類大量繁殖釋放出的有毒氣體危害人類的動(dòng)物的健康。

對(duì)絲綢紡織品生產(chǎn)過程9個(gè)階段的環(huán)境影響潛值和不同影響類型在各階段的比例作圖，可得在絲綢紡織品生命周期中各生產(chǎn)階段對(duì)環(huán)境影響由強(qiáng)至弱分別為染色、印花、后整理、織造、入庫(kù)、蠶養(yǎng)殖、原料檢驗(yàn)和繅絲，其中染色和印花階段的環(huán)境影響遠(yuǎn)高于其他階段，分別占總環(huán)境影響潛值的35.69%和29.97%，主要貢獻(xiàn)來源于富營(yíng)養(yǎng)化。后整理階段和織造階段也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生相應(yīng)影響，其他環(huán)節(jié)的環(huán)境影響較小。

圖2　絲綢紡織品各生產(chǎn)階段環(huán)境影響潛值分布

2.結(jié)果分析

據(jù)環(huán)境影響潛值的加權(quán)評(píng)估得出以下分析：

絲綢紡織品生命周期中對(duì)環(huán)境影響最嚴(yán)重的是富營(yíng)養(yǎng)化，主要由于染色和印花階段使用大量的染色助劑，排放大量印染污水，因此使用清潔環(huán)保、工藝簡(jiǎn)單的染整助劑是有效減少富營(yíng)養(yǎng)化的主要途徑。全球變暖的影響僅次于富營(yíng)養(yǎng)化，主要是在生產(chǎn)的各個(gè)階段投入電力，燃燒化石燃料產(chǎn)生溫室氣體，需要通過使用清潔能源改善工藝來解決。酸化、光化學(xué)臭氧、煙塵和聲環(huán)境污染對(duì)環(huán)境影響潛值較小，對(duì)環(huán)境影響能力有限。

三、結(jié)論

（1）通過對(duì)絲綢紡織品生產(chǎn)過程進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)，建立輸入、輸出清單，清單分析結(jié)果表明：生產(chǎn)100kg絲綢紡織品全球變暖、酸化、富營(yíng)養(yǎng)化、光化學(xué)臭氧、煙塵、聲環(huán)境污染等各環(huán)境類型潛值分別為5.7112、2.1885、18.0984、0.38245、0.40395、1.0899，富營(yíng)養(yǎng)化為絲綢紡織品生產(chǎn)過程中的主要環(huán)境影響因素。

（2）染色環(huán)節(jié)的環(huán)境影響潛值為9.94775，占總環(huán)境影響潛值35.69%，是絲綢紡織品生產(chǎn)過程中高能耗、重污染的階段，這是由于染色過程中投入和排放物質(zhì)種類多，尤其是各種染料助劑，都對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。

（3）印花環(huán)節(jié)的環(huán)境影響潛值為8.3536，占總緩解影響潛值29.97%，僅次于染色環(huán)節(jié)，尤其是富營(yíng)養(yǎng)化的影響，理應(yīng)屬于突破改善的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（4）不同的研究邊界可對(duì)生命周期評(píng)價(jià)的結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，因此在課題研究中該評(píng)價(jià)模型的建立仍存在缺陷需要學(xué)術(shù)界進(jìn)一步完善。

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任銀鉺（1994-），女，2013級(jí)本科生，會(huì)計(jì)學(xué)專業(yè)。陰鏡羽（1994-），女，2013級(jí)本科生，經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)。通訊作者：王曉蓬，助理研究員，博士研究生，主要從事環(huán)境經(jīng)濟(jì)與管理研究。

2014浙江省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃課題（14NDJC199YB）；2015年浙江省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地浙江省生態(tài)文明研究中心課題（15STZD04）；浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃暨新苗人才計(jì)劃課題。