肇倩瑩
摘 要:近年來,溫室氣體的排放已成為各國(guó)重大環(huán)境問題之一,并逐漸受到社會(huì)各界人士的重視。污水處理是一種易被人忽視的、高能耗的產(chǎn)業(yè),其碳排放的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算多種多樣。對(duì)兩種最常用的方法:生命周期評(píng)價(jià)法和IPCC法進(jìn)行了介紹并概括其局限性與適用性。
關(guān)鍵詞:碳足跡;生命周期評(píng)價(jià)法;IPCC
隨著我國(guó)城市的不斷發(fā)展與擴(kuò)張,污水處理已經(jīng)成為一種高能耗、高碳排放的產(chǎn)業(yè)。為了讓人們更加清晰、直觀的了解污水處理廠的碳排放情況,通常使用投入產(chǎn)出法、《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》計(jì)算方法、生命周期評(píng)價(jià)法(life cycle assessment, LCA)、碳足跡計(jì)算器等對(duì)污水廠的碳排放進(jìn)行計(jì)算。其中,國(guó)際上通用的LCA法和IPCC法應(yīng)用較多。
1 生命周期評(píng)價(jià)法
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)定義:匯總和評(píng)估一個(gè)產(chǎn)品(或服務(wù))體系在其整個(gè)壽命周期期間的所有投入及產(chǎn)出對(duì)環(huán)境造成的和潛在的影響的方法。
ISO14040將生命周期評(píng)價(jià)分為相互聯(lián)系又循環(huán)往復(fù)的四個(gè)步驟;目的與范圍確定、清單分析、影響評(píng)價(jià)和結(jié)果解釋[3]。
目的與范圍的確定:進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)的首先要界定研究的范圍。研究的范圍決定了所研究的產(chǎn)品系統(tǒng)、邊界、數(shù)據(jù)要求、假設(shè)及限制條件等。清單分析[4]:是對(duì)產(chǎn)品、工藝或活動(dòng)在其整個(gè)生命周期階段的資源、能源消耗和向環(huán)境的排放(包括廢氣、廢水、固體廢物及其它環(huán)境釋放物)進(jìn)行數(shù)據(jù)量化分析。生命周期影響評(píng)價(jià):對(duì)分析清單上的數(shù)據(jù)進(jìn)行定性,或定量排序的一個(gè)過程。對(duì)生命周期進(jìn)行解釋說明:總結(jié)前幾個(gè)階段的研究結(jié)果及發(fā)現(xiàn),得出結(jié)論,進(jìn)行分析,對(duì)其局限性進(jìn)行解釋,盡量使結(jié)果易于理解并且有一定的完整。根據(jù)ISO14043的要求,生命周期解釋主要包括三個(gè)要素:識(shí)別、評(píng)估和報(bào)告。
生命周期評(píng)價(jià)相比于傳統(tǒng)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的方法,有著如下優(yōu)勢(shì)[5]:(1)生命周期評(píng)價(jià)面向的是產(chǎn)品系統(tǒng)。評(píng)價(jià)整個(gè)系統(tǒng)總的對(duì)環(huán)境的影響,是使產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的根本。(2)該方法是對(duì)產(chǎn)品或服務(wù)從“誕生”到“消亡”的全程的評(píng)價(jià),涵蓋面廣,系統(tǒng)性強(qiáng)。(3)該評(píng)價(jià)方法非常直觀,將各種對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行定量分析,便于體現(xiàn)節(jié)能潛力較大的重要單元。(4)生命周期評(píng)價(jià)是一種充分重視環(huán)境影響的評(píng)價(jià)方法,將清單中分散的數(shù)據(jù)以一定的邏輯關(guān)聯(lián)到一起,加強(qiáng)產(chǎn)品與環(huán)境之間的聯(lián)系性。
然而生命周期評(píng)估過程中有一些潛在的不確定因素,使其結(jié)論的可靠性和準(zhǔn)確性受到影響。中國(guó)的生命周期評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)不夠成熟,并且缺乏針對(duì)我國(guó)各個(gè)地域的具體信息。洪靜蘭等人發(fā)現(xiàn),采用其他國(guó)家地區(qū)的LCIA模型對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)活動(dòng)進(jìn)行環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)時(shí),由于人種上的差異,在生態(tài)毒性影響與人類健康損傷影響類別方面會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。
2 IPCC法
《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》是由政府間氣候變化專門委員會(huì)國(guó)家溫室氣體清單特別工作組編寫的,自發(fā)布后沿用至今。該方法大體分為三個(gè)步驟:
體系范圍的確定。污水污泥系統(tǒng)溫室氣體排放是一個(gè)復(fù)雜的過程,因此要界定排放體系的范圍,并將所計(jì)算的溫室氣體分類。Monteith等將污水污泥系統(tǒng)的溫室氣體排放分為兩類:現(xiàn)場(chǎng)(場(chǎng)內(nèi)溫室氣體排放)和非現(xiàn)場(chǎng)(場(chǎng)外溫室氣體排放);Shahabadi等[6]通過分析溫室氣體產(chǎn)生的途徑,將排放體系分為生化處理、能源消耗、物料消耗、污泥處理四個(gè)主要方面;謝淘等[10]將溫室氣體排放劃分為直接排放、間接排放、其他間接排放三個(gè)部分。
碳排放計(jì)算清單的建立。包括“自上而下”和“自下而上”兩種方法。前者是一種使用匯總數(shù)據(jù)和排放因子(通常由政府機(jī)構(gòu)編制)來對(duì)更加宏觀的碳排放進(jìn)行了解的工具。這種方法在國(guó)家或更大尺度適宜,在小區(qū)域精度較低?!白韵露稀狈▌t基于各國(guó)的特定的排放因子或生產(chǎn)過程和工廠級(jí)別的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估,對(duì)數(shù)據(jù)的精確度要求更高。該方法雖然模型的復(fù)雜程度大,但計(jì)算精度高。
對(duì)碳排放清單進(jìn)行計(jì)算。目前各國(guó)學(xué)者在計(jì)算時(shí)大多采用系數(shù)核算法,即排放量=活動(dòng)水平×排放系數(shù)。
但是,由于此方法中很多數(shù)據(jù)因影響因素復(fù)雜而被相應(yīng)的缺省取值所替代,碳核算結(jié)果將存在一定偏差。
3 結(jié)束語
生命周期評(píng)估法是一種宏觀的、系統(tǒng)的、定量的評(píng)價(jià)方法,可以了解產(chǎn)品從生產(chǎn)到毀滅的整個(gè)過程中對(duì)人、及自然環(huán)境的影響。然而在這種評(píng)估方法的流程里仍存在許多不確定因素,同時(shí)我國(guó)生命周期評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)也有待完善。
IPCC法較生命周期評(píng)估法更為詳細(xì)和精確,然而所提供數(shù)據(jù)中缺省值的取值范圍較大,需要研究者根據(jù)情況進(jìn)行選擇,并且隨著評(píng)價(jià)方法精確度的提高,其所要求的數(shù)據(jù)也更加具體,對(duì)于一些企業(yè)可能很難獲得,所以應(yīng)根據(jù)需要對(duì)評(píng)估方法進(jìn)行完善,來達(dá)到精確的測(cè)算結(jié)果。
參考文獻(xiàn)
[1]樊慶鋅,敖紅光,孟超.生命周期評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2007,32(6):177-180.
[2]曹華林.產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)(LCA)的理論及方法研究[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)人文社科版,2004,25(2):281-284.
[3]林璐.基于生命周期評(píng)價(jià)方法的九龍江流域污水處理廠綜合評(píng)價(jià)研究[D].廈門:廈門大學(xué),2009.
[4]Chen W, Zhang F F, Hong J L, Shi W X, Feng S T, Tan X F, Geng Y. Life cycle toxicity assessment on deep-brine well drilling. Journal of Cleaner Production, 2015, 112: 326-332.
[5]陳敏磊.國(guó)內(nèi)外污水污泥系統(tǒng)溫室氣體排放研究方法[J].環(huán)境工程,2013(s1):316-320.
[6]Shahabadi M B,Yerushalmi L,Haghighat F. Impact of process design on greenhouse gas(GHG) generation by wastewater treatment plants[J]. Water Research,2009,43: 2679-2687.
[7]謝淘,汪誠(chéng)文.污水處理廠溫室氣體排放評(píng)估[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào),自然科學(xué)版,2012,52(4):473-477.
[8]SH Koh,A Shaw,S Tarallo.Top-down and Bottom-up Approaches for Establishing Greenhouse Gas Emissionsand Carbon Footprints at Wastewater Treatment Plants.《Protein Science》, 2010, 2010(3):364-387.
[9]彭潔.城市污水污泥處置方式的溫室氣體排放比較分析[D].湖南:湖南大學(xué),2013.