环境材料评价方法的研究

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1、第5章环境材料评价方法的研究北京大学环境科学与工程学院张剑波北京大学环境科学与工程学院5.1环境材料的评价体系5.1.1环境材料评价标准的制订评价一种材料是否为环境材料，首先必须确定评价标准。从环境材料的定义看，制订评价标准实际上是对材料的先进性（功能性），舒适性（经济性）和环境协调性三个方面进行标准指标定量。北京大学环境科学与工程学院环境材料评价标准的制订由于不同种类的材料使用功能和环境影响的大小不同，因此不可能对所有的材料制订统一的评价标准。对同类材料而言，尽管其在使用中表现出各种功能，但是往往其中一种或几种是主要的和共有的功能，即基本功能。将材料按基本功能

2、分类，分别制定相应的环境材料评价标准。北京大学环境科学与工程学院5.1.2环境材料评价指标定量方法根据环境材料的概念，环境材料的评价必须以材料的完整寿命周期为研究范围。能源生产↓↓———————↓———————↓———————↓———————↓原料开采→原料加工→材料制造→材料使用→回收利用→废弃↑———————↑———————↑———————↓在材料评价和比较中，需确定其比较基准，可规定其基本功能相同的一定重量或体积的材料为基准。北京大学环境科学与工程学院(1)环境协调性指标化环境协调性指材料在整个寿命周期内对环境的综合影响，可以用LCA（lifecirclea

3、ssessment）方法定量其指标。LCA基本框架由研究目标及范围、编目分析、环境影响评估、环境改善评估四部分组成。研究目标及范围确定LCA的目的及边界条件；编目分析确定寿命周期内各阶段资源、能源消耗数据及污染物排放数量；环境影响评估根据编目分析得到的数据，对寿命周期的环境综合影响作出评估；环境改善评估则根据寿命期各阶段环境负担，确定可能的改善途径。北京大学环境学院将环境影响划分以下几个指标：ADP不可再生之原料消耗EDP不可再生之能源消耗GWP温室效应ODP臭氧层的破坏AP环境酸化POCP光化学氧化物生成NP氮化作用ECA生物体之损害HT人类健康损害北京大学环境

4、科学与工程学院指标当量化采用相对定量的方法，对每种指标选定一种参照物；将编目分析得到的污染物的环境影响作用以参照物的当量表示。北京大学环境科学与工程学院5.2生命周期评价（LCA）5.2.1生命周期评价的发展生命周期评价是70年代初至90年代发展起来的理论，即对产品从最初的原材料采掘到原材料生产、产品制造、产品使用以及产品用后处理的全过程进行跟踪和定量分析与定性评价。当前生命周期评价已形成了基本的概念框架和技术框架，成为产业生态学的主要理论与方法。国际标准化组织（ISO）制定的ISO14000环境管理体系亦将生命周期评价作为该体系的一个重要步骤。目前ISO正在积极

5、促进生命周期评价理论的完善和方法的国际标准化工作。北京大学环境学院5.2.1.1方法的起源生命周期评价最初始于70年代初美国开展的一系列针对包装品的分析、评价，当时称为资源与环境状况分析（REPA）。1969年由美国中西部资源研究所(MidWestResearchInstitute)所开展的针对可口可乐公司的饮料包装瓶进行的研究。该研究试图从最初的原材料采掘到最终的废弃物处理，进行全过程的跟踪与定量分析，为了知道使用不同的包装材料到底意味着什么样的总体影响。在此基础上，又对使用塑料饮料容器的可行性进行考虑，并比较了复用式容器与一次性容器的整体环境影响。这种正式的分

6、析方案便是LCA方法的起源和基础。随后美国ILLINOIS大学富兰克林研究会以及斯坦福大学也相继开展了一系列针对其它包装品的类似研究。北京大学环境学院特征：(1)主要由工业企业发起，秘密进行，研究结果作为企业内部产品开发与管理的决策支持工具。如：可口可乐包装的研究结果，使得公司抛弃了过去长期使用的玻璃瓶，转而采用至今仍然使用的塑料瓶。而这项研究直到1976年4月才在《科学》（SCIENCE）杂志上发表了一篇文章。(2)大多数研究的对象是产品包装品。(3)采用能源分析方法。由于能源分析方法在当时已比较成熟，而且很多与产品有关的污染物排放显然与能源利用有关，因而能源分

7、析方法被广泛地应用于(REPA)环境状况分析。北京大学环境科学与工程学院5.2.1.2学术探讨阶段在70年代，环境问题的核心是能源问题。然而从生产系统的角度看，如果在一个系统内不进行物流的测算，就不可能进行能源分析。同时随着70年代末到80年代中期出现的全球性的固体废弃物的问题，这种研究方法又逐渐成为一种资源分析工具。因而这一时期的REPA均着重于计算固体废弃物产生量和原材料消耗量。北京大学环境学院特征：(1)政府积极支持与参与。从1975年开始，美国国家环保局开始放弃对单个产品的分析评价，继而转向于如何制订能源保护和固体废弃物减量目标。同时欧洲经济合作委员会也开

8、始关注生命