生命周期评估

生命周期评估（Life Cycle Assessment，简称LCA）

　　生命周期评估是一项自20世纪60年代即开始发展的重要环境管理工具，生命周期是指某一产品（或服务）从取得原材料，经生产、使用直至废弃的整个过程，即从摇篮到坟墓的过程。

　　按ISO14040的定义，生命周期评估是用于评估与某一产品（或服务）相关的环境因素和潜在影响的方法，它是通过编制某一系统相关投入与产出的存量记录，评估与这些投入、产出有关的潜在环境影响，根据生命周期评估研究的目标解释存量记录和环境影响的分析结果来进行的。

　　随着世界各国社会经济的不断发展，人类的生产经营活动的环境影响越来越大，人们迫切要求获取产品和服务的有关信息，以便进行全过程控制与改进。在大量的环境行为及其责任投诉和争议面前，消费者和利益团体要求知道某种产品真正的环境影响究竟是什么；在改善环境行为的压力下，制造商们希望知道如何在其产品的整个生命周期中减少污染；而政府和其它管理机构更要获得可靠的产品信息以帮助制定和完善其法规和环境方案。在这种背景下，国际标准化组织环境管理技术委员会（ISO/TC207）在开始制定ISO14000系列标准时，即建立了第五分委员（SC5）制定生命周期评估方面的标准。其中《ISO14040：环境管理－生命周期评估－原则和框架》已于1997年6月正式颁布为国际标准。《ISO14041：环境管理－生命周期评估－目标与范围确定及存量分析》也已进入DIS阶段。

　　从LCA强调全面认识物质转化过程中的环境影响，这些环境影响不但包括各种废料的排放，还涉及物料和能源的消耗以及对环境造成的破坏作用。将污染控制与减少消耗联系在一起，这样既可以防止环境问题从生命周期的某个阶段转移到另一个阶段或污染物从一个介质转移到另一个介质，也有利于通过全过程控制实现污染预防。

　　LCA的目标不仅仅是实现“达标排放”，而是改善产品的环境性能，使其与环境相容。因此，我们可以说LCA的思想原则导致了新的环保战略——推行清洁生产。首先，LCA可促进企业认识与企业活动相联系的所有环境困素，正确全面理解自己的环境责任，积极建立环境管理体系，制定合理可行的环境方针和环境目标。其次LCA可协助企业发现与产品有关的各种环境问题的根源，发现管理中的薄弱环节，提高物料和能源的利用率，减少排污，降低产品潜在的环境风险，实现全过程控制。

　　依据标准条文，生命周期评估包括以下四个阶段：

　　1、目的与范围确定（GoalandScopeDefinition），将生命周期评估研究的目的及范围予以清楚地确定，使其与预期的应用相一致。

　　2、清单分析（InventoryAnalysis），编制一份与研究的产品系统有关的投入产出清单，包含资料搜集及运算，以便量化一个产品系统的相关投入与产出，这些投入与产出包括资源的使用及对空气、水体及土地的污染排放等。

　　3、影响评估（ImpactAssessment），采用生命周期清单分析的结果，来评估与这些投入产出相关的潜在环境影响。

　　4、解释说明（Interpretation），将清单分析及影响评估所发现的与研究目的有关的结果合并在一起，形成结论与建议。

当不考虑产品制造时，所有工业LCA项目都具有一些共同特征。LCA的方法通常都涉及以下三步过程：

清单分析——影响评价(或说明)——改善评价

　　1．清单分析

　　(1)组建团队一项工程的协调者通常被指派去管理LCA，而这位协调者又会成立一支或更多的团队，每一团队都要对一定数量的目标产品或目标活动进行评估。这些团队都是综合性的，其成员有着广泛的实践经验，能对工艺或产品的改变作出至关重要的评价。这些成员应来自各个领域，包括操作和保养维护、制造、产品或设计的策划、金融和会计，以及公共环境健康和安全。一般将对最后结论有着重要作用的所有关系人编为一个团队，使他们能够克服变化过程的阻力，促进交流，协调部门间的矛盾。

　　(2)分析目标设定尽管LCA被认为是为了研究一个产品在其整个生命周期过程中所产生的全部影响。事实上，要组织对其全部活动都进行详细的生命周期分析是困难的。一般来说，企业都会指定几个需进行详细生命周期评价的主题。例如，企业会因某产品使用有毒材料或废气排放等原因而选择其作为生命周期分析的主题。

　　 对工艺过程进行生命周期分析，通常要由那些对产品及环境问题有着丰富经验的公司职员对以下几方面进行初步评定：产品、工艺流程、化学用法、废物的产生及排放。

　　(3)生命周期列表分析当一个活动被确认为目标后，其生命周期就可以用简单的矩形流程来表示，但由于图表研究的局限性，所以在绘制图表前必须仔细考虑图表的应用范围。分析可以始于原材料的获取，终止于危险废物的处置，也可以将范围扩展到原材料的生产及废物的分解产物。

　　对某项具体分析的实际范围或边界条件，则主要由研究的需要决定，而研究需要又由所关注的问题决定。如果关注的是制造过程中的废物排放，那么就应将注意力集中在关键的制造过程及处理、贮存、处置和最终接受废物的回收设备等各个生命周期。相反，如果我们关注的是整个产品的生命周期，边界条件可能就要扩展，以下所涉及的各生命周期阶段都应考虑：市场上购买、研究开发、原材料获取、材料加工、最终产品制造、包装、销售、消费者使用和废物的最终处置等。

　　(4)确认输入与输出清单分析的核心是建立需设定目标的生命周期阶段所包括的一个或数个单元过程原料和废物的输入输出分析。

　　如果LCA关心的是危险废物的减量(如危险废物和危险气体污染HAPs)那么重心就该放在生命周期每一阶段中对这些废物的清单分析。除了考虑生产阶段危险废物的直接排放，还要考虑其间接排放，如与原材料加工有关的危险废物的排放、收运贮存过程的排放等。所以，包含在生命周期表中的所有可能产生废物的点都要进行评估。

　　原料和废物的输入输出分析数据收集包括：

　　①原料、中间物和辅助材料；

　　②能源(工艺能源，运输能源及资源消耗)；

　　③水量(地下水和地表水)；

　　④大气排放物，包括生产工艺或运输能源所用燃料的大气排放以及工艺废气，主要排放种类有颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物、二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、乙醛、氨等；

　　⑤水的排放，包括排放水中的所有的污染物，主要有BOD。、COD、悬浮物(SS)、可溶性固体、油和脂、硫化物、铬、锡、铁、金属离子、氰化物、苯酚、磷酸盐、氨等，视工艺不同而不同，污水量以经废水处理装置后注入污水河的污水和排放到收纳水体的污水计；

　　⑥固体废物，系统中各污染源排放的固体废弃物包括工艺过程排出的废物，由大气排放控制设备排出的固体废物，水处理设施或焚烧设备排出的固体废物和消费后的固体废物；

　　⑦其他排放。因此，最终的生命周期图表必须包括的内容是：

　　1)目标产品或目标生产活动的设定；

　　2)废物的排放、能量和原材料的消耗设施(例如废气排放，污水排放或清除设备)；

　　3)迁移过程废物的类别(例如废气、废水、固体或危险废物)；

　　4)原料和废物的流向及数量。

　　通过作图为生命周期的系统分析提供了一个可视的框架，它可以帮助识别并追溯废物产生的根源。比如，一张工作表可以根据产品的生产速率对废物的产生速率进行规范(例如，每1000个新产品的产生所导致危险废物的排放量)。这些已规范化的废物因素可以将废物的真实减排量与由于生产速率的变化引起的废物排放量变化区分开来。这个做法可以为环境目标的设置及工作情况的考察提供一个固定的基准。

　　2．影响评估

　　影响评估是运用清单分析的结果对产品生命周期各个阶段所涉及的所有潜在的重大的环境因素影响进行评估。评价的过程是将清单分析的数据与具体的环境影响联系起来，并进一步分析这些影响。研究的深度、环境影响的类别以及评价方法的选择均取决于LCA研究的目的与范围。

　　(1)影响评价的单项评价指标借鉴环境影响评价的单项评价方法，设定用于产品环境评估的单项指标：

　　　　　　(1—1)

　　式中：P_i——单项指标值；

　　m_i——污染清单值；

　　M_i——参比标准值。

　　式(1—1)中，污染清单值m_i是清单分析中列出的数据，参比标准值M_i是体现现阶段人类社会对健康要求的基本标准，两者之比即为用于评价的某项指标数据，下面分述各单项指标的计算方法。

　　①资源消耗。资源消耗是产品的自然索取，对各产品而言，消耗越多，表明其环境性能越差。确定资源消耗单项指标的计算公式为：

　　　　　　　　(1—2)

　　式中：m——资源消耗量，每吨产品或万元产值所消耗的资源量；

　　C——资源的年产量；

　　R——全国资源的已探明量；

　　r——资源种类。

　　式(1—2)中指标表示由于该产品的生产和使用使某种资源消耗增加的份额。其中R、C的数据可以从国家统计部门，行业统计部门的统计数据中获得。得到的P值越大表明该种资源消费越严重。

　　②水污染、大气污染、固体废物、危险废物和其他污染指标为：

　　　　　　　　(1—3)

　　式中：m_i——测定值；

　　M_i——参比标准值；

　　P_i——测定值与标准值的比值。

　　(2)各环境要素的综合评价指数对以上几种单项污染指标分别进行处理(加权和统计处理)，可以得到各要素的综合评价指标。计算产品的各环境要素指标须相应采用不同的方式和模式。

　　①资源消耗指标：

　　　　　　　　(1—4)

　　式中P_i——第i种资源消耗的单项指标；

　　w_i——第i种资源的权重值；

　　n——资源种类数，n≥2。

　　②水污染、大气污染、固体废物和危险废物单项污染指标：

　　　　　　(1—5)

　　式中Q一单项污染要素指标。

　　③其他类指标在通常环境质量评价中，对其他类环境问题，还要考虑其风险程度而予以加权处理，由此形成其他类型要素指标Q_o：

　　　　　　　　(1—6)

　　式中 w_i——要考虑的风险程度的权重；

　　i——其他污染类型种类。

　　将这些指标计算汇总在下表中，它们从不同方面反映了产品的环境性能，体现了其全部生命过程各阶段的资源消耗、水污染、大气污染、固体废物和危险废物排放等污染的程度。

　　3．结果讨论

　　结果讨论是将清单分析和影响评估的结果与研究目的、范围进行综合分析得出结论与建议的过程。结果讨论与清单分析和影响评估过程是紧密关联的。三个阶段中的任意一个阶段完成后即应进行结果讨论，考察原先确定的研究范围是否合适，是否需要作必要的调整，所收集的数据是否符合研究的目的，哪些数据对结果的影响最灵敏等。结果讨论中得到的结论和建议将提供给LCA研究的委托方作出决定、采取行动的依据。

　　生命周期评估主要是为了找出最适宜的预防污染技术，尽可能减少环境的污染，保护生态系统；同时达到合理开发和利用资源、节约不可再生的资源和能源、最大限度地进行原料和废物的循环利用的目的，实现经济、社会的可持续发展。因此，生命周期评估主要应用在以下几个方面。

　　(1)对化学产品及其“从摇篮到坟墓”的全过程所涉及的环境问题进行量化和评估，故常作为评估化学产品或工业过程“绿色化”的管理工具。

　　(2)为产业界、政府机构和非政府组织的决策提供支持。例如，企业(或产业)发展规划、优先项目的设定、产品与工艺的生态工业设计等。

　　(3)确立环境影响评价指标，包括产品和工程的环境评价指标、产品环境标志的评价和认定等。

　　(4)确定市场经济营销战略，如环境声明、环保宣传、环境标志等。环境标志是一种产品的证明性商标，它表明该产品不仅质量合格，而且在生产、使用和处理处置过程中符合环境保护要求，与同类产品相比，具有安全低毒、节约资源等优势，有利于打破绿色贸易壁垒，促进商品的外贸出口。