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Life－CycleAssessment(LCA)WhatitisHowtoperformon用玻璃瓶或者用无菌纸盒盛装牛奶，哪个跟更环保？一次性和可多次使用性婴儿尿布，哪个更符合环保要求？回收玻璃瓶是否节约能源？光伏技术是否是环境协调的？环境性能使用性能经济性能环境材料环境材料是指那些具有满意的使用性能和可接受的经济性能，并在制备、使用和废弃过程中对资源和能源消耗最少，对环境影响最小且再生利用率最高的一类材料。第五章环境材料评价方法的研究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，制定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。不可能对所有材料制定统一的评价标准；可将材料按基本功能分类，分别制定相应的环境材料评价标准。对每一类别的材料分别进行环境协调性、先进性、舒适性的指标化，根据指标化的结果，综合考虑边界条件及未来的可能发展，来规定相应类别的环境材料三方面的评价标准指标。环境材料的评价体系RawMaterialsAcquisitionMaterialsManufactureProductManufactureProductUseorConsumptionDispositionEnergyEnergyEnergyEnergyEnergyWastesWastesWastesWastesReuseProductRecyclingGeneralMaterialsFlowfor“Cradle-to-Grave”AnalysisofaProductSystem环境材料的评价必须以材料的完整的寿命周期为研究范围常见的环境指标及其表达方法1.能耗表示法：在各种材料的生产过程中，用所耗能源的多少来衡量材料对环境的影响。材料钢铝水泥能耗31.836.7142.4一些材料生产过程的能耗比较MJ/t2.环境影响因子（enviromentalaffectfactor,EAF)将在生产某种产品时对环境影响的各种因素综合考虑，是对能源评价法的一个补充EAF=[资源、能源、污染物、生物影响、区域性]3.环境负荷单位（enviromentalloadunit,ELU)元素ELU/kg元素ELU/kg铁0.38锡4200锰21.0钴12300铬22.1铂42000000钒42铑42000000铅363石油0.168镍700煤0.1钼4200某些材料及元素的环境负荷单位比较瑞典环境研究所4.单位服务的材料消耗（materialsintensityperunitofservice，MIPS)德国渥泊塔研究所Schmidt教授《人类需要多大的世界》5.生态指数表示法（Ecopoints)对某一过程或产品，根据其污染物的产生量及其他环境作用大小，综合计算出该产品或过程的生态指数，判断其环境影响程度。玻璃148聚乙烯220某一单位过程中的材料消耗量，这一单位过程可以是生产过程也可以是消费过程。6.生态因子表示法（Eco-indicators)考虑材料的环境影响，同时考虑材料的使用和服务性能。可见，材料的使用性能好，对环境是有利的，其表达式为：ECOI=EI/SPECOI：该材料或产品的生态因子；EI：生产某产品时对环境的影响量SP：该产品使用性能的综合量环境协调性指标ADP：不可再生之原料消耗GWP：温室效应EDP：不可再生之能源消耗ODP：臭氧层破坏ECA：生物体之损害AP：环境酸化HT：人类健康损害POCP：光化学氧化物生成NP：氮化作用根据环境指标分类，采用相对定量的方法，对每种指标选定一种参照物，将分析得到的污染物的环境影响作用以参照物的当量表示。为得到单一的环境协调性定量指标，可用AHP法确定各环境指标的权重系数，将材料的环境协调性指标e描述为：e'=Σ标准指标×权重系数i=1nAnalgticHierarachyProcess层次分析法是美国运筹学家、匹兹堡大学T.L.Saaty教授在20世纪70年代初期提出的，AHP是对定性问题进行定量分析的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法。它的特点是把复杂问题中的各种因素通过划分为相互联系的有序层次，使之条理化，根据对一定客观现实的主观判断结构把专家意见和分析者的客观判断结果直接而有效地结合起来，将一层次元素两两比较的重要性进行定量描述。而后，利用数学方法计算反映每一层次元素的相对重要性次序的权值，通过所有层次之间的总排序计算所有元素的相对权重并进行排序。该方法自1982年被介绍到我国以来，以其定性分析与定量分析相结合地处理各种决策因素的特点，以及其系统灵活简洁的优点，迅速地在我国社会经济各个领域内，如能源系统分析、城市规划、经济管理、科研评价等，得到了广泛的重视和应用。例如:某人准备选购一台电冰箱，他对市场上的6种不同类型的电冰箱进行了解后，在决定买哪一款式时，往往不是直接进行比较，因为存在许多不可比的因素，而是选取一些中间指标进行考察。例如电冰箱的容量、制冷级别、价格、型式、耗电量、外界信誉、售后服务等。然后再考虑各种型号冰箱在上述各中间标准下的优劣排序。借助这种排序，最终作出选购决策。在决策时，由于6种电冰箱对于每个中间标准的优劣排序一般是不一致的，因此，决策者首先要对这7个标准的重要度作一个估计，给出一种排序，然后把6种冰箱分别对每一个标准的排序权重找出来，最后把这些信息数据综合，得到针对总目标即购买电冰箱的排序权重。有了这个权重向量，决策就很容易了。材料的经济性指标材料经济性表示寿命周期内总的资金耗费(LCCA：lifecirclecostingassessment)。可定义为：与产品或工业行为整个寿命期相关的，所有内部资金耗费及外部资金耗费的总和。所谓内部资金耗费是指由生产者承担的费用；外部资金耗费是指由社会承担的费用。材料的功能性指标材料的功能性指标f应参考环境材料标准指标，在其基本功能的基础上以各种功能的集合表示f'={f'1,f'2,…,f'n}单因子方法评价材料的环境影响不能反映其综合影响，比如全球温室效应、资源效率等；20世纪90年代初，提出生命周期评价方法（LCA，lifecycleassessment),现已基本为科学工作者接受，成为全世界通行的材料环境影响评价方法，并在ISO14000国际认证标准中规范化，是ISO14000系列标准之一。LifeCycleAnalysis(LCA)1.GetacquaintedwithLCA2.HowtoconceptuallyapplythemainstepsofLCA3.Someofthedifficultiesand/orlimitationsofeachLCAstepLCAisamethodthatconsidersenergyandrawmaterialconsumption,differenttypesofemissionsandotherimportantfactorsrelatedtoaspecificproduct’sentirelifecyclefromanenvironmentalpointofview.ＬＣＡ是对产品系统在整个寿命周期中的（能量和物质的）输入输出和潜在的环境影响的汇编和评价——产品系统是指具有特定功能的，与物质和能量相关的操作过程单元的集合；——产品可以是一般制造业的产品系列，也可以是服务业提供的服务系统；——寿命周期是指产品系统中连续的和相互联系的阶段，它从原料的获得或者自然资源的产生一直到最终产品的废弃为止。确定和量化与评估对象相关的能源物质消耗、废弃物排放，评估其造成的环境负担评价这些能源、物质消耗和废弃物排放造成的环境影响辨别和评估改善环境的机会ＬＣＡ的作用帮助提供产品系统与环境之间相互作用的尽可能完整的概貌促进全面和正确理解产品系统造成的环境影响为关注产品或受产品影响的相关方之间进行交流和对话奠定基础向决策者提供关于环境的有益的决策信息，包括估计可能造成的环境影响、寻找改善环境表现的时机和途径、为产品和技术选择提供判据LCA的发展历史1960S萌芽阶段标志性事件：1969年有美国中西部资源研究所(MRI)开展的针对可口可乐公司的饮料包装瓶进行的研究,称为资源与环境状况分析(REPA)_包装材料的全过程跟踪与分析特征：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；（可口可乐塑料瓶取代玻璃瓶的结果发表于1976年4月的Science）2)大多数研究的对象是产品包装品3)能源分析方法被广泛应用于环境状况分析（REPA）1970s:学术探索阶段(70年代中期到80年代末期）●环境问题的核心是能源问题（物流测算能源分析）●全球性的固体废弃物问题：这一时期的LCA成为资源分析工具，REPA均着重计算固体废弃物产生量和原材料消耗量特征：1）政府积极支持参与：（美国国家环保局…欧洲经济合作委员会…）2)案例发展缓慢，方法论研究兴起（缺乏统一的研究方法论、数据无法得到…导致公众兴趣淡漠，企业放弃；学术界关于REPA的研究缓慢进行，发展了有关废弃物管理的一系列方法，深入研究环境排放和资源消耗的潜在影响….LCA的雏形）1980s:迅速发展阶段—随着区域性与全球性环境问题的日益严重，以及全球环境保护意识的加强，可持续发展思想的普及以及可持续行动计划的兴起，大量的REPA研究重新开始；——REPA研究涉及研究机构、管理部门、工业企业、产品消费者，使用REPA的目的和侧重点各不相同，而且所分析的产品和系统也变得越来越复杂，急需对REPA的方法进行研究和统一；1989：荷兰国家居住、规划与环境部(VROM):末端政策→产品“链管理“1990：国际环境管理学与化学学会（SETAC)首次主持召开了有关生命周期评价的国际研讨会，提出了”生命周期评价“的概念1993：SETAC出版了《生命周期评价纲要：实用指南》，成为LCA基本基础框架，是LCA方法论研究的里程碑1993：国际标准化组织（ISO）成立了负责环境管理的技术委员会(TC207)，负责制定生命周期评价标准1997年之后：TOC先后发布生命周期评价国际标准ISO14040《生命周期评价：原则与框架》ISO14041《生命周期评价：目的与范围的确定，生命周期清单分析》ISO14042《生命周期评价：生命周期影响评价》ISO14043《生命周期评价：生命周期解释》ISO/TR14047《生命周期评价：ISO14042应用实例》ISO/TS14048《生命周期评价：数据文件格式》ISO/TR14049《生命周期评价：ISO14041应用实例》2006年TOC对评价的概念和技术框架及实施步骤进行了标准化，修订版——ISO14040:2006和ISO14044:2006《生命周期评价：要求事项与指南》中国的LCA发展GB/T24040-1999《环境管理：生命周期评价——原则与框架GB/T24041-2000《环境管理：生命周期评价——目的与范围的确定与清单分析》GB/T24042-2002《环境管理：生命周期评价——生命周期影响评价》GB/T24043-2002《环境管理：生命周期评价——生命周期解释》材料生命周期（MLCA）方面的研究及应用是目前最主要的研究方向。1998年，国家863计划支持了首项“材料的环境协调性评价研究”，对国内几大类主要基础材料进行全面的MLCA评估(钢铁、水泥、铝、工程塑料、建筑涂料、陶瓷等7类）总结了材料环境负荷分析的方法，提出了上述典型材料生命周期评价的新方案和定量方法构建和设计了材料的环境负荷基础数据框架开发了数据库管理软件和材料的生命周期评价软件国际标准化组织（InternationalOrganizationforstandardization，ISO)ＩＳＯ１４００１：环境管理体系ＩＳＯ１４０１０：环境审计ＩＳＯ１４０２０：环境标志ＩＳＯ１４０３０：环境行为评价LCA的基本框架（STEPSinanLCA）目标和范围确定编目分析影响