生命周期評價法(LCA)在環(huán)境評估中的應用

[摘要]介紹了生命周期評價法在環(huán)境評估中的作用，通過對一個產品(服務)整個生命周期的全部環(huán)節(jié)進行分析，全面評價事物對環(huán)境的總體影響。

[關鍵詞]環(huán)境生命周期環(huán)境影響評價

1前言

環(huán)境問題作為社會行為決策中一個非常重要的組成部分，日益受到人們的關注，每一個決策所實施的行動都會導致產生不同的結果，因而預計和評估這些行動對環(huán)境產生的結果將顯得越來越迫切。

人們進行的決策往往是基于事物的表面現(xiàn)象及其思維慣性，然后再根據(jù)事物的發(fā)展后果調整決策。但是人們在分析問題時通常并未認識到影響環(huán)境的全部因素，而只是其中的一小部分，這就直接導致了一些決策性錯誤的產生。一個簡單的例子可以說明這個問題:包裝飲料的容器可以是玻璃瓶，或是一次性金屬易拉罐，在判斷那種容器更環(huán)保的時候，人們往往只看到容器消費后被丟棄的瞬間，于是認為玻璃瓶比易拉罐更環(huán)保。其實這種判斷并不是正確的，在它們各自的原料被挖掘、加工成容器，以及在工廠中加工成品，并將包裝好的產品倉儲、運輸、分銷至消費者，在以上的各個環(huán)節(jié)中，它們都對環(huán)境造成影響。僅僅比較其中一部分環(huán)節(jié)是十分片面和不可靠的。我們還需要比較的環(huán)節(jié)是以下幾點:

石英和鋁礬土的開采，哪一種對環(huán)境破壞大;

玻璃熔煉和鋁礬土電解，哪一個耗能更大，耗哪種能源，其各自對酸雨、溫室效應的影響如何;

玻璃空瓶回用在運輸過程中所消耗的不可再生燃料(如汽油)對可持續(xù)發(fā)展的威脅;

玻璃瓶裝的飲料從成品到消費完的過程均需冷藏，其所消耗的能源對溫室效應的影響，制冷過程排放的CFC氣體對臭氧層的破壞。

從以上事例可以看出對同一環(huán)境問題的研究會導出相互矛盾的結論，某一方面環(huán)境問題的改善可能將導致其它方面環(huán)境問題的惡化，而運用生命周期分析法能夠有效地評估產品(服務)對環(huán)境的影響。

2生命周期評價(LCA)的內涵

目前對LCA(Life Cycle Assessment)的定義眾多，以國際標準化組織(ISO)、國際環(huán)境毒物學和化學學會(SETAC)的解釋最為權威。ISO對LCA的定義是:匯總和評估一個產品(服務)體系在其整個壽命周期間的所有投入及產出對環(huán)境造成的和潛在的影響的方法。SETAC對LCA的定義是:通過對能源、原材料消耗及廢物排放的鑒定及量化來評估一個產品的過程或活動對環(huán)境帶來的負擔的客觀方法。

3LCA分析的內容及框架

3.1 目標和范圍的界定

從理論上說，LCA應分析對環(huán)境的所有影響方面，但這樣的系統(tǒng)將過于開放，無法得出對現(xiàn)實有意義的結論。根據(jù)聯(lián)合國1989年內羅畢環(huán)境大會的決議，全球環(huán)境問題按其相對的嚴重程度可排列如下:①溫室效應;②臭氧層破壞;③酸雨;④飲用水污染;⑤海洋污染;⑥森林面積縮小;⑦土壤荒漠化;⑧物種滅絕;⑨有毒廢棄物處理。確定LCA分析的范圍應包括以上9個方面。

3.2 數(shù)據(jù)分析

任何產品(服務)系統(tǒng)通常都是由若干不同的過程組成，如玻璃瓶裝牛奶的生產過程包括:石英開采、礦石運輸、冶煉、制瓶、牛奶罐裝、成品冷藏、運輸、商業(yè)冷藏陳列、家庭冷藏等。數(shù)據(jù)分析的目的是:對系統(tǒng)范圍內所有過程的資源消耗與環(huán)境排放進行量化和分析。對每一個被分析的系統(tǒng)都可以列出一份投入產出的清單。

人類生產活動過程對環(huán)境排放的污染物有成千上萬種，由此產生的環(huán)境污染錯綜復雜。確定人類活動對環(huán)境的污染是不容易的，判斷的準確性與環(huán)境科學的前沿發(fā)展有關，通過科學研究才能認知并準確判定某種化學物質的排放將導致的某種環(huán)境污染現(xiàn)象及污染程度。其次是信息資源的共享問題，LCA分析是跨行業(yè)，甚至跨國界的，這就要求建立一個共享數(shù)據(jù)庫以滿足需求。

3.3 影響力評估

在分析兩種系統(tǒng)投入產出清單時，如果一種系統(tǒng)在所有方面均優(yōu)于另一種，LCA工作便可得出結論了，但是實際情況往往復雜得多，我們應從以下兩方面分析。

分類:影響力評估的目的在于把前一輪采集到的眾多的數(shù)據(jù)與具體某個LCA分析感興趣的環(huán)境問題分別建立起對應聯(lián)系。

價值評估:價值評估的目的在于給不同的系統(tǒng)打分，在本來不可比的環(huán)境污染指標間建立起某種聯(lián)系，使之具有可比性。打分過程又可分為兩個步驟:

第一步稱為特性化，它是計算出某種污染物的排放在該次評價中對某一環(huán)境問題的危害程度，通常用其所占的百分比來衡量。如某冶煉工藝產生SO2、NOX、HCl三種酸雨氣體，其中SO2占三者總量的88%，NOX占10%，HCl占2%，則在一般情況下，SO2應與本行業(yè)的其它冶金工藝所產生的酸雨氣體進行比較。

第二步稱為標準化，它是計算被評估系統(tǒng)對某項環(huán)境問題的危害占該環(huán)境問題總量的百分比。如全球冶金行業(yè)溫室氣體排放量占全球溫室氣體排放量的7%，占全球消耗臭氧層氣體排放量的0.1%，占本地區(qū)酸雨氣體排放量的30%，則溫室氣體和酸雨氣體應成為評估的重點。

從上述分析可以看出，無論是特性化，還是標準化，都是試圖確定某種污染物排放在某系統(tǒng)內以及某環(huán)境問題內的相對權重，以此來達到某種初步的可比性。

3.4 解釋

解釋是用影響力評估所得到的結果來回答在目標和范圍界定時提出的問題假設系統(tǒng)邊界設定，污染物排放計量是LCA中比較明確和技術性較強的部分，那么從影響力評估開始到解釋部分，LCA分析的難度也變大。為了簡化分析并得到更為精確的答案，往往需要在影響力評估完成時根據(jù)其結果重新調整目標和范圍界定。

4事例

以下的兩個例子能說明一些問題。

4.1 一次性尿布和多次用尿布

上世紀80年代，美國的一個州曾經就是否允許使用一次性尿布展開過一場辯論，當時公眾認為一次性尿布浪費資源并且加重了該州垃圾填埋場的壓力。在州議會通過禁止使用一次性嬰兒尿布后，當?shù)鼐用耖_始大量使用多次用尿布，結果導致了清洗尿布用的水量大幅度增加。LCA分析表明，該州為美國最干旱的州之一，用水緊張，但是該州地廣人稀，建設垃圾填埋場根本不成問題。這說明在選擇LCA分析系統(tǒng)邊界時對于一些環(huán)境問題的取舍必須考慮當?shù)厍闆r。

4.2 復用式玻璃瓶和無菌紙盒

2005年，德國聯(lián)邦環(huán)境署(UBA)進行的LCA分析表明，牛奶用多次重復使用的玻璃瓶比一次性無菌紙盒包裝對環(huán)境造成的負擔輕。但是，2005年無菌紙盒聯(lián)合會(FKN)的研究成果表明，UBA的研究是基于2002年～2003年度的背景資料，在當時玻璃瓶可重復使用25次，而無菌紙回收率為12%。到了2005年玻璃瓶的回收使用次數(shù)遠低于25次，而無菌紙盒的回收率增高至40%，而且回收牛奶的實際運輸距離增長2倍。這些變化中的數(shù)據(jù)說明，兩種包裝系統(tǒng)的環(huán)境表現(xiàn)可能很接近，甚至發(fā)生逆轉。

5結論

環(huán)境問題是復雜的，因此在判斷一種產品(服務)的環(huán)境影響時，應廣泛運用LCA方法，對產品(服務)的整個生命周期進行全過程的分析，使人類對重大環(huán)境問題的決策更加科學、客觀。