中國家用洗滌劑生命周期評估

李 浩，Anne Merete Nielsen，張華濤

（1.諾維信（中國）投資有限公司，北京 100085；2.Novozymes A/S，丹麥；3.中國洗滌用品工業(yè)協(xié)會，北京 100044）

中國家用洗滌劑生命周期評估

李 浩1，Anne Merete Nielsen2，張華濤3

（1.諾維信（中國）投資有限公司，北京 100085；2.Novozymes A/S，丹麥；3.中國洗滌用品工業(yè)協(xié)會，北京 100044）

洗滌劑濃縮化——推動中國洗滌用品行業(yè)可持續(xù)發(fā)展

對4種在中國市場具有代表性的洗滌劑產(chǎn)品作生命周期評估研究，評估了洗滌劑濃縮化對環(huán)境的潛在影響。結(jié)果表明，與普通洗滌劑相比，濃縮洗滌劑在全球氣候變暖﹑酸雨及土壤酸化﹑水體富營養(yǎng)化﹑能源消耗﹑農(nóng)業(yè)土地使用以及廢水水質(zhì)等環(huán)境影響方面都有明顯的正面效應。敏感性分析和不確定性分析結(jié)果也表明：消費者對濃縮洗滌劑的使用習慣和洗滌劑生產(chǎn)廠商對表面活性劑的選擇對濃縮洗滌劑的整體環(huán)境影響也有非常重要的影響。

洗滌劑；濃縮化；生命周期評估；可持續(xù)發(fā)展

1．引言

自從1978年實施改革開放政策以來，中國洗滌用品工業(yè)得到了飛速的發(fā)展。中國合成洗滌劑產(chǎn)量1980年僅為39.3萬噸，2010年已經(jīng)超過800萬噸[1]。與此同時，隨著人民生活品質(zhì)的提高和消費習慣的變化，消費者對洗滌劑產(chǎn)品的要求也在不斷提高。在滿足家庭日常清潔功能的基礎(chǔ)上，更加節(jié)能節(jié)水的高效﹑多效以及對環(huán)境更友好的洗滌劑產(chǎn)品成為消費者關(guān)注的焦點[2]。

濃縮洗滌劑在中國的發(fā)展可以追溯到上世紀70年代末。1985年，輕工業(yè)部日用化學工業(yè)科學研究所為湖北沙市日化廠開發(fā)的“活力28∶1比4”濃縮洗衣粉開創(chuàng)了我國濃縮洗滌劑生產(chǎn)和銷售的先河[3]；上海合成洗滌劑廠開發(fā)生產(chǎn)的白貓牌濃縮洗衣粉和成都合成洗滌劑廠的摩麗雅草濃縮洗衣粉也在同年獲得了全國輕工業(yè)優(yōu)秀新產(chǎn)品獎[4]。但受很多原因影響，如缺乏宣傳和政策支持﹑名義價格過高以及消費者的不認可等，濃縮洗滌劑在中國的發(fā)展并不如預期中那么順利。一個明顯的例證是，截止2012年，濃縮洗衣粉僅占中國洗衣粉年產(chǎn)量的3.3%[5]，這一比例遠遠低于歐美市場上濃縮洗滌劑的市場份額。

濃縮洗滌劑作為新一代的洗滌劑，在歐洲和北美已經(jīng)得到了很好的發(fā)展。關(guān)于濃縮洗滌劑相較傳統(tǒng)普通洗滌劑所產(chǎn)生的環(huán)境改善效果，也已經(jīng)在很多研究中得到了驗證[6,7]。這些研究結(jié)果同時也表明：歐洲和北美市場上的濃縮洗滌劑所帶來的環(huán)境改善效果，主要是由于降低了洗滌溫度以及減少洗滌劑中所含表面活性劑所致。但由于中國家庭往往采取冷水洗滌方式，同時中國市場上的濃縮洗滌劑與歐美市場上的濃縮洗滌劑配方也存在很大差異，這也導致了歐美在濃縮洗滌劑方面的經(jīng)驗并不能與中國推廣濃縮洗滌劑的情況完全匹配。

為了推動濃縮洗滌劑在中國的發(fā)展，中國洗滌用品工業(yè)協(xié)會在2009年推出了第一代濃縮洗衣粉標志[8]。2012年，全新的濃縮洗滌劑標志推出，在中國洗滌用品市場上領(lǐng)先的11個洗滌劑品牌率先獲得濃縮洗滌劑標志認證。同時，中國洗滌用品工業(yè)協(xié)會還聯(lián)合洗滌劑生產(chǎn)商與零售商，通過跨行業(yè)的合作以提高消費者對濃縮洗滌劑的了解和認可。在此背景下，本研究將會通過對4種在中國市場具有代表性的洗滌劑開展生命周期評估研究，全面評估其對環(huán)境的不同影響，為中國洗滌用品行業(yè)的洗滌劑濃縮化發(fā)展提供量化環(huán)境信息，推動中國洗滌用品工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2．研究方法

本研究遵循ISO14040和14044生命周期評估原則進行，同時還邀請外部專家進行了鑒定性評審 。研究內(nèi)容涵蓋原材料的獲取﹑洗滌劑的生產(chǎn)﹑消費到最終廢棄物的處理等所有重要過程（如圖1所示）。通過SimaPro軟件（版本號：SimaPro 7.3.3）對中國洗滌劑濃縮化所產(chǎn)生的環(huán)境影響進行分析和評估。

本研究中所有數(shù)據(jù)均以一次普通中國家庭洗滌2.5公斤衣物的洗滌活動為單位進行計算。

為了更好地評估濃縮洗滌劑的環(huán)境表現(xiàn)，我們在本研究中將分別分析在中國市場上具有代表性的兩組（每組普通洗滌劑和濃縮洗滌劑各1種）共4種洗滌劑，從而比較濃縮洗滌劑相較普通洗滌劑所產(chǎn)生的不同環(huán)境影響，詳見表1。

圖1 中國洗滌劑濃縮化生命周期評價研究系統(tǒng)設(shè)定。紅框和紅色箭頭表示增加的單元過程，綠框和綠色箭頭表示減少的單元過程，黑框為系統(tǒng)中沒有發(fā)生變化的單元過程。藍色箭頭表示使用濃縮洗滌劑后發(fā)生變化的物質(zhì)流。

表1 洗滌劑配方清單

本研究中的實景數(shù)據(jù)（包括洗滌劑的配方清單以及生產(chǎn)過程中的能源消耗﹑洗滌劑的包裝與運輸數(shù)據(jù)）來自于中國洗滌用品行業(yè)企業(yè)。本研究中的背景數(shù)據(jù)（包括原材料的生產(chǎn)數(shù)據(jù)﹑能源消耗﹑包裝材料及運輸數(shù)據(jù)）來自EcoInvent 2010數(shù)據(jù)庫。中國核心生命周期數(shù)據(jù)庫[9]也為本研究提供了非常寶貴的本地數(shù)據(jù)信息，這一部分的數(shù)據(jù)用于本研究中的敏感性分析計算。

3．環(huán)境影響評估

本研究環(huán)境影響標準根據(jù)CML 2000環(huán)境影響評估方法計算，涉及的環(huán)境影響指標有：全球變暖（Global warming）；酸雨及土壤酸化（Acidification）；富營養(yǎng)化（Nutrient enrichment）。資源要素指標有：能源消耗；農(nóng)業(yè)用地。

根據(jù)Pant[10]的研究，洗滌劑的水體毒理性影響主要來自于洗滌廢水排放。因此，在本研究中采用毒理性篩選分析方法（Toxicity Screening Method），對洗滌廢水的水體毒理性影響進行評估。我們采用了在歐洲和北歐洗滌劑產(chǎn)品生態(tài)標簽中常用的臨界稀釋值（Critical Dilution Volume，CDV）指標，以衡量洗滌劑對水體的環(huán)境影響。

4．結(jié)果

研究結(jié)果顯示：無論是洗衣粉或是洗衣液，濃縮洗滌劑在七類環(huán)境指標方面均優(yōu)于普通洗滌劑，如表2﹑表3所示。

在影響全球氣候變暖方面，使用濃縮洗滌劑會明顯減少二氧化碳的排放：使用濃縮洗衣粉單次洗滌即可減少31克二氧化碳排放，而使用濃縮洗衣液單次洗滌可減少16克二氧化碳排放。

在造成酸雨和土壤酸化的二氧化硫排放和造成水體富營養(yǎng)化的磷酸分子排放方面，濃縮洗滌劑也有相當程度的改善和提高：使用濃縮洗衣粉單次洗滌即可減少0.12毫克二氧化硫排放和0.03毫克磷酸分子排放；使用濃縮洗衣液單次洗滌可減少0.06毫克二氧化硫排放和0.017毫克磷酸分子排放。

濃縮洗滌劑還可以減少資源要素的消耗。使用濃縮洗衣粉單次洗滌即可減少550千焦能源消耗，使用濃縮洗衣液單次洗滌即可減少270千焦能源消耗。在農(nóng)業(yè)土地使用方面也有同樣的表現(xiàn)。

5．結(jié)論與建議

上述研究結(jié)果說明：與普通洗滌劑相比，濃縮洗滌劑在重要的環(huán)境影響方面都有明顯的改善和提高。也就是說，洗滌劑濃縮化可以有效降低洗滌產(chǎn)品對環(huán)境的影響?？紤]到中國龐大的家庭數(shù)量和家庭對于衣物洗滌清潔的需求，洗滌劑濃縮化會對我國實現(xiàn)“十二五”期間節(jié)能減排﹑低碳發(fā)展的目標具有十分積極的意義。洗滌劑濃縮化是既符合中國國情，也符合中國洗滌用品工業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求的。

本研究也根據(jù)不同的假設(shè)條件對分析結(jié)果進行了敏感性分析和不確定性分析。盡管研究系統(tǒng)存在變量和不確定因素，但敏感性分析和不確定性分析的結(jié)果也證明了該研究結(jié)果是可信的。同時，敏感性分析與不確定性分析的結(jié)果也強調(diào)：消費者對洗滌劑的使用習慣和表面活性劑對洗滌劑產(chǎn)品的整體環(huán)境影響有非常重要的影響。

與普通洗滌劑相比，濃縮洗滌劑的用量只為普通洗滌劑的一半即可達到同樣的洗滌效果。但如果中國消費者依舊按照普通洗滌劑的用量習慣使用濃縮洗滌劑，那么反而會加大對環(huán)境的負擔，產(chǎn)生潛在的負面環(huán)境影響。因此，推廣濃縮洗滌劑還應該加強與消費者的溝通，對消費者進行更為廣泛的關(guān)于濃縮洗滌劑的宣傳和推廣。

不同的表面活性劑對環(huán)境的影響﹑特別是洗滌廢水在水體毒性上的影響也有較大的差異。因此，我們建議：在新的濃縮洗滌劑的研發(fā)中應當著重考慮不同表面活性劑對洗滌廢水的影響。考慮到我國嚴峻的水資源現(xiàn)狀，選擇適合的表面活性劑將會對我國水環(huán)境保護有非常重要的影響。不僅如此，我們還建議應該在濃縮洗滌劑產(chǎn)品研發(fā)階段就更多地引進綠色技術(shù)方案，如用更加綠色的高效酶制劑替代對環(huán)境有較大影響的化學成分，那么洗滌劑濃縮化對環(huán)境的益處還會更加明顯。未來，中國洗滌用品工業(yè)需要更多的綠色創(chuàng)新方案，這需要全行業(yè)共同努力，一起推動中國洗滌用品工業(yè)邁向更加可持續(xù)發(fā)展的未來。

表2 洗衣粉特征性環(huán)境影響評價結(jié)果

表3 洗衣液特征性環(huán)境影響評價結(jié)果

本研究鑒定性報告專家評審小組成員包括四川大學王洪濤教授（評審小組主席）、中國日用化學工業(yè)研究院杜志平教授、上海和黃白貓有限公司張蕾副總經(jīng)理、北京大學郭新彪教授及丹麥理工大學Stig Olsen教授。在此，對他們的辛勤付出表示衷心感謝！

[1] 王萬緒.中國洗滌用品工業(yè)的轉(zhuǎn)型與發(fā)展[J].日用化學品科學,2011,34(8):1-3.

[2] 中國洗滌用品工業(yè)協(xié)會.中國洗滌用品行業(yè)“十二五”規(guī)劃綱要[Z],2011.

[3] 杜志平,王萬緒,姚晨之.濃縮洗衣粉[J].日用化學品科學,2010,33(4):12-15.

[4] 中國洗滌用品工業(yè)協(xié)會.中國洗滌用品工業(yè)發(fā)展史[M].北京:中華書局,2003.

[5] 中國洗滌用品工業(yè)協(xié)會.中國洗滌用品行業(yè)研究報告,2013.

[6] Nielsen AM.When enzymes reduce surfactants -a comparative life cycle assessment of compacted,mid-tier liquid laundry detergents for the NA market.[EB/OL].http://www.novozymes.com.

[7] Dewaele J.Pant R.Schowanek D.Salducci N.Comparative Life Cycle Assessment (LCA) of Ariel“Actif à froid” (2006).a laundry detergent that allows to wash at colder wash temperatures.with previous Ariel laundry detergents (1998.2001).[EB/ OL] http://www.scienceinthebox.com/en_UK/pdf/Ariel%20Actif%20a%20Froid%20LCA%20report%20Nov%202006.pdf

[8] 中國洗滌用品工業(yè)協(xié)會.推動濃縮洗衣粉市場實施方案,2009.

[9] CLCD.2012:中國核心生命周期數(shù)據(jù)庫0.8版本[EB/OL]http://www.itke.com.cn

[10] Pant.R.et al.Comparison between Three Different LCIA Methods for Aquatic Ecotoxicity and a Product Environmental Risk Assessment - Insights froma Detergent Case Study within OMNIITOX.Int J LCA 9 (5).295-306.

[11] Ecoinvent Database (2010):EcoInvent database v2.2.http://www.ecoinvent.com

[12] ISO 14040 and 14044 - Environmental management - Life cycle assessment -Requirements and guidelines,ISO 14040 and 14044,International Organization for Standardization