絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)研究進(jìn)展

劉書軼 朱紫嫄 邱笑笑 王曉蓬 王來力

摘要：

為量化與評(píng)價(jià)絲綢產(chǎn)品生命周期的環(huán)境表現(xiàn)，為絲綢產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)和綠色生產(chǎn)提供參考，文章對(duì)絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，分別從研究方法、核算邊界、數(shù)據(jù)清單、結(jié)果評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了思考和探討。研究表明，絲綢產(chǎn)品生命周期的正外部性應(yīng)納入環(huán)境表現(xiàn)的量化與評(píng)價(jià)范圍;構(gòu)建絲綢產(chǎn)品使用和洗滌模型、回收再利用模型，以提高絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)量化與評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性;構(gòu)建綜合考慮國家、區(qū)域、技術(shù)水平等因素的絲綢產(chǎn)品生命周期投入和產(chǎn)出清單數(shù)據(jù)庫，可實(shí)現(xiàn)環(huán)境表現(xiàn)量化與評(píng)價(jià)的全面性和透明性。

關(guān)鍵詞：

絲綢產(chǎn)品;環(huán)境表現(xiàn);生命周期評(píng)價(jià);數(shù)據(jù)清單;結(jié)果評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)： TS141

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 10017003（2021）11000505

引用頁碼： 111102

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2021.11.002

Research progress in the environmental performance assessment of silk product life cycle

LIU Shuyia， ZHU Ziyuana， QIU Xiaoxiaoa， WANG Xiaopengb，c， WANG Lailib，d

（a.School of Fashion Design & Engineering; b.Silk and Fashion Culture Center of Zhejiang Province; c.Institute of Science and Technology;d.Key Laboratory of Silk Culture Heritage and Products Design Digital Technology， Ministry of Culture and Tourism，Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China）

Abstract：

In order to quantify and evaluate the environmental performance of silk productlife cycle and to provide references for the green design and green production of silk products， the paper reviewed the research progress in environmental performance assessment of silk products， thought about and discussed the research methods， calculation boundary， data inventory and result evaluation. The results showed that the positive externality of silk productlife cycle should be included in the scope of environmental performance quantification and assessment. It is necessary to establish models for silk product using， washing and recycling， so as to improve the accuracy of the life cycle environmental performance quantification and assessment. Furthermore， constructing a data inventory database for silk productlife cycle input and output while comprehensively considering factors such as countries， regions and technical levels is conductive to achieving a comprehensive and transparent environmental performance quantification and assessment.

Key words：

silk product; environmental performance; life cycle assessment; data inventory; result assessment

基金項(xiàng)目： 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（71503233）;國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（202010338017）;浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（LY20G030001）;絲綢文化傳承與產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化技術(shù)文化和旅游部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（2020WLB04）;浙江理工大學(xué)基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目（2021Y008）

作者簡介： 劉書軼（1998），女，碩士研究生，研究方向?yàn)榧徔椘贩b碳足跡核算與評(píng)價(jià)方面的研究。通信作者：王來力，副教授，wangll@zstu.edu.cn。

氣候變化、淡水資源短缺、水環(huán)境污染、廢氣排放等問題給全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。2015年，《Transforming our world： the 2030 agenda for sustainable development》在聯(lián)合國大會(huì)第70屆會(huì)議上通過并于2016年1月1日正式啟動(dòng)，該議程包括“為所有人提供水和環(huán)境衛(wèi)生并對(duì)其進(jìn)行可持續(xù)管理”“采取緊急行動(dòng)應(yīng)對(duì)氣候變化及其影響”等17項(xiàng)全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（Sustainable Development Goals，SDGs），呼吁各國采取積極行動(dòng)，努力在2030年之前實(shí)現(xiàn)議程目標(biāo)[1]。為應(yīng)對(duì)全球氣候變化，中國政府承諾力爭于2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出要建立健全環(huán)境治理體系，不斷改善空氣、水環(huán)境質(zhì)量，有效管控土壤污染風(fēng)險(xiǎn)等環(huán)境改善目標(biāo)。

紡織產(chǎn)品與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)，紡織工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展在中國生態(tài)文明建設(shè)中具有重要作用，而行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展一般是通過推動(dòng)細(xì)分產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)加工來實(shí)現(xiàn)。中國是世界第一大蠶繭和生絲生產(chǎn)國，蠶繭和生絲產(chǎn)量占全球80%以上[2]。絲綢是重要的紡織產(chǎn)品，因其優(yōu)良的服

用性能深受消費(fèi)者青睞。全面了解絲綢產(chǎn)品生命周期的環(huán)境表現(xiàn)，對(duì)于絲綢產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)、綠色生產(chǎn)乃至綠色消費(fèi)具有重要的參考意義。本文綜述了國內(nèi)外關(guān)于絲綢及相關(guān)產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)的研究進(jìn)展，就絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)量化與評(píng)價(jià)的研究方法、核算邊界、數(shù)據(jù)清單、結(jié)果評(píng)價(jià)等問

題進(jìn)行了思考和探討，并對(duì)絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)的量化與評(píng)價(jià)提出了建議。

1 絲綢產(chǎn)品的環(huán)境表現(xiàn)

關(guān)于絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)研究結(jié)果如表1所示。

由表1可知，絲綢產(chǎn)品環(huán)境表現(xiàn)量化與評(píng)價(jià)研究涉及的相關(guān)指標(biāo)包括氣候變化（全球增溫潛勢(shì)），大氣污染（煙塵、光化學(xué)臭氧、平流層臭氧消耗），水資源環(huán)境影響（藍(lán)水足跡、水體富營養(yǎng)化、水稀缺足跡、水體生態(tài)毒性、水酸化足跡），陸地生態(tài)影響（農(nóng)業(yè)用地、城市用地、陸地生態(tài)毒性、陸地酸化、自然土地改造），人體影響（人體毒性、聲環(huán)境污染），以及累計(jì)能源需求、非生物耗竭潛力、金屬損耗等，不同的研究文獻(xiàn)中選取的量化與評(píng)價(jià)指標(biāo)具有差異性。

由圖1可知，對(duì)于絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)的研究主要聚焦蠶繭、生絲、真絲織物、絲綢成衣等過程產(chǎn)品，尚無絲綢產(chǎn)品全生命周期環(huán)境表現(xiàn)的量化與評(píng)價(jià)研究。絲綢產(chǎn)品生命周期過程包括桑樹種植、蠶養(yǎng)殖、繅絲、織造、染整、絲綢產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售、消費(fèi)者使用、廢棄等，每個(gè)階段的環(huán)境表現(xiàn)不盡相同。例如，在桑樹種植階段的耕作、施肥、灌溉等，產(chǎn)生溫室氣體排放、消耗水資源，并有潛在的水體富營養(yǎng)化影響，然而桑樹的光合作用會(huì)吸收空氣中的二氧化碳，具有碳中和效應(yīng);在養(yǎng)蠶階段因桑葉采摘、運(yùn)輸、蠶房的清潔養(yǎng)護(hù)等消耗能源而產(chǎn)生溫室氣體排放;繅絲、織造、染整、成衣生產(chǎn)等工業(yè)階段中，消耗能源、水資源、紡織化學(xué)品等;在絲綢產(chǎn)品的使用階段，家庭洗滌護(hù)理過程消耗了水資源、洗滌劑、電能等，產(chǎn)生溫室氣體排放、廢水污染物排放，造成溫室效應(yīng)、水環(huán)境劣化的潛在影響。

2 環(huán)境表現(xiàn)量化與評(píng)價(jià)討論

2.1 量化與評(píng)價(jià)方法

現(xiàn)有文獻(xiàn)中對(duì)于絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)的量化與評(píng)價(jià)方法有生命周期評(píng)價(jià)法、碳足跡方法和水足跡方法。生命周期評(píng)價(jià)（Life Cycle Assessment，LCA）方法由4個(gè)相互關(guān)聯(lián)的部分組成，即目標(biāo)和范圍的界定、清單分析、影響評(píng)價(jià)、結(jié)果解釋，可以對(duì)絲綢產(chǎn)品“從搖籃到墳?zāi)埂鄙芷谶^程的環(huán)境表現(xiàn)進(jìn)行量化與評(píng)價(jià)[11]。碳足跡（Carbon Footprint，CF）用于量化某一產(chǎn)品從原料、運(yùn)輸、加工、生產(chǎn)、使用、廢棄等環(huán)節(jié)的生命周期內(nèi)產(chǎn)生的碳排放量，被廣泛應(yīng)用于各類產(chǎn)品溫室氣體排放的量化與評(píng)價(jià)[12]，絲綢產(chǎn)品生命周期碳足跡的研究聚焦絲綢產(chǎn)品原材料獲取、產(chǎn)品生產(chǎn)、消費(fèi)、回收處理等階段在氣候變化方面的表現(xiàn)。水足跡（Water Footprint，WF）方法有兩個(gè)不同的研究體系，一種是表征一定區(qū)域內(nèi)所有產(chǎn)品和服務(wù)生產(chǎn)、消費(fèi)的水資源占用量[13]，另一種是量化與評(píng)價(jià)生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)造成的水資源稀缺、水體富營養(yǎng)化、水體生態(tài)毒性[14]、水體酸化足跡等影響。絲綢產(chǎn)品生命周期水足跡的研究是量化與評(píng)價(jià)絲綢產(chǎn)品生命周期階段水資源消耗和廢水污染物排放的環(huán)境表現(xiàn)。

LCA方法可以從多維角度量化與評(píng)價(jià)絲綢產(chǎn)品生命周期的環(huán)境表現(xiàn)，例如氣候變化、大氣污染、人體毒性、生態(tài)毒性等，但是由于其未對(duì)環(huán)境表現(xiàn)的量化與評(píng)價(jià)指標(biāo)做統(tǒng)一的選擇范圍界定，且一般受數(shù)據(jù)清單難以全面獲得的影響，導(dǎo)致不同研究中的環(huán)境表現(xiàn)指標(biāo)選擇不一致，不同絲綢產(chǎn)品的環(huán)境表現(xiàn)量化與評(píng)價(jià)結(jié)果往往缺乏可比性。CF方法和WF方法則是以LCA為理論基礎(chǔ)，分別聚焦絲綢產(chǎn)品生命周期中的氣候變化影響和水資源環(huán)境影響的量化與評(píng)價(jià)。因此，根據(jù)研究目的不同，可針對(duì)性地選擇相應(yīng)的方法對(duì)絲綢產(chǎn)品生命周期的環(huán)境表現(xiàn)進(jìn)行量化與評(píng)價(jià)。

2.2 核算邊界

核算邊界的一致性是絲綢產(chǎn)品環(huán)境表現(xiàn)量化與評(píng)價(jià)結(jié)果可比性的前提，邊界的任何變化都會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的波動(dòng)[15]。由表1可知，現(xiàn)有絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)研究中的核算邊界并不統(tǒng)一。例如，有的研究將核算邊界設(shè)定為“從搖籃到大門”的階段（種桑、養(yǎng)蠶、繅絲等階段），亦有研究將核算邊界設(shè)定為“從大門到大門”的階段（織造、染整、熨燙等階段），較少有研究將絲綢產(chǎn)品的使用階段和回收階段環(huán)境表現(xiàn)納入核算邊界。

絲綢因其優(yōu)越的服用性能，使用壽命、日常洗滌護(hù)理模式與棉服裝、化學(xué)纖維服裝有所差異[16]。例如有研究表明，絲綢類衣物護(hù)理過程中平均溫度和平均用時(shí)均小于棉麻類衣物，則在日常洗滌護(hù)理階段，絲綢類衣物的環(huán)境影響相對(duì)較小[17]。因此，在進(jìn)行絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)量化與評(píng)價(jià)研究時(shí)，應(yīng)對(duì)不同絲綢產(chǎn)品在不同消費(fèi)模式下的環(huán)境表現(xiàn)進(jìn)行深度解析。

蠶絲纖維的獲取涉及桑樹的種植，該階段具有固碳效應(yīng)。例如，Giacomin等[18]總結(jié)了不同栽培方式下不同桑樹品種的生物產(chǎn)量及其CO2減排水平，并提出桑樹光合作用減少的CO2當(dāng)量是該桑園生產(chǎn)的蠶絲纖維質(zhì)量的735倍。Li等[19]評(píng)估了桑樹種植階段的碳足跡，以2014—2016年中國海寧市農(nóng)桑生產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算得出桑樹種植過程中光合作用固碳量大于其種植階段產(chǎn)生的總碳排放，對(duì)生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)正外部性。因此，桑樹種植階段的固碳效應(yīng)及固碳量的分配原則在絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)的評(píng)價(jià)中亦應(yīng)納入和量化。

2.3 數(shù)據(jù)清單

評(píng)估絲綢產(chǎn)品生命周期的環(huán)境表現(xiàn)，需要厘清絲綢產(chǎn)品生命周期過程投入和產(chǎn)出數(shù)據(jù)清單。例如，桑樹種植階段的灌溉耗水量、肥料施用量、桑葉產(chǎn)量，桑蠶養(yǎng)殖階段的能源消耗、化學(xué)品消耗、蠶繭產(chǎn)量，絲綢產(chǎn)品工業(yè)生產(chǎn)階段的工業(yè)水資源消耗、染化料消耗、輔助物料消耗、絲綢產(chǎn)品產(chǎn)量等。數(shù)據(jù)清單的收集需要考慮不同國家地區(qū)具有不同的生產(chǎn)環(huán)境與生產(chǎn)條件。例如，在桑樹種植過程中，桑園的灌溉需求與桑園所處經(jīng)緯度、海拔、地貌、桑樹種植密度等因素有關(guān);施肥需求與土壤肥力、桑苗品種等因素有關(guān);在養(yǎng)蠶繅絲過程中，生產(chǎn)技術(shù)水平對(duì)能源消耗、資源消耗、產(chǎn)品產(chǎn)量、廢棄物排放產(chǎn)生顯著影響，進(jìn)而影響絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)的量化與評(píng)估。單一地區(qū)的數(shù)據(jù)清單僅代表該地區(qū)絲綢產(chǎn)品生命周期的環(huán)境表現(xiàn)，若要對(duì)絲綢產(chǎn)品生命周期的環(huán)境表現(xiàn)進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，則需綜合考慮地區(qū)因素、生產(chǎn)技術(shù)水平因素、產(chǎn)量因素等，例如，Higg Materials Sustainability Index僅參考了個(gè)別國家和地區(qū)的絲綢產(chǎn)品生命周期清單數(shù)據(jù)，便得出絲綢的環(huán)境影響高于其他紡織材料的結(jié)論，有失準(zhǔn)確性和全面性[20-21]。絲綢生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品同樣具有應(yīng)用價(jià)值，需要綜合考慮產(chǎn)品特性、產(chǎn)量、價(jià)值等因素構(gòu)建合理的拆分和分配原則，對(duì)環(huán)境表現(xiàn)進(jìn)行合理分配[22]，提高絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)量化與評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。

2.4 結(jié)果評(píng)價(jià)

絲綢產(chǎn)品生命周期的環(huán)境表現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果為多維指標(biāo)時(shí)，由于各指標(biāo)的單位不同，在進(jìn)行不同產(chǎn)品間環(huán)境表現(xiàn)比較時(shí)需要對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行歸一化。環(huán)境表現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果的歸一化有不同的方法，例如EP&L方法[23]將多種環(huán)境影響轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的社會(huì)邊際成本，以價(jià)值的形式進(jìn)行結(jié)果表達(dá);ReCiPe方法[24]通過對(duì)中間點(diǎn)影響類別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和加權(quán)可以得到自然環(huán)境、人體健康和資源消耗的3類終點(diǎn)水平影響，并可以進(jìn)一步加權(quán)歸一，得到無量綱的評(píng)價(jià)結(jié)果。所以，在研究中應(yīng)根據(jù)具體情況選擇適用的歸一化方法，并在結(jié)果評(píng)價(jià)時(shí)明確說明。

3 結(jié) 語

準(zhǔn)確性、全面性、一致性和透明性是產(chǎn)品環(huán)境表現(xiàn)量化與評(píng)價(jià)的重要原則，進(jìn)行絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)研究對(duì)于綠色絲綢產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和絲綢產(chǎn)品可持續(xù)消費(fèi)具有較好的參考意義。由于絲綢產(chǎn)品生命周期鏈條長，涉及的投入產(chǎn)出要素多，開展絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)研究仍有諸多尚待探討和解決的問題。

1） 絲綢產(chǎn)品生命周期環(huán)境表現(xiàn)包括正外部性，例如桑樹種植固碳的碳中和效應(yīng)。應(yīng)構(gòu)建科學(xué)的量化與評(píng)價(jià)模型，厘清固碳和碳傳導(dǎo)路徑機(jī)理，客觀量化與評(píng)價(jià)絲綢產(chǎn)品生命周期的碳中和效應(yīng)。

2） 針對(duì)絲綢產(chǎn)品的使用、洗滌護(hù)理、回收再利用特點(diǎn)，構(gòu)建科學(xué)適用的使用和洗滌模型、回收再利用模型，可提高上述生命周期階段數(shù)據(jù)清單收集和環(huán)境表現(xiàn)量化與評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。

3） 綜合考慮國家、區(qū)域、技術(shù)水平等因素，構(gòu)建絲綢產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)清單數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)環(huán)境表現(xiàn)量化與評(píng)價(jià)的全面性和透明性。

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