絲綢紡織品的生命周期評價

任銀鉺1. 陰鏡羽1. 王曉蓬1.2.

1.浙江理工大學 經濟管理學院 2.浙江省生態文明研究中心

絲綢紡織品的生命周期評價

任銀鉺1. 陰鏡羽1. 王曉蓬1.2.

1.浙江理工大學 經濟管理學院 2.浙江省生態文明研究中心

絲綢紡織品是紡織制造業的重要組成部分，利用生命周期評價模型對絲綢紡織品生產過程進行投入產出的分段分析、評價，發現高能耗、重污染的關鍵環節，以期為絲綢紡織品清潔生產尋找突破口，具有一定的環境和經濟效益。結果表明，絲綢紡織品生產過程中的關鍵環境影響類型為富營養化，對環境產生較大影響的生產環節為染色和印花階段，在此基礎上可以為改善生產提供參考。

絲綢紡織品 生命周期評價 環境影響

一、引言

絲綢紡織行業是我國紡織制造行業重要構成部分，2014年據國家統計局對398家規模及以上相關企業進行統計，絲產量33511 噸，同比增長4.38%，絲綢產量位居前列。絲綢紡織行業是典型的高污染行業，由于生產工藝的特點，生產過程消耗大量能源資源，同時排放各類污染物，環境影響較大。中華人民共和國國家發改委2013年在“十二五”規劃中期評估指出紡織行業減排形勢嚴峻。需利用科學方法對絲綢紡織品的生命周期過程進行分析，發現高污染、高能耗的生產環節，為實施清潔生產提供參考。

生命周期評價是以定量與定性結合評價產品從原料，到生產、銷售、使用及最終處理整個生命周期階段相關環境影響負荷的方法。該方法對產品“搖籃到墳墓”涉及的物質、能量的耗損和對環境產生的影響進行分段分析、評價，（國際標準化組織，2006）更直觀快捷地找出能耗高、污染重的環節，是評價環境影響的國際標準化方法（楊建新，2001）。即通過一種可持續的方式滿足人類對產品需求的同時提高資源能源的利用效率、減少環境影響負荷。生命周期評價起源于20世紀60、70年代，（其觀念最先提出于1991年，國際環境毒理學會與化學學會（SETAC）在相關國際研討會上定義：“通過識別和量化能源與材料使用和環境排放及其影響，并探尋影響環境改善的機會，從而評價環境負荷。” 隨后，國際標準化組織（ISO）將其概括為目標和范圍定義、清單分析、影響評價和結果解釋四個環節。該方法已成為國內外環境保護研究熱點之一，被廣泛應用于清潔生產、環境審計等多領域。

目前部分學者對絲綢紡織品開展生命周期評價的研究。卜自明（1989）對絲綢商品的生命周期規律進行初步探究并提出相關經營決策；韓曉怡（2006）通過對真絲綢產品進行生命周期評價，測驗絲綢與其產地環境之間的和諧關系，提出清潔生產的科學對策等。現有的絲綢紡織品的生命周期評價尚未成熟，對絲綢紡織品進行生命周期評價尚未形成較為系統的研究。

在現有研究基礎上構建絲綢紡織品的生命周期評價模型，確定研究范圍，建立清單數據庫，分析各階段的各類環境影響，確定生產過程造成環境污染的關鍵環節，為我國絲綢紡織品的生命周期評價的相關研究提供參考。

二、絲綢紡織品的生命周期評價

（一）評價目的

構建絲綢紡織品生命周期評價模型，將其生產過程中能源的消耗和對環境的影響分別進行定量和定性評估，分析已有生命周期研究案例，建立系統的絲綢紡織品生命周期評價理論框架。根據評價結果確定絲綢紡織品生命周期的主要環節影響因素，分析生命周期中消耗高、污染重的階段，為有針對性的污染治理提供科學依據，有效推動絲綢紡織行業的清潔生產和可持續發展。本文生命周期評價的功能單位為100kg。

（二）研究范圍定義

針對絲綢紡織品的從原料生產到整理入庫的過程進行研究，系統范圍見圖1。根據系統邊界及其生產工藝，選取絲綢紡織品生產的主要階段包括：①蠶養殖階段；②繅絲階段；③原料檢驗階段；④織造階段；⑤精煉階段；⑥染色階段；⑦印花階段；⑧后整理階段；⑨產品入庫階段。考慮到課題圍繞絲綢紡織品的生產，因此絲綢紡織品的銷售、運輸及廢棄不納入本文的研究范圍。

圖1　絲綢紡織品生命周期評價系統邊界Fig.1 Silk textiles LCA system boundaries

（三）清單分析

制定的清單中：輸入原料有養殖蠶及蠶繭、生絲、坯綢等，輔料包括解舒劑、洗滌劑、染料、柔軟劑等助劑。能源消耗主要涉及水、電、煤等，排放物為CO2、SO2、COD、NOX等廢水、廢氣及固體廢棄物。將絲綢紡織品生產過程主要的9個階段歸納為以下3類進行概述。

原料生產階段主要有蠶養殖、繅絲等工序，以生產100kg絲綢紡織品所需的原料量折算原料生產過程的資源損耗和環境排放。資源消耗考慮蠶卵、桑葉、飼料、水電等，環境排放考慮蠶糞、桑枝腐爛等臭氣；洗繭、煮繭、立繅產生的廢水及鍋爐灰渣、污泥等固態廢棄物。

織造精煉階段是絲綢紡織品生命周期的必要環節，這一階段主要經過原料檢驗、織造、精煉過程，其中還包括生織、熟織、退漿煮練、漂白、絲光等工藝。結合生產100kg絲綢紡織品各階段的原料消耗和能源消耗。資源消耗主要考慮原料、新鮮水，環境排放考慮精煉廢水；鍋爐燃煤及燒毛產生的廢氣；絮凝物、鍋爐灰渣、污泥等固態廢棄物；紡織機械產生的噪聲等。

染整階段是絲綢紡織品生命周期的重要階段，該階段主要有染色、印花、成品整理入庫，該階段資源消耗著重考慮各類助劑、漿料、水電煤、燒堿等，環境排放則主要考慮染色印花、后整理等產生的冷凝水、水洗水等廢水；鍋爐燃煤運行產生的高溫煙氣；煤渣、污泥等固態廢氣物；紡織機械工作中產生的噪聲等。

在數據清單庫建立時，由于數據獲取渠道有限，相關數據主要來源于中國統計年鑒和中國生命周期參考數據庫（CLCD）（劉夏璐，2010）及大量文獻。絲綢產品生命周期的物質輸入輸出清單詳見表1。

表1　絲綢紡織品生產輸入及輸出

（四）環境影響負荷分析

環境影響負荷分析即運用生命周期評價模型將清單中的數據轉為可進行直觀對比的環境影響指標并用來評估的過程，主要包含分類、特征化、量化和加權評估等。

1.分類

據國際標準化組織制定的生命周期影響評價標準，結合絲綢紡織品生產過程的清單，影響類別可分為人類健康、資源消耗和生態影響三大類，包括全球氣候變化、平流層臭氧消耗、光化學煙霧形成、水體富營養化、酸化和噪音等。

2.特征化

每種污染物對環境影響都顯示為其固有的特征，影響程度也不同，需要對每種污染物進行特征化，將影響因子對環境影響的強度定量化，把各種污染物轉化為標準參照物的影響值，歸納出相應指標，獲得環境影響潛值。如以CO2為全球變暖標準，其他污染物均按CO2的當量折算，并把同類環境影響累加。

英國ICI公司參考各類文獻及權威機構的相關建議推導出潛能因子（PF），即某化學物質對某類環境類別造成危害的潛在能力。潛能因子的確定方法為：取一種物質對某類環境的影響作為標準“1”，即PF定為1，把其他污染物與之對比，便可得各污染物的當量。

表2　環境影響類型分類、特征化基準物PF值

3.量化

比較絲綢紡織品生產過程各階段的環境影響程度和參數結果的大小，將全球變暖、酸化、富營養化、光化學臭氧、煙塵和聲環境污染量化，結果見表3。

表3　環境影響潛值特征化與量化結果

4.加權評估

將以上各種環境影響潛值數據進行標準化及加權處理，對結果加權評估，絲綢紡織品生命周期評價的加權結果詳見表4。

表4　環境影響潛值加權評估結果

（五）生命周期評價結果解釋

1.環境影響評價

據環境影響潛值加權評估結果分析，絲綢紡織品生命周期環境影響由強至弱分別為：富營養化、聲環境污染、全球變暖、煙塵、酸化和光化學臭氧。其中富營養化是絲綢紡織品織造加工階段對環境造成影響的主要因素，占據環境影響64.9%，全球變暖次之。富營養化的環境負荷主要由絲綢紡織原料生產階段的染色、印花等工序中產生的廢水造成。水體富營養化會導致水生態系統紊亂，藻類大量繁殖釋放出的有毒氣體危害人類的動物的健康。

對絲綢紡織品生產過程9個階段的環境影響潛值和不同影響類型在各階段的比例作圖，可得在絲綢紡織品生命周期中各生產階段對環境影響由強至弱分別為染色、印花、后整理、織造、入庫、蠶養殖、原料檢驗和繅絲，其中染色和印花階段的環境影響遠高于其他階段，分別占總環境影響潛值的35.69%和29.97%，主要貢獻來源于富營養化。后整理階段和織造階段也對環境產生相應影響，其他環節的環境影響較小。

圖2　絲綢紡織品各生產階段環境影響潛值分布

2.結果分析

據環境影響潛值的加權評估得出以下分析：

絲綢紡織品生命周期中對環境影響最嚴重的是富營養化，主要由于染色和印花階段使用大量的染色助劑，排放大量印染污水，因此使用清潔環保、工藝簡單的染整助劑是有效減少富營養化的主要途徑。全球變暖的影響僅次于富營養化，主要是在生產的各個階段投入電力，燃燒化石燃料產生溫室氣體，需要通過使用清潔能源改善工藝來解決。酸化、光化學臭氧、煙塵和聲環境污染對環境影響潛值較小，對環境影響能力有限。

三、結論

（1）通過對絲綢紡織品生產過程進行生命周期評價，建立輸入、輸出清單，清單分析結果表明：生產100kg絲綢紡織品全球變暖、酸化、富營養化、光化學臭氧、煙塵、聲環境污染等各環境類型潛值分別為5.7112、2.1885、18.0984、0.38245、0.40395、1.0899，富營養化為絲綢紡織品生產過程中的主要環境影響因素。

（2）染色環節的環境影響潛值為9.94775，占總環境影響潛值35.69%，是絲綢紡織品生產過程中高能耗、重污染的階段，這是由于染色過程中投入和排放物質種類多，尤其是各種染料助劑，都對環境產生一定的影響。

（3）印花環節的環境影響潛值為8.3536，占總緩解影響潛值29.97%，僅次于染色環節，尤其是富營養化的影響，理應屬于突破改善的關鍵環節。

（4）不同的研究邊界可對生命周期評價的結果產生一定的影響，因此在課題研究中該評價模型的建立仍存在缺陷需要學術界進一步完善。

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任銀鉺（1994-），女，2013級本科生，會計學專業。陰鏡羽（1994-），女，2013級本科生，經濟統計學專業。通訊作者：王曉蓬，助理研究員，博士研究生，主要從事環境經濟與管理研究。

2014浙江省哲學社會科學規劃課題（14NDJC199YB）；2015年浙江省哲學社會科學重點研究基地浙江省生態文明研究中心課題（15STZD04）；浙江省大學生科技創新活動計劃暨新苗人才計劃課題。