（生态学专业论文）生命周期评价在碳素企业清洁生产审核中的应用研究.pdf

河南农业大学学位论文独创性声明、使用授权及知识产权归属承诺书 学位论生命周期评价在碳素企业清洁生产审核中 学位 文题目的应用研究 级别 硕士 学生学科导师 姓名 张平生态学李有 专业 姓名 学位论文 如需保密，解密时间年月日 是否保密 独创性声明 本人呈交论文是在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果，除了文中特别 加以标注和致谢的地方外，文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包括为获得河南农业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料，指导教师 对此进行了审定。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了 明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名：秒年名：导师签名：汐 r 日期：如。苫年月三垆日日期：6 罗年厂月纩日 学位论文使用授权及知识产权归属承诺 本人完全了解河南农业大学关于保存、使用学位论文的规定，即学生必须按照学 校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷本和电子版 本，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编 学位论文。本人同意河南农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文 的全部或部分内容。 本人完全了解河南农业大学知识产权保护办法的有关规定，在毕业离开河南 农业大学后，就在校期间从事的科研工作发表的所有论文，第一署名单位为河南农业 大学，试验材料、原始数据、申报的专利等知识产权均归河南农业大学所有，否则， 承担相应的法律责任。 注：保密学位论文在解密后适用于本授权书。 研究生签名：；t i l 辛导师签名： 後冒 学院领导签名： u 日期：硼年g 月彤日 日期：o 罗年多月朋 日期：年 月 日 致谢 本论文的研究工作是在导师李有教授的精心指导和悉心关怀下完成的，在我的学 业和论文的研究工作中无不倾注着导师辛勤的汗水和心血。导师严谨的治学态度、渊 博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、 宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深 深的敬意。 在论文的研究阶段，得到了郑州市环境保护局原科技标准处方平处长的悉心指导 和大力支持，在此表示诚挚的谢意。并对也同样给予帮助的中铝河南分公司安环部的 郭显锋副处长表示衷心的感谢，还要感谢曾任绿通评估中心的买福安总经理，为本研 究提供了技术支持和帮助，以及a 碳素厂的各位朋友，他们为本研究的进行提供了研究 条件和数据。 感谢我的爱人，李继东老师( 在读博士) ，在论文的撰写和研究的方向上给了我 无限的支持和帮助。经过这个论文的撰写，不仅锻炼了我的能力、提升了我的水平， 同时也更加密切了我们的“战略伙伴”关系。 感谢我的儿子，与我一起入校，一起毕业，自封是“院士 ( 幼儿园士) 的儿子， 常常恳切的看着我，请求我跟他一起玩的时候，我总是在忙。在他不乐意的同时，却 不忘了问一句，妈妈，你的论文怎么样了。 感谢在校的各位同学，在学习和生活中给予我的帮助。 衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授! 摘要 清洁生产是一种新的环境管理理念，清洁生产审核是企业实现清洁生产的重要途径。近年来， 统计学方法、物料平衡方法等方法在清洁生产审核中都得到了逐步应用，清洁生产标准体系正不 断完善，清洁生产审核已逐步实现制度化管理，在钢铁、化工、矿产、水泥等工业企业以及宾馆 酒店等服务业和农业等行业广泛开展。 生命周期评价是对一个产品系统生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价，它 注重对环境影响的定量分析，是一种重要的环境管理工具。生命周期评价分为目的和范围的确定、 清单分析、影响评价和结果解释4 个步骤。按其复杂程度，可分为概念型、速成型和详细型3 种 类型，概念型和速成型的生命周期评价比较适合作为单个企业的清洁生产审核工具。 碳素行业作为重污染行业之一，生产过程中产生大量的粉尘、沥青烟，其特征污染物苯丙【a 】 芘属致癌物质。本文利用生命周期评价，对某碳素企业生产过程中主要的环境影响进行分析界定， 在此基础上进行清洁生产审核，对污染物的产生进行主动控制，降低末端治理的负担，以实现节 能、降耗、减污、增效的总体目标。研究主要结果如下： ( 1 ) a 碳素厂的碳素阳极生产过程分为煅烧、成型、焙烧三个工序，主要原料是石油焦、沥青， 主要能源是电和天然气。其中，煅烧阶段的转化率为7 5 。2 2 ，焙烧的转化率为8 7 7 ，达 到国内一般水平。主要废弃物有烟尘、废水和固体废弃物。 ( 2 ) 对a 碳素厂产品生命周期环境影响的量化表明，在十类环境影响中，碳素阳极生产过程最 显著的环境影响是全球变暖影响潜能，其次为慢性职业健康影响。在三个工序中，以焙烧 阶段的环境影响最大，煅烧次之，成型工序环境影响最小。 ( 3 ) 根据生命周期评价结果，确定焙烧车间为审核重点车间。对焙烧车间的产排污情况进行分 析，结合企业生产实际，提出了l l 条清洁生产方案，根据企业的经济条件，安排实施。 ( 4 )清洁生产方案实施后，碳素生产过程中的环境负荷量较实旖前有不同程度的降低。慢性职 业健康影响、全球变暖影响、气溶胶影响、臭氧层破坏影响等分别降低了8 9 、1 0 、1 3 1 和9 。同时方案实施后，企业也取得了可观的经济效益，累计获得2 1 1 万元的回报。员 工的操作环境有了较大的改善和提高。 ( 5 ) 生命周期评价方法重点对生产过程的环境影响进行量化，更符合清洁生产的理念，速成型 生命周期评价方便快捷，是企业开展清洁生产审核的良好工具。 关键词：生命周期评价；清洁生产审核；碳素 1 文献综述 1 1 清洁生产审核现状和展望 1 1 1 清洁生产审核概述 1 1 1 1 清洁生产审核和清洁生产的关系 清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善 管理和综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品 使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害i l 】。 清洁生产审核是指按照一定程序，对生产和服务过程进行调查和诊断，找出能耗高、污染重 的原因，提出减少有毒有害物质的使用、产生，降低能耗、物耗以及废弃物产生的方案，进而选 定技术经济及环境可行的清洁生产方案的过程【2 】。 清洁生产审核是企业实现清洁生产的重要途径【3 l 。清洁生产是在总结了各国防治工业污染的经 验教训后提出的一种比较完整和科学的新概念，现已作为防治工业污染、保护环境、提高工业企 业整体素质和实现可持续发展战略的重大举措，它不仅涵盖了过去常说的“清洁工艺”、“无废少废 工艺”、“废物最小化”、综合利用、企业管理、产品原材料、能源替代、技术更新改造等防治工业 污染的全部内容，而且提出了通过产品生命周期评价防治污染的新观念。在清洁生产推行方面， 可从方法研究、制度指定、组织机构建设、科学研究、培训和示范项目的建立、组织推广以及信 息交流等方面展开。 通过清洁生产审核，可以使企业对生产全过程进行控制，组织企业内物料循环，减少物耗和 污染物的排放量等，查明清洁生产的潜力和机会并加以实现。清洁生产是一种跨学科、综合的战 略，其目标是实现可持续生产和消费，最终实现可持续发展。而清洁生产审核和环境管理体系是 执行这一战略的环境工具，企业是通过清洁生产审核来贯彻清洁生产思想的。 1 1 1 2 清洁生产审核程序的基本原型3 j 清洁生产审核是一套科学的、系统的和操作性很强的程序，这套程序由3 个层次( 即废物在 哪里产生? 为什么会产生废物? 如何消除这些废物? ) 、8 种途径( 原辅材料和能源、技术工艺、 设备、过程控制、管理、员工、产品和废物) 、7 个阶段( 筹划和组织、预评估、评估、方案产生 和筛选、可行性分析、方案实施、持续清洁生产) 组成。这套程序的原理可分解为逐步深入原理、 分层嵌入原理、反复迭代原理、物质守恒原理和穷尽枚举原理。 在清洁生产审核过程中，要逐步深入，即要由粗而细，从大至小；在审核中，在3 个层次( 废 物在哪里产生、为什么会产生废物、如何消除这些废物) 的每一层次中，都要嵌入原辅材料和能 源、技术工艺、设备、过程控制、管理、员工、产品和废物等8 种途径；审核过程是一个反复迭 代的过程，即在审核的7 个阶段的众多步骤中，要反复使用上述的分层嵌入原理；在审核过程中， 对原辅材料、产品和废物的核算应符合物质守恒定律；在审核过程中，虽然不可能在每一个层次 每一个步骤的每一个切入点上都能够识别污染源或找到污染成因和清洁生产方案，但只要严格遵 循穷尽枚举原理，并结合上述的逐步深入、分层嵌入、反复迭代和物质守恒等原理，即可最大限 度地提高清洁生产审核人员的工作质量。 2 l - 1 2 清洁生产审核研究概况 1 1 2 1 清洁生产审核方法研究 ( 1 ) 统计学方法 统计学通过利用概率论建立数学模型，收集所观察系统的数据，进行量化的分析、总结，并 进而进行推断和预测，为相关决策提供依据和参考。 孙涵等【4 】在建立钢铁清洁生产综合评价指标体系的基础上，提出了一种基于b p 神经网络的综 合评价方法。该方法建立多指标综合评价模型，采用隶属度函数对评价指标进行了描述。不仅具 有自学习、自适应、自组织功能，而且避免了评价过程中的人为失误，达到客观评价的目的。 金艳等【5 】运用模糊数学基本理论和基本方法，将模糊数学理论的隶属函数和隶属度等概念引入 电解铝清洁生产评价中。通过建立评价指标因素集、评判集、权重集和隶属函数等模糊集合，运 用层次分析法确定其权重，采用评价尺度计算清洁生产得分，根据国内各电解铝企业提供的基础 数据，对其进行了模糊综合评价。结果表明：全国约有5 的电解铝企业达到清洁生产一级水平， 3 0 的企业达到清洁生产二级水平，达到清洁生产三级水平的企业占4 5 左右。同时也说明了模 糊综合评价法的合理性和可靠性，它对电解铝清洁生产评价具有实际意义，对企业采取切实可行 的清洁生产措施具有指导意义。 李贵奇等【6 】结合层次分析法，为清洁生产提出- j t 线性和线性两种多目标模糊评价模型，并将 其用于钢铁工业清洁生产评价过程，评价结果表明，两种模糊评价模型都能对清洁生产提供决策 依据。 ( 2 ) 物料平衡方法 借助物料平衡，发现物料流失的环节、分析废弃物产生的原因，是企业清洁生产审核的关键。 常用的物料衡算有：总物料衡算、有毒有害物料衡算、水平衡等。 刘真f 7 1 对油田水平衡及其生产过程进行了评估，分析了清水损耗和废水产生的原因和环节，探 讨了节约水资源、提高污水回用率的途径和方法，并提出了改进的目标和对策，形成了清洁生产 审核方案。清水、污水平衡分析方法简单可靠，易于实施，同时可以为能量平衡、污染因子平衡 的建立和分析提供借鉴和参考。 赵扬【8 】通过对某钢铁联合企业在实施清洁生产审核中的硫素代谢分析实例，探讨了硫素在钢铁 生产过程中的产生、分布、迁移以及排放规律，以确定二氧化硫的主要污染环节，为进一步有针 对性地提出二氧化硫减排措施提供科学依据。 1 1 2 2 清洁生产标准体系研究 清洁生产标准体系的建立，可以使企业和管理部门明确生产全过程控制的主要内容和目标， 对清洁生产的实际效果和管理目标具体化，把清洁生产由过去笼统模糊的概念变成为可操作、可 检查、可对比的具体内容，对促进清洁生产全面发展具有重要的指导意义f 9 】。 国家从2 0 0 1 年开始在全国范围内组织地方和各行业、协会等4 0 多个单位进行清洁生产审核 的试点工作。主要任务：一是组织编制各行业清洁生产审核技术指南和各行业清洁生产技术要求， 为开展清洁生产作好技术准备；二是进行清洁生产技术服务人员的培训和中介服务机构的建立， 3 为实施清洁生产作好组织机构和技术队伍的准备；三是通过试点工作的实践，将清洁生产落实到 环境管理制度和标准中，探索方向，积累经验，为实施生产全过程控制作好标准体系准备。目前， 通过全国环保系统和试点单位的共同努力，已经初步完成了2 7 个行业清洁生产审核技术指南和清 洁生产技术要求的编制工作，并组织行业专家进行了初评，出台了一批清洁生产的环境保护行业 标准。 依据各行业的生产过程、工艺特点、产品、原料、经济技术水平和管理水平不同，建立各行 业的清洁生产环境标准。清洁生产的环境标准基本内容和框架体系主要包括以下几个方面： ( 1 ) 三级环境标准：第一级为该行业清洁生产国际先进水平。该标准便于企业和管理部门了 解和掌握该行业国际国内的生产发展水平，激励企业向高标准靠近；第二级为该行业清洁生产国 内先进水平；第三级为该行业清洁生产基本要求，体现清洁生产持续改进的思想。 ( 2 ) 六类指标：工艺设备指标、资源能源利用指标、污染物产生指标、污染物循环利用及处 理处置指标、产品环境指标、环境管理指标。这六类指标又包含若干定量或定性的指标。前五类 指标是技术性指标，是用技术手段促进清洁生产的要求，后一类指标是管理性指标，是用管理手 段促进清洁生产的要求。 清洁生产环境标准既是对企业进行清洁生产审核的依据，也是对企业开展清洁生产效果评价 的尺度；清洁生产环境标准可以作为企业确定自己清洁生产的近期目标和持续进行清洁生产的长 远目标的参照；在企业自愿或者企业与环保管理部门共同协商的前提下，清洁生产环境标准可以 是环境影响评价的依据，也可以是企业环境管理阶段性目标；清洁生产环境标准可作为企业清洁 生产潜在能力和水平分析的依据，也可作为企业清洁生产绩效公告的依据。 1 1 3 我国清洁生产审核的发展阶段 清洁生产审核是伴随着清洁生产的发展而发展的，而清洁生产在我国主要经历了形成、法制 化和环境管理制度化3 个阶段【1 0 】。 1 1 3 1 形成阶段( 1 9 7 3 1 9 9 2 ) 清洁生产形成阶段的显著标志是清洁生产从萌芽状态到理念形成，并成为解决环境与发展问 题的对策。 早在1 9 7 3 年，我国就制定了 关于保护和改善环境的若干规定，该规定指出要努力改革生 产工艺，不生产或少生产废气、废水和废渣，加强管理，消除跑、冒、滴、漏的现象，并提出了“预 防为主，防治结合”的治污方针，这是我国最早的关于清洁生产的法律规定。 随着环境问题的日益严重，我国于2 0 世纪8 0 年代将技术改造作为消除“三废”的主要途径， 以期达到“三废”数量降到最低。1 9 8 3 年，国务院批转的原国家经济委员会 关于结合技术改造防 治工业污染的几项规定( 国发 1 9 8 3 1 2 0 号) 的一些内容开始体现清洁生产的思想。 1 9 8 5 年，在国务院批转的原国家经济贸易委员会 关于开展资源综合利用若干问题的暂行规 定( 国发 1 9 8 5 11 7 号) 中，对企业开展资源综合利用提出了一系列的优惠政策和措施，并附有 资源综合利用的具体名录，这标志着我国政府在总结了环境保护和经济工作的经验教训后而提出 的可持续发展的战略思想。 4 i 9 8 9 年，联合国环境规划署提出了推行清洁生产的行动计划，我国政府做出了积极回应，有 关部门和单位开始研究我国推行清洁生产的问题。1 9 9 2 年8 月，国务院制定了环境与发展十大 对策，明确指出了“在新建、改建和扩建项目时，技术起点要高，尽量采用能耗物耗小，污染物 排放量少的清洁生产工艺”，首次将清洁生产成为解决环境与发展问题的对策之一。 在这个时期，我国虽已认识到清洁生产在环境保护中的重要性，但限于当时的技术水平和资 金条件，加之受原来不合理的产业结构制约，使清洁生产的作用并没有完全发挥出来。 1 1 3 2 法制化阶段( 1 9 9 3 2 0 0 2 ) 清洁生产法制化阶段的显著标志是清洁生产由自发进行进入到政府有组织的推广，其基本特 征是清洁生产概念和方法学的引进及其在中国的推广实践，清洁生产促进法( 2 0 0 2 年) 的颁布 标志着我国在清洁生产方面已进入法制化的轨道。在这一阶段，我国清洁生产工作取得了重大发 展。 1 9 9 3 年1 0 月国家环境保护部、国家经济贸易委员会在上海召开了第二次全国工业污染防治会 议。这次会议的主题是进一步贯彻“预防为主、防治结合”的方针，提出工业污染防治要从单纯的 末端治理向生产过程控制转变，积极推行清洁生产。这次会议确定了清洁生产在中国环境保护事 业中的战略地位，也是推行清洁生产进入一个新阶段的标志，同时被认为是在政府积极倡导下全 国范围内逐步推行清洁生产的起点。 1 9 9 4 年3 月，国务院第1 6 次常务会议讨论通过了 中国2 1 世纪议程，将清洁生产列入重 点项目之一。 中华人民共和国国民经济和社会发展“九五”计划和2 0 1 0 年远景目标纲要把推行 清洁生产作为一项重要的环保措施。国家环境保护“九五”计划和2 0 1 0 年远景目标中明确提出 将结合技术进步，积极推行清洁生产作为工业污染防治的主要任务之一。 1 9 9 4 年以后，新修订的 大气污染防治法、 水污染防治法、海洋环境保护法和制 定的 固体废物污染环境防治法等环境污染防治法律法规均明确提出实施清洁生产的要求，规 定发展清洁能源，鼓励和支持开展清洁生产，尽可能使污染物和废物减量化、资源化和无害化。 1 9 9 7 年颁布的 节约能源法力图推动节能技术和工艺设备的采用，提高能源利用率，促进国民 经济向节能型转化，同时减少污染物，禁止新建能耗过高的工业项目，淘汰能耗小、污染产生量 少的清洁生产工艺。1 9 9 8 年发布的建设项目环境保护管理条例规定，工业建设项目应当采用 能耗物耗小、污染物产量少的清洁生产工艺；1 9 9 7 年4 月国家环境保护总局制定的关于推行清 洁生产的若干意见，对结合现行环境管理制度的改革，推行清洁生产，提出了基本框架、思路 和具体做法。 在推行清洁生产时，我国将其与工业产业结构，产品结构的调整相结合，要求在制定产业政 策时，严格限制或禁止可能造成严重污染的产业、企业和产品，要求工业企业采用能耗物耗小、 污染产生量少的有利于环境的原料和先进工艺、技术和设备，采用节约用水、用能、用地的生产 方式。1 9 9 5 年以后，在修改的 大气污染防治法、 水污染防治法和制定的 固体废物污染 环境防治法和 环境噪声污染防治法中，都明确规定了严格限制或禁止生产、销售、使用、 进口严重污染环境的落后工艺和设备。1 9 9 9 年5 月，国家经济贸易委员会发布了关于实施清洁 5 生产示范试点的通知、淘汰落后的生产能力、工艺和产品目录、 国家重点行业清洁生产 技术导向目录等一系列的行政规章，推动了我国清洁生产走向规范化和制度化，促进了清洁生 产的实行。从1 9 9 3 年开始，我国进行企业清洁生产的试点示范和推行工作，国家环境保护部在3 个省、3 个城市、1 1 个行业进行了清洁生产、环境审计试点、并进行了一些国际合作项目，有力地 推动了中国的清洁生产工作与国际的接轨。 。 1 9 9 9 年九届全国人大常委会从加快推行清洁生产，实现可持续发展战略的高度，将清洁生 产促进法列入九届全国人大立法计划，并委托国家经贸委组织起草。经过两年多的工作，2 0 0 2 年6 月2 9 日九届全国人大常委会第2 8 次会议审议通过了 清洁生产促进法，这标志着我国进 入依法推行清洁生产的新阶段，对促进经济、社会进一步健康发展具有重要作用。 1 1 3 3 环境管理制度化阶段( 2 0 0 3 ) 中华人民共和国清洁生产促进法的颁布标志着我国清洁生产纳入到法制化管理的轨道。 为了实施这部清洁生产专项法，规范清洁生产监督管理制度。还必须制定配套的法规、规章，完 善清洁生产法律法规体系。为此国家陆续出台了清洁生产相关的管理制度，我国清洁生产从而进 入了环境制度化阶段。 中华人民共和国清洁生产促进法是我国第一部以污染预防为主要内容的专门法律，是我 国推行清洁生产1 0 余年取得的成绩的集中体现，是我国全面推行清洁生产的新的里程碑，是我国 走新型工业化道路，实施可持续战略的必然选择。我国清洁生产促进法的制定者们在学习美国污 染预防法的基础上，大量调查研究了国内外清洁生产历史和进展情况，制定了这部具有深远历史 意义的法律。它在若干方面有所突破、有所创新。有些创新的贡献，值得其他国家尤其是发展中 国家借鉴。 清洁生产促进法规定了两类不同性质的清洁生产审核，第一类是超标排污和使用有毒有 害原料或排放有毒有害物质的，后者包括排污达标的企事业单位，第二类是达标且不使用有毒有 害原料、也不排放有毒有害物质的企业。对第一类企业强制实行清洁生产审核，将极大地推动我 国的清洁生产工作，有利于改善我国的环境和生态质量，提高我国经济增长质量。这是一个国际 性的突破，为与我国情况相似的国家提供了很好的借鉴。 为了落实清洁生产促进法，国家环保总局于2 0 0 3 年4 月4 日发布了 ( 关于贯彻落实清洁 生产促进法) 的若干意见。2 0 0 3 年1 2 月1 7 日国务院办公厅转发了由国家发改委、国家环保总局 等1 1 部门发布的关于加快推行清洁生产的意见。为了把促进法落实为可操作性的规章制度， 国家发展和改革委员会和国家环境保护总局于2 0 0 4 年8 月1 6 日制定并审议通过了清洁生产审 核暂行办法( 第1 6 号令) ，明确清洁生产审核分为自愿性审核和强制性审核。清洁生产审核暂 行办法第一次依据清洁生产促进法的精神明确提出了强制性审核，是我国强制性清洁生产审核 法律体系形成过程中的又一大步。该办法颁布实施后，全国各地结合自身实际情况陆续开展清洁 生产促进工作，尤其是企业的清洁生产审核工作，取得了一定的进展。 2 0 0 5 年1 2 月1 3 日，在经过较长时间的反复调研、多方征求意见之后，国家环保总局出台了 重点企业清洁生产审核程序的规定( 以下称“规定”) ，这标志着强制性清洁生产审核已经有章可 6 依、有规可循。 重点企业清洁生产审核程序的规定对如何选择当地的重点企业、如何准备公 告材料、咨询机构应该具备的条件、审核过程、评审验收等提出了具体要求，这将有利地规范清 洁生产审核工作。 由于工业污染仍然是我国目前环境污染和环境事故的最重要因素。我国现有企业污染物超标 排放的比例很大，第一类重点企业( 双超企业) 清洁生产审核是当前我国企业清洁生产审核工作的重 点。目前有关部门正抓紧研究制定有关重点企业( 强制性) 清洁生产审核评审验收及审核报告中提出 的方案的监督实施等有关规范性文件和配套的管理办法。 1 1 4 清洁生产审核在各行业开展概况 1 9 9 4 年，全国确定的第一批清洁生产试点单位共2 9 家，通过审核共产生6 9 0 个污染物削减方 案【l 。在试点工作取得经验的基础上，清洁生产审核在我国各行业广泛开展，各工业生产领域均 有一定数量的企业开展了清洁生产审核，在部分酒店等服务行业也开展了清洁生产审核工作。 1 1 4 1 工业企业清洁生产审核 在重工业领域如钢铁、电解铝和水泥等生产过程中，要消耗大量的能源和矿物原料，同时产 生大量的废物，因此，重工业生产过程的清洁生产审核一直是我国的重点。 钢铁工业是一般为联合企业，生产工序多，且常在热态下运营，产生各种污染物的环节很多， 因此，通过改善工艺过程来实现节能、降耗和减污等方面都大有潜力可挖1 1 2 】。我国钢铁企业从2 0 世纪9 0 年代初开始就进行了大规模的结构调整和技术改造，同时开始推行清洁生产，干法熄焦技 术、高炉喷煤技术、转炉煤气回收技术、烧结烟气脱硫技术等一批先进生产工艺和技术在国内钢 铁企业得到实施，从源头上防治污染产生，提高资源和能源利用效率【l3 1 。经过清洁生产审核，钢 产量大幅提升，单位能耗大幅下降，流程整体优化步伐大大加快，排放物无害化、资源化处理水 平有了提高1 4 1 。 化学工业是国民经济的重要基础产业和支柱产业，日常流通的化学品已超过8 万种，每年还 有近1 0 0 0 种新化学品问世。化工项目牵涉的原辅材料、生产单元和设备多而复杂，火灾、爆炸、 辐射等污染风险大，“三废”污染物往往因成分复杂、毒性大而难以得到有效的安全处置，存在严 重的二次污染风险，因此化工企业往往是环境污染纠纷的关注焦点和环境保护重点【l 习。目前，国 内一些石油化工企业的清洁生产和源头控制已经取得了很好的成效，如采用加氢工艺淘汰碱洗、 酸碱洗等耗水量大的工艺，采用分子筛代替氧化铝做苯歧化催化剂，采用循环冷却和空气冷却代 替直流冷却和水冷却，实现装置间热联合，回收低温余热，减少冷却用水量，实行凝结水回收， 采用特种耐高温吸附树脂除油等。此外，超滤膜加反渗透的双膜法、膜生物反应器等化工废水处 理工艺，锅炉循环流化床等废物回收利用技术都在化工企业清洁生产中得到了广泛应用【m 】。 矿业是发展国民经济的支柱产业，矿业开发给人类社会带来了文明和繁荣，但是它对自然生 态环境的破坏也是相当严重的。矿产资源开采过程中所造成的环境问题是全方位的，包括大气污 染、水污染、土壤污染、滑坡、泥石流以及对生物多样性的影响和资源的浪费等。在矿山推行清 洁生产，首先在设计过程就应将环境因素和预防污染的保护措施纳入到设计准则之内中，设计无 污染和少污染的工艺流程；其次，应强化工艺管理、设备管理、原材料零部件的储运管理、生产 7 过程的组织管理，减少物料的流失和污染，杜绝现场水、液、油、气的跑冒滴漏；三是开展生产 过程内部的原材料、能源的循环套用及回收利用，提高资源、能源的利用水平；四是充分利用现 有的技术，结合技术革新和技术改造，淘汰原材料消耗量大、污染严重的设备；五是对必须排放 的污染物实行总量控制，把数量和浓度降低到尽可能的水平，对生产过程中的“三废”实施综合开 发利用，对排放的少量污染物进行高效或者二次处理或处置旧。 铝是重要的工业原料，近年来，由于现实和潜在的巨大市场以及丰厚的投资回报，我国铝工 业得到快速发展，2 0 0 2 年，全国已形成5 1 0 万t 的生产规模，成为世界第一大电解铝生产国。电 解铝业属重污染行业，氟化物是铝电解生产的特征污染物，原辅料装卸、运输过程中产生大量粉 尘，此外，根据电解铝工艺的不同，污染物控制的水平相差很大。因此，操作工艺的改进是电解 铝清洁生产的工作重点。应用电解铝系列的不停电停开槽技术，能有效减少能耗、延长设备寿命、 减少废物排放，在氧化铝、氟化盐上料段使用超浓相输送，模糊计算机控制，自动化精确配料等 技术，此外，冷却水回用，生产过程中的废物回收等也是电解铝生产需要注意的问题【l8 】。 水泥是重要的建材，随着国民经济的快速发展，水泥行业的产量也在不断增加，2 0 0 5 年达到 1 0 6 4 亿仇。水泥在生产过程中不仅消耗大量的资源和能源，而且排放大量的污染物，水泥行业要 实现清洁生产，首先要从石灰石矿开采前，进行全面的勘探，确定矿石的品位和分布状况，在开 采过程中，做到有计划、合理搭配、合理利用；可充分利用工业废渣如粉煤灰、煤渣、煤矸石、 赤泥、电石渣、高炉矿渣、沸腾炉渣、钢渣、废石膏等；在生产工艺和设备中，开发、使用大型、 高效、智能、环保型的各种分解炉、预热器、蓖冷机、立式磨、高温风机、破碎机、辊压机等节 能型设备；在生产过程中产生的废料可作为原料或原料替代物再返回到生产过程中去，如冷却水 的循环利用，立磨中热风的循环，生产废水的回收利用等【1 9 1 。 1 1 4 2 服务行业清洁生产审核 服务业的兴起和发展是生产社会化程度提高和商品经济发展的客观要求，是现代化经济的一 个重要特征。积极发展服务业是促进市场发育，提高经济效益和效率，缓解资金、资源供求矛盾， 扩大就业的重要途径。服务业具有服务主体、服务对象和服务途径三个要素，其清洁生产的内容 也应该包含这些因素f 2 0 】。在清洁生产实施过程中，按照自服务主体( 风景区、酒店、高校) 、服 务途径( 提供的各种服务) 、服务客体( 游客、住客、学生) 的依次顺序，通过该行业的实际应 用，总结经验，提升清洁生产的内涵，归纳出应用广泛的服务行业通用规范体系，并逐渐加以推 广应用”1 。 旅游业清洁生产是指从旅游产品与设施的设计与开发，到整个旅游过程，都要减少和消除旅 游者、旅游企业对环境的直接与间接的负面影响，从而实现旅游业的可持续发展。旅游资源保护 要维持其自然资源的生物多样性和生态系统的平衡性，以及人文资源的完整性，尽可能减低旅游 开发或者旅游活动对景区旅游资源造成的破坏；景点设计应在充分了解和评价资源的基础上，将 各个景观作为一个互相依存的整体，将开发和自然景观进行整合，促进生物的多样性发展，对已 经破坏的景观进行修复，减低旅游开发建设对环境和生态系统带来的危害；景区能源管理包括了 节约使用能源、提高能源使用的效率、开发使用可再生的能源、普及能源知识培养能源意识等； 8 水体管理应自觉遵守关于环境保护的有关规定，严格把好污水处理这一关，采取必要的技术措施 和管理措施对污水进行处理，推广节水技术和措施；景区废弃物的管理包括从产生、收集到处理、 处置的全过程，在这样一个过程中要求对废弃物进行安全、卫生地保管，实行减量化、无害化、 资源化、稳定化处理；在设施维护及运作中，要求在设施计划、设计和建造时，必须和设施的维 护和运作一体化地进行考虑，用适当的新技术来满足设施的功能要求，选择不危及地区和公共健 康的材料，坚持安全和易获得的原则，避免以后修正或重新设计和建造【2 2 1 。 酒店业造成的资源损耗、环境污染和破坏虽然比其他工业要轻，但是其传统的非可持续发展 的经济增长方式也已经显现出了较多的环境问题。旅游业发展中常见的来自酒店的污染主要有： 餐厅的剩饭菜，客房内的垃圾，废弃的玻璃、金属、塑料、纸制品等固体废弃物处理不当，厨房 洗涤、客房洗浴、卫生间、后勤部清洗床单被套等产生的污水及游泳池的污水不能达标排放，厨 房的油烟废气及食物加工处理过程中排放的各种气味，自备锅炉房燃煤排放的烟尘和各种机动车 尾气，各种娱乐设施、动力设备和锅炉房的噪音等。酒店可以通过营造清洁生产的企业文化、使 用清洁能源及材料、在生产过程中做好“三废”达标排放、减少废物的产生、生产清洁的产品、提 供生态化的服务等实现清洁生产【2 3 1 。 近年来，我国高等教育规模迅速扩大，由于在校生人数的不断增加和科研的发展，高校实验 室产生的各种污染物的种类和数量不断增加。实验废水成分复杂，危害性难以预测，排放时间不 稳定，处理难度大。因此，对高校实验室废水的管理也引入了清洁生产的理念，推行“绿色实验”， 推广系列化实验和回收循环利用，实行仪器微型化和药品微量化；利用絮凝沉淀法、活性碳吸附 法、活性污泥法等末端治理方法进行污水处理，通过全过程控制，强调污染源削减，建设“绿色校 园，【2 4 】。 1 1 4 3 农业的清洁生产审核 农业面源污染主要是在农业生产过程中，由于不合理使用化肥、农药、地膜等农业投入品， 以及农业残留物不能有效循环利用而对农业生态环境造成的污染。其主要特征为：发生区域的随 机性、排放途径及排放污染物的不确定性及污染负荷空间分布的差异性。在我国，尚未见有针对 农业企业或项目进行清洁生产审核的报道，但对在农业生产中推行清洁生产理念已经有大量研究。 但这一理念在中国的深入推广过程中还存在着一些问题，如农田污染日益严重；农业清洁生产立 法缺乏；政府鼓励性政策不足；农民认识不深等，试从农业清洁生产定义入手，结合国外先进经 验，并针对中国农业清洁生产中存在的这些问题提出建议，其关键在于完善农业法规政策，建立 评价体系，加强宣传与科研并建立产业化经营模式【2 5 1 。 1 1 5 清洁生产审核研究存在的问题和展望 ( 1 ) 清洁生产需要新方法的注入 清洁生产审核中目前应用的方法主要有统计学方法和物料衡算法，这些方法存在着简单化、 形式化的不足，对许多指标尤其是生产过程中的环境影响指标，难以量化，影响了清洁生产优越 性的体现，制约了清洁生产的推广和普及。 ( 2 ) 清洁生产急需技术规范体系的健全 9 逐步发展的清洁生产，各行业的标准尚不完善。在具体的行业企业中，清洁生产技术尚需要 不断提高和完善，一大批行业需要制定具有针对性和可操作性的清洁生产指南和技术手册，使清 洁生产有章可循，改变以往缺乏规范与强制力、约束力而难以推行和实施的状况。 1 2 生命周期评价研究现状和展望 1 2 1 生命周期评价的内涵 1 2 1 1 生命周期评价的概念和特点 生命周期评价是对一个产品系统生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。生 命周期评价是一种评价产品、工艺过程或活动从原材料的采集和加工到生产、运输和销售、使用、 回收、养护、循环利用和最终处理整个生命周期系统有关的环境负荷的过程；它通过对能量和物 质使用以及释放到环境中废物的辨识和定量来进行：它评价这些能量和物质的使用以及所释放废 物对环境的影响：它辨识和评价改善环境影响的机会生命周期评价注重研究系统在生态健康、 人类健康和资源消耗领域内的环境影响，不考虑经济和社会方面的影响【2 6 1 。 作为有别于传统环境影响评价的生命周期评价，主要有以下几个特点： ( 1 ) 生命周期评价面向的是产品系统，包括原材料采掘、原材料生产、产品制造、产品使用 和产品用后处理。 ( 2 ) 生命周期评价是对产品或服务“从摇篮到坟墓”的全过程的评价，从原材料的采集、加工、 生产、包装、运输、消费、回收到最终处理生命周期有关的环境负荷进行分析的过程，可以从以 上每一个环节来找到环境影响的来源和解决办法，从而综合性地考虑资源的使用和排放物的回收、 控制。 ( 3 ) 生命周期评价是一种系统性的、定量化的评价方法，研究产品或行为在整个生命周期中 每个环节中所有资源消耗、废弃物产生情况及其对环境的影响，定量评价这些能量和物质的使用 以及所释放废物对环境的影响，辩识和评价改善环境影响的机会。 ( 4 ) 生命周期评价是一种充分重视环境影响的评价方法，强调分析产品或行为在生命周期各 阶段对环境的影响，包括能源利用、土地占用及排放污染物等，最后以总量形式反映产品或行为 的环境影响程度。 ( 5 ) 生命周期评价是一种开放性的评价体系，体现的是先进的环境管理思想，只要有助于实 现这种思想，尽管生命周期评价已经从最初的自由发展到现在的以国际标准来规范评价的过程， 任何先进的方法和技术都能为我所用。 1 2 1 2 生命周期评价的总体框架 1 9 9 3 年，环境毒理学与化学学会( s e l - a c ) 在“生命周期评价纲要实用指南”中将生命周 期评价的基本结构归纳为四个有机联系的部分：定义目的与确定范围( g o a la n ds c o p ed e f i n i t i o n ) ， 清单分析( i n v e n t o r ya n a l y s i s ) ，影响评价( i m p a c ta s s e s s m e n t ) 和结果解释( i n t e r p r e t a t i o n ) 目 前，i s o 对l c a 进行了规范，i s 0 1 4 0 4 0 确立了l c a 的原则和框架，i s 0 1 4 0 4 1 规范了l c a 的目 的和范围的确立以及清单分析，i s 0 1 4 0 4 2 则规范了影响评价，i s 0 1 4 0 4 3 确立了解释的内容和步骤 【2 7 1 。 1 0 根据项目研究的理由、应用意图以及决策者所需要的信息，确定评价目的的定义，并按照评 价目的界定研究范围，包括评价系统的定义、边界的确定、假设条件以及有关数据要求和限制条 件等，这是生命周期评价的第一步，是整个生命周期评价最重要的一个环节，它直接影响到整个 评价工作程序和最终的研究结论的准确度，甚至会导致结论的错误。目的和范围确定的重点要考 虑以下几方面的问题：目的、范围、功能单元、系统边界、数据质量和关键复核过程。 目的和范围设定后，就可以对目的产品进行生命周期的清单分析，也称之为盘查。这是一种 定性描述系统内外物质流和能量流的方法。主要包括下列几个主要方面：数据收集、细化系统边 界、计算、数据检验、数据与特定系统关联和分配，它建立了一个输入输出系统，输入一个工业 系统的能量和物质的水平和类型，到输出产品和环境释放物。清单分析是在整个生命周期内对能 量与原材料需要量进行以数据为基础的客观量化过程。该分析评价贯穿于产品的整个生命周期， 即原材料的提取、制造加工、销售使用再使用或维持原状以及废物利用和废弃物处理等四个阶段。 特别要注意产品制造过程还要细分为原材料加工、产品生产、组合及加工、填充、包装、发送等 各环节详细列表，不能有所忽略。 生命周期影响评价是将l c a 得到的各种排放物对现实环境影响进行定性定量的评价，这是 l c a 最重要的阶段，也是最困难的环节。到目前为止，还缺乏公认的科学方法。影响评价是对清 单阶段所识别的环境影响压力进行定量或定性的表征评价，即确定产品系统的物质、能量交换对 其外部环境的影响。这种评价应考虑对生态系统、人体健康以及其他方面的影响。 生命周期解释从前三个阶段的一个或几个的出结论，提出建议。工业活动经过这一步后，对 外界的环境影响会明显减少。通过l c a 可做出改善产品对环境影响的最佳决定，因此也称作改善 评价。 1 2 2 生命周期评价的类型及其应用 按照l c a 技术的复杂程度，可将其分为3 种类型：概念型l c a 、简化型或速成型l c a 、详 细型l c a 。 1 2 2 1 概念型生命周期评价 又称“生命周期思想”根据有限的，通常是定性的清单分析评估环境影响。因此，它不宜作为 市场促销或公众传播的依据，但可帮助决策人员识别哪些产品在环境影响方面具有竞争优势。 1 9 9 5 年张彤等【2 8 】介绍了生命周期评价的基本概念和基本方法，评述了生命周期评价的研究结 果及应用范围如评价清洁生产技术、建立有关产品或工艺的基本资料、支持环保政策、为环境标 志产品的颁布提供定量化的评估工具等方面，并列举出了美国自1 9 6 9 年美国中西部研究所为可口 可乐公司所作的生命周期评价以来，美国所作的近百项l c a 分析。指出以清洁生产为主的污染“防 止”战略将取代以末端治理为主的“防治”战略，评价一项清洁生产技术，需要采用生命周期评价的 方法对工艺、产品和能源进行整个生命周期的环境影响和资源消耗的分析。l c a 的研究方法符合 清洁生产的可持续发展战略，有着广阔的应用前景。孙启宏【2 9 】认为生命周期评价( l c a ) 作为一 种产品环境特征分析和决策支持工具，技术上已经日趋成熟，并在国际上得到较广泛的应用。由 于它也同时是一种有效的清洁生产工具，因而可以在我国清洁生产审核、产品生态设计、废物管 理、生态工业等方面发挥应有的作用。目前应尽快引进和消化吸收国际上先进的l c a 方法，建立 符合中国国情的l c a 方法学体系和数据支撑体系，并在此基础上开展各个领域、各种形式的应用 研究和示范。杨建新【3 0 】运用生命周期评价方法建立产品生态设计的新理念，在产品设计过程中运 用生命周期评价工具进行产品生态辨识、产品生态诊断和生态产品的评价。杨建新【3 l j 对l c a 的概 念框架，可能应用的领域如：应用于工业企业部门、用于政府环境管理部门和国际组织，以及发 展前景进行了全面的评述，认为产品生命周期评价是实现可持续发展的新的环境管理工具。王寿 兵【3 2 】对生命周期评价的概念、技术框架和应用如用于废弃物管理、用于评价污染预防措施、用于 工艺设计等方面作简单介绍，并对未来生命周期的研究重点的8 个方面作了展望。夏光华等 3 3 1 总 结了清洁生产是对生产全过程以及产品的整个生命周期采取污染预防的综合措施。采用l c a 的方 法对日用陶瓷生产过程进行了全面分析与评价，并提出了实施清洁生产的途径。 1 2 2 2 简化型生命周期评价 又称速成型l c a ，它涉及全部生命周期，但仅限于进行简化的评价，例如使用通用数据( 定性 或定量) ，使用标准的运输或能源生产模式，着重最主要的环境因素、潜在环境影响、生命周期阶 段或l c a 步骤，同时给出评价结果的可靠性分析。其研究结果多数用于内部评估和不要求提供正 式报告的场合。 石晓枫【3 4 】按照生命周期评价的思路，给出了在清洁生产中在某焦化厂应用的实例，对其原料 采集、炼焦生产过程、污水净化等废物处理处置过程进行了清单分析，定性描述了对大气、水环 境的影响及固体废弃物的影响，同时对产品回收率、废物处置率、废水利用率、环境影响程度、 是否进行清洁生产等进行了分析判断。徐成掣3 5 】介绍了l c a 的概念以及国际标准化组织1 9 9 7 年 颁布的i s 0 1 4 0 4 0 环境管理体系“生命周期评价原则与框架”，对城市生活垃圾的不同处理方式进行 了较为系统的l c a 评价，结果表明：焚烧、简单填埋、卫生填埋及综合处理的环境影响潜力分别 为5 1 x 1 0 2 、3 8 x 1 0 2 、2 6 x 1 0 2 和1 7 1 0 2 ，处理成本分别为3 9 2 元( 人年) 、2 1 3 元“人年) 、 2 7 8 元( 人年) 和8 5 元( 人年) ，综合法处理垃圾在环境效益和经济效益方面都优于其他3 种方法。 陈士明等【3 6 】采用简式生命周期矩阵对塑料和纸这两种包装材料的生命周期进行评价，结果表明， 纸在环境保护方面并不具有优势。孔德玉【3 7 】在掺粉煤灰混凝土生命周期评价方法初探中，探讨了 粉煤灰混凝土系统的环境负荷评价及其环境负荷的分配方法，引入环境负荷分配系数，对掺与不 掺不同质量等级粉煤灰的混凝土环境负荷进行对比研究，结果表明，在混凝土中掺加粉煤灰对改 善发电厂产品系统和混凝土系统环境负荷均有利，掺入5 5 i 级粉煤灰、4 0 i i 级粉煤灰和1 0 级粉煤灰可使混凝土生命周期过程的煤耗分别降低3 0 6 、2 2 3 和5 6 ，c 0 2 排放量分别减 少3 1 4 、2 2 8 和5 7 ，n o x 排放量分别减少2 7 5 、2 5 1 和4 9 ，s 0 2 排放量分别减少2 8 0 ，2 2 5 和5 o ，废弃物排放量也相应减少。发电厂应实现粉煤灰的资源化收集与处理，提高 粉煤灰质量等级，从而提高粉煤友在混凝土系统中的掺量，减少发电厂产品系统和混凝土系统的 环境负荷。李春山等f 3 8 】针对烟气干、湿两种脱硫工艺进行了l c a 环境影响评价。无论从温室效益 还是从酸雨影响，湿法脱硫比干法脱硫对环境的影响要小得多，因此采用湿法脱硫工艺。肖骁等【3 州 以株洲冶炼厂湿法炼锌工艺与韶关冶炼厂火法炼锌工艺为代表，进行锌冶炼工艺生命周期评价研 1 2 究。结果表明，株冶锌冶炼过程的g w p 低于韶冶，而g e r 、a c p 明显高于韶冶。株冶、韶