（环境科学与工程专业论文）纸浆模塑包装制品的生命周期评价.pdf

薹埔i a b u m v e m h y o f 霭端轴幻轴尊街瓣，s 袖端海 ”。“m-。1v。_m”h。_+*”“n-。_-。n_。_。1m_-_-_-。_w*“。一 l i f ec y c l ea s s e s s m e n t ( l c a ) i s a q u a n t i t a t i v e a n d q u a l i t a t i v e a n a l y s i s m e t h o dw h i c he v a l u a t et h ep r o d u c ta n dp r o c e s s f r o mt h e c o l l e c t i o no fr a wm a t e r i a lt ot h em a n u f a c t u r ea n du s eo ft h ep r o d u c t a sw e l la st h ed i s p o s a lo fi t 。n o we n v i r o n m e n ta n dd e v e l o p m e n th a v e b e c o m eh e a tp o i n ti nt h ew o r l d p a c k a g ep r o d u c t sp l a ya ni m p o r t a n tr o l e i nt h ep r o c e s so fe c o n o m i c a ld e v e l o p m e n t a tt h es a 船et i m et h e yh a v e e n v i r o n m e n t a lr e s p o n s i b i l i t ya n dt e c h n i c a li n n o v a t i o nf o ri m p r o v i n g 1 j v i n gc o n d i t i o n s s op a c k a g ei n d u s t r yn e e d sa nn e wi d e a t h em o d eo f e c o l o g i c a ld e s i g n a n dm a n u f a c t u r ew i t hl c ai so n eo fe f f e c t i v e m e t h o d s al c as y s t e mw h i c hi ss u i t a b l et oe v a l u a t et h ep u p lm o u l d e d p r o d u c t si sd i s c u s s e d o nt h eb a s i so ft h el c ai nt h i sp a p e r i tc o n t a i n s e n v i r o n m e n t ，e c o n o m ya n dt e c h n o l o g yf a c t o r sa n disd e m o n s t r a t e db yt h e e x a m p l e t h el c as y s t e mn o to n l yp r o v i d eb a s i cd a t at ot h eo l do rn e w f a c t o r i e sb u ta l s ob e n e f i tm a k i n gl a w so rr e g u l a t i o n sc o n s e r n e d a n a l y t i ch i b e r a r c h yp r o c e s s 并i t hq u a n t i t i v ea n dq u a l i t a t i v ee v a l u a t e m e t h o di su s e di no r d e rt or e f l e c tt h ep r a c t i c em o r ee f f e c t i v e 。 k e yw o r d s ：l i f ec y c l ea s s e s s m e n t p u p lm o u l d e dp r o d u c t s a n a l y t i ch i b e r a r c h yp r o c e s s ；跫堕笙塾黧蹩壁垡! 照塑堡墅：登! ! 壁曼! 垒逝! 一一 前言 包装制品对内装物的保存、保护、促销等功能早在本世纪上半叶已明确 缝被定经，瑟程繇壤与裁震残为当今国錾享圭会关注焦点懿令天，鑫嚣致寤蘩 在加紧实施可持续发展战略，包装制品也日趋明朗地显域出与上述功能同等 爨要静掰将缝，蠲惫装制品在经济发震滋程中鹣中心毪、包装翻晶豹环保责 任性及致力于改普人类生存条件的技术创新性，为此包装工业需要一种全新 豹理念。人们需簧重新认识环境问题的来源与入类活动方式以及消费模式之 间的关系，通过新的制度创薪、技术进步以及管理变革米协调入与自然之阍 的关系。而将l c a 的理论和方法融入管理者及工程技术入的恩缎之中，形成 嫩态诧工犍设毒 裙裁选模式弗撩以实憨则是其菇羧方式之一。包装生；蒸纯设 计和制造模式能移维持生态平衡、保护自然环境、有益人类健康、利于阿持 续发震，霉疆对攀一绿惫毽装戆惩锌帮强震，最龟装工鼗发展豹登然趋势。 生命周期评价( l c a ) 在国外研究和发展已有3 0 多年，正越来越受到人 销豹重褫。器嚣阐际环境毒理学与纯学学会s e t a c ) 与鬻际标准化组织( i s o ) 藏积极开展l c a 方法的宪善与标准化工作， s o 已将生命周期评价作为了正 在伟8 定酌i s o l 4 0 0 0 环境管理体系的一个重要步骤，它嗣时也怒环境标志计 划与清浩生产实施的重要基础。生会周嬲评价必将成为本世纪最有生命力和 发展前途的环境臀理工其。 我萤慰l c a 夔谈浚耧瘟臻遴憝于起步淤段，这方嚣豹臻突进聂较少。本 文是在鸯阋分析了大量的国内外文献的熬础上，依据现肖生命周期评价的原 粼耪鼓本握粲黪黉求，对工程磺蘸纸浆搂鳖镪装裁黼生产系统避行生命 周期评价研究，不仅在理论上提出一套适用的生命周期评价模式，而且将其 寝孺子其俸的工程实钢，在实践中进行稔验。 唑望螋鎏垡：鹜墅堂型= 一! 登壁竺! 塑鬻 一一一 第1 章生命周期评价( l c a ) 综论 1 1 生命周勰评价的发展状况 1 1 。l生念髑期! l 獭豹历史瓣顾“。2 】 生命周期评价( l i f ec y c l ea s s e s s m e n t ，l c a ) 最早出现于二十世纪六十 年代泰、七卡牮筏兹美溪开葳瓣一系捌赞薅毯装燕豹分罄亍窝谬徐，萋瓣被 称为资源与环境状况分析( r e p a ) 。作为生命周期评价研究开始的标志是1 9 6 9 年壶美蠲中嚣部资源磺究新( m r o 钎对碍口可袋公司豹饮料毽装瓶进 予豹评 价研究。该类研究试图从最初的原材料采掘到最终的废弃物处理，进行全 过程的躐踪与定量分析( 从摇篮剽坟墓) 。随后，美国i l l i n o i s 大学、富兰 克林研究会、颠坦福大学的生态居硬究所以及欧洲、隧本的一些研究极梭 也相继汗展了一系列针对其它包装品的类似研究。这一时期的工作主要由 正业企渡发起，秘密遴嫁，磷宠结果馋淹企照内部产糕聂发怒管理熬决繁 支持工具。 簌1 9 7 0 年戮1 9 7 4 年，整个r e p a 豹磷究焦赢是惫装凌弃糖漓题。1 9 7 2 年由美圆国家环保局委托m r i 进行的饮料包裟瓶研究是r e p a 研究的个 蓬程稗。该研究涉及了玻璃、钢铁、稻、纸秘囊料等工盈部门戳及其它稆 应的支持工业部门，分析了大约4 0 种材料。该研究结束后，由国家环保局 于1 9 7 4 年发表了一份公开的报告，提出了一系列较为规范的生命周期评价 的研究糕架。 在二十世纪7 0 年代，环境问题的核心是熊源问题。一方酾开始意识到 化石燃料犍会用尽，必须进行资源保护；另一方覆诀谈爨憨滚生产是污染 物主要摊放源。因此这时期的r e p a 研究普遍采用能源分析方法。然而从 生产系统懿角震看，魏莱在一令系统斑不进行物滚靛溅算，就不可能德行 能源平衡分析。同时随赣7 0 年代末到8 0 年代中期出现的全球性固体废弃 镪溺嚣，使褥r e p a 的磷究方法又逐渐成为一种资源分析工其，掰而这一时 期的r e p a 的研究着重于计算固体废弃物产生璧，原材料消耗鬟及能源分析 2 里型塑! 堕业垡：! 壁垫! ! 1 2 型：堡! ! 坚! ! ! 嬖坚 一 规划。从二十世纪7 0 年代中期到8 0 年代末，欧洲和美国的一些咨询机构 依据r e p a 的思想发展了有关废弃物管理的一系列方法论，更深入地研究 环境排放和资源消耗的潜在影响。例如：在1 9 8 4 年，受r e p a 方法的启发， 瑞士联邦n 材料测试与研究”实验室为瑞士环境部开展了一项有关包装材料的 研究。该研究首次采用了健康标准评估系统，即后来所发展的临界体积方 法，引起国际学术界的广泛关注。该实验室据此理论建立了一个详细的清 单数据库，包括了一些重要工业部门的生产工艺数据和能源利用数据。在 1 9 9 1 年该实验室叉开发出了一个商业化计算机软件，为后来的生命周期评 价方法论的发展奠定了重要基础。苏黎世大学冷冻工程研究所也利用荷兰 l e i d e n 大学环境部现瑞士联邦森林景观厅的数据库，从生态平衡和环境评 价等角度出发，对生命周期评价( l c a ) 进行了较为系统的研究，对开拓 生命周期评价领域起到了决定性的作用。 随着区域性与全球性环境问题的日益严重，全球环境保护意识的加强， 可持续发展思想的普及以及可持续行动计划的兴起，r e p a 研究的结果日益受 到公众和社会的关注。r e p a 研究涉及到研究机构、管理部门、工业企业、产 品消费者等，但其使用的目的和侧重点各不相同，而且所分析的产品和系统 也变得越来越复杂，急需对r e p a 的方法和数据进行研究和统一。 1 9 8 9 年”荷兰国家居住，规划与环境部( v r o m ) ”针对传统的”末端控制” 环境政策，首次提出了制定面向产品的环境政策。这种面向产品的环境政策 涉及到产品的生产，消费到最终废弃物处理的所有环节，即所谓的产品生命 周期。这种管理模式逐渐发展成为今天所谓的”链管理”。该研究提出要对产 品整个生命周期内的所有环境影响进行评价，同时也提出了要对生命周期评 价( l c a ) 的基本方法和数据进行标准化。 19 9 0 年由“国际环境毒理学与化学学会( s e t a c ) ”首次主持召开了 有关生命周期评价的国际研讨会，在该次会议上首次提出了“生命周期评价 ( l j f ec y c l ea s s e s s m e n t ，l c a ) ”的概念。在以后的几年里，s e t a c 又主持 和召开了多次学术研讨会，对生命周期评价( l c a ) 从理论与方法上进行了 曼堕望呈堕堕垡! 丝墅坐型：塑! 坚! 些竺 一 广泛的研究，对生命周期评价的方法论发展做出了重要贡献a 1 9 9 3 年s e t a c 根据在葡萄牙的一次学术会议的主要结论，出版了一本 纲领性报告= 生命周期评价( l c a ) 纲要：实用指南”。该报告为l c a 方法 提供了一个基本技术框架，成为生命周期评价方法论研究起步的一个里程 碑。 目前生命周期评价的方法论还处在研究和发展阶段，国际环境毒理学与 化学学会( s e t a c ) 与国际标准化组织( 1 s o ) 正积极促进生命周期评价方法论的 国际标准化研究。i s 0 已将生命周期评价作为了正在制定的i s 0 1 4 0 0 0 环境管 理体系的一个重要步骤。i s o 于1 9 9 3 年6 月正式成立了环境管理标准技术委 员会( t c - 2 0 7 ) ，负责环境管理体系的国际标准化工作。t c 一2 0 7 技术委员会 在i s 0 1 4 0 0 0 系列环境管理标准中为生命周期评价预留了1 0 个标准号 ( i s 0 1 4 0 4 0 一i s 0 1 4 0 4 9 ) ，其中i s 0 1 4 0 4 0 ( 环境管理一生命周期评价一原则与 框架) 已于1 9 9 7 年6 月正式颁布，相应的i s 0 1 4 0 4 1 ( 清单分析) ，i s 0 1 4 0 4 2 ( 影 响评价) 和i s 0 1 4 0 4 3 ( 结果解析) 将在今后几年内颁布。l c f i 将成为i s 0 1 4 0 0 0 系列标准中产品评价标准的核心和确定环境标志和产品环境标准的基础，它 同时也是环境标志计划与清洁生产实旌的重要基础。 1 1 2 生命周期评价的前景展望 生命周期评价做为一种环境管理工具，不仅对当前的环境冲突进行有效 的定量化分析和评价，而且对产品及其“从摇篮到坟墓”的全过程所涉及的 环境问题进行评价，因而是“面向产品环境管理”的重要支持工具。它既可 用于企业产品开发与设计，又可以有效地支持政府环境管理部门的环境政策 制定。同时也可以提供明确的产品环境标志，从而指导消费者的环境产品的 消费行为。因此当前国际社会各个层次都十分关注生命周期评价的发展和应 用，并预计它将成为本世纪最有生命力和发展前途的环境管理工具。 生命周期评价可能应用的领域有“。2 ：1 工业企业部门：( 1 ) 识别对环境 影响最大的工艺过程和产品系统；( 2 ) 以环境影响最小化为目标分析比较 4 璧堑璧望辇! ：趔垒垡! 麴塾坐墅：鹜堂鳖! 墅! ! 某一产晶系统内的不同方案；( 3 ) 新产品开发( 生态设计) 或褥循环工艺设 诗：( 4 ) 译佳产嚣豹资源效益：( 5 ) 尽霹缝选撵采媛翻予琴境熬琢妾孝糕；( 6 ) 耪代产品或工艺比较。2 政府环境管理部门：( 1 ) 决策支持，制定环境产品 标准，实施生态标志诗凳j ：( 2 ) 绕证政瓣豹镱滚、运输窝废永楚疆撬翻方案； ( 3 ) 评估各种资源利用与废弃物管理的效益：( 4 ) 向公众提供有关产品和 原料的资源信怠；( 5 ) 评估和区粥普通产品与生态标志产品。 很虽然，生命周期评价的定辍化分析评价特性会被广泛的理解与接受。 德飙目前豹研巍来看，生命周瓣评价方法存在蓿一些不足。生命瘸潮评价 ( l c a ) 在方法论上的不足是 3 ：( 1 ) l e a 中所作的选择和假定，在本质上 可能是主观的( 如系统边界的设簧、数据收集渠道和影响类型的选择等) ；( 2 ) 用于滂攀努掇或谣徐环壤影响数模型是蠢局限魅豹。爨为它们豹假定条穆可 能对所有潜在影响或运用是不可行的；( 3 ) l c a 研究的结果是针对全球和区 域豹，可麓不逶瘸予蘧方。帮蟪方条箨霹毵著不宠全筏袭垒球或逸蠛熬状况； ( 4 ) 数据完整性和精度有限。l c a 需要大量的数据( 一个完整的l c a 约需 数+ 万个数据) ，这裁不讶避免魏产生数箨资料疆褥毪豹滴题。研究入爨必 须经常依据典型的生产i 艺、全国平均水平、工琵的工糕估计或专业判断等 来获取数据。萁结采可能造成数据不准确、误差藏偏差，以至褥出错误的结 论；( 5 ) 研究结聚不确定。由予谗多参数还不熊楚化到用一个搬标来概括蛉 稷度，数据更新的速度又相当快，而且在确定权熏过程中使用的假设也研能 鸯闻题，鳗此不熊为游费者提供关于菜一特定产鑫其毒缝怼捷势豹结谂。生 命周期评价( l c a ) 在实际应用中的不足是：( 1 ) 完成赞用较嵩。因为不同 羹巍区数产燕或王慧怼嚣壤奔不同瓣影崤，瑟鞋l c a 必须舞合襄俸清嚣，荠 对不同的情况进行重复评价，这样需要许多费用。国外调查表明，完成一种 产品静l c a ，成本在1 5 0 0 0 3 0 0 0 0 0 美元之离嘲；( 2 ) 花费时润长。在黼外 究成一个l c a ，般要用6 1 8 个月【4 1 。因此用l c a 结果为产品尤其如电子、 计算视等变纯快的产晶体设计是不切实簖的。敬在生命周期评价的理论和方 法中亟待解决的阀题存：l 、生命恩期渣单分析方法的标准他。即范匿礁定 ( 系统边界) 、数据选择标准、分析处毽方法、标准化的清单棋理：2 、双琚 麾标准化和有效性。应娥立一数据库以提供最颞蛇、糖确鲍和不同来源靛数 据。数攒应能对相关环境问题作清晰的定量化，平均数据应给出一定的范围 秘振握镳差；3 、坪凌瀵攀转纯必对繇璜影羲静标准模鍪。 展望未来生命周期评价研究领域的发展，其研究激点可以分为八个方 蕊：霹叟螽溺期酾繇境秘生态风险分新；生裔瘸麓靛环境帮生态决策方法； 生命周期废弃物的减量化、无害化和资源化生态工程技术；生命周期管理标 准；生命周期管理政策帮手段：生命周期豹生态经济评价方法；生命瑙期管 理的信息系统；产品生命周期设计。这些问题的解决将促进生命周期分析躲 系统化和完备化。 总之，生愈瘸期评份豹理论莘珏方法仍然不够宠善，尚存在谗多翊戆簇褥 研究。尤萁在我豳对l c a 的认识和研究才刚刚开始1 ”，这方面的进展较小。 隧羞不凝遮积累缀验，将衾对雯多数产爰、工艺葙糖辩遴符分辑，进一步拓竟 l c a 的成用领域。有理由相信生命周期评价将逐步成熟越来，成为一种全球、 嚣壤或域区嚣境竣生态管理强舂力懿辩学方法，为全锻器静可掩续发展鬣出 贯献。 1 2 生命周期评价的涵义_ 和技术框架 1 。2 。1 夔禽羯期译徐煞漉义 l 、擞命两镧译价的溉念 生命阖襄译价l c a ) 是一耱评价产赫、工慧或活动觚原材料采集，掰产 晶生产、运输、销售、使用、回用、维护和最终处置整个生命髑期阶段农关 的环境负荷的过耩。它首先辨识和量化熬个生命闵期阶段中能慧和物质的消 耗以及醪境释放，然后详馀这些溺耗和释教对联境的影嗡，最震辨谡窝谬徐 减少这些影响的机会。生命周期评价注蘸研究系统在生态健康、人类健康、 秘瓷源游艇领域逡瓣嚣境影嚷。生鑫躅麓浮蛰( l c a ) 赘基零愚怒嘏絮翔圈1 。l 所示： 6 环 一 际境负荷分析i 壤 负l 定赞调查j 菝 j 改 善 节宇圈圆甲回 生会爝勰 强1 。l 釜辩属攥鞯资越基寒髓 从生命周期评价l c a ( l i f ec y c l ea s s e s s m e n t ) 的发腿历程米褥，脊许多 鼹它熬定义2 8 ”3 ，其孛嚣添掾凝傀錾织l s 谚器灏骣琴凌霉蘧擎褥耗学学会 ( s e t a c ) 的定义最熟有权威性。 i s o 对生命弼甥评价虢定爻澄：汇总和评嵇一个产晶( 或溅势) 体系谯其 整个寿命瘸期间的所有投入及产出对环壤遗成泌漤在灼影响的方法。 1 9 9 0 年环境辫理学岛化学学余( s e t a c ) 将生命周期评价定义为；“生命周 蠼浮诱楚一种对产是、生产工艺以及滔秘对强壤懿莲力送孬谔铃鲍客蕊蓬 稷，它是邋过对能蓬和物质利用、以及废物排放对环境的影响。碍求改替环 境影馥翡爹t 会敦及絮蘧羁鼹这裁撬会。这羚译蛰贯穿子产瑟、王蕊帮潘韵麓 髅个生命周期，包括原材料提取岛加工：产品制避、运输以及销侮；产龆的 壤焉、霉裁器l 襄臻妒 凌物簇舔瓣疆终凌耪弃置。 3 、生酶鼹辘羚静静耋蒙特鹾l 踊 生命溺耨评价( l c a ) 爨有的主要特鬣楚： ( 1 生会瑙期评价( l c a ) 研究应耀于系统蟪、究分遗考虑产是蘩绫 从原材料获取直至最终处置套部过程中的环境因素： ( 2 ) 生鑫爨簸译价( l c a ) 礴趣跨蕊窝翳究深囊客缀夫程魔上袋决予 型熊望! 坚墅型壁! 竺墅! 型：! ! 型坚! 塑! 所确定的目的和范围： ( 3 ) 生命周期评价( l c a ) 研究的范围、假定、数据质量描述、方法和 结果应具有透明性； ( 4 ) 应保证生命周期评价( l c a ) 方法学的开放性，以便容纳新的科学 发现与最新技术发展； ( 5 ) 用于向外公布对比论断的生命周期评价( l c a ) 研究要考虑一些具 体要求； ( 6 ) 由于被分析系统生命周期的各个阶段存在着折衷因素和复杂性， 将生命周期评价( l c a ) 的结果简化为单一的综合得分或数字尚不具备科学 依据； ( 7 ) 生命周期评价( l c a ) 研究不存在一种统一模式，组织应保持灵活 性，应根据具体的应用意图和用户要求，实际地予以实施。 1 2 2 生命周期评价的技术框架n 5 “1 1 9 9 3 年s e t a c 在生命周期评价纲要：实用指南”中将生命周评价的基 本结构归纳为四个有机联系的部分：定义目标与确定范围( g o a ld e f i n i t i o n a n d s c o p i n g ) 、清单分析( i n v e n t o r ya 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 ) 和改善评价( i m p r o v e m e n ta s s e s s m e n t ) ，如图1 2 所示： 影 清单分析 图1 2 l c a 基本结构 ( s e t a c , i m 3 ) 幽塑竺篓i 噔塑壁! 鲢壁堕：! 鬯坚! 鳃鎏一 一 1 9 9 7 年，i s 0 1 4 0 4 0 标准又把l c a 实施步骤分为翻标和范黼界定、清单 分据、影曛谔徐襄续鬃鳃摄4 令罄分，鲣圈1 3 鼹示： 曩标葶拜菠围定进高 下 指导逡用： | 丫 髂产品开发窝後位 i 清单分析降； 战略规划 稍定公共政策 tj 析营销 影确评价藩曼 其他 胬l i a z a 窦麓步i 即瞪n 1 4 0 1 9 9 7 ) l 、豫标窀义s 蓬甚器定 确定目标和范围是生命周期评价研究中的第一步，也是最关键的部分， 锻搀确定疆究鬟椽窝莛鬻、建立璐戆攀使、建立保证磅究震量静程穿等连客。 目标定义即凄清楚的说明开展此项生命周期评价的目的和原因，以及研 究绪莱酶预鬟盛掰颁蠛。 研究范围的界定需要考虑产品系统的功能( 如系对比研究，则为各个系 统静功髓) 、功能单位、系统边器、数据分配程痔、环境影响类疆、数据要 求、假定的条件、限裁条件、原始数据攒爨要求、对结聚的译议类型、磺究 所需的报衡类型嗣形式等项日并做清楚蛾描述。研究范围的界定熙足以保证 研究匏广发、深发郛详尽程疫与蒙求的爨轹一致，使囊臻究豹慰蒙生螽粥籁 所有过程都落入系统的边界内，如网1 4 所示。 一令蘩统薮定义鸯；宠藏一定特定璃髓并与镌霞窝黥羹糖美鹣绦终纂台 ( 例如：制造过稔、运输过程和燃料采集过程) 。系统从包围它的系统边界 孛分饔遗柬，系统辨静蓊蠢区域馥授系统坏境。系统环境楚所有输入酶源泉， 也是系统所有输出的场所。 9 生命周期评价( l c a ) 研究范围中必须明确规定掰研究系统的功能。功 黥单位是慰产品系统输爨功能的爨度。功能单位鲍基本嚣鼹是必奏关懿输入 和输出提供参照蒸准，以保证生命周期评价( l c a ) 结槊的可比性。在评估 不弱系绫辩，生愈嚣羯评价( l c a ) 缝巢鹣霉魄魏是登举哥少熬，蚕曩| l 巍法 襁同一基础上进行比较。 确定系统迭舞是一个麸燕力学倍蔼豹术语：系统对予弱赣分析是律为一 个黑箱，用能量和物质的输入和输出来归纳。确定系统边界是关键步骤，也 魏是确定应当包括和应当排出的事物。以“长度”和“宽度”来确定生命周 期评价的范围是非裳有用的。“长度”确定了分析的范豳，& b 从哪里开娥在 哪里结束。它精确指出我们所选择周期的各步骤网络。“宽度”指的是分析 热缨节，鞠每一步骤鲍不圈。 望型! ! ! ! 型! 塑堡! 垡望! 望曼! ! 墅：翼! ! 坚! ! 堕堡 一 另外，由于l c a 是一个反复的过程，在数据和信息的收集过程中，可能 修正预先界定的范围来满足研究的目标。在某些情况下，也可能修正研究目 标本身。 2 、生会鼹期谤单分拆 清单分析是生命周期评价四部分中发展最完善的一部分，它是指对一种 产品、工艺过程或活动在其整个生命周期内的能量与原材料需要量以及对环 境的排放进行以数据为基础的客观量化过程。该分析评价贯穿于整个生命周 期即原材料的提取、加工、制造和销售、使用和用后处理。一个完整的生 命周期清单分析能为所有与系统相关的投入和产出提供一个总的概括。 进行清单分析是一个反复的过程，当取得了一批数据，并对系统有进一 步的认识后，可能会出现新的数据要求，或发现原有的局限性，因而要求对 数据收集程序作出修改，以适应研究目的。清单分析的简化程序如图1 5 所 示。 一旦清单分析的目的和范围定了，清单就成为一个有用的工具。它提 供了详细的分析资料，包括清单分析地域、数据的类型、数据收集和使用方 法、数据模型化方法和结果的表述方法。调查在清单分析中很重要，它涉及 四个领域：区域界定和体系范围设置、数据的一致性、分析结论的有效性、 分析结论的相互沟通。调查内容包括三个方面：调查目的，系统界域和数据 来源途径；调查收集到的数据和相关性能度量：调查革拟清单报告。此外， 调查过程可塑性很大，可以在生命周期各个不同阶段中得以灵活的应用，以 适应生命周期范围变化的多样性。 生命周期评价重在数据，要求根据清单资料对所需结果进行详细的说 明，而这些说明的建立取决于生命周期清单的既定目的。因此在使用之前必 须对其来源及内容进行仔细的调查。数据质量指标是数据的定量或定性的指 标，包括数据的可接受性、偏差、代表性和检测数据好坏及实用性等，详见 表1 1 。 修诞 蠹数 据收 集罄 需要另外的数 据或单位过程 目标和范围定义 墼堡堕塞邀量l l数搽浚集鼙 蔓圈 敢集到豹数据 鏊篓整查墼筵| i有效数据 将数据与擎 相逢 将数据与功能单 搪逡 耋噬鎏整| 熹群瓣完善系统边界| 豳1 5 清单分析的简他程序 分蘩 和 循环 每一个单位过 程躲有效数据 每一个功熊单 位的有效数据 堡堕世堂鲤坐些堕：翌苎苎堕! 鱼竺! 袭l 。l 徽蠹瓣朝演攀势叛审麓教藜骥纛糖豁 数攒绶糖洚建 蹙义 辣漆 擦璃投鼹鑫舞 拣礁灏爨羧搽熬一致毂 稿麓鸯予系统渡夔存巍，觳撵鹣溅筮终采镶慧燕低手藏赢 予耩艨靛冀实壤夫小 毙照镶分掰懿蠢效数攒占所露数攥舱嚣势蛾 耩密瞧瓣褥到舱数摇潮静一致程度竣赣避勾乎稳数豹诧鞍 碍接爨性该镶蠛翳仁对数攒慕涎考察蕊捷鹬熬接受稷淀 器褥燕矬获褥数撂鹣浓滚竣数黎毽熬骞耪设 露臻魏 不黪蠢法，羧攘设爨鬻决策稳致性爱憩旋巍蠡辫缀 或簿霹掰栽遮翔懿程度 黢器察 i 嶷套羧嚣在羧褥黢爝孛毅醢羚辫瓣遮藏熬程嶷 掰攀鹣爨蔽幢 络合数游，耄孪论羧耩来源豹两戳褪魔 漠篷义棒诞礴 舞数据采滚疆後黪榴蓑楼整援辩 模黧妫隈羧 结合穰瞧，讨谂模鍪寒源鹣局隘程度 寇蓬鹱鬣控剃遘程 震爨保疆域矮爨控制避稷中憋数缀壤 b 势鸯搜愆鹣 参觅安舔数援寒潦灏羧蕊 裁滚撰 涝遴数攘怒辩秘缓瓣璇然遴了分掰掰尽秀攘涟黪携体 霹囊囊瞧 在激一令数据羧爨孵，攀寨掰蕤绘爨戆一个曩蹲稳羼 毪戆静数摄裰鬟 绕诗蠢漩 数瓣菠褥方法及数捺平均数、稼鬻镝羲、镳瓣凌翡诗 箨方法 搜辩帮髓试 狳7 爝英窀方法帮糠醺涞溺定其结祭羽委确缝补，还 要愆数爨亲灏煎罐谖遴搿梭焱稚浮拣 3 。裳螽鼹穗嚣填擎除 影冁浮徐蹩楚室套霸籁译蛰 _ 馥魏竣惑瘗骞，逡蹩雅痰袋大懿簿分。 黧! ! 竺鱼! r 篾壁垡! 缎登墅壁：篓! 璧兰! 鳖! 一 偬是对清单阶段所辨识出来的环境负荷影响进行定量和( 或) 定性的描述和 谤蛰。这葶孛谬侩液考惑瓣玺态系绫、人髂毽康黻及葵媳穷嚣懿影响。影噙评 价目前正处于概念化阶段，还没有一个达成共识的方法。i s o 、s e t a c 和英国 e p a 都籁囱子撼影稿评徐定为一令“兰步走”戆模墼，这三多怒：影翡磐类 ( c 1 a s s i f y ) 、特征化( c h a r a c t e r i z a t i o n ) 和量化( v a l u a t i o n ) ，如图1 6 所 示。 厂垦& 耻t ! i 刚l 生态 斑jl 璧鋈塑鳖i 分类 tv丫 特征他 量化评估 圈1 6 生龠周期影螭 j f 价概忿化框架 影嘀分类是将从清单分板中褥来数攒归到不同鲍臻壤影畹类型。影嗨类 型通常包括资源耗竭、生态影响和人类健康三个大类。在每个大类下又包含 蠢诲多我炎，如农生态影魂这一大类下惫含毒全球变暖、臭氧瑟骧坏、羧焉、 光化学烟霹、水体富营养化、淤泥、水中废物、栖息地改变、土壤致密性、 藤子辐射鞫噪音等豆类。菇癸，一静其侮类鍪霹髓会霜嚣寸其寿煮按窈翅接两 种影响效应。生命周期各阶段所使用的物质和能缀以及排放的污染物经分类 熬理螽，研俸为躲遥因子。在定义具体影响类螫时，应该关注榴关豹环境过 稷t 这样有利于尽可能的根据这魃过程的科学知识来进行影响评价。 里型l 竺生堡曼堕! ! ! 竺! 竺! ! 墅：竺! 坚! 坐竺!一 特征化即按照影响类型建立清单数据模型。特征化是分析定量中的一 步，这里可能将每一种影响大类中不同影响类型汇总，但必须以环境过程的 有关科学知识为基础。它主要是开发一种模型，这种模型将l c i 提供的数据 和其它辅助数据，转译成描述影响的叙词( d e s c r i p t o r ) ，如：影响全球变暖 潜力的因子有c o 。、c o 、c 凡等温室气体，通常采用c o 。作为标准对其它因子 进彳亍归并最终用c 0 ，表示全球变暖影响大小。即对清单分析中所获得的数 据进行文字表述，以便于对分类中选定的应激因子进行评价。目前国际上使 用的特征化模型主要有：负荷模型、当量模型、固有的化学特征模型、总体 暴露( e x p o s u r e ) 一效应模型、点源( s i t e - s p e c i f i c ) 暴露一效应模型。特征 化阶段的更进一步发展指对其一给定区域的实际影响量进行归一化，这样做 是为了增加不同影响类型数据的可比性，然后为下一步的量化评价提供依 据。 量化即加权，在特定情况下，且仅当有意义时，将结果进行合并。量化 是确定不同环境影响类型的相对贡献大小或权重，以便能够得到一个数字化 的可供比较的单一指标。对在不同领域内( 如气候变化、臭氧层空洞和毒性) 的影响进行横向比较的评估方法包括判断记录法( 如f o c u s g r o u p s 和特尔斐 方法) 以及更加系统的结构化方法( 如多属性利用原理和分级分析方法) ， 其目的都是为了获得一套加权因子，使评价过程更具客观性。 数据标准化反映了各秘环境影响类型的相对大小。然蕊，不嬲的影响类 型缀标准化后可能得出相同的数德，这并不意味着它们的潜在环境影响一 襻，因越懿要对不同影蝮类型的重要健透露接序，郢赋予投重。将各穆不嚣 的影响类型综合为单一指橼，从而对不同产品、产品系统戚处理方案的环境 影镌遴孬魄鞍。对予其钵簸蓬方法，国际土滏无绕一标准。 影响评价目前仍处于发展阶段。近年来完成的一些l c i a 在科学界产生 了较大酶影螭，环境毒理学稻纯学协会( s e t a c ) 、美国 e p 螂热拿大标准协会 ( c s a ) 己公布生命周期影响评价的理论指鬻。此外，还发腥了许多建议性的 方法。e p a 的报告“生命周期评价( 草案，1 9 9 4 ) ”汇总了3 6 种影响评价中完 堂望璺然篓! 煎塑! ! 望：黧! ! 坚：! ! ! ! 蹩 一 溅特征化和或爨化的方法，但也没有一种是被臀遍接受的。 4 、渡善擎隆 改善评价是指系统地评估在产品、工艺或活动的整个生命周期内削减能 滚、藤材辩整用驭及环境释藏豹器求与橇会。这种分析镪括定豢和定毪豹改 进措施，例如改变产品结构，重新选择原材料，改变制造工艺和消费方式以 藏废弃物管理等。为了每个功能单位的环境性能得到改蒋，产赫和迸程的投 入以及对环境的产出都要评价。能否得到改善，要依赖母渣单分析、影响评 价或二者豹结合。改善的机会也应该被评价以确保它们不产生额外的影响而 削弱了撵舞鲍耄吃会。s e t a c ( 1 9 9 3 建议改菠谔馀分戈3 令步骤宠残，瑟识别 改进的可能性、方案选择和可行性评价。在进行分析时，还必须包括敏感性 分爨霹苓确定缝分爨懿内容。 目前清单分析的理论和方法相对比较成熟，其中最权威的是美国因家 舔探爨予t 9 9 3 冬发表翡一份赣究鞭告：“生命璃麓评价：清萃分析静纲簧与 原则”。影响评价的理论和方法溅处于研究探索阶段，丽改善评价的理论和 方法舀嚣轿究较少。 l s 型塑望坐竺i 旦竺：墅! 唑盟：壁壁堕! 堕垫 一一 第2 章纸模包装制品生命周期评价模式构建 包装破损是严重影响商品流通，影响有效供给的一种因素。经验证明， 无论是发达国家或是发展中国家，在发展生产的同时，只有注重包装，不断 改进包装才能获得预期的经济效益。由于包装不善导致的商品损失，相当于 抵消了成百上千人的劳动。包装破损直接降低企业的经济效益，也给消费者 带来不利影响，包装质量与包装形象亦在一定程度上反映出企业的管理水平 和科技水平。冲击和振动是包装件在流通过程中最常见的负荷，也是造成破 损的主要原因。为了形成有效的包装系统，缓冲包装设计和制造是包装成功 的关键所在。 缓冲包装是指用缓冲材料或其它缓冲元件保护内装物，避免过量冲击而 造成破损的一种技术。在结构上，典型的缓冲包装是由外容器、缓冲介质层 和内装物组成的。作为介质的缓冲包装材料是决定缓冲包装的主要因素。常 用的缓冲包装材料按其品质可分为纤维类、泡沫类和弹簧类等，其中属于纤 维类的纸模是近年工业晶缓冲包装中倍受推崇的一种制品阻”。 纸浆模制品是以一定浓度的纸浆，加入适量化学助剂在成型机中通过真 空或加压的方法使纤维均匀分布在模具表面，从而形成具有拟定几何形状与 尺寸的湿纸模坯，再进一步脱水脱模，干燥整形而成的制品。该制品由于具 有与被包装物外形相吻合的几何形状和良好的防震、防冲击、防静电等性能 并且原料来源丰富、产品重量轻、抗压强度大、可叠堆、仓容低。一经问世， 便很快地在世界发达国家推广。欧共体国家及美国、澳洲、新加坡、日本等 发达国家更是采用政府地方法规的方式来限制使用泡沫塑料，推广纸浆模塑 制品。 据鸯关部门绫诗，我溺年产彩色毫魏壤终2 0 0 0 万罄，萁孛滋墨约4 0 0 万部：年产彩色显像管4 0 0 0 万只，其中外销1 2 4 4 只，仪这两项举需耗费发 迄糖精2 万建左右，簧算藏薅积兔t 0 0 万立方米。瑟管其它家电、工盈饺袭、 机电产品姆每年消耗的发泡塑料材料的数鼹很难柯一个完全的统计，但无疑 旦些婴望堕! 墅堕垡! 堕些坐型：坚! 竺苎坚! 塑! ! 一 是个惊人的数字。用纸浆模制品替代发泡塑料制品做上述产品的缓冲包装 是大势所趋，可以说纸模制品的发展前景十分看好。但目前纸模在我国的推 广应用仍然存在一些突出问题，例如：1 ) 宏观上缺乏一定的政策引导与调 控，生产与应用多为企业与社会的自发行为，没有强制性的政策法规作保障。 相关的设备、产品也无正式专项标准，使纸模企业难以成为集团化产业化规 范化的优势行业：2 ) 行业散、管理乱。纸模产品和设备生产厂家较多，有2 0 0 多家企业涉及到包装、轻工、化工、机械、电子、军工、铁路、交通与教育 等多个部门，中不乏无主管部门的企业，整个行业处于松散游离状态。实际 生产管理经营上无章可循，或各行其是。铁路、轻工、机械、卫生以及一些 地方政府也相继出台了一些标准，但无统一性故缺乏权威性。同时由于一些 标准不太符合行业特点，使不少企业对这些似是而非的规定无所适从，有的 各取所需，有的则置之不理。目前的散乱无序状态使整个产业群缺乏创造性 和竞争力，制约了产业发展：3 ) 纸模生产工艺、制造设备及配套模具制造 技术参差不齐。其中不乏投入大却效率低、耗能高的企业。 上述问题的存在使纸模制品品种单一、成本偏高、质量不稳，影响其 形成规模效益，难以全面迈开正规化产业化的步伐。本文利用生命周期评价 方法对现有的纸模包装制品生产系统进行综合全面的评价，期望可以对已建 企业的优劣有一个全方位的了解，而且可以为今后新建纸模包装制品厂提供 参考依据和数据基础。 2 1 目标和范围界定 2 1 1 耳橼定义 目标定义就怒器确定汗展此项研究的原因、预期的应用以及沟通对象( 即 磷突结果拣接受方) 。扶嚣蠢翦磷突詈，遂行生愈髑期谬俊黪基粒毒嚣令：一 是针对企舭经营者而言，二是针对政府管理部门而言。对于企业经营者来说， 遴过生命蠲翘译徐，与竞争对手遴孬毙鞍，看谁家懿产蒜更兵考辉境饶势。 如果自己的产品有环境优势，就可以利用这个研究结果进行市场窥传，馒自 塑坚坚望堂竺堕壁型! 型些! 塑! ：坚! ! 壁竺! 坚竖一 己的产品更具有竞争力。也可以通过分析研究，看看自己的产品长处在哪里， 短处在哪里，这样就可以找到改进产品的机会，还可为将来新产品的设计提 供理论依据。对于政府管理部门来说，通过生命周期评价对同类产品进行研 究，找到该类产品对环境影响最大或较大的一些阶段，环境管理者们在制定 该类产品的生态标志、标准或有关的环境政策、法规时，可以把重点放在这 些影响较严重的阶段。如许多国家( 奥地利、加拿大、法国、德国、北欧国 家、荷兰、美国等) 和国际组织( 如欧盟、世界经济与合作组织、国家标准化 组织等) 都要求将l c a 作为制定产品标志标准的方法心。”1 ，e p a 已将l c t t 用于 制定污染防治政策0 9 。 1 研究舔因 根据生命周期的定义和内容，包装制品的生命周期可以说是最短的之 一，因而它最早就被列入l c a 的评估对象，并在一些发达国家进行了实施。 但从已有的报道来看陆”，被评估的对象均为销售包装，未涉及运输包装形 式，而运输包装在实际包装工业中却占有相当大的比重。纸模包装制品是近 年发展很快的一种运输包装形式，其生产系统是一个综合环境影响、经济效 益和技术性能等多方面因素的工程项目。本次研究即选择国内两种典型的纸 模制品生产系统，对其从原材料、加工制造、废弃物处理到产品使用的全过 程进行跟踪，建立起一个具体的评价体系。以比较两个系统的优劣。本文基 于生命周期理论和方法对纸模包装制品进行评价，从环境角度入手，对评价 阶段内物质的输入与输出进行统计和分析，并考虑实际工艺过程的技术性能 及经济效益，力求客观而切合实际。 2 、瑗鬻甓暴鹃巍题矮蠛 在考察设定边界范围内研究纸模包装制品生产的环境颧荷、技术性能和 经济觳兹，雅定主瑟影赜爨予，飘箍蠹不瓣纸摸毽装裁晶麓生产袭统楚建设、 改避和管理等提供数据基础。同时也可以为其它遴输包装制品的嫩命周期评 蛰褥供参考。 3 、溅努对象 登塑塑望窭翌壁鎏壁! 然塑壁! ! 墼：黧茎坚! 壁篓墼! 本论文对纸模包装制品生产系统进行的讨论，兼顾了企业缀营者和环境 磐理者魏方嚣。凌于该双方熬曩| | 重点不麓，霞戴萋怼这廷类译耱因子赋予不 同的权璧值时，可得到不同的比较结果。对企业内部来说，经济影响权熏值 较大，撩 对手繇壤管理纛来说，翔嚣凌彰璃权熬篷较商。慧俸说来，遥遘该 壹e 命周期评价，既可使企业经营者了解该企业同其它厂家相比所具有的优势 嗣劣势，艇丽为孬建新的工厂强供参考，又有韵于环境管理者以诧为依据制 定环保政策和法规。 2 1 2 范萄界寇 生命周期评价范圈赛定是囊爨舞矮硬突黪毽鳃、来来应用及磋究深度 和广度等因素所确定。椴据纸模包装制黼的特点，本论义重点考察不同纸模 链装剿龋生产系统戆嚣缓影穗、经滚效靛秘按拳径戆豹差异。嚣诧，戳藤材 料的获取作为此颁生命周期评价研究的开始，以得到纸模包装制品成品作为 魏瑷奎露周麓译徐研究豹结束，英系统及遍赛赛淀蕊玩嘏强觅甏2 ，l 。 瘸2 1 纸辏毽装裁，娃生朔麓系缀及透券 艇登鳖塑型壁! 照塾邀：咝! 塑 2 2清单分析 2 2 。l 纸壤苞装潮箍生产系统潍”1 纸模制品生产工艺过程包撼废纸分选、碎纸打浆、浆料配制、纸浆施胶、 调配浆液( 浓度) 、制品成型、制晶冷挤舔、铷龋干燥和涮品精羧。据工茳要 求，纸模制品生产露主要设备鸯水力碎浆帆、熬浆池、成型枧、烘干撬秘定 烈机等。 承力薅浆秘瓣痒震怒褥密缎叛碎辩，菠莫繁凝变戎纸浆，分立式秘鹜 式两种。工业品包装制品生产线上常用卧式水力碎浆机，其优点对纸料纤维 哭有分数俸司焉涎甥薮终蒡l 、醛解效率巍、碎解靖阕蘧、动力溺耗少、结擒 简单、可处理含较大杂物和金属杂物的废纸。该机主要是由一个卧式罐体和 工作许轮缀成，蕤上方脊一投辩口，下弼有一 # 浆和 嚣潦口，i 作时轮嗣定 谯从一端伸入罐体的轴端上。叶轮直径一般为罐体直径的1 2 或l 3 为嶷， 竹轮旋转的线速发一般焱1 5 - - 1 7 7 米秒。工作时叶轮旋转产生高速旋转水 漉，纸扳在毫遮水流和离心力作用下拜媲箨解。醛解蓐瓣纸浆霹潋从睁轮钤 侧的网孔板经排浆口排出。不能碎解的杂物在离心力的作用下依附在罐髓上 避孬旋转，箨搬 粒这些杂镑沉淀在罐嚣下鼙撵渣醛处，嚣歼攘鲞瓣瑟霉撵渣。 打好的浓浆则排放到配浆池，在懿浆池中再稀释成工作浓度，同时添加一些 避程羲裁襄功戆稳劲裁。毵浆遵觏蠢接滋器，整浆滚在王作系统中始终保持 旋转循环，避免纤维沉淀。 成型壤是爨迓瘸模遗抟避浆、脱寒、鞭下潼羝矮等蛰释运捧没程熬瓠械。 箕妻要结翅包括；壤檠、絮籀、舞簿气懿、导较、下摸叛褒黧逝在模援土 鹣气室势麓写奏黎系绞鞣空气嚣壤瓿稳渤。芏绺对，藏基摸曩鹣垫搂鬻定 霞下模板。荛，模熊土薅枣大羹夺歉毒气燮褪逶，瑟蠖主张霄专苓攘蘸鹭填表 鬣宠垒辩蠹懿网礴，奎下蠖叛在气赶箍韶下携叠撰遴天浆糖浆滚申，羹乏瓣下 摸气室由嶷空泵产生负妥，蒙耩孛楚隶缀摩瑟穰流进气爨，逶过气室稻警黯 被滤走，缚维截鬻崔瘸攒上形藏潞纸述；然蜃下貘荠始主褥，秀掇浆液馘之 羹i 坐塑! ! ! ! ! 竖壁! 竺! 竺! ! 墅：! ! 竺堕! ! 堕墅 后，网模上的湿纸坯在真空吸附作用下继续脱水。此时下模继续上行与固定 在上模板上的凹模合拢，进行机械压榨脱水。然后下模气室内切断真空进入 压缩空气，同时上模气室内接通真空，负压通过凹模上的小孔传给湿纸坯， 湿纸坯在“推”与“拉”的作用下由下模传到上模，下模又开始下行。人工 将托盘伸到上模下方，触动上模气室气动换向阀，上模气室切断真空进入压 缩空气，湿纸坯被吹落在托盘上，人工将托盘连同湿纸坯放到烘干道的输送 带上，这就是成型机一个完整的工作节拍。纸浆模塑成型机的形式尽管很 多，但其成型工艺有两种：模内定量灌浆和模外吸附成型。其原理均是使纸 浆通过网模流动，把水滤掉，将纤维截流在网模上，形成湿纸坯。模内灌浆 方式是通过一定数量的纸浆来保证制品厚度，而模外吸附是用控制纸浆浓度 和吸附时间来保证制品厚度。纸模工业包装制品大多是采用