（道路与铁道工程专业论文）生命周期评价法在公路建设项目环境影响分析中的应用.pdf

摘要 近几年，我国的公路建设事业得到了快速的发展，但也带来了日益严峻的环境问题。 在公路建设的生命过程中不仅造成了大量的资源消耗和生态破坏，也产生了严重的环境污 染。资源消耗、生态破坏和环境污染物的排放在公路工程的每个阶段都可能发生，因此污 染预防和资源控制也应贯穿于其生命周期的各个阶段。基于生命周期评价的公路建设项目 的环境影响分析就是将生命周期评价的思想与方法引入并应用到公路领域，推动公路业的 可持续发展。 本论文首先对生命周期评价及其发展、生命周期理论的基本框架进行了介绍，然后对 公路建设项目的环境影响进行了分析，最后将生命周期理论应用于公路建设项目的环境影 响分析中。本文采用定量分析和定性分析相结合的研究方法，依据生命周期评价框架对公 路的生命周期阶段进行系统研究，构建公路生命周期评价框架模式，并以重庆上桥至界石 段高速公路为例加以分析。本文在影响评价中采用改进的层次分析法进行权重计算，分析 公路生命周期过程中对环境影响较大的阶段及产生较大环境影响的环境类型。通过生命周 期理论在公路建设项目的环境影响分析中的应用，得出了相关结论，找到了改进的途径和 方法，具有减少资源消耗和环境污染的重要意义。 关键词：生命周期评价；公路建设项目；环境影响；改进的层次分析法 a p p l i c a t i o no f l i f ec y c l ea s s e s s m e n ti ne n v i r o n m e n t a l i m p a c t a n a l y s i so f t h er o a dc o n s t r u c t i o np r o je c t a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，c h i n a sr o a dc o n s t r u c t i o nh a sb e e nr a p i dd e v e l o p m e n t ，b u ti th a sa l s o b r o u g h ta l li n c r e a s i n g l ys e r i o u se n v i r o n m e n t a lp r o b l e m s h i g h w a yc o n s t r u c t i o ni nt h ec o u r s eo f l i f en o to n l yc a u s e dag r e a td e a lo fr e s o u r c ec o n s u m p t i o na n de c o l o g i c a ld a m a g e ，a l s oh a da s e r i o u se n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n c o n s u m p t i o n o f r e s o u r c e s ，e c o l o g i c a ld a m a g e a n d e n v i r o n m e n t a lp o l l u t a n te m i s s i o n sa te v e r ys t a g eo fh i g h w a yp r o j e c t sm a yh a p p e n ，s ot h e p o l l u t i o np r e v e n t i o na n dc o n t r o lo fr e s o u r c e ss h o u l da l s ob er u nt h r o u g hi t sv a r i o u ss t a g e so f t h el i f ec y c l e b yi n t r o d u c i n ga n da p p l y i n gt h ea s s e s s m e n to nt h er o a d ，e n v i r o n m e n t a li m p a c t a n a l y s i sb a s e do nl i f ec y c l ea s s e s s m e n tb e n e f i t sf o rp r o m o t i n gt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to f r o a dc o n s t r u c t i o n f i r s to fa l l ，t h i st h e s i si n t r o d u c e st h el i f ec y c l ea s s e s s m e n ta n di t sd e v e l o p m e n t ，a sw e l l a st h eb a s i cf r a m e w o r ko ft h el i f ec y c l et h e o r y i tt h e na n a l y z e st h ee n v i r o n m e n t a l i m p a c t so f r o a dc o n s t r u c t i o np r o j e c t s f i n a l l y , i ti st h ea p p l i c a t i o no fl i f e c y c l et h e o r yi ne n v i r o n m e n t a l i m p a c ta n a l y s i so ft h eh i g h w a yc o n s t r u c t i o np r o je c t t h em e t h o d o l o g yt h i st h e s i st a k e si sb o t h q u a l i t i e sa n dq u a n t i t i e s b a s e do nt h ef r a m e w o r ko fl i f ec y c l ea s s e s s m e n t , t h el i f ec y c l es t a g e o ft h er o a di sr e s e a r c h e ds y s t e m i c a l l y t h e naf r a m e w o r km o d e lo fl i f ec y c l ea s s e s s m e n to n t h er o a di sp u tf o r w a r d f i n a l l yac a s es t u d y , c h o n g q i n g e x p r e s s w a yf r o ms a n g r i at oj o s h e d ，i s e m p l o y e d b ya d o p t i n gi m p r o v e da n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s st oc a l c u l a t et h ew e i g h t si nt h e i m p a c ta s s e s s m e n t ，t h et h e s i sa n a l y s e sa n di n d e n t i f i e st h es t a g e sw h i c hh a v et h el a r g e ri m p a c t o ne n v i r o n m e n t a la n di t se n v i r o n m e n t a li m p a c t t h r o u g ha p p l i c a t i o no fl i f e c y c l et h e o r yi n e n v i r o n m e n t a li m p a c ta n a l y s i so ft h er o a dc o n s t r u c t i o np r o j e c t ，w ec a nd r a wt h er e l e v a n t c o n c l u s i o n sa n df i n dw a y sa n dm e a n st o i m p r o v e ，w h i c hh a st h ei m p o r t a n ts i g n i f i c a n c ei n r e d u c i n gr e s o u r c e sc o n s u m p t i o na n de n v i r o n m e n tp o l l u t i o n s k e yw o r d s ：l i f ec y c l ea s s e s s m e n t ；r o a dc o n s t r u c t i o np r o j e c t s ；e n v i r o n m e n t a li m p a c t ； i m p r o v e da n a l y s i sh i e r a r c h yp r o c e s s ； 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作 所取得的成果尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢本人完全意 识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者( 本人签名) ：关p 丰l 鲜2 7 年多月多日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南京林业大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版( 中国科学技术 信息研究所；国家图书馆等) ，允许论文被查阅和借阅。本人授权南京林业大学 可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以汇编和综合 为学校的科技成果，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论 文全部或部分内容。 保密口，在年解密后适用本授权书本学位论文属于不保密彭 ( 请在以上方框内打“ ”) 学位论文作者( 本人签名) ： 指导教师( 本人签名) ： 年么月日 弦6 旯6 日 致谢 即将离校之际，除了不舍之情，更多的是感激。我首先要感谢的是我的导师赵康副教 授。本文是在导师赵康副教授的悉心指导和关怀下完成的，从论文的选题到最终的定稿整 个过程都倾注了导师大量的心血，对我的论文提出了许多非常好的选题思想和指导意见。 赵老师平易近人的品格，严谨治学的态度和不断探索的科学精神，雍容优雅的气质使我受 益匪浅，终身难忘。在此谨向导师表示我深深的敬意和真诚的感谢! 衷心地祝福导师全家 幸福安康! 同时，向土木工程学院及研究生院对我的学习和生活给予关心和帮助的老师们表示衷 心的感谢! 感谢我的同学在我读研期间给予的支持和帮助! 感谢我的父母这么多年来对我的默默支持和最无私的爱。 我要真诚感谢本文提供了这样一个正式感谢我的丈夫和儿子的机会。感谢丈夫对我的 工作和生活总是给予最大的关心、理解和支持。我的儿子，活泼可爱，自理能力强，他带 给我的快乐使我全身心投入到工作和学习中。 限于篇幅，本文不可能列举所有曾经帮助过我的人们，但我不会忘记他们并将永远感 激他们。在最后，我还是要特别感谢所有评审和参加本论文答辩的教授，感谢他们在百忙 之中审阅本文并提出宝贵意见。 作者：郑艳华 二o o 九年六月 1 绪论 1 1 立题的意义与研究背景 1 1 1 立题的意义 理论意义：作为2 1 世纪最有生命力和发展前途的环境管理工具，通过生命周期评价 方法对公路环境影响的研究，有利于促进生命周期评价方法在公路领域理论研究上的完善 与发展，改进公路环境影响评价的视角，推进公路环评工作和环境保护工作，使对公路建 设项目的环境影响评价更加全面，更加科学。 实践意义：公路是一种点多、线长的带状长距离人工建筑物，公路作为一种特殊的产 品，决定了公路对周围影响范围广、时间长、因子多。生命周期评价作为一个全新的面向 产品全过程的环境系统分析工具，通过对公路产品整个生命周期的环境影响进行评价，寻 找改进的途径和方法，有利于创造一个减少资源消耗，减轻生态影响，有益于人体健康的 绿色公路模式，有利于公路网规划、公路施工组织和公路环境保护措施的更加科学、合理、 更加全面，对建设资源节约型和环境友好型社会有重要意义。 1 1 2 研究背景 改革开放以来，特别是近十年来，我国公路基础设施建设实现了跨越式发展。交通部 发布的2 0 0 6 年公路水路交通行业发展统计公报显示，截至2 0 0 6 年底，我国公路总里 程达3 4 5 7 0 万公里，比2 0 0 5 年末增加1 1 1 8 万公里，新建公路1 4 0 5 万公里l l j 。总长约 3 5 万公里的中国“五纵七横”国道主干线提前1 3 年完成规划目标。自“十五”以来共新 增高速公路里程3 2 7 万公里，到2 0 0 7 年底，全国高速公路通车总里程达5 3 万公里。高 速公路逐步连线成网，规模效益凸现，其中，河南省高速公路里程突破4 0 0 0 公里，江苏、 山东、广东三省高速公路里程均突破3 0 0 0 公里【2 】。在未来的几十年间，我国仍将加大对 公路的投资，在2 0 0 4 年1 2 月1 7 日，国务院通过了国家高速公路网规划【3 】，确定未 来三十年内我国将着手建设国家高速公路网。国家高速公路网采用放射线与纵横相结合的 布局，构成由中心城市向外辐射以及横贯东西、纵穿南北的全国大交通通道，包括7 条首 都放射线、9 条南北纵向线和1 8 条东西横向线，简称为“7 9 1 8 网”，高速公路总规模大约 为8 5 万公里。国家高速公路网规划的出台，标志着我国高速公路发展将进入了新的 历史阶段。 公路对一个国家或一个地区的经济发展、社会进步和人民生活质量的提高等方面起着 极其重要的作用，公路建设的不断发展，路网水平的不断提高，有利于沟通城乡，加快老 少边穷地区脱贫致富，促进社会经济与旅游事业的发展。但是，我国公路建设的快速发展， 也造成了大量的环境问题。在公路建设的生命过程中不仅造成了大量的资源消耗和生态破 坏，如能源、筑路材料的消耗、土地占用、植被破坏、水土流失等，也产生了严重的环境 污染，如大气污染、水污染、固体废弃物污染及噪声污染等。资源消耗、生态破坏和环境 污染物的排放在公路工程的每个阶段都可能发生，因此污染预防和资源控制也应贯穿于其 生命周期的各个阶段。然而目前的污染防治体系，忽视了污染产生的全过程，增加了人类 和环境的风险。在公路环境影响评价中，没有向上游产业延伸，评价指标缺乏全面性，造 成评价的不完善。 生命周期评价是对某种产品或某项生产活动从原料开采、加工到最终处置的一种评价 方法。生命周期评价的思想力图在源头预防和减少环境问题，而不是等问题出现后再去解 决。对企业生产过程进行生命周期评价有助于优化企业清洁生产设计与创新决策1 4 1 。控制 污染、保护环境、走可持续发展的道路是人类共同追求的目标。要实现公路建设的可持续 发展，不仅要将公路作为产品来看待，也要全面分析公路整个生命周期中影响环境的各种 活动、各种因素，并在此基础上做出相应的变革。基于生命周期评价的公路建设项目环境 影响分析就是将生命周期评价的思想与方法引入并应用到公路领域，推动公路业的可持续 发展。 1 2 主要研究内容和目标 1 2 1 主要研究内容 ( 1 ) 道路工程生命周期评价的目的和范围的确定 目的：寻找公路清洁生产的方法和途径，减轻公路建设对资源环境的压力。 范围：道路建设材料的开采、加工、制造建设构件、现场施工、运营、养护、拆除回 收。这些阶段都涉及资源消耗、废气、噪声等的排放。 ( 2 ) 道路工程生命周期评价的清单分析 清单分析的最终结果是编制出一份与研究的产品系统有关的生命周期投入产出清单， 包括数据的收集及计算程序，以及对投入与产出进行量化，这些投入与产出包括资源的使 用以及对空气、水体及土地的污染排放等。在这一步中，主要是确定一个与范围相关的生 命周期投入与产出影响因子清单，并对其相关的数据量化处理。在数据收集工作中，资源 投入数据是最容易收集的，可以从现场统计及查阅生产数据来获得，或从施工图纸和决算 书中直接得到，不能直接得到的有时也可通过估算获得。产出一般是废水、废气、废渣和 噪声等，对于产出数据的收集，可以借助工程竣工环境保护验收调查报告或者查文献与书 籍对产出数据进行预测和估计，最后叠加各个过程的清单分析表，可以得到一张总的建设 项目的清单分析的清单表。 ( 3 ) 道路工程生命周期影响评价( 包括：道路工程生命周期影响分类、表征、量化评 价) ( 4 ) 从生命周期评价的角度提出促进道路工程清洁化生产的对策 ( 5 ) 案例分析 本文选定重庆上桥至界石段高速公路为例运用生命周期评价法进行环境影响分析。本 文案例是以水泥混凝土路面为研究对象，探讨生命周期评价法在公路领域中的应用。 1 2 2 目标 本课题研究的目标是运用生命周期评价的方法对公路建设项目的环境影响进行分析， 从中找出对环境影响较大的因素和阶段，从而指导企业有针对性地实施改进措施，实现清 2 洁生产，进而探索出运用生命周期评价实现公路清洁生产的方法和途径。 1 3 研究方法及手段 本论文采用理论分析和实证研究相结合，认真查阅相关资料，结合实际情况，以生命 周期评价理论为支撑，将生命周期评价应用到公路领域中，依据生命周期评价框架对公路 的生命周期阶段进行系统研究，构建公路生命周期评价体系，并以重庆上桥至界石段高速 公路为例加以分析，并提供合理化建议。在影响评价中，分析公路生命周期过程中对环境 影响较大的阶段及产生较大环境影响的环境类型，从而寻找改进的途径和方法。论文框架 思路见图l 一1 。 生命周期评价相关理论研究 上 公路生命周期评价框架模式构建 i 上土上占 目 标 与 清 影 结 范 堕响 果 围 分 评解 确 析 价释 定 rt| 上 公路生命周期评价模式 土 公路生命周期评价案例分析 上 论文结论与建议 图1 - 1 论文框架思路 2 生命周期评价及其发展 2 1 生命周期评价的概念 一种产品从原料开采开始，经过原料加工、产品制造、产品包装、运输和销售，然后 由消费者使用、回用和维修，最终再循环或作为废弃处理和处置，这一整个过程称为产品 的生命周期。资源消耗和环境污染物的排放在每个阶段都可能发生，因此污染预防和资 源控制也应贯穿于产品生命周期的各个阶段( 见图2 - 1 ) 。生命周期评价是对某种产品或 某项生产活动从原料开采、加工到最终处置的一种评价方法【4 】。 能量 原 产 材品 盘 原料的 品 材 半 立 使回最 料 运 成运品 、， 开 口 还用运收还终 输口廿输生输 或输复输处 采加 j c 消 用 置 工 费 图2 - 1 生命周期的主要阶段 目前，生命周期评价的定义有多种提法，政府、企业和一些机构站在各自的立场对它 都有一番描述，如： 4 ( 1 ) 美国环保局的定义：对自最初从地球中获得原材料开始，到最终所有的残留物 质返归地球结束的任何一种产品或人类活动所带来的污染物排放及其环境影响进行估测 的方法； ( 2 ) 国际环境毒理学和化学学会( s e t a c ) 的定义：是一个评价与产品、工艺或行动 相关的环境负荷的客观过程，它通过识别和量化能源与材料使用和环境排放，评价这些能 源与材料使用和环境排放的影响，并评估和实施影响环境改善的机会。该评价涉及产品、 工艺或活动的整个生命周期，包括原材料提取和加工，生产、运输和分配，使用、再使用 和维护，再循环以及最终处置； ( 3 ) 美国3 m 公司的定义：在从制造到加工、处理乃至最终作为残留物有害废物处 置的全过程中，检查如何减少或消除废物的方法； ( 4 ) p g 公司的定义：显示产品制造商对其产品从设计到处置全过程中所造成的 环境负荷承担责任的态度，是保证环境确实而不是虚假地得到改善的定量方法； ( 5 ) 国际标准化组织g b t 2 4 0 4 0 - 1 9 9 9 ( i s o1 4 0 4 0 - 1 9 9 7 ) ：对在一个产品系统的生命 中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价【4 】。 ( 6 ) 联合国环境规划署( u n e p ) 的定义：生命周期评价是评价一个产品系统生命周期 整个阶段一从原材料的提取和加工，到产品生产、包装、市场营销、使用、再使用和产品 维护，直至再循环和最终废物处置一的环境影响的工具【5 j 。 其中以国际环境毒理学和化学学会( s o c i e t yo f e n v i r o n m e n t a lt o x i c o l o g ya n dc h e m i s t r y , s e t a c ) 和国际标准化组织( i n t e r n a t i o n a lo r g a n i z a t i o nf o rs t a n d a d i z a t i o n ，i s o ) 的定义最具有 权威性【6 】。 将这些概念归结起来，可以将生命周期评价表述为：它是对产品生命周期全过程( 包 括原材料的采集、加工、生产、包装、运输、消费和回收以及最终处理等) 的环境影响评 价的一种思想和方法。它首先辨识和量化整个生命周期阶段中能量和物质的消耗以及环境 的释放，然后评价这些消耗和释放对环境的影响，最后辨识和评价减少这些影响的机会， 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1 7 j 。 生命周期评价( 1 i f e - c y c l ea s s e s s m e n t ) ，简称l c a ，是对任意生产活动从原材料的开采 直到其产品使用终结而重新被排放到地球环境的整个过程中所产生环境影响进行评价。这 个评估过程包括原材料和能源在开采过程，产品在生产过程，产品在使用过程，产品在失 去使用价值后的处理等各个环节中所产生的大气污染、水污染、固废处置以及材料和能源 消耗的评估。 2 2 生命周期评价的起源与发展 进入2 0 世纪8 0 年代后，环境问题已从区域走向全球，环境和发展成为国际社会更加 关注的主题。为保护自然资源和环境，人们需要重新认识环境问题与人类活动方式之间的 关系，通过制度创新，技术进步以及管理变革来协调人与自然之间的关系，促进人类社会 的可持续发展。现代生活离不开产品，传统上评价产品对环境的影响是把焦点放在末端处 理上，往往疏于考虑原料取得及使用后的污染问题。随着全球环境污染的日益加剧和环境 意识的提高，传统的评价方法越来越不适应需要。人们希望对产品的生产活动全过程的资 源消耗和环境污染有一个彻底、全面综合的了解，为此，生命周期评价( l i f ec y c l e a s s e s s m e n t ，l c a ) 便应运而生。l c a 这一评价工具得到国际上认可并迅速发展。 目前，l c a 已被广泛应用于工业部门的战略规划以及产品、工艺设计或改进等重要 方面。在工业生产中，出现了面向产品生命周期的生态化管理模式，这是企业进行绿色革 命的标志，也是企业认真审视自己环境责任的必然结果。不仅企业发现了使用l c a 的好 处，而且政府和环境团体也发现推广l c a ，可以有效的对产品进行基于相同的基础的横 向比较，或者确保产品能够满足最起码的环境要求。由于人们绿色消费意识的觉醒，l c a 将为越来越多的国家和企业所接受，将对世界范围内的环境保护产生难以估量的影响。下 面分别对国外与国内的发展情况进行论述。 2 2 1 生命周期评价在国外的发展 生命周期评价最初是在物质和能量流分析的基础上发展而来的，其基本思想始于2 0 世纪6 0 年代。在2 0 世纪6 0 年代末至8 0 年代初两次石油危机的刺激下，欧美的一些研究 机构就已从能源的角度开始了生命周期分析方法的研究工作。生命周期评价的研究始于生 命周期清单分析，在1 9 6 3 年的世界能源大会上，h a r o l ds m i t h 报告了关于化学中间体及 其产品的生产对累积能源需求的计算。最早的生命周期评价由美国可口可乐公司发起， 1 9 6 9 年，由该公司中西部资源研究所开展的针对可口可乐公司饮料包装瓶进行的研究， 是公认的生命周期评价研究开始的标志【8 】，为目前的生命周期清单分析方法确定了基础【4 】 i s 儿引。这项研究试图从原材料的采掘到最终的废弃物处理，进行全过程( 从摇篮到坟墓) 的跟踪与定量分析，对不同的饮料瓶进行比较来决定哪种包装瓶对环境的影响最小、对资 源使用的压力最小，该项研究量化了原材料、原油的使用和每种瓶子在生产过程中产生对 环境的压力1 们。 在2 0 世纪7 0 年代早期，美国和欧洲的其他一些公司也完成了类似的生命周期清单分 析。这种量化产品资源利用和环境排放的过程渐渐被认为是“资源和环境纲要分析 ( r e s o u r c ea n de n v i r o n m e n t a lp r o f i l ea n a l y s i s ，r e p a ) ”，在美国已经得到实践证实。这种过 程在欧洲被称为生态平衡( e c o b a l a n c e ) 。1 9 7 0 - - - 1 9 7 5 年期间，大约完成了1 5 项资源与环 境轮廓分析( r e s o u r c ea n de n v i r o n m e n t a lp r o f i l ea n a l y s i s ，r e p a ) 1 4 1 。 1 9 7 5 年东京野村研究所为日本的利乐公司进行了首次包装生命周期评价研究，通过 不同的销售方案对纸盒与玻璃瓶进行比较，后来利乐包装公司委托伦德霍尔姆和桑德斯特 龙完成的研究报告利乐砖纸盒及多次使用和非多次使用玻璃瓶对资源和环境的影响) ) t 4 j 。 随后美国f r a n k l i n 协会也通过研究提出了“1 5 种一次性饮料瓶的能量比较”的报告，这 些都可被视为生命周期评价的早期研究成果【4 】。1 9 8 4 年，美国l i t t l e 公司受美国钢铁协会 的委托提出了“容器中含有的生命周期能源 的研究报告，其后，苏黎世大森林景观厅的 数据库，从生态平衡和环境评价等角度出发，对生命周期评价进行了较为系统的研究，对 开创l c a 这一新领域起到了决定性的作用i 4 j 。 欧洲经济合作委员会( e e c ) 也关注生命周期评价的应用，于1 9 8 5 年公布了“液体食 品容器指南”，要求工业企业对其产品生产过程中的能源、资源以及固体废弃物排放进行 全面的监测与分析。由于全球能源危机的出现，很多研究工作又从污染物排放转向能源 6 分析与规划。欧洲和美国的一些研究和咨询机构依据资源与环境状况的思想相应发展了 有关废弃物管理的一系列方法论，深入地研究环境排放和资源消耗的潜在影响【4 】。 1 9 8 9 年荷兰国家居住、规划与环境部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。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的基本方法和数据进行标准化【4 j 。 1 9 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，在该会议上首次提出了“生命周期评价 的概念【9 】。1 9 9 2 年以后，以美国 环境毒性和化学学会为主，组织西方几个国家的有关科研机构成立了五个研究工作组，对 l c a 开展了全面深入的研究工作。五个小组于1 9 9 3 年开始各自的研究，协调统一有关概 念、定义及具体操作处理方法等，使l c a 有了长足的发展。1 9 9 3 年s e t a c 出版了一本 纲领性报告：“生命周期评价纲要实用指南”。该报告为生命周期评价方法提供了一个 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1 4 】。 1 9 9 3 年美国国家环境保护局( e p a ) 委托风险降低工程实验室( r i s kr e d u c t i o n e n g i n e e r i n gl a b o r a t o r y ) 进行了生命周期清单分析的研究，出版了生命周期评价一清单分 析的原则与指南【1 1 1 ，比较系统地规范了生命周期清单分析的基本框架，1 9 9 5 年e p a 又 出版了生命周期分析质量评价指南【8 】，生命周期影响评价：概念框架、关键问题和 方法简介【9 】，这些都使生命周期评价的方法有了一定的依据和发展，使生命周期评价进 入实质性的推广之中。 经过多年的实践，在国际环境毒理学与化学学会和国际标准组织的共同努力下，生命 周期评价方法论的国际标准化取得了重要进展【1 0 】【1 2 】【1 3 】，制定了生命周期评价的框架，并 成为环境管理的系列标准。1 9 9 7 年国际标准组织推出i s 0 1 4 0 4 0 标准环境管理一生命周 期评价一原则与框架、1 9 9 9 年推出i s 0 1 4 0 4 1 环境管理一生命周期评价一目标与范围的 确定，清单分析，之后也相继推出了i s 0 1 4 0 4 2 环境管理一生命周期评价一生命周期影 响评价、i s 0 1 4 0 4 3 环境管理一生命周期评价一生命周期解释等。 美国、荷兰、丹麦、法国等国政府和联合国环境规划署( u n e p ) 等国际机构通过实施 研究计划和举办培训班，研究和推广了l c a 方法学。亚洲的日本、韩国和印度均建立了 本国的l c a 学会。各种l c a 软件和数据库纷纷推出，促进了l c a 的全面应用。许多公 司开始对其供应商的相关环境表现进行评价，政府部门也利用l c a 进行辅助决策【l 引。 2 2 2 生命周期评价在国内的发展 l c a 方法已经成为一种环境管理国际标准，并将在全球贸易与环境领域发挥越来越 大的作用。比较而言，我国在l c a 领域的研究和应用比较缺乏。虽然一些研究和咨询机 构已开始把这种新技术引人我国，但由于缺乏必要的基础研究，基础数据和经费支持，目 前进展缓慢。 近年来，我国也非常重视生命周期评价的工作。作为i s 0 1 4 0 0 0 系列标准工作的一部 分，1 9 9 8 年，国家技术监督局开始全面引进i s 0 1 4 0 4 0 系列标准，将其等同转化为国家标 准，相应国标代号为g b t 2 4 0 4 0 系列，即g b t 2 4 0 4 0 1 9 9 9 环境管理生命周期评价原则 7 与框架、g b t 2 4 0 4 1 _ 2 0 0 0 环境管理生命周期评价目的与范围的确定和清单分析、 g b t 2 4 0 4 2 2 0 0 2 环境管理生命周期影响评价、g b t 2 4 0 4 3 - 2 0 0 2 环境管理生命周期 解释等国家标准。此外，在许多清洁生产、环境标志、环境管理体系等的专著和培训教 材中，均有介绍生命周期理论和方法的章节。 国家自然科学基金项目先后资助了一些生命周期项目的研究，包括“我国企业环境行 为生命周期管理对策研究”、“城镇生活垃圾生命周期分析及过程管理对策研究” ( 1 9 9 8 - 2 0 0 0 ) 、“考虑环境因素的产品生命周期的评价”( 1 9 9 9 - 2 0 0 1 ) 、“保护区生态旅游生 命周期与承载力的关系及风险评价”( 2 0 0 0 - 2 0 0 2 ) 等。 在l c a 实践方面，目前我国国内也有一些进行完整l c a ( 包括简化型或速成型l c a ) 研究的报道。据了解，我国一些研究机构利用与国外机构合作的机会，进行了一些探索。 例如与美国合作，利用l c a 进行“中国山西省和其他富煤地区把煤转化成汽车燃料”的 研究，利用中一欧国际合作项目“工业初级产品生产过程中的生态可持续性研究”，进行 了一种汽车产品的l c a 研究【l5 。 另外，在环境标志、绿色制造、绿色包装、环境友好性评价、绿色设计等方面，也有 应用生命周期评价思想或方法的初步尝试。具体如下： ( 1 ) 环境标志：1 9 9 8 年，我国转化并发布了i s 0 1 4 0 2 0 环境管理、环境标志和声 明通用原则，为我国的环境标志计划与国际接轨创造了条件。目前，结合中国国情，在 一些产品的“环境标志产品技术要求”中，规定了对原材料、包装及产品本身回收利用的 条款。 ( 2 ) 绿色制造：近年来，我国在绿色制造方面进行了大量研究，并获得国家自然科 学基金和国家8 6 3 c i m s 主题的项目资助。国家8 6 3 c i m s 主题还在中国现代集成制造系 统网络( c i m s n e t ) 开辟了绿色制造专题，对国内外绿色制造研究情况进行了综合介绍。国 内不少高校和研究院所对绿色制造的理论体系、专题技术等都进行了大量的研刭1 6 】。 ( 3 ) 绿色包装：有关机构利用l c a 方法，分析和比较了纸质快餐具和塑料快餐具的 环境污染总体情况，并得出前者的污染明显低于后者的结论。一些研究者对包装用纸和塑 料等包装材料，针对生命周期中对环境影响比较大的原料开采、生产和处置这三个阶段进 行了生命周期分析【1 1 7 1 。 ( 4 ) 清洁生产领域的应用 在工业领域：石晓枫【l8 】利用生命周期思路进行某焦化厂清洁生产审核。利用l c a 法 对其原料采集、生产过程、废物处置全过程进行分析评价。所考虑的环境影响包括大气、 废水、固体废物，同时考虑了产品回收率和废水利用率等指标。 尽管生命周期评价最初是针对工业产品提出的，但其在其它工程领域也有着广泛的用 途。 我国在生命周期评价法应用于土木工程领域方面已经有了许多的研究成果，而且将生 命周期评价应用于公路工程领域也有了一些研究。 ( 1 ) 在建筑领域中用于建筑物的绿色设计：黄琪英【1 9 1 ( 2 0 0 5 ) 采用生命周期评价法， 构建了我国适应性更强、更为完善的绿色建筑评价指标体系；刘春, ：；q - 1 2 0 1 ( 2 0 0 5 ) 建立了多目 标、多因素、多层次的绿色建筑全生命周期评价体系，建立了绿色建筑模糊多级指标综合 评价模型；惠彦涛【2 l 】f 2 0 0 7 ) 应用全生命周期方法进行了建筑部品综合评价相关基础工作的 研究，建立了建筑部品的评价体系，提出了建筑部品绿色度的评价方法，并以墙体为例进 行了实例分析。其中建筑部品是建筑物的主要组成部分，是建筑物的一个独立单元，它具 有规定的功能，按照建筑物的各个部位和功能要求，将建筑物进行部品的划分，使其在工 厂内制作加工成半成品( 即部件化) ，运至施工现场，达到在工程现场组装简捷、施工迅 速，并保证部品安装就位后能达到规定的技术要求和质量要求，发挥其功能作用。建筑部 品的绿色度评价是评价绿色建筑的一个重要指标，是主要通过确定和量化相关的资源消 耗、使用效能、环境影响、再生利用来评价某种绿色建筑部品的环境影响程度，评价过程 包括该建筑部品的生命周期的全过程、即原料采购、建筑部品生产、运输、使用、废弃物 处理等过程。 ( 2 ) 在建筑领域中，生命周期评价法还用于建筑材料的环境友好性评价：查京民、 张金i j t 2 2 1 ( 2 0 0 1 ) 对于建筑工程建议了一个以输入输出分析模型为基础的混合生命周期评价 法( h y b r i dl c a ) ，使传统数据与输入输出l c a 数据相结合，用输入输出分析导出l c a 数 据，特别是对基本原材料及建筑工程各部分中与能源相关的数据具体化。本模型建议建筑 工程项目中使用的基本原材料、产品及服务包括建筑用产品( 混凝土构件) 、能源的使用 ( 如安装构件) 、基本原材料( 如水泥等) 、其他产品和服务( 如运输构件) 等。其中建筑 用产品( 混凝土构件) 还包括能源的使用( 如搅拌混凝土) 、基本原材料( 如沙子、石子、 水泥等) 、其他产品和服务( 如养护) ；王小兵、邓南圣、孙旭军【2 3 1 ( 2 0 0 2 ) , f 立月j 生命周期评 价的理论与方法对建筑物整个生命周期的各阶段进行了初步分析，通过建立模型比较了不 同结构建筑物环境影响因子，找出建筑结构与环境影响之间的关系，得到了有意义的结果， 从而为优化建筑结构及推行新型环保材料提供理论依据；张智慧，邓超宏 2 4 1 ( 2 0 0 3 ) 按照 l c a 的评估原理，讨论如何运用l c a 工具评估建设项目施工阶段的环境影响，建立具有 可操作性的环境评价指标模型，对项目施工的环境友好性进行系统评价，把材料与能源等 投入的生命周期引人到工程施工中，能更好的评价材料和能源的使用绩效，控制环境污染； 王波等【2 5 ( 2 0 0 3 ) 1 壶m 生命周期评价( l c a ) 方法对建筑材料环境协调性进行了评价。 ( 3 ) 用于道路的环境友好性评价：生命周期评价法在道路工程中的应用较少。赵联 芳、傅大放、钱春香【2 q ( 2 0 0 3 ) 提出应采用生命周期评价( l c a ) 方法评价道路建筑材料与环 境的协调性，从提高材料性能、节约天然资源、充分利用废弃物以及净化环境4 个方面讨 论了各种道路建筑材料与环境之间的协调性；李洪刚等1 2 7 ( 2 0 0 4 ) 按照生命周期评价的评估 原理，讨论如何运用l c a 工具评估公路建设生命周期的环境影响，建立具有可操作性的 环境评级指标模型，对公路建设的环境友好性进行系统评价，从而改进公路建设项目环境 管理，促进公路建设的可持续性发展；赵联芳等【2 引( 2 0 0 4 ) 应用生命周期评价方法评价了道 路水泥混凝土的环境性能；沈卫国、周明洲2 9 1 ( 2 0 0 5 ) 应用生命周期评价法采用输入输出模 型，通过清单分析和归一化处理，对我国典型的路面基层材料水泥稳定粒料与石灰稳定粒 料以及几种工业固体废弃物路面基层材料的环境影响进行了研究，并和水泥混凝土进行了 对比。结果表明，工业固体废弃物路面基层对资源消耗量少，生产过程中固体废弃物、温 室气体、酸雨气体的排放量小，而且可以被再循环用作水泥生产的混合材，是一类典型的 生态建筑材料。 9 总体上说：生命周期评价法在道路工程领域应用的较少，尚未形成完整的体系，还有 许多问题需要深入研究，公路工程作为国民经济的基础设施，点多线长，影响区域广泛， 利用生命周期方法深入研究公路建设直到拆除回收全过程对环境的影响，对减少环境污染 和生态破坏，保证社会经济的持续发展意义重大。 生命周期评价是一个全新的面向产品全过程的环境系统分析工具，将生命周期评价的 思想与方法引入并应用到公路领域，将公路作为产品来看待，有利于推动公路业的可持续 发展。 公路是一种点多、线长的带状长距离人工建筑物，公路作为一种特殊的产品，决定了 公路对周围的影响范围广、时间长、因子多。在公路建设的生命过程中不仅造成了大量的 资源消耗和生态破坏，如能源、筑路材料的消耗、土地占用、植被破坏、水土流失等，也 产生了严重的环境污染，如大气污染、水污染、固体废弃物污染及噪声污染等。资源消耗、 生态破坏和环境污染物的排放在公路工程的每个阶段都可能发生，因此污染预防和资源控 制也应贯穿于其生命周期的各个阶段。 将生命周期评价应用到公路领域，依据生命周期评价框架对公路的生命周期阶段进行 系统研究，构建公路生命周期评价体系，有利于全面分析公路整个生命周期中影响环境的 各种活动、各种因素，分析公路生命周期过程中对环境影响较大的阶段及产生较大环境影 响的环境类型，从而寻找改进的途径和方法，指导企业有针对性地实施改进措施，真正的 从源头开始预防污染，以对环境影响最小化为目标，实现清洁生产，提高环保的质量和效 率，提高人类生活品质，有益于减少资源消耗，减轻生态影响，有利于创造出有益于人体 健康的绿色公路模式，推动公路建设的可持续发展。 1 0 3 生命周期评价理论的基本框架 3 1 生命周期评价的类型 l c a 按照其技术复杂程度可分为3 类【1 4 】： ( 1 ) 概念型l c a ( 或称“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，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。 ( 2 ) 简化型或速成型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。 ( 3 ) 详细型l c a ：包括i s 0 1 4 0 4 0 所要求的目的和范围确定、清单分析、影响评价 和结果解释全部4 个阶段。常用于对产品或工艺活动进行详细的分析。 3 2 生命周期评价的主要特点 生命周期评价的主要特点如下【4 j ： ( 1 ) 全过程评价：生命周期评价是与整个产品系统原材料的采集、加工、生产、包 装、运输、消费和回用以及最终处理生命周期有关的环境负荷的分析过程。 ( 2 ) 系统性与量化：生命周期评价以系统的思维方式去研究产品或行为在整个生命 周期中每一个环节中的所有资源消耗、废弃物的产生情况及其对环境的影响，定量来评价 这些能量和物质的使用以及所释放废物对环境的影响，辨识和评价改善环境影响的机会。 ( 3 ) 注重产品的环境影响：生命周期评价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。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。 3 3 生命周期评价的总体框架 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 ) 作为9 0 年代主要的环境管理工具之一， 已被纳入i s 0 1 4 0 0 0 环境管理标准体系之中。环境毒理学和化学学会( s e t a c ) 将生命周 期评价的基本结构归纳为四个有机联系部分：目标与范围的确定、清单分析、影响评价和 改善评价( 图3 1 ) 。国际标准化组织( i s o ) 把l c a 的实施步骤分为：目的与范围的确 定、清单分析、影响评价