环境保护第二章(3)

品类别增至75个，产品约有4000种，1995年则达到5630种，超过全国商品种类的30％。加拿大1990年底只向18种产品颁发了58张绿色许可证，到1993年8月已有57个大类800 多种产品获得绿色标志。在日本，1990年11月止仅有31类850种绿色产品，1993年8月 则增加到55类2500种产品。由此可见，进入20世纪90年代后，绿色产品在发达国家中迅 速发展，今后将持续发展下去。发达国家目前在绿色产品的开发和生产上，主要集中在汽 车、食品、电器等领域。这里仅举几种绿色工业产品的特点及其开发实例。 1．绿色汽车

绿色汽车是一种不用普通汽油作为燃料、使用过程中基本无污染、废弃淘汰后回收利用 率高的一种汽车。电动汽车和其他非燃油汽车，如以天然气、甲醇和太阳能等驱动的汽车均 是正在研究的绿色汽车。绿色汽车必须具有两方面的持征，一是改进燃料；二是能够重新回 收利用。据资料表明：目前已探明的石油储量仅够人类再用40多年。此外，燃油汽车引起 的尾气污染(占污染总量的70％以上) 和噪声污染正在愈来愈严重地影响着生态环境。因此，目前的汽车研究已集中到开发节能及无污染或低污染的新型汽车上。如日本已研制出速度快、行程远的电动汽车，最高时速达176km，充电—次行程为548km。我国研制的“远望’”牌电动大客车满载5l人时最高时速达90km．一次充电可行驶120km。

20 世纪90年代以来，世界性的环境污染日趋严重，其中由于汽车制造业的迅猛发展， 废弃的旧汽车已成为一大污染源。由于汽车在使用一段时间后终究要报废，因此，废旧汽车 的循环再生是21世纪对汽车发展提出的战略要求。美国是世界上最有效的汽车回收国，每 辆汽车质量的75％都已得到了重新利用。他们是先把汽车上重要的零部件，如发动机、电 机等拆下来以便重复利用。目前，美国已有大约12000家汽车零部件回收商进行这些零部件 的翻新加工，这已是一项获利的、年营业额达几十亿美元的行业。 2．绿色电脑

随着科学技术的发展，电脑使用日趋普及。绿色电脑是对环境无不良影响的新型电脑， 与目前广泛使用的普通电脑相比，它有以下几方面的显著特点。

(1) 绿色电脑能大幅度地节能。经过大量研究，人们已取得了普遍共识：未来的电脑主 机和显示器的耗电功率应该分别低于30W和15W。最近研制的绿色电脑的实际耗电量仅为 现在个人电脑的l／4。

(2) 绿色电脑在淘汰废弃之后应便于回收，并具有高的利用率。如IBM从1992年先后 开发出的12种型号易于分解、低电耗的家用电脑，每个机器上仅有3个螺钉．拆卸格外方 便，还提高了产品的档次；最后，机身用再生塑料制成，待电脑皮弃不用后仍可再生制作其 他物品，并将从旧机器上折卸下来的贵重金属零部件翻新后组装在新机器上出售，对余下的 零部件则卖给玩具制造商，用来制造儿童高科技玩具。这既增加了经济效益，又避免了旧机 器被用户扔进垃圾堆污染环境。

(3) 在各种元器件的制造过程中，不会对环境造成污染。 3．绿色冰箱

绿色冰箱就是耗电量小、结构简单，且消除现有氟利昂物质造成的大气环境污染的冰箱 产品。如德国费隆家用器材公司生产的一种绿色冰箱，制冷剂不用氟利昂物质，而改用丁烷 和丙烷的混合气体制冷，是一种“环保制冷剂”冰箱。我国广东万宝电器集团公司采用减少 氟利昂发泡剂技术而研制成功BCD-235型绿色冰箱，不但性能好，而且减少了氟利昂对臭 氧层的破坏．该技术在获得高额经济效益的同时，也取得了巨大的社会和生态效益。

其他领域，如照相机，日本富士公司从1993年开始大批量生产镜头胶卷一体化的一次 性相机，该相机使用后可送回商店兑换一定数量的货币．然后再由商店把收集的相机送到富 士公司的产品回收中心．进行回收处理。这些产品很受消费者欢迎。日本松下电池工业公司 已放弃生产高含汞量的电他，而转产低汞或无汞的“绿色电他”。1993年该公司投放市场的

电他含汞量巳从百万分之二百五十降到百万分之—。

由于绿色产品最符合当前的消费市场需求和未来的消费趋势，因而绿色产品比普通产品 能够更有效地制造和销售。据统计．1989年北美绿色产品贸易额高达1060亿美元；西欧约 为1000亿美元：亚太地区500亿美元。国际经济专家分析认为：目前的绿色产品所占比例 大约为1％一10％，再过10年，所有的产品都将进入绿色设计家族，可回收、易拆卸、部 件或整机可翻新和循环利用。就是说，在未来l0年内，绿色产品有可能成为世界主要商品 市场的主导产品。

（三） 绿色产品标志

绿色产品标志，或称环境标志、生态标志，蓝色大使等 (以下简称绿色标志)。该标志 不同于—般商标，它是用来标明产品在生产、配置、使用和处置全过程中符合特定的环境保 护要求，对环境危害最小，属于绿色产品类型。1997年4月16口，国家局发布了我国的 “环境保护产品认定管理暂行办法”：

1978年，前西德率先推行了绿色标志，从—开始就出国家统一管理。在标志实施的初 期，发展比较缓慢。到20世纪80年代后期，随着公众环境意识的提高和经验的积累，才迅 速发展起来。至今已有75类近4000种产品贴有绿色标志。继德国之后，加拿大、日本于 1988年，法国于1991年相继实行国家的绿色标志，而丹麦、芬兰、冰岛、挪威、瑞典于 1989年开始实行国家之间的统一的北欧标志。与上述国家不同，美国虽然很早就有绿色标 志，但至今仍未实施统一的国家级的绿色标志。亚洲一些国家，如新加坡、马来西亚及我国 台湾地区也积极开展了环境绿色工作。到目前为止，全世界已有20多个国家已经实行或正 在制定实施环境绿色计划。

作为绿色产品类别选择的重要原则，各国均认为应通过标志授予收到显着的环境效益， 有利于改善产品对环境的不利影响。因此，授予的绿色标志产品均为相对于共同类的其他产 品有可能明显减少对环境造成危害的产品，对人类健康有害的产品或危险品，如有毒化学 品、易燃易爆危险品，国外均未列入绿色标志产品之列。国外已实施绿色标志的国家由于开 展时间和程度的不同，产品种类也不尽相同，但大多数集中在低毒低害、可回收利用和低排 废等几大类产品上。如德国72类近4000种产品贴用绿色标志．分屑七个产品类型：可间收 利用型、低毒低害型、低排废型、节能型、节水型、可生物降解型、低噪声型。加拿大与德 国产品种类基本相似。日本产品种类则侧重于与人民群众生活联系密切的家用产品，如厨房 用品、生活垃圾堆肥器、太阳能产品、回用纸等。

二、生命周期分析原理

产品的生命周期原是指一种产品在市场上从开始出现到最终消失的过程，包括投入期、 成长期、成熟期和衰落期四个时期。在这里这一术语是指由原料采集和处理、加工、运输、 分配、使用(复用)、维修、再循环、混合及最终处置等环节组成的生命链。

产品的生命周期分析 (LCA，Life Cycle Assessment) 又称产品生命周期环境影响评价， 主要考虑在产品生命周期的各个阶段对环境造成的干预和影响。产品的生命周期分析被称作 “20世纪90年代的环境管理工具”。理论上生命期评价具有将环境质量融入决策过程的特 点。作为一项环保预防措施，生命周期分析不仅是对目前的环境冲突进行客观分析的定量 法，而且是对产品及其“从摇篮到坟墓”的过程有关的环境问题进行后续评价的方法。 （一） 生命周期分析的定义

产品的LCA是详细研究产品生命周期内的能源需求、原材料利用和活动造成的水、气、 固体废物、材料、产品以及包装等，包括原材料资源化、制造、加工、分配、利用、再利 用、维护以及最后的废物处理。有许多对LCA的通俗定义，其中国际标准化组织(ISO)和国际环境毒物学和化学学会 (SETAC) 的定义最具权威性。 1. ISO的定义

汇总和评估一个产品 (或服务) 体系在其整个生命周期内的所有投入及产出对环境造成的和潜在的影响的方法。 ISO不仅规范所有产品和服务的技术标准，随着环境保护的需要，也在尝试对环境问题的分析方法进行标准化。1997年6月，ISO公布了有关生命周期分析的第一个国际标准．即环境管理生命周期分析原则和框架。 2. SETAC的定义

生命周期分析是一种对产品生产工艺以及活动对环境的压力进行评价的客观过程．它是 通过对能量和物质的利用以及由此造成的环境废物排放进行识别和进行量化的过程。其目的 在于评估能量和物质利用以及废物排放对环境的影响，寻求改善环境影响的机会以及如何利 用这种机会。评价贯穿于产品、工艺和活动的整个生命周期，包括原材料提取与加工、产品 制造、运输以及销售；产品的使用、再利用和维护；废物循环和最终废物处理。 虽然定义被赋予不同的术语，但生命周期分析的主要目的可定义为对一个产品、工序或 生产活动的环境后果进行科学和系统的定量研究。其总目标是比较一个产品在生产过程的前 后变化或比较不同产品和设计。

原则上每个生命阶段以及生产系统和环境的每个界面都应当考虑：原材料和能源的输入，水、气、固体废物的输出。所有这些都应尽可能地定量研究。 (二) 产品生命周期的主要阶段

一种产品从采集原材料开始，经过原材料加工，产品制造，产品包装和运输，然后由消 费者使用、回用和维修，最终再循环或作为废物处理和处置，这一整个过程称为产品的生命 周期。只有详细了解产品在其生命周期中的各个阶段，才能深刻了解其对环境的影响，从而 应用LCA对其进行分析、评价。

—般而言，任何一个产品的生命周期可以划分为以下几个主要价段，如图4—5所示。 1．原材料的获取

任何产品和人类活动都需要首先从地球中获取粗制原材料和能源，例如收获农作物和石 油开采等。

2．生产产品

包括将粗制原材料加工成为中间产品．进而生产出成品以及将成品分装并运送给消费者的整个过程。根据其中各步骤的不同特点，可分为下面三个子过程。

(1) 原料加工：本阶段中将原材料转化成可以用来生产最终产品的形式，通常许多中间化学品或者材料的生产都包括在这一范围内。

(2) 产品生产：将已经加工的物质制作成准备包装的成品，包括可供销售者出售的消费者产品和可以作为其他行业和工艺原料或用品的产品。

(3) 分装和包装：在分装和包装过程中产品只有位置和物理形态的变化，而不会发生物质类型的转化。

3．产品的使用、再用和保养

产品从此进入消费环节，供消费者使用、消耗，同时消费者要对产品进行保养、维修以便再用，这些活动中也要消耗能量和产生环境污染物。 4．产品回收和废物管理

产品在完成预定使用目的后，有两个物流方向：一是通过回收进入另外一个生命周期系统，开始一个新的周期；二是成为废物，需要采取相应的方式进行处理和处置，例如堆肥、 焚烧和填埋等。无论是哪种物流都同样需要消耗能量，产生环境污染物。 5．运输

运输不是一个独立的生命周期阶段，它贸穿于整个生命周期的各个步骤之中、产品所发生的所有位置变化都应该视为运输的一部分，但是因为运输面产生的能量消耗和环境污染物通常分别归入其所属的相应阶段。

（三) 生命周期分析的基本原理与技术框架 生命周期分析应满足4个基本原理。即运用于产品比较中；产品的整个周期都应包括； 所有环境因素都应考虑；环境因素应尽可能定量化。下面将对这些原理进行讨论。 1. 产品比较

环境影响只有通过产品比较才表现出显著作用，—般地说，它不能提供评价一个产品是否具有环境合理的特点，而仅能指出相对于同一类产品是否更具有环境合理性。因此，比较可以是一个阶段的不同产品，也可以是指定产品设计前后的对比。实际上，不同产品比较时需要一个特殊的限定： 这种比较是针对使用单元而不是产品进行的。功能单元为产品比较提供了基础。所以，产品比较不能简单地利用诸如体积、质量等物理特性，而应注意它们的任务。“产品的功能单元” 是指为完成其持殊功能所需的价值。在牛奶包装这个事例中，牛奶纸盒和可再灌满的奶瓶就不是一个合适的比较．因为奶瓶比纸盒多用很多次，所以比较应以1000L牛奶包装进行。 2．生命周期探讨

第二个重要原理是必须把产品的整个生命周期考虑在内：例如原材料生产、中间产品生产、组分及产品本身、产品利用以及所有与产品生命周期有关的固体废物流的废物处理。 例如对一个塑料瓶进行生命周期分析，我们必须考虑原材料来源、比如油料取得、精 炼、裂化，制成塑料小球。然后吹制、加盖喷射成型，成为塑料瓶，制瓶时我们就得考虑它 们的分配和利用。瓶子可以反复利用，可以被恢复成新瓶子，也可以通过再循环生成其他替 代产品，最终可以用多种形式处理，例如可以填埋和焚化。这些可能性都必须考虑。 生命周期分析的价值在于可以扩展对产品或包装的环境影响的思路，比如固体废物和再 生等。

3．环境干预

所有环境干预的有关方式都应考虑在内，如果只考虑有限的方面，可能会带来一些不预知的其他危害。因此，下面几种形式的干预值得注意： (1) 主要资源的开采(包括能源运载)； (2) 有害物质的环境排放； (3) 最终固体废物的空间需求。

其他类型的干预如辐射、声音释放以及其他一些超出空间需求的危害形式也应考虑在内。只有明确了这些形式的环境干预与产品相关，这些额外的干预才是合乎需要的。 4．定量化

环境分析发展的第四个原理是应尽可能将各种环境干预定量化，只有建立在这样基础上 的产品比较才有实用价值。这不会降低定性指导的重要性，特别是在新产品的设计阶段。在 产品设计初期，设计者对考虑到的环境影响无法定量化。生命周期补充的定性准则对环境干 预的说明促使这种需求增加，这包括下面的定性准则。 (1) 资源和开采材料的性质 (毒性和丰度)； (2) 生产、使用和废物排放的性质； (3) 产品再利用性能和物质的再生性； (4) 处理后的产品和材料的可降解性。

定量和定性方法相辅相成。在工序设计初期，也就是对最终产品仅有一个总设想时，定 性标准在一定程度上可以填补定量信息的空白。定量信息在最终产品的比较中是必要的，某 种程度上定量是对定性标推的检查。

三、生命周期分析的实施方法

1993年SETAC在“生命周期分析纲要：实用指南”中将生命周期分析的基本结构归纳 为4个有机联系的部分：定义目标与确定范围，清单分析，影响评价和改善评价。一直以

来，与生命周期分析有关的研究大都集中在产品、包装、材料、工艺过程或者行为的整个生 命周期中能量和物质的使用以及排放到环境中的废物的定量上，由于这个原因，生命周期清 单分析得到了较好的发展。而将影响评价、改善评价和目标定义与范围界定结合到生命周期 分析的技术框架中还是近几年开始实行的。 （一）定义目标与确定范围

这是LCA的第一步，也是非常关键的一步。它直接影响到整个评价工作程序和最终的 研究结论。它包括下面三个部分。

(1) 明确分析目的：必须知道进行LCA分析的目的是什么．才能确定采用的方法和进行的规模，比如，有些分析是为政府制定某项政策法规，而有些是为了争取环保证书(如：ISO 14000)，还有的是为了按环保要求调整采购进货政策等。

(2) 明确所分析的产品及其功能：确定产品功能和计量量纲是十分重要的．因为在以后 的分析中，只有量纲相同以及功能相同的产品才具有可比性。

(3) 确定系统边界：理论上讲，LCA应该分析对环境的所有影响方面，但是这样的系统将是过于开放的，无法得出对现实有实际意义的结论，因此必须确定所研究系统的边界。这是一个从热力学借用的术语．即系统对于周期分析是作为一个黑箱，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，也就是确定应该包括和应当排除的事物。以“长度”和“宽 度”来确定生命周期分析的范围是非常有用的。“长度”确定了分析的范围，哪里开始哪里 结束。它精确地指出我们所选择周期的步骤网络。“宽度”指的是分析的细节，即每一步骤 的不同。

（二) 清单分析

清单分析是4个部分中发展最完善的一个部分。它是对产品、工艺过程或者活动等研究系统整个生命周期阶段和能源的使用以及向环境排放废物等进行定量的技术过程。清本分析开始于原材料获取，结束于产品的最终消费和处置，其一般范围见图4—6。

这些主要阶段包括以下活动：

(1) 原材料和能源获得。清单中原材料单元的边界是从原材料或能源获得的所有活动开始，结束于原材料的制造或加上的第一阶段。原材料获得的输出还未被标准化列入周期清单中，这些输出 (油泄漏、农业径流、尾矿渣淋溶) 可能会比后面的阶段具有更深远的环境影响。因此有必要将它们在后面的清单中标准化。许多与原材料有关的输出是很难定量的，例如栖息地美学上的衰落和破坏。然而，以某种方式表达这些损失类型将有助于后面的影响 评价。

(2) 制造、加工：周期清单中的加工步骤是获取原材料井将它们转化为最终产品。加工是从材料取得开始的，包括现场贮存和处理。当产品最终被制造成型井传输分配时加工过程才告完成。

(3) 分配和运输：这些都是产品周期中每个实际过程的特征。虽然它们会引起产品位置和物理外观的变化．但分配和运输都不包括原材料的改变。运输是指材料和能源在不同地点操作间的运动，并且在整个周期的每个阶段都可以发生。分配是指产品从制造商到最终消费者间的转换。

(4) 使用/再使用/维护(U/R/M)。这个阶段的边界开始于产品和材料分配后，结束于 这些产品和材料被废弃并进入废物管理系统。使用包括产品消费、设备操作、产品储存 (例 如冰冻)、产品使用准备 (例如烹任)。维护保养可发生在最终使用者或其他位置。它包括修 理和预保养 (例如换油)。 再使用包括现场 (例如家庭) 再利用和非现场再利用。现场再利 用包括对一个产品或包装的原始目标再利用或非原始目标再利用 (例如用蛋黄酱瓶储存钉 子)。非现场利用包括把使用单元提供给另一个团体使用和设备出租。这种再利用还包括把

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