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生命周期评价的环境影响指标
作者:易碳 来源:易会算 发布时间:2021年11月25日 点击数:

首先介绍环境影响这一新概念。不同于输入和输出,如资源的利用或排放,潜在的物质流造成环境问题时,环境影响便随之出现。“一棵树倒在森林中,但没有一个人听到,那么它是否发出了声响?”,这跟环境排放与环境影响之间的关系非常相像。可能一定量的某种污染物释放到环境中只造成了微乎其微的环境影响,甚至可能完全没有影响。但是,如果释放量足够大,或释放在植物或动物群落(尤其是人类)附近,那么就很可能会产生大到可测的环境影响。一般来说,我们的担心是由影响引发,但却是通过使用或释放来体现的,因为多数人是无法直接估算影响的。换言之,我们经常会将输入和输出的量作为影响的代表,而影响实则需要分别估算。

我们将LCA研究中几个常用的环境影响作为范例进行介绍说明,并讨论各种指标是如何引导到那些已经产生了的环境问题。



化石燃料耗竭影响:能源(如化石燃料)的使用通常是一个容易测量的活动,因为我们获取能源需要成本,账单记录和电表可以给出一个具体的数量。除了使用能源的基本问题之外,我们使用的很多能量来源于不可持续的能源,比如化石燃料的供应就是有限的。我们只是因为关心可用能源的有限性才追踪生命周期中的能量使用。如上所述,我们会试图将可再生和不可再生的能源分别归类。我们还会在乎大规模的生命周期系统是否会消耗掉大量的可用资源。如果是这样,我们生命周期中所消耗的能量会相当可观。在上述背景下,化石能源的使用量可以作为化石燃料耗竭的指标。当然,所有能量的提取、转换以及燃烧过程都会造成其他类型的环境影响。



全球变暖/气候变化影响:有大量的证据表明人为排放的温室气体导致了全球变暖或气候变化,而大部分温室气体的排放来自于化石燃料的燃烧。尽管我们已经非常关注能源的使用,但更关心的是我们对能源的选择会如何影响气候变化,因为这是另一个需要考虑的影响。二氧化碳(CO2)是最主要的温室气体,但是其实还有一些人类活动所释放的温室气体也会导致大气变暖,如甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)等。后面这些温室气体每单位产生的温室效应要远高于二氧化碳,它们释放于诸如石油和天然气能源的基础设施系统以及农业生产。温室气体不可避免地成为一种全球性污染物,因为它在大气中与日俱增的浓度会在全球范围内产生影响,而非仅局限在它们被排放的地域或特定的区域。这些影响可能最终表现为海平面的上升、生物区的迁移、局部区域的温度变化等。我们对于气候变化的关注可能源于我们想要去评估产品或工艺的哪一个环节具有最高的碳足迹,因而在其他条件相同的情况下,找到气候变化的最大来源。温室气体的排放是全球变暖和气候变化的指标。



臭氧层空洞影响:上世纪70年代初,科学家们发现地球上人们所使用的某些物质,特别是氯氟烃(CFCs)会导致平流层中臭氧含量的持续减少。这种现象经常被追踪并且被称为“臭氧层空洞”。臭氧层的作用之一是阻止紫外线到达地面,保护植物和海洋生物,并且避免诸如皮肤癌之类的影响。蒙特利尔议定书呼吁淘汰掉会消耗臭氧层的化学物质,但是并非所有国家都批准了该公约,并非所有相关的物质都包括在内,而且并非所有相关化学品的使用都被禁止了。因此,尽管在过去的30年间有不少这类物质的排放已大幅减少,但它们仍未被完全清除,鉴于这些物质50-100年的生命周期,臭氧层空洞仍然是一个备受关注的影响。所以,各种臭氧消耗物质的释放可以作为臭氧层空洞潜在的持续性指标。需要注意的是,局部污染物的相互作用可以产生“地表”臭氧并有助于烟雾的形成,而烟雾一旦被吸入会影响人类健康。这是与臭氧有关的一个完全不同却十分重要的潜在环境影响。


酸雨影响:各种化学品或化合物的释放会导致局部或区域环境中的酸度升高。这些酸可以渗入水循环并且最终进入云层和雨滴中。在发达国家中,关键节点存在于二氧化硫(SO2)的排放和淡水系统的酸度之间。初始关注点之一是燃煤发电厂的二氧化硫排放,因为它们是较大的来源,管控起来也相对容易。这些污染物的排放可以表征酸化环境的潜在影响,例如植物和水生生物的死亡。虽然在这个介绍中我们只列举了酸雨作为影响,但酸雨只是关于酸化一系列环境影响中的一部分。总之,其他非硫化合物比如氮氧化物也可以导致水道的酸化,同样,淡水系统及其他系统也可能受到影响。水酸化的出现是因为全球二氧化碳的吸收,其中海水酸化受到了越来越多的关注,因为它会影响到珊瑚礁进而影响整个海洋生态系统。

在LCA研究中还考虑了各类其他的环境影响,比如那些与富营养化、人类健康以及生态毒性相关的影响。这些案例说明无论在局部还是全球范围内,无论是小规模还是大规模,都会有各种各样的环境影响指标,来帮助我们去评估产品和系统的许多潜在环境影响。