2.清单分析
编制一份与研究的产品的产品系统相关的投入和产出清单,以便量化一个产品系统内外的投入与产出关系,这些投入与产出包括资源的使用,以及对空气、水体和土壤的污染排放等。
3.影响评估
应用清单分析的结果对产品生命周期各个价段涉及的所有潜在的重大的环境影响进行评估。一般来说,将清单数据和具体的环境影响相联系,并认识这些影响的实质,评估时应当考虑对人体健康、生态系统及其他方面的影响。
4.结果解释
将清单分析及影响评估所发现的与研究目的有关的结果综合考虑,形成结论性意见,并提出减少环境不良影响的改进措施。这是LCA的最终目标,其结果将作为LCA研究委托方和决策依据。
10.2.3生命周期评估的用途
生命周期评估主要是为了找出最适宜的预防污染技术,尽可能减少环境的污染,保护生态系统;同时支持合理开发和利用资源、节约不可再生的资源和能源,最大限度地进行原料和废物的循环利用的目的,实现经济、社会的可持续发展。因此,生命周期评估主要应用在以下几个方面。
(1)对化学产品及其“从摇篮到坟墓”的全过程所涉及折环境问题进行量化和评估,故常作为评估化学产品或工业过程“绿色化”的管理工具。
(2)为产业界、政府机构和非政府组织的决策提供支持。
(3)确立环境影响评价指标,包括产品和工程的环境评价指标、产品环境标志的评价和认定等。
(4)确定市场经济营销战略。环境标志是一种产品和证明性商标,它表明该产品不仅质量合格,而且在生产、使用和处理处置过程中符合环境保护要求,与同类产品相比,具有安全低毒、节约资源等优势,有利于打破绿色贸易壁垒,促进商品的外贸出口。
10.3绿色化学化工过程的评估量度
要判断一个化学过程是否是绿色的,首先应从人类健康安全方面考虑,考察其是否使用和产生有毒、有害的物质;其次要从生态环境保护方面来考虑,考察其是否向周围环境排放破坏生态系统的污染物;同时还需要从经济发展的角度进行考虑,核算产品的质量密度、能量密度、原料资源利用的合理性,以及整体的经济等。因此,绿色化学评估是一个非常复杂的系统工程。
10.3.1化学反应过程的绿色化
绿色化学的核心就是要运用化学原理和方法,开发能减少或消除有害物质的使用与产生的环境友好的化学品及其技术的过程,从源头上预防污染,从根本上班实现化学工业的“绿色化”。绿色化学过程包括原料的绿色化、化学反应和成技术的绿色化、工程技术的绿色化,以及产品的绿色化等,如图10-3所示。
化学反应的绿色化 原料的绿色化 ●无毒、无害原料 ●可再生资源为原料 ●原子经济性 产品的绿色化 ●高选择性 ●环境友好的产●高转换率 ●能耗低 催化剂的绿色化 ●无毒、无害催化剂 溶剂的绿色化 ●无毒、无害溶剂 图10-3 绿色化学过程示意图
1.原料的绿色化
(1)尽可能采用无毒、无害的原料。 (2)尽可能利用可再生资源为原料。 (3)物质循环和原子经济利用。 2.化反应和合成技术的绿色化
(1)尽可能不用或少用有毒、有害的溶剂和助剂,或采用环境友好珠溶剂和助剂。 (2)发展高选择性、高效的新型催化剂和催化技术,以简化工艺操作,提高反应的原子经济性。
(3)优化反应途径,发展绿色合成,加强绿色技术的耦合,以提高资源和能源的利用率。 (4)改革式艺过程和操作,实施清洁生产式艺,这是现行精细化工企业实现“绿色化”、提高合成经济效益和社会效益的一个关键举措。
3.工程技术的绿色化
(1)发展生物工程技术、膜技术等新型反应工程技术。 (2)开发微化工技术。 (3)强化化工技术的耦合。
(4)强化物质流程、能量流程、信息流程等优化集成。 4.产品的绿色化
绿色化的产品是指安全的化学品,又称绿色化学品。通常认为绿色化学品是通过采用先进技术获得的,能够在整个生命周期内安全、经济、可靠地满足用户要求的使用功能和性能,同时能耗最小,资源利用最优且符合当代国际公认环保标准的产品。
绿色化学品评价系统由产品的基本属性、环境属性、资源属性、能源属性和经济属性等指标构成。
10.3.2化学化工过程绿色化的评价指标 1.原子经济性
1991年美国著名有机化学家Trost提出了原子经济性(AE)的概念,他以原子利用率衡量反应的原子经济性:
AE=(目标产物的相对分子量/反应物质的相对分子量总和)×100%
对于一般的合成反应: A+B→C
A E Mr(C) = ×100% Mr(A)+Mr(B) 对于复杂的化学反应:
A + B → C F + G → H C + D → E H + I → J E + J → p I
Mr(p) AE = ×100%
Mr(A)+Mr(B)+Mr(D)+Mr(F)+Mr(G)+Mr(I) 但是,用原子经济性来考察化工反应过程过于简化,它没有考察产物收率、过量反应物、试剂的使用、溶剂的损失,以及能量的消耗等,单纯用原子经济作为化工反应过程“绿色化”的评价指标还不够全面,应和其他评价指标结合才能作出科学的判断。
2.环境因子和环境系数
环境因子(E)是荷兰有机化学教授Sheldon R A 在1992年提出的一个量度标准,定义为每出产品1kg产物所产生的废物的质量。
E =废弃物总量(kg)/产物量(kg)
由上式可见,E越大意味着废弃物越多,对环境的负面影响越大,因此E为零是最理想的。 Sheldon根据E的大小对化工行业进行划分(10-1):
表达10-1 不同化工行业的E比较