1、環(huán)境功能材料-henhao環(huán)境材料的提出環(huán)境材料的提出 根本原因根本原因科技的發(fā)展科技的發(fā)展 直接原因直接原因環(huán)境問題環(huán)境問題（資源短缺和環(huán)（資源短缺和環(huán)境污染）境污染） MSEMSE四要素四要素（傳統(tǒng)）（傳統(tǒng)）使用性能使用性能材料的性質(zhì)材料的性質(zhì)結(jié)構(gòu)與成分結(jié)構(gòu)與成分合成與加工合成與加工 缺少一個(gè)要素：缺少一個(gè)要素： 材料的環(huán)境協(xié)材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性評價(jià)（調(diào)性評價(jià)（LCA, Life Cycle Assessment ）與）與生態(tài)設(shè)計(jì)（生態(tài)設(shè)計(jì)（ED, Ecological Design ）現(xiàn)代材料的現(xiàn)代材料的“五要素五要素”山本良一提出環(huán)境材料性能三維坐標(biāo)觀點(diǎn)：具山本良一提出環(huán)境材料性能三維坐標(biāo)

2、觀點(diǎn)：具備多種功能的知識集約型材料。備多種功能的知識集約型材料。 舒適性舒適性先進(jìn)性先進(jìn)性環(huán)境協(xié)調(diào)性環(huán)境協(xié)調(diào)性傳統(tǒng)的材料研究、開發(fā)與生產(chǎn)，往往過傳統(tǒng)的材料研究、開發(fā)與生產(chǎn)，往往過多地追求良好的多地追求良好的使用性能使用性能，而對材料的，而對材料的生產(chǎn)、使用和廢棄過程中需消耗大量的生產(chǎn)、使用和廢棄過程中需消耗大量的能源和資源，并造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，能源和資源，并造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，危害人類生存的嚴(yán)峻事實(shí)重視不夠。危害人類生存的嚴(yán)峻事實(shí)重視不夠。材料科技的發(fā)展能夠材料科技的發(fā)展能夠解決解決材料設(shè)計(jì)、生材料設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用、廢棄、回收全過程的產(chǎn)、使用、廢棄、回收全過程的環(huán)境問環(huán)境問題題，必須改變過去

3、追求最大限度發(fā)揮材，必須改變過去追求最大限度發(fā)揮材料的性能和動(dòng)能為出發(fā)點(diǎn)的做法。料的性能和動(dòng)能為出發(fā)點(diǎn)的做法。2. 環(huán)境材料的基本概念環(huán)境材料的基本概念 環(huán)境材料的定義，國際上目前還沒有形環(huán)境材料的定義，國際上目前還沒有形成統(tǒng)一的說法。從成統(tǒng)一的說法。從1993年以來，每兩年年以來，每兩年舉行一次的環(huán)境材料國際會議（舉行一次的環(huán)境材料國際會議（The International Conferences on Ecomaterials），及數(shù)次專題研討會。），及數(shù)次專題研討會。（1994年開始每兩年一次的年開始每兩年一次的Ecobalance國際會議。）國際會議。） 1998年中國生態(tài)環(huán)境材料研

4、究戰(zhàn)略研討會上給出的環(huán)年中國生態(tài)環(huán)境材料研究戰(zhàn)略研討會上給出的環(huán)境材料定義為：境材料定義為： 環(huán)境材料環(huán)境材料是指同時(shí)具有滿意的使用性能和優(yōu)良的環(huán)境是指同時(shí)具有滿意的使用性能和優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性，或者能夠改善環(huán)境的材料。協(xié)調(diào)性，或者能夠改善環(huán)境的材料。 1990年，日本東京大學(xué)山本良一教授率先提出環(huán)境材年，日本東京大學(xué)山本良一教授率先提出環(huán)境材料的英文詞匯：料的英文詞匯：ecomaterial環(huán)境材料環(huán)境材料環(huán)境性能環(huán)境性能使用性能使用性能經(jīng)濟(jì)性能經(jīng)濟(jì)性能3. 環(huán)境材料的內(nèi)涵與特征環(huán)境材料的內(nèi)涵與特征環(huán)境材料的內(nèi)涵：環(huán)境材料的內(nèi)涵： 在盡可能滿足用戶對材料性能的要求的同時(shí)，必須考在盡可能滿足用戶

5、對材料性能的要求的同時(shí)，必須考慮盡可能慮盡可能節(jié)約節(jié)約資源和能源，盡可能資源和能源，盡可能減少減少對環(huán)境的污染，對環(huán)境的污染，要改變片面追求性能的觀念。要改變片面追求性能的觀念。 在研究、設(shè)計(jì)、制備材料以及使用、廢棄材料產(chǎn)品時(shí)，在研究、設(shè)計(jì)、制備材料以及使用、廢棄材料產(chǎn)品時(shí)，一定要把材料及其產(chǎn)品一定要把材料及其產(chǎn)品整個(gè)壽命周期整個(gè)壽命周期中，對環(huán)境的協(xié)中，對環(huán)境的協(xié)調(diào)性作為重要評價(jià)指標(biāo)，改變只管設(shè)計(jì)生產(chǎn)，而不顧調(diào)性作為重要評價(jià)指標(biāo)，改變只管設(shè)計(jì)生產(chǎn)，而不顧使用和廢棄后資源再生利用及環(huán)境污染的觀點(diǎn)。使用和廢棄后資源再生利用及環(huán)境污染的觀點(diǎn)。 不僅要講科學(xué)技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益，還要講不僅要講科學(xué)技術(shù)

6、效益、經(jīng)濟(jì)效益，還要講社會效益社會效益，把材料科技與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)與可持續(xù)性發(fā)展的大目把材料科技與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)與可持續(xù)性發(fā)展的大目標(biāo)結(jié)合起來。標(biāo)結(jié)合起來。環(huán)境材料的特征：環(huán)境材料的特征：無毒無害、減少污染，包括避免溫室效應(yīng)和臭無毒無害、減少污染，包括避免溫室效應(yīng)和臭氧層破壞等；氧層破壞等；全壽命過程對資源和能源消耗少；全壽命過程對資源和能源消耗少；可再生循環(huán)利用、容易回收；可再生循環(huán)利用、容易回收；材料的高使用效率等。材料的高使用效率等。4. 環(huán)境材料的研究內(nèi)容環(huán)境材料的研究內(nèi)容u國外：國外：環(huán)境負(fù)擔(dān)性評價(jià)技術(shù)及環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫；環(huán)境負(fù)擔(dān)性評價(jià)技術(shù)及環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫；資源保護(hù)及再循環(huán)利用技術(shù)；與

7、生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)資源保護(hù)及再循環(huán)利用技術(shù)；與生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)的材料及加工技術(shù)的材料及加工技術(shù)u國內(nèi)：國內(nèi)：材料的環(huán)境性能和環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫；降材料的環(huán)境性能和環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫；降低材料環(huán)境負(fù)擔(dān)性工藝和技術(shù)；開發(fā)環(huán)境相容低材料環(huán)境負(fù)擔(dān)性工藝和技術(shù)；開發(fā)環(huán)境相容性新材料和綠色產(chǎn)品；發(fā)展環(huán)境降解新材料及性新材料和綠色產(chǎn)品；發(fā)展環(huán)境降解新材料及治理環(huán)境污染的高效環(huán)境工程材料治理環(huán)境污染的高效環(huán)境工程材料階段階段 目標(biāo)目標(biāo) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容治表治表 末端治理末端治理 治理現(xiàn)在的污染，改善生態(tài)環(huán)境治理現(xiàn)在的污染，改善生態(tài)環(huán)境回歸回歸 環(huán)境協(xié)調(diào)環(huán)境協(xié)調(diào) 所有過程和產(chǎn)品與環(huán)境相容所有過程和產(chǎn)品與環(huán)境相容治本治本 初始端治

8、理初始端治理 預(yù)防污染，減少污染的發(fā)生量預(yù)防污染，減少污染的發(fā)生量國內(nèi)現(xiàn)階段，環(huán)境材料研究的三階段：國內(nèi)現(xiàn)階段，環(huán)境材料研究的三階段： 類別類別 內(nèi)容內(nèi)容表表1 環(huán)境材料理論研究的主要內(nèi)容環(huán)境材料理論研究的主要內(nèi)容材料的環(huán)境性能評價(jià)材料的環(huán)境性能評價(jià) LCA方法學(xué)、環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫方法學(xué)、環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫材料的可持續(xù)發(fā)展理論材料的可持續(xù)發(fā)展理論 資源效率、材料流分析、工業(yè)生態(tài)學(xué)資源效率、材料流分析、工業(yè)生態(tài)學(xué)材料的生態(tài)設(shè)計(jì)材料的生態(tài)設(shè)計(jì) 生態(tài)設(shè)計(jì)理論、非材料化理論生態(tài)設(shè)計(jì)理論、非材料化理論材料的生態(tài)加工材料的生態(tài)加工 清潔生產(chǎn)清潔生產(chǎn)、再循環(huán)利用、降解、廢物處理、再循環(huán)利用、降解、廢物處理就學(xué)科的

9、發(fā)展來說，環(huán)境材料的研究內(nèi)容主要包括就學(xué)科的發(fā)展來說，環(huán)境材料的研究內(nèi)容主要包括理論研究理論研究和和應(yīng)用研究應(yīng)用研究（1）環(huán)境材料的理論研究）環(huán)境材料的理論研究（2）環(huán)境材料的基礎(chǔ)研究）環(huán)境材料的基礎(chǔ)研究 類別類別 內(nèi)容內(nèi)容表表2 環(huán)境材料應(yīng)用研究的主要內(nèi)容環(huán)境材料應(yīng)用研究的主要內(nèi)容環(huán)境協(xié)調(diào)性材料環(huán)境協(xié)調(diào)性材料 天然材料、仿生材料、綠色包裝材料、生態(tài)建材天然材料、仿生材料、綠色包裝材料、生態(tài)建材環(huán)境降解材料環(huán)境降解材料 可降解塑料、生物降解性無機(jī)材料可降解塑料、生物降解性無機(jī)材料環(huán)境工程材料環(huán)境工程材料 環(huán)境凈化材料、環(huán)境修復(fù)材料、環(huán)境替代材料環(huán)境凈化材料、環(huán)境修復(fù)材料、環(huán)境替代材料二、環(huán)境材

10、料的評價(jià)方法二、環(huán)境材料的評價(jià)方法 1. 環(huán)境材料的判據(jù)環(huán)境材料的判據(jù) 2. 生命周期評價(jià)方法生命周期評價(jià)方法 LCA(Life Cycle Assessment)3. 材料的生命周期評價(jià)材料的生命周期評價(jià)4. 材料的生命周期評價(jià)實(shí)例材料的生命周期評價(jià)實(shí)例二、環(huán)境材料的評價(jià)方法二、環(huán)境材料的評價(jià)方法 LCA1. 環(huán)境材料的判據(jù)環(huán)境材料的判據(jù) 環(huán)境材料在各自應(yīng)用領(lǐng)域中具有良好的使環(huán)境材料在各自應(yīng)用領(lǐng)域中具有良好的使用性能，在原料制備、產(chǎn)品制造、使用以用性能，在原料制備、產(chǎn)品制造、使用以及再生利用或者廢棄物處理等環(huán)節(jié)中環(huán)境及再生利用或者廢棄物處理等環(huán)節(jié)中環(huán)境負(fù)荷最小或者有利于人類健康。負(fù)荷最小或者

11、有利于人類健康。環(huán)境材料環(huán)境材料環(huán)境協(xié)調(diào)性環(huán)境協(xié)調(diào)性舒適性舒適性先進(jìn)性先進(jìn)性1) 一般性原則一般性原則質(zhì)量判據(jù)質(zhì)量判據(jù)經(jīng)濟(jì)判據(jù)經(jīng)濟(jì)判據(jù)資源判據(jù)資源判據(jù)能源判據(jù)能源判據(jù)環(huán)境判據(jù)環(huán)境判據(jù)判斷依據(jù)判斷依據(jù)2) 常見的環(huán)境指標(biāo)及其表達(dá)方法常見的環(huán)境指標(biāo)及其表達(dá)方法 能耗能耗 環(huán)境影響因子評價(jià)法環(huán)境影響因子評價(jià)法(EAF) 環(huán)境負(fù)荷單位法環(huán)境負(fù)荷單位法(ELU) 生態(tài)指數(shù)生態(tài)指數(shù)(EI) 環(huán)境商值環(huán)境商值(EQ) 生態(tài)因子法生態(tài)因子法(ECOI) 生命周期評價(jià)法生命周期評價(jià)法(LCA) 2. 生命周期評價(jià)方法生命周期評價(jià)方法 LCA LCA是目前比較流行的方法，該法也稱是目前比較流行的方法，該法也稱為從

12、搖籃到墳?zāi)沟脑u價(jià)方法，是一種綜為從搖籃到墳?zāi)沟脑u價(jià)方法，是一種綜合性的評價(jià)方法。合性的評價(jià)方法。1) LCA方法的起源與發(fā)展方法的起源與發(fā)展LCA的發(fā)展可大致歸結(jié)為三個(gè)階段：的發(fā)展可大致歸結(jié)為三個(gè)階段： 思想萌芽階段思想萌芽階段 (60年代末，年代末，70年代初年代初) 學(xué)術(shù)探討階段學(xué)術(shù)探討階段 (70年代中到年代中到80年代末年代末) 廣泛關(guān)注與迅速發(fā)展階段廣泛關(guān)注與迅速發(fā)展階段 (80年代末以年代末以后后)在美國在美國SETACSETAC和和SPOLDSPOLD的大力的大力推動(dòng)下，生命周期評價(jià)方法推動(dòng)下，生命周期評價(jià)方法在全球范圍內(nèi)得到較大規(guī)模在全球范圍內(nèi)得到較大規(guī)模的應(yīng)用。的應(yīng)用。出臺了

13、出臺了ISO14040ISO14040環(huán)境管理環(huán)境管理生命周期評價(jià)生命周期評價(jià)原則原則與框架與框架, ,以國際標(biāo)準(zhǔn)形式以國際標(biāo)準(zhǔn)形式提出對生命周期評價(jià)方法的提出對生命周期評價(jià)方法的基本原則與框架基本原則與框架二次能源危機(jī)，許多制造二次能源危機(jī)，許多制造業(yè)認(rèn)識到提高能源利用效業(yè)認(rèn)識到提高能源利用效率的重要性，于是開發(fā)出率的重要性，于是開發(fā)出一些方法來評估產(chǎn)品生命一些方法來評估產(chǎn)品生命周期的能耗問題，以求提周期的能耗問題，以求提高總能源利用效率高總能源利用效率( (可口可口可樂公司可樂公司) )生命周期評價(jià)方生命周期評價(jià)方法日臻成熟法日臻成熟2) LCA的基本概念的基本概念1993年，年，SETA

14、C對對LCA定義為：定義為： 通過確定和通過確定和量化量化與評估對象相關(guān)的能源消耗、與評估對象相關(guān)的能源消耗、物質(zhì)消耗和廢棄物排放，來評估某一產(chǎn)品、過物質(zhì)消耗和廢棄物排放，來評估某一產(chǎn)品、過程或事件的環(huán)境負(fù)荷；定量評價(jià)由于這些能源、程或事件的環(huán)境負(fù)荷；定量評價(jià)由于這些能源、物質(zhì)消耗和廢棄物排放所造成的環(huán)境影響；辨物質(zhì)消耗和廢棄物排放所造成的環(huán)境影響；辨別和評估改善環(huán)境（表現(xiàn)）的機(jī)會。評價(jià)過程別和評估改善環(huán)境（表現(xiàn)）的機(jī)會。評價(jià)過程應(yīng)包括該產(chǎn)品、過程或事件的壽命全過程，包應(yīng)包括該產(chǎn)品、過程或事件的壽命全過程，包括原材料的提取與加工、制造、運(yùn)輸和銷售、括原材料的提取與加工、制造、運(yùn)輸和銷售、使用、

15、再使用、維持、循環(huán)回收，直到最終的使用、再使用、維持、循環(huán)回收，直到最終的廢棄。廢棄。1997年年ISO14040給出的給出的LCA的定義為：的定義為： 匯總和評估一個(gè)產(chǎn)品（或服務(wù)）體系在其整個(gè)匯總和評估一個(gè)產(chǎn)品（或服務(wù)）體系在其整個(gè)壽命周期間的所有投入及產(chǎn)出對環(huán)境所造成的壽命周期間的所有投入及產(chǎn)出對環(huán)境所造成的和潛在的影響的方法。和潛在的影響的方法。在在LCA標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)中，“產(chǎn)品產(chǎn)品”既可以指（一般制造業(yè)的）產(chǎn)品系統(tǒng)，也可以既可以指（一般制造業(yè)的）產(chǎn)品系統(tǒng)，也可以指（服務(wù)業(yè)提供的）服務(wù)系統(tǒng)。生命周期是指指（服務(wù)業(yè)提供的）服務(wù)系統(tǒng)。生命周期是指產(chǎn)品系統(tǒng)中前后銜接的一系列階段，從原材料產(chǎn)品系統(tǒng)

16、中前后銜接的一系列階段，從原材料的獲取或自然資源的生成，直至最終處置。的獲取或自然資源的生成，直至最終處置。ISO不僅規(guī)范了所有產(chǎn)品和服務(wù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不僅規(guī)范了所有產(chǎn)品和服務(wù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，隨著環(huán)境保護(hù)的需要，也在嘗試對環(huán)境問題的隨著環(huán)境保護(hù)的需要，也在嘗試對環(huán)境問題的分析方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。分析方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。3) LCA的特點(diǎn)的特點(diǎn) 壽命周期概念壽命周期概念 定量化定量化 過程化過程化 主動(dòng)性主動(dòng)性生命循環(huán)或壽命循環(huán)，是指產(chǎn)生命循環(huán)或壽命循環(huán)，是指產(chǎn)品從自然中來再回到自然中去品從自然中來再回到自然中去的全部過程，即的全部過程，即“搖籃到墳?zāi)箵u籃到墳?zāi)埂保╢rom cradle to grave）的

17、整個(gè)）的整個(gè)生命周期個(gè)階段的總和，具體生命周期個(gè)階段的總和，具體包括從自然中獲取最初的資源、包括從自然中獲取最初的資源、能源，經(jīng)過開采、原材料加工、能源，經(jīng)過開采、原材料加工、產(chǎn)品生產(chǎn)、包裝運(yùn)輸、產(chǎn)品銷產(chǎn)品生產(chǎn)、包裝運(yùn)輸、產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品使用、再使用以及產(chǎn)售、產(chǎn)品使用、再使用以及產(chǎn)品廢棄處置等過程，從而構(gòu)成品廢棄處置等過程，從而構(gòu)成了一個(gè)完整的物質(zhì)轉(zhuǎn)化的生命了一個(gè)完整的物質(zhì)轉(zhuǎn)化的生命周期。周期。nADP 不可再生之原料消耗不可再生之原料消耗nEDP 不可再生之能源消耗不可再生之能源消耗nGWP 溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)nODP 臭氧層的破壞臭氧層的破壞nAP 環(huán)境酸化環(huán)境酸化nHT POCP 光化學(xué)氧化

18、物生成光化學(xué)氧化物生成nNP 氮化作用氮化作用nECA 生物體之損害生物體之損害n人類健康損害人類健康損害將整個(gè)的將整個(gè)的life cycle細(xì)分為多個(gè)的細(xì)分為多個(gè)的過程，對每個(gè)過程進(jìn)行定量的過程，對每個(gè)過程進(jìn)行定量的描述，從而可以系統(tǒng)地、充分描述，從而可以系統(tǒng)地、充分地闡述與產(chǎn)品系統(tǒng)相關(guān)的環(huán)境地闡述與產(chǎn)品系統(tǒng)相關(guān)的環(huán)境影響，進(jìn)而才可能定位和辨別影響，進(jìn)而才可能定位和辨別出影響產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境表現(xiàn)的薄出影響產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境表現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)，并尋找到改善環(huán)境表弱環(huán)節(jié)，并尋找到改善環(huán)境表現(xiàn)的時(shí)機(jī)和途徑。現(xiàn)的時(shí)機(jī)和途徑。 LCA方法不是要求企業(yè)被動(dòng)地方法不是要求企業(yè)被動(dòng)地接受檢查和監(jiān)督，而是鼓勵(lì)企接受檢查和監(jiān)

19、督，而是鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)揮主動(dòng)性，將環(huán)境因素結(jié)業(yè)發(fā)揮主動(dòng)性，將環(huán)境因素結(jié)合到企業(yè)的決策過程中合到企業(yè)的決策過程中 4) LCA方法學(xué)框架方法學(xué)框架環(huán)境影響評價(jià)環(huán)境影響評價(jià)評價(jià)結(jié)果分析評價(jià)結(jié)果分析編目分析編目分析目的與范圍的確定目的與范圍的確定1990年，年，SETAC三角形模型三角形模型4) LCA方法學(xué)框架方法學(xué)框架目標(biāo)與范目標(biāo)與范圍確定圍確定清單清單分析分析影響影響評價(jià)評價(jià)解解釋釋直接應(yīng)用：直接應(yīng)用： 產(chǎn)品開發(fā)與改進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)與改進(jìn) 戰(zhàn)略規(guī)劃戰(zhàn)略規(guī)劃 公共政策制定公共政策制定 營銷營銷 其他其他LCA的評估過程及其技術(shù)框架的評估過程及其技術(shù)框架1997年年ISO140405) LCA評價(jià)過程評價(jià)過

20、程1. LCA目的與范圍確定目的與范圍確定2. 生命周期清單分析生命周期清單分析3. 生命周期影響評價(jià)生命周期影響評價(jià)4. 生命周期解釋生命周期解釋u LCA目的與范圍確定目的與范圍確定(1) 研究目的研究目的 LCA研究目的中須明確陳述其應(yīng)用意圖，開展研究目的中須明確陳述其應(yīng)用意圖，開展該項(xiàng)研究的理由以及它的適用對象，即研究結(jié)該項(xiàng)研究的理由以及它的適用對象，即研究結(jié)果的接收者或預(yù)期交流對象。果的接收者或預(yù)期交流對象。(2) 研究范圍研究范圍 LCA的范圍應(yīng)該根據(jù)需要達(dá)到的既定目標(biāo)來確的范圍應(yīng)該根據(jù)需要達(dá)到的既定目標(biāo)來確定。應(yīng)妥善規(guī)定研究范圍，以保證研究的廣度、定。應(yīng)妥善規(guī)定研究范圍，以保證研

21、究的廣度、深度和詳盡程度與之相符，并足以適應(yīng)確定的深度和詳盡程度與之相符，并足以適應(yīng)確定的研究目的。研究目的。u LCA目的與范圍確定目的與范圍確定 功能單位功能單位 初始系統(tǒng)邊界初始系統(tǒng)邊界 地理邊界地理邊界 時(shí)間邊界時(shí)間邊界 數(shù)據(jù)質(zhì)量要求數(shù)據(jù)質(zhì)量要求 系統(tǒng)間的比較系統(tǒng)間的比較在目的與范圍確定階段，如在目的與范圍確定階段，如何選取適當(dāng)?shù)墓δ軉挝皇且缓芜x取適當(dāng)?shù)墓δ軉挝皇且粋€(gè)至關(guān)重要的問題，其基本個(gè)至關(guān)重要的問題，其基本作用是為有關(guān)的輸入和輸出作用是為有關(guān)的輸入和輸出提供參照基準(zhǔn)，以保證提供參照基準(zhǔn)，以保證LCA結(jié)果的可比性。結(jié)果的可比性。確定所研究系統(tǒng)的邊界。確定所研究系統(tǒng)的邊界。ISO標(biāo)準(zhǔn)

22、強(qiáng)調(diào)，對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)，對系統(tǒng)進(jìn)行精確、清晰地定義是極為重精確、清晰地定義是極為重要的。系統(tǒng)邊界決定要的。系統(tǒng)邊界決定LCA須須包括哪些單元過程。包括哪些單元過程。不同的產(chǎn)品系統(tǒng)可能會處于不同的產(chǎn)品系統(tǒng)可能會處于不同的地理環(huán)境中，因此其不同的地理環(huán)境中，因此其污染物排放等因素的相對重污染物排放等因素的相對重要性，甚至是實(shí)際效應(yīng)，必要性，甚至是實(shí)際效應(yīng)，必然會隨地域變更而變化。然會隨地域變更而變化。要能做到及時(shí)預(yù)測，并找到要能做到及時(shí)預(yù)測，并找到可以選擇的生產(chǎn)方式。這樣可以選擇的生產(chǎn)方式。這樣的結(jié)果還依賴于采集到的數(shù)的結(jié)果還依賴于采集到的數(shù)據(jù)所代表的時(shí)間段。據(jù)所代表的時(shí)間段。數(shù)據(jù)質(zhì)量要求是數(shù)據(jù)

23、質(zhì)量要求是LCA評估可信評估可信度的保障。數(shù)據(jù)質(zhì)量要求應(yīng)考度的保障。數(shù)據(jù)質(zhì)量要求應(yīng)考慮數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度、地域廣度、慮數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度、地域廣度、技術(shù)覆蓋面、準(zhǔn)確性、覆蓋率、技術(shù)覆蓋面、準(zhǔn)確性、覆蓋率、代表性、一致性及可再現(xiàn)性等。代表性、一致性及可再現(xiàn)性等。系統(tǒng)間的比較須基于相同的系統(tǒng)間的比較須基于相同的功能單位，以及同等的方法功能單位，以及同等的方法學(xué)考慮，如性能、系統(tǒng)邊界、學(xué)考慮，如性能、系統(tǒng)邊界、數(shù)據(jù)質(zhì)量、分配程序、輸入數(shù)據(jù)質(zhì)量、分配程序、輸入輸出和影響評價(jià)的評定準(zhǔn)則輸出和影響評價(jià)的評定準(zhǔn)則等。等。u 生命周期清單分析生命周期清單分析p清單分析是對所研究過程的邊界的所有輸入清單分析是對所研究過

24、程的邊界的所有輸入輸出參數(shù)或邊界參數(shù)進(jìn)行定量描述，包括該輸出參數(shù)或邊界參數(shù)進(jìn)行定量描述，包括該系統(tǒng)的物質(zhì)、能量、各種形態(tài)污染物的定量系統(tǒng)的物質(zhì)、能量、各種形態(tài)污染物的定量描述。描述。(1) 關(guān)鍵術(shù)語：關(guān)鍵術(shù)語：q 產(chǎn)品系統(tǒng)產(chǎn)品系統(tǒng)q 單元過程單元過程q 數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型q 建立產(chǎn)品系統(tǒng)模型建立產(chǎn)品系統(tǒng)模型u 生命周期清單分析生命周期清單分析(2) 主要步驟和基本原則如下：主要步驟和基本原則如下：q 數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)備：需要對每個(gè)單元過程進(jìn)行透徹?cái)?shù)據(jù)收集的準(zhǔn)備：需要對每個(gè)單元過程進(jìn)行透徹了解了解q計(jì)算程序：數(shù)據(jù)確認(rèn)、數(shù)據(jù)與單元過程的關(guān)聯(lián)、數(shù)計(jì)算程序：數(shù)據(jù)確認(rèn)、數(shù)據(jù)與單元過程的關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)與功能單位的關(guān)

25、聯(lián)和數(shù)據(jù)合并、系統(tǒng)邊界修改、據(jù)與功能單位的關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)合并、系統(tǒng)邊界修改、數(shù)據(jù)缺口的處理數(shù)據(jù)缺口的處理q 物流、能量流和排放物的分配物流、能量流和排放物的分配u 生命周期影響評價(jià)生命周期影響評價(jià) 生命周期影響評價(jià)生命周期影響評價(jià)是理解和評價(jià)產(chǎn)品系統(tǒng)潛在環(huán)境影是理解和評價(jià)產(chǎn)品系統(tǒng)潛在環(huán)境影響的大小和重要性的階段。其目的是評估產(chǎn)品系統(tǒng)的響的大小和重要性的階段。其目的是評估產(chǎn)品系統(tǒng)的生命周期清單結(jié)果，將生命周期清單分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為生命周期清單結(jié)果，將生命周期清單分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為資源消耗、人類健康影響和生態(tài)影響等方面的潛在環(huán)資源消耗、人類健康影響和生態(tài)影響等方面的潛在環(huán)境影響，以更能了解該產(chǎn)品系統(tǒng)影響程度。

26、影響評價(jià)境影響，以更能了解該產(chǎn)品系統(tǒng)影響程度。影響評價(jià)階段將所選擇的環(huán)境問題（稱之為影響類型）模型化，階段將所選擇的環(huán)境問題（稱之為影響類型）模型化，并使用類型參數(shù)來精簡和理解生命周期清單結(jié)果。并使用類型參數(shù)來精簡和理解生命周期清單結(jié)果。u 生命周期影響評價(jià)生命周期影響評價(jià)目的：目的： 識別產(chǎn)品系統(tǒng)的改善機(jī)會并協(xié)助排定其優(yōu)先順序；識別產(chǎn)品系統(tǒng)的改善機(jī)會并協(xié)助排定其優(yōu)先順序； 描述產(chǎn)品系統(tǒng)與其單元過程在某一時(shí)間段內(nèi)的特征或描述產(chǎn)品系統(tǒng)與其單元過程在某一時(shí)間段內(nèi)的特征或制定其比較基準(zhǔn)；制定其比較基準(zhǔn)； 依據(jù)所選定的類型參數(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品系統(tǒng)間的相關(guān)比較；依據(jù)所選定的類型參數(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品系統(tǒng)間的相關(guān)比較；

27、 指出那些特定的環(huán)境問題，已通過其他技術(shù)來提供對指出那些特定的環(huán)境問題，已通過其他技術(shù)來提供對決策者有用的輔助性環(huán)境數(shù)據(jù)與信息。決策者有用的輔助性環(huán)境數(shù)據(jù)與信息。u 生命周期影響評價(jià)生命周期影響評價(jià) ISO、SETAC和美國環(huán)保局都傾向于將影響評價(jià)定和美國環(huán)保局都傾向于將影響評價(jià)定為一個(gè)為一個(gè)“三步走三步走”的模型，即分類、特征化和量化。的模型，即分類、特征化和量化。 u 生命周期影響評價(jià)生命周期影響評價(jià) 分類：分類：分類是將清單中的輸入和輸出數(shù)據(jù)組分類是將清單中的輸入和輸出數(shù)據(jù)組合成相對一致的環(huán)境影響類型。影響類型通合成相對一致的環(huán)境影響類型。影響類型通常包括常包括資源耗竭、生態(tài)影響和人類健

28、康資源耗竭、生態(tài)影響和人類健康三大三大類，在每一大類下又有許多亞類。生命周期類，在每一大類下又有許多亞類。生命周期各階段所使用的物質(zhì)和能量以及所排放的污各階段所使用的物質(zhì)和能量以及所排放的污染物經(jīng)分類整理后，可作為脅迫因子，在定染物經(jīng)分類整理后，可作為脅迫因子，在定義具體的影響類型時(shí)，應(yīng)該關(guān)注相關(guān)的環(huán)境義具體的影響類型時(shí)，應(yīng)該關(guān)注相關(guān)的環(huán)境過程，這樣有利于盡可能的根據(jù)這些過程的過程，這樣有利于盡可能的根據(jù)這些過程的科學(xué)知識來進(jìn)行影響評價(jià)?？茖W(xué)知識來進(jìn)行影響評價(jià)。 特征化：特征化：特征化主要是開發(fā)一種模型，特征化主要是開發(fā)一種模型，這種模型能將清單提供的數(shù)據(jù)和其他輔這種模型能將清單提供的數(shù)據(jù)和其

29、他輔助數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)譯成描述影響的敘詞。目前國助數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)譯成描述影響的敘詞。目前國際上使用的特征化模型主要有：負(fù)荷評際上使用的特征化模型主要有：負(fù)荷評估模型；當(dāng)量評價(jià)模型；毒性、持續(xù)性估模型；當(dāng)量評價(jià)模型；毒性、持續(xù)性及生物累積性評估模型；總體暴露效應(yīng)及生物累積性評估模型；總體暴露效應(yīng)模型；點(diǎn)源暴露效應(yīng)模型。模型；點(diǎn)源暴露效應(yīng)模型。u 生命周期影響評價(jià)生命周期影響評價(jià)u 生命周期影響評價(jià)生命周期影響評價(jià) 量化：量化：量化是確定不同環(huán)境影響類型的量化是確定不同環(huán)境影響類型的相對貢獻(xiàn)大小或權(quán)重，以期得到總的環(huán)相對貢獻(xiàn)大小或權(quán)重，以期得到總的環(huán)境影響水平。境影響水平。生命周期影響評價(jià)階段的各個(gè)要素影響類型、類

30、型參數(shù)及特征化模型的選擇影響類型、類型參數(shù)及特征化模型的選擇生命周期清單分析結(jié)果的分配（分類）生命周期清單分析結(jié)果的分配（分類）類型參數(shù)結(jié)果的計(jì)算（特征化）類型參數(shù)結(jié)果的計(jì)算（特征化）類型參數(shù)結(jié)果（生命周期影響評價(jià)的特征類型參數(shù)結(jié)果（生命周期影響評價(jià)的特征描述）描述）根據(jù)基準(zhǔn)計(jì)算類型參數(shù)結(jié)果的相對值（歸一化）根據(jù)基準(zhǔn)計(jì)算類型參數(shù)結(jié)果的相對值（歸一化）分組分組加權(quán)加權(quán)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析數(shù)據(jù)質(zhì)量分析u生命周期解釋生命周期解釋 生命周期解釋是生命周期評價(jià)中根據(jù)規(guī)生命周期解釋是生命周期評價(jià)中根據(jù)規(guī)定的目的和范圍的要求對清單分析和定的目的和范圍的要求對清單分析和（或）影響評價(jià)的結(jié)果進(jìn)行歸納以形成（或）影響評價(jià)

31、的結(jié)果進(jìn)行歸納以形成結(jié)論和建議的階段。結(jié)論和建議的階段。u 生命周期解釋生命周期解釋生命周期解釋的主要步驟：生命周期解釋的主要步驟： 在生命周期評價(jià)或清單研究結(jié)果基礎(chǔ)上在生命周期評價(jià)或清單研究結(jié)果基礎(chǔ)上對重大環(huán)境問題的辨識；對重大環(huán)境問題的辨識； 在完整性、敏感性和一致性分析基礎(chǔ)上在完整性、敏感性和一致性分析基礎(chǔ)上對生命周期評價(jià)或清單研究結(jié)果進(jìn)行評對生命周期評價(jià)或清單研究結(jié)果進(jìn)行評價(jià)；價(jià)； 得出解釋結(jié)果、建議和最終報(bào)告。得出解釋結(jié)果、建議和最終報(bào)告。6) LAC的應(yīng)用范圍的應(yīng)用范圍(1) 用于工業(yè)企業(yè)部門用于工業(yè)企業(yè)部門 產(chǎn)品系統(tǒng)的生態(tài)辨識與診斷產(chǎn)品系統(tǒng)的生態(tài)辨識與診斷 產(chǎn)品環(huán)境影響評價(jià)與比較

32、產(chǎn)品環(huán)境影響評價(jià)與比較 生態(tài)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與新產(chǎn)品開發(fā)生態(tài)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與新產(chǎn)品開發(fā) 再循環(huán)工藝設(shè)計(jì)再循環(huán)工藝設(shè)計(jì) 清潔生產(chǎn)審計(jì)清潔生產(chǎn)審計(jì)(2) 政府環(huán)境管理部門和國際組織政府環(huán)境管理部門和國際組織 制定環(huán)境政策和建立環(huán)境產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。制定環(huán)境政策和建立環(huán)境產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。 實(shí)施生態(tài)標(biāo)志計(jì)劃為評估和區(qū)別普通產(chǎn)品實(shí)施生態(tài)標(biāo)志計(jì)劃為評估和區(qū)別普通產(chǎn)品與生態(tài)標(biāo)志產(chǎn)品提供了具體的指標(biāo)與生態(tài)標(biāo)志產(chǎn)品提供了具體的指標(biāo) 優(yōu)化政府的能源、運(yùn)輸和廢物管理方案。優(yōu)化政府的能源、運(yùn)輸和廢物管理方案。 向公眾提供有關(guān)產(chǎn)品和原材料的資源信息。向公眾提供有關(guān)產(chǎn)品和原材料的資源信息。 國際環(huán)境管理體系的建立。國際環(huán)境管理體系的建立。 (3)

33、LCA用于消費(fèi)者組織用于消費(fèi)者組織 消費(fèi)者組織主要利用消費(fèi)者組織主要利用LCA指導(dǎo)消費(fèi)者進(jìn)指導(dǎo)消費(fèi)者進(jìn)行環(huán)境產(chǎn)品的消費(fèi)以及對公眾行動(dòng)進(jìn)行行環(huán)境產(chǎn)品的消費(fèi)以及對公眾行動(dòng)進(jìn)行全過程的環(huán)境評價(jià)。全過程的環(huán)境評價(jià)。 7) LCA方法的主要問題方法的主要問題(1) LCA的局限性的局限性 應(yīng)用范圍的局限性應(yīng)用范圍的局限性 作為一種環(huán)境管理工具，作為一種環(huán)境管理工具，LCA只考慮生態(tài)環(huán)境、人體只考慮生態(tài)環(huán)境、人體健康、資源消耗等方面的環(huán)境問題，而不涉及技術(shù)、健康、資源消耗等方面的環(huán)境問題，而不涉及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)或社會效果方面經(jīng)濟(jì)或社會效果方面 評估的局限性評估的局限性 LCA的評估范圍沒有包括所有與環(huán)境有關(guān)的

34、問題。例的評估范圍沒有包括所有與環(huán)境有關(guān)的問題。例如如LCA只考慮發(fā)生了的和一定會發(fā)生的環(huán)境影響，一只考慮發(fā)生了的和一定會發(fā)生的環(huán)境影響，一般不考慮可能發(fā)生的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及其必要的預(yù)防應(yīng)急措般不考慮可能發(fā)生的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及其必要的預(yù)防應(yīng)急措施。施。 評估方法的局限性評估方法的局限性 LCA的評估方法既包括了客觀，也包括了主觀成分，的評估方法既包括了客觀，也包括了主觀成分，因此它并不完全是一個(gè)科學(xué)問題。在因此它并不完全是一個(gè)科學(xué)問題。在LCA方法中主觀方法中主觀性的選擇、假設(shè)和價(jià)值判斷涉及到多個(gè)方面，所以性的選擇、假設(shè)和價(jià)值判斷涉及到多個(gè)方面，所以LCA的結(jié)論需要完整的解釋說明。的結(jié)論需要完整的解釋說明

35、。 時(shí)間和地域的局限性時(shí)間和地域的局限性 無論無論LCA中的原始數(shù)據(jù)還是評估結(jié)果，都存在時(shí)間和中的原始數(shù)據(jù)還是評估結(jié)果，都存在時(shí)間和地域上的限制。在不同的時(shí)間和地域范圍內(nèi)，會有不地域上的限制。在不同的時(shí)間和地域范圍內(nèi)，會有不同的環(huán)境清單數(shù)據(jù)，相應(yīng)的評估結(jié)果也只適用于某個(gè)同的環(huán)境清單數(shù)據(jù)，相應(yīng)的評估結(jié)果也只適用于某個(gè)時(shí)間段和某個(gè)區(qū)域。時(shí)間段和某個(gè)區(qū)域。7) LCA方法的主要問題方法的主要問題(2) LCA理論上的困難理論上的困難 客觀性問題客觀性問題 LCA方法在許多環(huán)節(jié)的實(shí)施中，即依賴于方法在許多環(huán)節(jié)的實(shí)施中，即依賴于LCA的的標(biāo)準(zhǔn)，也依賴于實(shí)施者對標(biāo)準(zhǔn)，也依賴于實(shí)施者對LCA方法的理解和對被

36、方法的理解和對被評估系統(tǒng)的認(rèn)識以及自身積累的評估系統(tǒng)的認(rèn)識以及自身積累的評估經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣評估經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣。 LCA中所作出的大量中所作出的大量選擇和假定選擇和假定，包括功能單元，包括功能單元的定義、系統(tǒng)邊界的設(shè)置、數(shù)據(jù)收集渠道和影響的定義、系統(tǒng)邊界的設(shè)置、數(shù)據(jù)收集渠道和影響類型的選擇等類型的選擇等 環(huán)境影響評估在量化過程必然要引入像權(quán)重因子環(huán)境影響評估在量化過程必然要引入像權(quán)重因子這樣的主觀因素，其評估結(jié)果必然因人而異，這樣的主觀因素，其評估結(jié)果必然因人而異，沒沒有重復(fù)性并且難以驗(yàn)證有重復(fù)性并且難以驗(yàn)證。 計(jì)算模型的局限性計(jì)算模型的局限性 將清單數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為環(huán)境損害的計(jì)算方法通常非常復(fù)雜將清單數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)

37、換為環(huán)境損害的計(jì)算方法通常非常復(fù)雜和不確定。和不確定。 數(shù)據(jù)采集及質(zhì)量分析方法的標(biāo)準(zhǔn)化問題數(shù)據(jù)采集及質(zhì)量分析方法的標(biāo)準(zhǔn)化問題 差異源自于系統(tǒng)邊界定義不同、產(chǎn)品系統(tǒng)間的輸入輸差異源自于系統(tǒng)邊界定義不同、產(chǎn)品系統(tǒng)間的輸入輸出分配不同、收集的數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊等。例如不同出分配不同、收集的數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊等。例如不同國家的電力結(jié)構(gòu)不同，在計(jì)算消耗電能對環(huán)境的影響國家的電力結(jié)構(gòu)不同，在計(jì)算消耗電能對環(huán)境的影響時(shí)差異就較大。時(shí)差異就較大。 研究結(jié)果的不確定性研究結(jié)果的不確定性 由于許多參數(shù)還不能簡化到用一個(gè)指標(biāo)來概括的程度，由于許多參數(shù)還不能簡化到用一個(gè)指標(biāo)來概括的程度，數(shù)據(jù)更新的速度又相當(dāng)快，而且在確定

38、權(quán)重過程中使數(shù)據(jù)更新的速度又相當(dāng)快，而且在確定權(quán)重過程中使用的假設(shè)也可能有問題。用的假設(shè)也可能有問題。(3) 實(shí)際應(yīng)用中的問題實(shí)際應(yīng)用中的問題 數(shù)據(jù)完整性和精度問題數(shù)據(jù)完整性和精度問題 由于由于LCA需要大量的數(shù)據(jù)，研究表明，對某種材料充需要大量的數(shù)據(jù)，研究表明，對某種材料充分的分的LCA評價(jià)可能涉及評價(jià)可能涉及60萬個(gè)基本數(shù)據(jù)，這就不可避萬個(gè)基本數(shù)據(jù)，這就不可避免地產(chǎn)生數(shù)據(jù)資料可得性的問題。免地產(chǎn)生數(shù)據(jù)資料可得性的問題。 完成費(fèi)用較高完成費(fèi)用較高 不同情況重復(fù)評價(jià)，這樣需要許多費(fèi)用。由于產(chǎn)品不同情況重復(fù)評價(jià)，這樣需要許多費(fèi)用。由于產(chǎn)品（甚至產(chǎn)品類別）數(shù)量眾多，如此高的費(fèi)用使得（甚至產(chǎn)品類別）

39、數(shù)量眾多，如此高的費(fèi)用使得LCA僅能有選擇地應(yīng)用于某些產(chǎn)品。僅能有選擇地應(yīng)用于某些產(chǎn)品。7) LCA方法的主要問題方法的主要問題 時(shí)間花費(fèi)長時(shí)間花費(fèi)長 由于生命周期評價(jià)研究工作復(fù)雜，在花費(fèi)高昂的由于生命周期評價(jià)研究工作復(fù)雜，在花費(fèi)高昂的同時(shí)，花費(fèi)的時(shí)間通常也很長。在國外完成一個(gè)同時(shí)，花費(fèi)的時(shí)間通常也很長。在國外完成一個(gè)LCA，一般要，一般要6-8個(gè)月，因此用個(gè)月，因此用LCA結(jié)果為產(chǎn)品尤結(jié)果為產(chǎn)品尤其對電子、計(jì)算機(jī)等變化快的產(chǎn)品作設(shè)計(jì)是不切其對電子、計(jì)算機(jī)等變化快的產(chǎn)品作設(shè)計(jì)是不切實(shí)際的。實(shí)際的。) 計(jì)算機(jī)輔助評價(jià)問題計(jì)算機(jī)輔助評價(jià)問題8) LCA數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫與LCA評估軟件評估軟件 數(shù)據(jù)庫

40、建立的原則數(shù)據(jù)庫建立的原則(1) 建立的數(shù)據(jù)庫要有一定的建立的數(shù)據(jù)庫要有一定的通用性通用性，能夠在一般情況，能夠在一般情況下被不同領(lǐng)域、不同類型、不同行業(yè)以及不同層次的下被不同領(lǐng)域、不同類型、不同行業(yè)以及不同層次的用戶兼容和使用。用戶兼容和使用。(2) 建立的環(huán)境材料協(xié)調(diào)性數(shù)據(jù)庫要具有建立的環(huán)境材料協(xié)調(diào)性數(shù)據(jù)庫要具有可比性可比性，即不，即不同國家、不同地區(qū)的數(shù)據(jù)庫對同一類材料在相同的條同國家、不同地區(qū)的數(shù)據(jù)庫對同一類材料在相同的條件下可以進(jìn)行比較，以判斷不同地區(qū)的材料在生產(chǎn)和件下可以進(jìn)行比較，以判斷不同地區(qū)的材料在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境影響的大小；或者根據(jù)相應(yīng)的環(huán)境使用過程中對環(huán)境影響的大??；

41、或者根據(jù)相應(yīng)的環(huán)境負(fù)荷水平，判斷它們的生產(chǎn)技術(shù)水平。負(fù)荷水平，判斷它們的生產(chǎn)技術(shù)水平。(3) 建立的環(huán)境材料協(xié)調(diào)性數(shù)據(jù)庫具有建立的環(huán)境材料協(xié)調(diào)性數(shù)據(jù)庫具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力能力，LCA的發(fā)展依賴數(shù)據(jù)、方法的交流，廣泛的國的發(fā)展依賴數(shù)據(jù)、方法的交流，廣泛的國際、國內(nèi)合作，際、國內(nèi)合作，LCA數(shù)據(jù)庫在提供數(shù)據(jù)查詢及訪問方數(shù)據(jù)庫在提供數(shù)據(jù)查詢及訪問方面，應(yīng)具有較強(qiáng)的交換能力。面，應(yīng)具有較強(qiáng)的交換能力。(4) 建立的環(huán)境材料數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有良好的建立的環(huán)境材料數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有良好的擴(kuò)展性擴(kuò)展性，不局，不局限于目前的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)用領(lǐng)域的限于目前的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)用領(lǐng)域的

42、拓展，能較好地適應(yīng)這些要求。拓展，能較好地適應(yīng)這些要求。(5) 建立的環(huán)境材料性能數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有建立的環(huán)境材料性能數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有預(yù)測性預(yù)測性的功能，的功能，以使新研制的材料在環(huán)境性能方面有所改善和提高，以使新研制的材料在環(huán)境性能方面有所改善和提高，為材料的生態(tài)設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)和手段。為材料的生態(tài)設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)和手段。(6) 建立的環(huán)境材料協(xié)調(diào)性數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有建立的環(huán)境材料協(xié)調(diào)性數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有服務(wù)性服務(wù)性的功能，的功能，能夠?yàn)橛脩羲媾R的環(huán)境問題提供決策分析與指導(dǎo)，能夠?yàn)橛脩羲媾R的環(huán)境問題提供決策分析與指導(dǎo)，使所建立的數(shù)據(jù)庫具有可持續(xù)發(fā)展的可能性。使所建立的數(shù)據(jù)庫具有可持續(xù)發(fā)展的可能性。3. 材

43、料的生命周期評價(jià)方法材料的生命周期評價(jià)方法 什么樣的材料才稱得上是環(huán)境材料？這涉及到如何評什么樣的材料才稱得上是環(huán)境材料？這涉及到如何評價(jià)材料的環(huán)境表現(xiàn)和環(huán)境性能，并由此產(chǎn)生了對材料價(jià)材料的環(huán)境表現(xiàn)和環(huán)境性能，并由此產(chǎn)生了對材料的生命周期評價(jià)的研究，即將的生命周期評價(jià)的研究，即將LCA的基本概念、原則的基本概念、原則和方法應(yīng)用到對材料壽命周期的評估中去。材料的生和方法應(yīng)用到對材料壽命周期的評估中去。材料的生命周期通常稱為命周期通常稱為MLCA(material LCA)，而一般產(chǎn)品，而一般產(chǎn)品的生命周期評價(jià)稱為產(chǎn)品生命周期評價(jià)的生命周期評價(jià)稱為產(chǎn)品生命周期評價(jià)(product LCA, PLC

44、A) 材料生命周期評價(jià)的研究范圍不斷擴(kuò)大，從傳統(tǒng)的包材料生命周期評價(jià)的研究范圍不斷擴(kuò)大，從傳統(tǒng)的包裝材料、容器等產(chǎn)品領(lǐng)域轉(zhuǎn)向各種金屬、高分子、無裝材料、容器等產(chǎn)品領(lǐng)域轉(zhuǎn)向各種金屬、高分子、無機(jī)非金屬和生物材料，從傳統(tǒng)上側(cè)重于結(jié)構(gòu)材料的評機(jī)非金屬和生物材料，從傳統(tǒng)上側(cè)重于結(jié)構(gòu)材料的評價(jià)轉(zhuǎn)向功能材料的研究。價(jià)轉(zhuǎn)向功能材料的研究。 材料生命周期評價(jià)的特點(diǎn)材料生命周期評價(jià)的特點(diǎn)(1) 性能要求：要明確作為研究目標(biāo)的材料所要求性能要求：要明確作為研究目標(biāo)的材料所要求的特性及其允許的范圍，還要明確為了達(dá)到上述的特性及其允許的范圍，還要明確為了達(dá)到上述性能指標(biāo)，對加工、表面處理等技術(shù)操作的要求，性能指標(biāo)，對

45、加工、表面處理等技術(shù)操作的要求，以及使用狀況對使用壽命的影響。以及使用狀況對使用壽命的影響。(2) 技術(shù)系統(tǒng)：建立與材料對應(yīng)的技術(shù)系統(tǒng)，包括技術(shù)系統(tǒng)：建立與材料對應(yīng)的技術(shù)系統(tǒng)，包括材料的制備、加工成型和再生處理技術(shù)，以及相材料的制備、加工成型和再生處理技術(shù)，以及相應(yīng)的副產(chǎn)品、排放物等基本情況。應(yīng)的副產(chǎn)品、排放物等基本情況。(3) 材料流向：著眼于分析資源的使用和流向，特材料流向：著眼于分析資源的使用和流向，特別是作為微量添加元素的使用，因?yàn)檫@些元素很別是作為微量添加元素的使用，因?yàn)檫@些元素很難再被循環(huán)使用。難再被循環(huán)使用。(4) 統(tǒng)計(jì)分析：對技術(shù)流程中個(gè)階段的能源和資源統(tǒng)計(jì)分析：對技術(shù)流程中個(gè)

46、階段的能源和資源的消耗，廢棄物的產(chǎn)生和去向進(jìn)行分析和跟蹤。的消耗，廢棄物的產(chǎn)生和去向進(jìn)行分析和跟蹤。 材料生命周期評價(jià)研究的重要性材料生命周期評價(jià)研究的重要性(1) 從從環(huán)境污染總量環(huán)境污染總量上看，與材料相關(guān)的環(huán)境污染占到很上看，與材料相關(guān)的環(huán)境污染占到很大的比例，所以充分研究材料生產(chǎn)和環(huán)境之間的關(guān)系，大的比例，所以充分研究材料生產(chǎn)和環(huán)境之間的關(guān)系，進(jìn)而改進(jìn)材料的設(shè)計(jì)、控制材料的生產(chǎn)過程對于環(huán)境保進(jìn)而改進(jìn)材料的設(shè)計(jì)、控制材料的生產(chǎn)過程對于環(huán)境保護(hù)有重要意義護(hù)有重要意義(2) 從從LCA研究體系研究體系來看，幾乎所有產(chǎn)品的壽命周期都包來看，幾乎所有產(chǎn)品的壽命周期都包含了材料生產(chǎn)的階段，所以選擇

47、典型的常用的材料進(jìn)行含了材料生產(chǎn)的階段，所以選擇典型的常用的材料進(jìn)行評估，可以為眾多的產(chǎn)品評估打下基礎(chǔ)，減少評估中的評估，可以為眾多的產(chǎn)品評估打下基礎(chǔ)，減少評估中的重復(fù)，有利于重復(fù)，有利于LCA方法的應(yīng)用和推廣。方法的應(yīng)用和推廣。(3) 材料生命周期評價(jià)和環(huán)境材料的研究代表著材料材料生命周期評價(jià)和環(huán)境材料的研究代表著材料科學(xué)研究的一個(gè)科學(xué)研究的一個(gè)新思路和方向新思路和方向，材料研究者應(yīng)該在，材料研究者應(yīng)該在傳統(tǒng)的材料成分、結(jié)構(gòu)、性能、工藝和成本的考慮傳統(tǒng)的材料成分、結(jié)構(gòu)、性能、工藝和成本的考慮中加入中加入材料環(huán)境性能的考慮材料環(huán)境性能的考慮，盡量不斷地降低材料，盡量不斷地降低材料造成的環(huán)境負(fù)擔(dān)

48、，為實(shí)現(xiàn)社會和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展做造成的環(huán)境負(fù)擔(dān)，為實(shí)現(xiàn)社會和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展做出努力，這是每個(gè)材料研究者都應(yīng)肩負(fù)的責(zé)任。出努力，這是每個(gè)材料研究者都應(yīng)肩負(fù)的責(zé)任。 三、環(huán)境材料的設(shè)計(jì)ED 預(yù)期到預(yù)期到2070年，全球?qū)霈F(xiàn)金屬資源年，全球?qū)霈F(xiàn)金屬資源的枯竭！的枯竭！ 到到21世紀(jì)末，將會出現(xiàn)石油、天然氣等世紀(jì)末，將會出現(xiàn)石油、天然氣等化石燃料的枯竭！化石燃料的枯竭！ 為了人類社會的可持續(xù)性發(fā)展，人類不為了人類社會的可持續(xù)性發(fā)展，人類不得不改變以往的生產(chǎn)方式，在減少廢棄得不改變以往的生產(chǎn)方式，在減少廢棄物排放的同時(shí)，還要減少對礦石等原生物排放的同時(shí)，還要減少對礦石等原生資源的依賴性，將產(chǎn)品、材

49、料的生產(chǎn)逐資源的依賴性，將產(chǎn)品、材料的生產(chǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到以利用再生循環(huán)材料為主的基漸轉(zhuǎn)移到以利用再生循環(huán)材料為主的基礎(chǔ)上！礎(chǔ)上！ 對材料工業(yè)而言，生態(tài)平衡不僅要求在材料生對材料工業(yè)而言，生態(tài)平衡不僅要求在材料生產(chǎn)和使用中盡量減少有害氣體、液體、固體的產(chǎn)和使用中盡量減少有害氣體、液體、固體的產(chǎn)生和排放，而且要求盡量提高材料的再循環(huán)產(chǎn)生和排放，而且要求盡量提高材料的再循環(huán)使用利用率，將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有用材料。使用利用率，將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有用材料。 通過技術(shù)設(shè)計(jì)、成本設(shè)計(jì)和生態(tài)設(shè)計(jì)，把性能、通過技術(shù)設(shè)計(jì)、成本設(shè)計(jì)和生態(tài)設(shè)計(jì)，把性能、利潤和環(huán)境等目標(biāo)融為一體，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的利潤和環(huán)境等目標(biāo)融為一體，實(shí)現(xiàn)經(jīng)

50、濟(jì)活動(dòng)的可持續(xù)發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展。圖圖3-1 現(xiàn)代設(shè)計(jì)內(nèi)容及目標(biāo)示意圖現(xiàn)代設(shè)計(jì)內(nèi)容及目標(biāo)示意圖利潤利潤 性能性能環(huán)境環(huán)境成本設(shè)計(jì)成本設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)生態(tài)設(shè)計(jì)生態(tài)設(shè)計(jì)可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品或工藝可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品或工藝三、環(huán)境材料的設(shè)計(jì)三、環(huán)境材料的設(shè)計(jì) 1. 基本概念基本概念 生態(tài)設(shè)計(jì)生態(tài)設(shè)計(jì)(Eco-design, ED)是指在材料是指在材料和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中將保護(hù)生態(tài)、人類健康和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中將保護(hù)生態(tài)、人類健康和安全意識有機(jī)地融入其中的設(shè)計(jì)方法，和安全意識有機(jī)地融入其中的設(shè)計(jì)方法，又稱為又稱為生命周期工程設(shè)計(jì)生命周期工程設(shè)計(jì)(life cycle engineering design, LCED)、

51、綠色設(shè)計(jì)綠色設(shè)計(jì)(green design, GD)，或，或?yàn)榄h(huán)境而設(shè)計(jì)為環(huán)境而設(shè)計(jì)(design for environment, DFE)以及以及環(huán)環(huán)境協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)境協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。 還有側(cè)重于產(chǎn)品循環(huán)回收的可還有側(cè)重于產(chǎn)品循環(huán)回收的可再循環(huán)再循環(huán)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)(design for recycle-ability, DFR)、便于回收重新使用的便于回收重新使用的易拆卸易拆卸設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(design for disassembly, DFD)，以及材料，以及材料選選擇擇設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(design for material selection, DFMS)等。等。是最高級的清潔生產(chǎn)措施和是最高級的清潔生產(chǎn)措施和可

52、持續(xù)發(fā)展的最佳途徑可持續(xù)發(fā)展的最佳途徑。 基本思想：將粗放型生產(chǎn)、消費(fèi)系統(tǒng)變基本思想：將粗放型生產(chǎn)、消費(fèi)系統(tǒng)變成集約型生產(chǎn)、消費(fèi)系統(tǒng)。成集約型生產(chǎn)、消費(fèi)系統(tǒng)。表表3-3 材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)目標(biāo)和措施材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)目標(biāo)和措施 目目 標(biāo)標(biāo) 措措 施施先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、協(xié)調(diào)性、舒適性先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、協(xié)調(diào)性、舒適性 少用、循環(huán)利用、降解、廢少用、循環(huán)利用、降解、廢物處理物處理先進(jìn)性是要充分先進(jìn)性是要充分發(fā)揮材料的優(yōu)異發(fā)揮材料的優(yōu)異性能，滿足各行性能，滿足各行業(yè)對材料產(chǎn)品的業(yè)對材料產(chǎn)品的要求要求 經(jīng)濟(jì)性即考慮，經(jīng)濟(jì)性即考慮，材料產(chǎn)品的成本，材料產(chǎn)品的成本，能夠保證制造商能夠保證制造商的利潤，維持經(jīng)的利潤，維持經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)濟(jì)活動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn) 協(xié)調(diào)性就是要保證在協(xié)調(diào)性就是要保證在材料的生產(chǎn)和使用過材料的生產(chǎn)和使用過程中與環(huán)境盡可能協(xié)程中與環(huán)境盡可能協(xié)調(diào)，維持生物圈循環(huán)調(diào)，維持生物圈循環(huán)過程的平衡過程的平衡 舒適性是指材料舒適性是指材料產(chǎn)品能夠提高生產(chǎn)品能夠提高生活質(zhì)量，使人類活質(zhì)量，使人類生活環(huán)境更加舒生活環(huán)境更加舒適適 減少材料的用量減少材料的用量主要靠采用高強(qiáng)、主要靠采用高強(qiáng)、長壽命及其他性長壽命及其他性能優(yōu)異的新材料能優(yōu)異的新材料來實(shí)現(xiàn)來實(shí)現(xiàn) 加強(qiáng)材料的回收加強(qiáng)材料的回收再利用，是提高再利用，是提高資源效率的有效資源效率的有效措施措施 對某些材料，特對某些材料