【正文】 t t t 深圳大學(xué)材料學(xué)院 53 深圳大學(xué)材料學(xué)院 54 深圳大學(xué)材料學(xué)院 55 3 環(huán)境影響評價 3. 1 分類與表征 ? 將材料的編目數(shù)據(jù)劃分為 資源消耗、能源消耗、廢氣、廢水、廢渣排放 5 個方面 （分類） 。分別針對 PE、 PP、 GPPS、PVC 這 4 種材料進(jìn)行了比較，結(jié)果如圖 2～ 圖 4 所示。 深圳大學(xué)材料學(xué)院 56 ?GPPS 在資源消耗、能源消耗、廢氣排放及廢渣排放中影響最大。 ?PVC 在能源消耗、廢氣排放及廢渣排放中居其次，但其廢水排放量最高，資源消耗最小。 ?PE與 PP在這 5 項(xiàng)分類中影響相差不大。 ?這種差別不僅源于資源的消耗不同，而且還與其各自的生產(chǎn)工藝相關(guān)。 （表征） 深圳大學(xué)材料學(xué)院 57 ? PE 與 PP、 GPPS 同為石油化工的加工產(chǎn)品。由于 PE 與 PP 的上級原料乙烯、丙烯其化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，根據(jù)質(zhì)量分配原理分配物耗，可知 單位質(zhì)量的乙烯和丙烯所消耗的原油基本相同， PE 和 PP化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，生產(chǎn)過程也相似 ，因而相同質(zhì)量的 PE 和 PP 生產(chǎn)中消耗的乙烯與丙烯相近，其能耗及環(huán)境排放物也相似； ? 而 GPPS生產(chǎn)中所使用的上級原料是苯乙烯， 苯乙烯是乙烯聯(lián)產(chǎn)品 C6 成分的深加工產(chǎn)品 ，在質(zhì)量分配中相同質(zhì)量的苯乙烯和乙烯消耗原油之比約為 :1，由此可知產(chǎn)品質(zhì)量相同時， GPPS 原油消耗約是 PE 的 倍。 深圳大學(xué)材料學(xué)院 58 ? 能耗方面，生產(chǎn) GPPS 時，由于其 苯乙烯生產(chǎn)工藝 (主要是能耗大的乙苯脫氫工序 ) 的加入，使得 GPPS 的能耗劇增 ，在這 4 種材料中能耗居于首位。由于在實(shí)際生產(chǎn)中大量使用的是二次能源 (如電、水蒸汽等 )，相應(yīng)地由這些二次能源所帶來的廢氣、廢水、廢渣排放量也隨之增多； ? PVC 生產(chǎn)的主要原料是乙烯和氯氣 ,其原料各占其生產(chǎn)物耗 %和 %， 生產(chǎn)中乙烯量的降低引起油耗的降低 ，這樣使得生產(chǎn)相同質(zhì)量的產(chǎn)品時， PVC 的原油消耗量顯著低于其它材料。 PVC 廢水排放量的突增一部分是由 氯氣生產(chǎn)及氯乙烯生產(chǎn)環(huán)節(jié)所需大量電力生產(chǎn)帶來的廢水排放 ，另一部分則是由于其獨(dú)特的 懸浮聚合工藝 導(dǎo)致耗水量較大，因而使其整個生命周期階段的廢水排放總量在這 4 種材料中居于首位。 深圳大學(xué)材料學(xué)院 59 3. 2 四 種材料環(huán)境負(fù)荷值的比較 （ 歸一化 ） ? 為了能使環(huán)境影響表現(xiàn)得更加直觀 ， 采用不同的 LCA 方法將 4 種材料的環(huán)境影響表示為 單一的環(huán)境負(fù)荷值 。 ? 鑒于采用的影響因子需具有可比性 ， 這里選取了瑞士的Ecopoint 97 方法、荷蘭的 CML2 baseline2021及丹麥的EDIPPUMIP96 方法 。 采用 SETAC LCA 的思想將環(huán)境影響進(jìn)行分類 、表征、 歸一化后取權(quán)重 ， 從而得到單一的環(huán)境負(fù)荷值 。 深圳大學(xué)材料學(xué)院 60 按照這 3 種方法計(jì)算后 ，得到 圖 5 結(jié)果 。 深圳大學(xué)材料學(xué)院 61 ? 采用 Ecopoint方法時，由于固體廢棄物的歸一化因子與權(quán)重的影響，使得固體廢棄物成為決定環(huán)境負(fù)荷大小的決定性因素，從而使得廢棄物排放量最大的 PVC 成為 4 大材料中環(huán)境負(fù)荷最高的材料，但是由于 GPPS 材料生產(chǎn)的 CO2 、SOx 的排放及能源消耗造成的環(huán)境負(fù)荷高于 PVC，這樣使得GPPS 的環(huán)境負(fù)荷與 PVC 的環(huán)境負(fù)荷差別不大； ? 當(dāng)采用 EDIPPUMIP96 方法和 CML2 baseline2021 方法計(jì)算時，發(fā)現(xiàn) GPPS 的環(huán)境負(fù)荷遠(yuǎn)高于 PVC 的環(huán)境負(fù)荷，這是因?yàn)榇藭r采用的歸一化因子及權(quán)重系數(shù)使得溫室效應(yīng)、人體毒害、酸化效應(yīng)及資源消耗等影響因子共同決定總體環(huán)境負(fù)荷的大小，由于 GPPS 的這幾項(xiàng)環(huán)境影響因子均高于 PVC，使得其環(huán)境負(fù)荷在這 4種材料中也居于首位。 深圳大學(xué)材料學(xué)院 62 評價 ? 當(dāng)使用這 3 種不同的方法進(jìn)行環(huán)境負(fù)荷評價時 ，這 4 種材料的排列順序大致為 ： GPPS PVC PE PP 。 深圳大學(xué)材料學(xué)院 63 4 結(jié)果解釋 （ 1） 材料生產(chǎn)的能耗、廢氣、廢水、廢渣排放量的高低不僅取決于資源的消耗量，而且還與材料生產(chǎn)過程密切相關(guān)。資源消耗量越大，工藝環(huán)節(jié)越多，則材料生產(chǎn)過程中的能耗以及廢氣、廢水、廢渣排放量也越高。為了降低材料生產(chǎn)的環(huán)境負(fù)荷，必須采取資源回收利用、節(jié)約能源及工藝改善等措施。 （ 2） 在 PE、 PP、 GPPS、 PVC 這 4 種高分子材料中， GPPS 與PVC 的環(huán)境負(fù)荷明顯要高于 PE、 PP。 因此在確保其性能符合要求的情況下，為了保護(hù)環(huán)境 ,建議盡量采用環(huán)境負(fù)荷值較小的 PE 和 PP。 深圳大學(xué)材料學(xué)院 64 （ 3） GPPS 的生產(chǎn)因?yàn)楸揭蚁┑纳a(chǎn)過程而導(dǎo)致其能耗以及廢水、廢渣、廢氣的排放量突增；而 PVC 的生產(chǎn)也因?yàn)槁葰夂吐纫蚁┑纳a(chǎn)而導(dǎo)致其環(huán)境負(fù)荷增高，著重對其進(jìn)行改善 ,會明顯降低這兩種材料的環(huán)境負(fù)荷。 （ 4） 運(yùn)用不同的 LCA 方法可以對以上 4 種高分子材料的環(huán)境負(fù)荷進(jìn)行整體趨勢上的評估，由于歸一化因子與權(quán)重值的不同，結(jié)論會有一定的出入。 具體應(yīng)用時，應(yīng)該運(yùn)用多種 LCA 影響評價方法并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行判斷。 （ 5） 值得注意的是，在工藝流程發(fā)生改變的情況下，材料的環(huán)境負(fù)荷可能發(fā)生變化。 如果廢棄物處置方式改為焚燒處理，PVC 由于劇毒致癌物質(zhì)的排放，其環(huán)境負(fù)荷可能會排在首位。