第三節(jié)　綠色建材的評(píng)價(jià)體系

綠色建材領(lǐng)域的研究工作有兩個(gè)重要分支，一個(gè)是研究具體的綠色建材生產(chǎn)、制造、加工、再生技術(shù)的工藝、裝備和技術(shù)，其研究有助于減輕建材工業(yè)對(duì)環(huán)境的不良影響。另一個(gè)是研究建材在某一過程或其生命全周期過程對(duì)環(huán)境的具體影響的特征及其程度大小，其工作有助于人們正確客觀地評(píng)價(jià)材料技術(shù)或工藝。前者屬于“硬件研究”，而后者屬于“軟件研究”，這兩方面相輔相成、缺一不可。與綠色相關(guān)的各種建材生產(chǎn)制造工藝的研究雖然已在國(guó)內(nèi)外，特別是國(guó)際上迅速發(fā)展，但是欲使綠色建材研究工作能夠取得實(shí)效，其關(guān)鍵在于對(duì)綠色概念的研究深化及“綠色度”的定量化。

一、常見的環(huán)境指標(biāo)及其表達(dá)方法

在進(jìn)行材料的環(huán)境影響評(píng)價(jià)過程之前，首先要確定用何種指標(biāo)來(lái)衡量材料的環(huán)境負(fù)擔(dān)性。關(guān)于衡量材料環(huán)境影響的定量指標(biāo)，已提出的表達(dá)方法有能耗表示法、環(huán)境影響因子、環(huán)境負(fù)荷單位、單位服務(wù)的材料消耗、生態(tài)指數(shù)、生態(tài)因子等。下面簡(jiǎn)單介紹這些表達(dá)方法。

1.能耗表示法

早在20世紀(jì)90年代初，歐洲的一些旅行社為了推行綠色旅游和照顧環(huán)保人士的度假需求，曾用能耗來(lái)表達(dá)旅游過程的環(huán)境影響。例如，對(duì)某條旅游線路，坐飛機(jī)的能耗是多少，坐火車的能耗是多少，自駕車的能耗是多少。這是最早的曾采用能量的消耗多少來(lái)表示某種過程對(duì)環(huán)境的影響。

在材料的生產(chǎn)和使用過程中，也有用能耗這項(xiàng)單一指標(biāo)來(lái)表達(dá)其對(duì)環(huán)境的影響。表2.9是一些典型材料生產(chǎn)過程的能耗比較，可見水泥的環(huán)境影響要比鋼和鋁材的環(huán)境影響大。由于僅采用一項(xiàng)指標(biāo)難以綜合表達(dá)對(duì)環(huán)境的復(fù)雜影響，故在全面的環(huán)境影響評(píng)價(jià)中，現(xiàn)已基本淘汰能耗表示法。

2.環(huán)境影響因子

某些學(xué)者曾用環(huán)境影響因子（environmental affect factor，EAF）來(lái)表達(dá)材料對(duì)環(huán)境的影響，即EAF=［資源、能源、污染物、生物影響、區(qū)域性］。相對(duì)于能耗表示法，環(huán)境影響因子考慮了資源、能源、污染物排放、生物影響以及區(qū)域性的環(huán)境影響等因素，把材料的生產(chǎn)和使用過程中原料和能源的投入以及廢物的產(chǎn)出都考慮進(jìn)去了，比能耗指標(biāo)要全面綜合一些。

3.環(huán)境負(fù)荷單位

除環(huán)境影響因子外，還有一些研究單位和學(xué)者提出了用環(huán)境負(fù)荷單位（environmental load unit，ELU）來(lái)表示材料對(duì)環(huán)境的影響。所謂環(huán)境負(fù)荷單位也是用一個(gè)綜合的指標(biāo)，包括能源、資源、環(huán)境污染等因素來(lái)評(píng)價(jià)某一產(chǎn)品、過程或事件對(duì)環(huán)境的影響。這個(gè)工作主要是由瑞典環(huán)境研究所完成的，現(xiàn)在在歐美較流行。

表2.10是某些元素和材料的環(huán)境負(fù)荷單位比較，可見一些貴金屬元素的環(huán)境負(fù)荷單位特別大，與實(shí)際情況基本一致。由于環(huán)境負(fù)荷單位是一種無(wú)量綱單位，在實(shí)際應(yīng)用中如何換算某種材料的環(huán)境負(fù)荷單位并與其他材料的環(huán)境影響進(jìn)行比較，目前還沒完全讓公眾了解和接受。

4.單位服務(wù)的材料消耗

德國(guó)渥泊塔研究所的斯密特教授（Schmidt）于1994年提出了一種表達(dá)材料環(huán)境影響的指標(biāo)方法，叫單位服務(wù)的材料消耗量（materials intensity per unit of service，MIPS），簡(jiǎn)稱MIPS方法。其意指在某一單位過程中的材料消耗量，這一單位過程可以是生產(chǎn)過程也可以是消費(fèi)過程。詳細(xì)介紹可參見斯密特教授的專著“人類需要多大的世界”一書。

5.生態(tài)指數(shù)表示法

除上述表示材料的環(huán)境影響指標(biāo)外，國(guó)外還有一種生態(tài)指數(shù)表示法（eco-points），即對(duì)某一過程或產(chǎn)品，根據(jù)其污染物的產(chǎn)生量及其他環(huán)境作用大小，綜合計(jì)算出該產(chǎn)品或過程的生態(tài)指數(shù)，判斷其環(huán)境影響程度。例如，根據(jù)計(jì)算，玻璃的生態(tài)指數(shù)為148，而在同樣條件下，聚乙烯的生態(tài)指數(shù)為220，由此即認(rèn)為玻璃的環(huán)境影響比聚乙烯要小。由于同環(huán)境負(fù)荷單位、環(huán)境影響因子相同，都是一種無(wú)量綱單位表示法，計(jì)算新產(chǎn)品或新工藝的環(huán)境影響的生態(tài)指數(shù)是一個(gè)很復(fù)雜的過程，故目前這些表達(dá)法都還不是很通用。

6.生態(tài)因子表示法

以上環(huán)境影響的表達(dá)指標(biāo)都只是計(jì)算了材料和產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響，在這些影響中并未將其使用性能考慮進(jìn)去。由此有些學(xué)者綜合考慮材料的使用性能和環(huán)境性能，提出了材料的生態(tài)因子表示法（eco-indicators，ECOI）。其主要思路是考慮兩部分內(nèi)容，一部分是材料的環(huán)境影響（environmental Impacts，EI），包括資源、能源的消耗，以及排放的廢水、廢氣、廢渣等污染物，加上其他環(huán)境影響如溫室效應(yīng)、區(qū)域毒性水平、噪聲等因素；另一部分是考慮材料的使用或服務(wù)性能（service performance，SP），如強(qiáng)度、韌性、熱膨脹系數(shù)、電導(dǎo)率、電極電位等力學(xué)、物理和化學(xué)性能。

對(duì)某一材料或產(chǎn)品，可用ECOI=EI/SP來(lái)表示其生態(tài)因子，其中ECOI是該材料的生態(tài)因子，EI是其環(huán)境影響，SP是其使用性能。因此，在考慮材料的環(huán)境影響時(shí)，基本上扣除了其使用性能的影響，在較客觀的基礎(chǔ)上進(jìn)行材料的環(huán)境性能比較。

二、國(guó)內(nèi)外有關(guān)綠色建材的評(píng)價(jià)體系

1.世界各國(guó)的環(huán)保標(biāo)志

20世紀(jì)80年代以來(lái)，歐美國(guó)家開始注意室內(nèi)建筑材料的污染。1987年以來(lái)曾在瑞典召開了兩次“健康材料學(xué)術(shù)研討會(huì)”。到了90年代，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)綠色建材的發(fā)展、研究和應(yīng)用更加重視，思路逐漸明確，制定出一些有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)量的試驗(yàn)方法，并推行低散發(fā)量標(biāo)志認(rèn)證。1994年聯(lián)合國(guó)設(shè)立了“可持續(xù)產(chǎn)品開發(fā)”工作組。隨后，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)ISO開始討論制定環(huán)境調(diào)和制品（ECP）的標(biāo)準(zhǔn)化。由于綠色建材需要用科學(xué)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行評(píng)價(jià)才能予以認(rèn)定，其評(píng)價(jià)體系的公正和完善與否影響著綠色建材的發(fā)展。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家都是以制定建材產(chǎn)品環(huán)保“綠色”標(biāo)志認(rèn)證制度入手，并輔之以完善而有效的制度使綠色建材逐步推廣。

環(huán)境標(biāo)志是一種標(biāo)在產(chǎn)品或其包裝上的標(biāo)簽，是產(chǎn)品的“證明性商標(biāo)”，它表明該產(chǎn)品不僅質(zhì)量合格，而且在生產(chǎn)、使用和處理處置過程中符合特定的環(huán)境保護(hù)要求，與同類產(chǎn)品相比，具有低毒少害、節(jié)約資源等環(huán)境優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)際上已有幾十個(gè)國(guó)家采用不同的環(huán)境標(biāo)志（見表2.11）。

（1）德國(guó)　德國(guó)于1978年率先發(fā)布了世界上第一種環(huán)境標(biāo)志——藍(lán)色天使標(biāo)志。考慮的因素包括污染物散發(fā)、廢料產(chǎn)生、再次循環(huán)使用、噪聲和有害物質(zhì)等。現(xiàn)已建立了75個(gè)產(chǎn)品組，準(zhǔn)則每三年修改一次。對(duì)各種涂料規(guī)定最大VOC含量，一些有害材料禁用。對(duì)于木制品的基體材料，在標(biāo)準(zhǔn)室試驗(yàn)中的最大甲醛濃度為0.1mg/kg或4.5mg/100g干板，裝飾后產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)室試驗(yàn)中的最大甲醛濃度為0.05mg/kg，最大散發(fā)率為2mg/m³。帶藍(lán)色天使標(biāo)志的產(chǎn)品已超過3500個(gè)。

（2）日本　日本從1988年開始開展環(huán)境標(biāo)志工作，1993年日本科技廳制定并實(shí)施了“環(huán)境調(diào)和材料研究計(jì)劃”，通產(chǎn)省制定了環(huán)境產(chǎn)業(yè)設(shè)想并成立了環(huán)境調(diào)查和產(chǎn)品調(diào)整委員會(huì)。1989年日本環(huán)境廳開始實(shí)施“生態(tài)標(biāo)志”計(jì)劃，1999年年底，該計(jì)劃已有68個(gè)產(chǎn)品類別、約4400種生態(tài)標(biāo)志產(chǎn)品。近年來(lái)日本在綠色建材的產(chǎn)品研究開發(fā)和健康住宅樣板工程的興建方面取得了可喜的成果。

（3）美國(guó)　美國(guó)各州市對(duì)建材的污染物已有嚴(yán)格的限制，而且要求愈來(lái)愈高，不符合限定的產(chǎn)品被課以重稅和罰款。美國(guó)有關(guān)單位制定出地毯標(biāo)志計(jì)劃，對(duì)室內(nèi)飾面材料和家具中有害物質(zhì)的散發(fā)量做了規(guī)定，其中包括TVOC含量、可吸入顆粒物含量、甲醛含量等指標(biāo)。產(chǎn)品范圍涉及辦公家具、地毯、膠黏劑、墻體涂料、防火材料。

（4）加拿大　加拿大的Ecologo環(huán)境標(biāo)志計(jì)劃始于1988年，對(duì)一些建材產(chǎn)品制定了“住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”，規(guī)定材料有機(jī)物散發(fā)總量（TVOC），見表2.12。相應(yīng)地規(guī)定水基性建筑涂料、刨花板、中密度纖維板、地毯、PVC彈性地板、石膏板用膠黏劑中總有機(jī)揮發(fā)物含量、甲醛含量、苯含量。

（5）中國(guó)　1993年國(guó)家環(huán)保局正式頒布中國(guó)的環(huán)境標(biāo)志圖形，由青山、綠水、太陽(yáng)及十個(gè)環(huán)組成。水性涂料作為建材第一批首先實(shí)行環(huán)境標(biāo)志的產(chǎn)品，而后，建筑膠黏劑、磷石膏建筑產(chǎn)品、人造木質(zhì)板材、建筑用塑料管材管件等產(chǎn)品陸續(xù)制定了相關(guān)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。2002年7月1日正式實(shí)施了《室內(nèi)空氣質(zhì)量》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。十項(xiàng)“裝飾裝修材料污染物限量標(biāo)準(zhǔn)”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也已實(shí)施，強(qiáng)制性地限制室內(nèi)空氣有害物質(zhì)含量，對(duì)室內(nèi)裝飾裝修材料用建材提出了有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了綠色建材定量化研究進(jìn)程。香港、臺(tái)灣也都有環(huán)境標(biāo)志計(jì)劃產(chǎn)品，涉及的產(chǎn)品范圍包括瓷磚、地面材料、砌塊、石材以及建筑用的各種化學(xué)材料等。

世界不同國(guó)家和地區(qū)的環(huán)境標(biāo)志圖樣見圖2.6。

各國(guó)的環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域、評(píng)價(jià)內(nèi)容和評(píng)價(jià)指標(biāo)各不相同。大多數(shù)計(jì)劃是針對(duì)室內(nèi)建筑材料（裝飾裝修材料）的污染物指標(biāo)制定定量規(guī)定，從評(píng)價(jià)方法上基本采用單因素評(píng)價(jià)，對(duì)一些具體而單一的污染物指標(biāo)如甲醛含量進(jìn)行成分限制。迄今為止，國(guó)際上尚未有一種標(biāo)志計(jì)劃是采用建筑材料生命全周期分析方法，從建筑材料的原料采集、生產(chǎn)制造、使用和廢棄回收各階段對(duì)建筑材料的資源消耗、能源消耗、環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)性、資源再利用性等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全方面綜合評(píng)價(jià)，從而做出是否是綠色建材以及“綠色”程度的評(píng)判。我國(guó)在這方面做了大量的工作，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

2.我國(guó)綠色建材產(chǎn)品評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

目前，我國(guó)市場(chǎng)上有關(guān)綠色建材產(chǎn)品的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)大致是根據(jù)以下幾方面確定的。

（1）ISO14000體系認(rèn)證ISO14000被形象地喻為“通往國(guó)際市場(chǎng)的綠卡”。它是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定的，是目前世界上最為完善和系統(tǒng)的環(huán)境管理的國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)。ISO14000是從環(huán)境因素入手，通過制定一系列標(biāo)準(zhǔn)而形成的一個(gè)系統(tǒng)的、嚴(yán)密的、文件化的體系。該體系以使企業(yè)達(dá)到遵章守法、預(yù)防污染和持續(xù)改進(jìn)為目的。該系列環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重評(píng)價(jià)材料的環(huán)境負(fù)荷特性，是保證整個(gè)生命周期產(chǎn)生最低的環(huán)境負(fù)荷的有效評(píng)價(jià)方法。

ISO14000系列標(biāo)準(zhǔn)頒布以來(lái)，立即引起世界各國(guó)的重視，掀起了認(rèn)證熱潮。日本各企業(yè)積極認(rèn)證，目前獲得認(rèn)證的企業(yè)數(shù)為1091家，居世界第一。歐洲各國(guó)也積極認(rèn)證，是推行ISO14000最活躍的一個(gè)洲。面對(duì)這股認(rèn)證熱潮，我國(guó)政府采取了積極的反應(yīng)，1997年5月成立了“中國(guó)環(huán)境管理體系認(rèn)證指導(dǎo)委員會(huì)”，開展ISO14000環(huán)境管理系列標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證工作。

（2）環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證　具有環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)、環(huán)境行為優(yōu)的雙優(yōu)特性，是唯一同時(shí)以產(chǎn)品性能達(dá)標(biāo)和環(huán)境安全性為依據(jù)的認(rèn)證，獲得此標(biāo)志的產(chǎn)品在生產(chǎn)使用及處置過程都符合環(huán)保要求，對(duì)環(huán)境無(wú)害或危害極少，同時(shí)有利于資源的再生和回收利用，具有權(quán)威性。其中包括涂料、無(wú)石棉板材、膠黏劑、建筑用塑料管材管件、磷石膏建筑產(chǎn)品在內(nèi)的建筑材料產(chǎn)品占有一定的比例。該體系也只是把產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)單結(jié)合，難以在通過認(rèn)證的產(chǎn)品中定量評(píng)價(jià)那種性能指標(biāo)和安全性更好。

（3）國(guó)家相關(guān)安全性標(biāo)準(zhǔn)體系　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、10項(xiàng)《室內(nèi)裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量》（GB 18580～GB 18588）、《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》共同構(gòu)成我國(guó)一個(gè)較為完整的室內(nèi)環(huán)境污染控制的評(píng)價(jià)體系。但該標(biāo)準(zhǔn)體系評(píng)價(jià)的產(chǎn)品范圍為室內(nèi)裝飾裝修材料，其他很多建筑材料包括水泥、平板玻璃、建筑衛(wèi)生陶瓷、墻體材料等大宗的建材都不包括在內(nèi)。而且符合該體系要求的裝飾裝修材料也僅達(dá)到了環(huán)境安全性，但卻不能確定該產(chǎn)品在生產(chǎn)或其他環(huán)節(jié)也具有最小的環(huán)境污染。

上述三種評(píng)價(jià)體系在評(píng)價(jià)內(nèi)容上各有側(cè)重，很難以一種體系對(duì)綠色建材進(jìn)行定量的、全面的綜合評(píng)價(jià)。國(guó)際上公認(rèn)，用ISO14000標(biāo)準(zhǔn)中全生命周期理論評(píng)價(jià)材料的環(huán)境負(fù)荷性能是最科學(xué)和最全面的。

三、材料的環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)

早期曾采用單因子方法來(lái)評(píng)價(jià)材料的環(huán)境影響。如測(cè)量材料在生產(chǎn)過程中的廢氣排放量，用以評(píng)價(jià)該材料對(duì)大氣污染的影響。測(cè)量其廢水排放量，評(píng)價(jià)其對(duì)水污染的影響，測(cè)量其廢渣的排放量，評(píng)價(jià)其對(duì)固體廢物污染的影響。后來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，如此單因子評(píng)價(jià)不能反映其對(duì)環(huán)境的綜合影響，如全球溫室效應(yīng)、能耗、資源效率等。而且，用如此多的單項(xiàng)指標(biāo)，比較起來(lái)也太麻煩，甚至有些指標(biāo)還無(wú)法進(jìn)行平行比較。到20世紀(jì)90年代初，專家提出了一個(gè)綜合的、被稱之為生命周期評(píng)價(jià)的方法（life cycle assessment，LCA）。LCA方法現(xiàn)已基本為科學(xué)工作者所接受，成為全世界通行的材料環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法。

1.LCA的定義和起源

生命周期評(píng)價(jià)（LCA）是一種評(píng)價(jià)某一過程、產(chǎn)品或事件從原料投入、加工制備、使用到廢棄的整個(gè)生態(tài)循環(huán)過程中環(huán)境負(fù)荷的定量方法。具體地說(shuō)，LCA是指用數(shù)學(xué)和物理方法結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析對(duì)某一過程、產(chǎn)品或事件的資源、能源消耗，廢物排放，環(huán)境吸收和消化能力等環(huán)境負(fù)擔(dān)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，定量確定該過程、產(chǎn)品或事件的環(huán)境合理性及環(huán)境負(fù)荷量的大小。

1990年，由國(guó)際環(huán)境毒理學(xué)與化學(xué)學(xué)會(huì)（SETAC）首次主持召開了有關(guān)生命周期評(píng)價(jià)的國(guó)際研討會(huì)，在該次會(huì)議上首次提出了“生命周期評(píng)價(jià)（life cycle assessment，LCA）”的概念。在以后的幾年里，SETAC又主持和召開了多次學(xué)術(shù)研討會(huì)，對(duì)生命周期評(píng)價(jià)（LCA）從理論與方法上進(jìn)行了廣泛的研究，對(duì)生命周期評(píng)價(jià)的方法論發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。1993年，SETAC根據(jù)在葡萄牙的一次學(xué)術(shù)會(huì)議的主要結(jié)論，出版了一本綱領(lǐng)性報(bào)告“生命周期評(píng)價(jià)（LCA）綱要：實(shí)用指南”。該報(bào)告為L(zhǎng)CA方法提供了一個(gè)基本技術(shù)框架，成為生命周期評(píng)價(jià)方法論研究起步的一個(gè)里程碑。

目前生命周期評(píng)價(jià)的方法論還處在研究和發(fā)展階段，SETAC與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）正積極促進(jìn)生命周期評(píng)價(jià)方法論的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化研究。1993年6月，ISO正式成立了環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)（TC-207），負(fù)責(zé)環(huán)境管理體系的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作。TC-207技術(shù)委員會(huì)在ISO14000系列環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)中為生命周期評(píng)價(jià)預(yù)留了10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)（ISO14040～I(xiàn)SO14049），其中ISO14040（環(huán)境管理-生命周期評(píng)價(jià)-原則與框架）、ISO14041（清單分析）、ISO14042（影響評(píng)價(jià)）、ISO14043（結(jié)果解析）、ISO14044（要求事項(xiàng)與指南）和ISO14045（產(chǎn)品系統(tǒng)的生態(tài)效益評(píng)估原則、要求和指南）已分別于1997年、1998年、2000年、2000年、2006年和2012年頒布，相應(yīng)的ISO14046～I(xiàn)SO14049標(biāo)準(zhǔn)號(hào)也將在今后幾年內(nèi)頒布。LCA將成為ISO14000系列標(biāo)準(zhǔn)中產(chǎn)品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的核心和確定環(huán)境標(biāo)志和產(chǎn)品環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，它同時(shí)也是環(huán)境標(biāo)志計(jì)劃與清潔生產(chǎn)實(shí)施的重要基礎(chǔ)。事實(shí)上，由于ISO的組織，有眾多的學(xué)術(shù)組織、政府機(jī)構(gòu)、企業(yè)和環(huán)境保護(hù)組織參與的LCA研究已成為國(guó)際上LCA研究和應(yīng)用的主流。

2.LCA的技術(shù)框架及評(píng)價(jià)過程

由于ISO14000環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)在世界上已全面貫徹實(shí)施，目前，利用生命周期分析來(lái)考慮生產(chǎn)過程、工業(yè)產(chǎn)品乃至一些生活事件對(duì)環(huán)境的綜合影響已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)一項(xiàng)常規(guī)方法。按照ISO14040系列標(biāo)準(zhǔn)，如圖2.7所示，LCA評(píng)價(jià)方法的技術(shù)框架一般包括四部分。主要有目標(biāo)和范圍定義、編目分析、環(huán)境影響評(píng)價(jià)以及評(píng)價(jià)結(jié)果解釋等，下面做一詳細(xì)分析。

（1）目標(biāo)和范圍定義　確定目標(biāo)和范圍是生命周期評(píng)價(jià)研究中的第一步，也是最關(guān)鍵的部分，包括確定研究目標(biāo)和范圍、建立功能單位、建立保證研究質(zhì)量的程序等內(nèi)容。目標(biāo)定義即要清楚地說(shuō)明開展此項(xiàng)生命周期評(píng)價(jià)的目的和原因，以及研究結(jié)果的預(yù)期應(yīng)用領(lǐng)域。范圍界定需要考慮產(chǎn)品系統(tǒng)的功能、功能單位、系統(tǒng)邊界、數(shù)據(jù)分配程序、環(huán)境影響類型、數(shù)據(jù)要求、假定的條件、限制條件、原始數(shù)據(jù)質(zhì)量要求、對(duì)結(jié)果的評(píng)議類型、研究所需的報(bào)告類型和形式等項(xiàng)目并作清楚地描述。LCA的評(píng)價(jià)范圍一般包括評(píng)價(jià)功能單元定義、評(píng)價(jià)邊界定義、系統(tǒng)輸入輸出分配方法、環(huán)境影響評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)物理模型及其解釋方法、數(shù)據(jù)要求、審核方法以及評(píng)價(jià)報(bào)告的類型與格式等。范圍定義必須保證足夠的評(píng)價(jià)廣度和深度，以符合對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的定義。評(píng)價(jià)過程中，范圍的定義是一個(gè)反復(fù)的過程，必要時(shí)可以進(jìn)行修改。研究范圍的界定要足以保證研究的廣度、深度和詳盡程度與要求的目標(biāo)一致，使所研究的對(duì)象生命周期所有過程都落入系統(tǒng)的邊界內(nèi)，如圖2.8所示。

由于LCA是一個(gè)反復(fù)的過程，在數(shù)據(jù)和信息的收集過程中，可能修正預(yù)先界定的范圍來(lái)滿足研究的目標(biāo)。在某些情況下，也可能修正研究目標(biāo)本身。為保證LCA評(píng)價(jià)方法符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)結(jié)果客觀和可靠，在LCA評(píng)價(jià)過程結(jié)束后可以邀請(qǐng)第三方對(duì)結(jié)果進(jìn)行審核。審核方式將決定是否進(jìn)行審核，以及由誰(shuí)、如何進(jìn)行審核。盡管審核并非LCA評(píng)價(jià)的組成部分之一，但在對(duì)多個(gè)對(duì)象進(jìn)行比較研究并將結(jié)果公之于眾時(shí)，為謹(jǐn)慎起見應(yīng)該進(jìn)行審核。

（2）編目分析　編目分析又稱生命周期清單分析、列表分析，是生命周期評(píng)價(jià)四部分中發(fā)展最完善、應(yīng)用最多的一部分。事實(shí)上，20世紀(jì)80年代末和90年代初，在研究者們加入了其他三個(gè)部分并與編目分析組合在一起之后，才產(chǎn)生了LCA方法。編目分析是指根據(jù)評(píng)價(jià)的目標(biāo)和范圍定義，針對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象收集定量或定性的輸入輸出數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理和計(jì)算的過程。該分析評(píng)價(jià)貫穿于整個(gè)生命周期，即對(duì)產(chǎn)品整個(gè)壽命期間消耗的原材料、能源以及固態(tài)廢物、大氣污染物、水質(zhì)污染物等，根據(jù)物質(zhì)平衡和能量平衡進(jìn)行正確的調(diào)查獲取數(shù)據(jù)的過程。如圖2.9所示，需要收集的輸入數(shù)據(jù)包括資源和能源消耗狀況，輸出數(shù)據(jù)則主要考慮具體的系統(tǒng)或過程對(duì)環(huán)境造成的各種影響。編目分析在LCA評(píng)價(jià)中占有重要的位置，后面的環(huán)境影響評(píng)價(jià)過程就是建立在編目分析的數(shù)據(jù)結(jié)果基礎(chǔ)上的。另外，LCA用戶也可以直接從編目分析中得到評(píng)價(jià)結(jié)論，并做出解釋。

在編目分析中通常包含以下幾個(gè)過程或步驟。

①系統(tǒng)和系統(tǒng)邊界定義　如前所述，系統(tǒng)是指為實(shí)現(xiàn)特定功能而執(zhí)行的、與物質(zhì)和能量相關(guān)的操作過程的集合，這是LCA的評(píng)價(jià)對(duì)象。一個(gè)系統(tǒng)通過其系統(tǒng)邊界與外部環(huán)境分隔開。系統(tǒng)的所有輸入都來(lái)自于外部環(huán)境，系統(tǒng)所有的輸出都輸出到外部環(huán)境。編目分析正是對(duì)所有穿過系統(tǒng)邊界的物質(zhì)、能量流進(jìn)行量化的過程。系統(tǒng)的定義包括對(duì)其功能、輸入源、內(nèi)部過程等方面的描述，以及地域和時(shí)間尺度上的考慮。這些因素都會(huì)影響評(píng)價(jià)的結(jié)果。尤其在對(duì)多個(gè)產(chǎn)品或服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)時(shí)，定義的各個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該具有可比性。

②系統(tǒng)內(nèi)部流程　為更清晰地顯示系統(tǒng)內(nèi)部聯(lián)系，以及尋找環(huán)境改善的時(shí)機(jī)和途徑，通常需要將產(chǎn)品系統(tǒng)分解為一系列相互關(guān)聯(lián)的過程或子系統(tǒng)，分解的程度取決于前面的目標(biāo)和范圍定義，以及數(shù)據(jù)的可獲得性。系統(tǒng)內(nèi)部的這些過程從“上游”過程中得到輸入，并向“下游”過程產(chǎn)生輸出。這些過程及其相互間的輸入輸出關(guān)系可以用一個(gè)流程圖來(lái)表示。

在一個(gè)產(chǎn)品的流程中通常可以分為主要產(chǎn)品和輔助性產(chǎn)品。例如一個(gè)聚乙烯塑料飲料瓶的主要流程如圖2.10所示，這個(gè)流程圖中沒有包括輔助性產(chǎn)品如標(biāo)簽、紙箱、黏膠等，但在完整的編目分析中應(yīng)該包括它們。

在絕大多數(shù)的產(chǎn)品系統(tǒng)中都要涉及能源和運(yùn)輸，所以能源生產(chǎn)和不同運(yùn)輸方式的環(huán)境編目數(shù)據(jù)是一種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，一次收集和分析之后會(huì)多次被用到。與此類似，一種材料也會(huì)在多種產(chǎn)品中被用到，所以對(duì)常用材料的基礎(chǔ)評(píng)價(jià)也是非常重要并需要首先解決的問題。

③編目數(shù)據(jù)的收集與處理　一旦得出系統(tǒng)的內(nèi)部流程圖，就可以開始數(shù)據(jù)的收集工作。編目數(shù)據(jù)包括流入每個(gè)過程的物質(zhì)和能量，以及從這個(gè)過程流出的，排放到空氣、水體和土壤中的物質(zhì)。編目數(shù)據(jù)的來(lái)源應(yīng)該盡可能從實(shí)際生產(chǎn)過程中獲得，另外也可以從技術(shù)設(shè)計(jì)者，或者通過工程計(jì)算、對(duì)類似系統(tǒng)的估計(jì)、公共或商業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)中得到相關(guān)信息。在編目分析中還應(yīng)注意分配問題和能源問題這兩類問題的處理方式。

分配問題：當(dāng)產(chǎn)品系統(tǒng)中得到多個(gè)產(chǎn)品，或者一個(gè)回收過程中同時(shí)處理了來(lái)自多個(gè)系統(tǒng)的廢棄物時(shí)，就產(chǎn)生了輸入輸出數(shù)據(jù)如何在多個(gè)產(chǎn)品或多個(gè)系統(tǒng)之間分配的問題。盡管沒有統(tǒng)一的分配原則，通常可以從系統(tǒng)中的物理、化學(xué)過程出發(fā)，依據(jù)質(zhì)量或熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，甚至經(jīng)濟(jì)上的考慮，進(jìn)行分配。

能源問題：能源數(shù)據(jù)中應(yīng)考慮能源的類型、轉(zhuǎn)化效率、能源生產(chǎn)中的編目數(shù)據(jù)，以及能源消耗的量。不同類型的化石能源和電能應(yīng)該分別列出，能源消耗的量應(yīng)以相應(yīng)的熱值如焦耳或兆焦單位計(jì)算。對(duì)于燃料的消耗也可使用質(zhì)量和體積。

編目數(shù)據(jù)應(yīng)該是足夠長(zhǎng)的一段時(shí)間，例如一年中的統(tǒng)計(jì)平均值，以消除非典型行為的干擾。數(shù)據(jù)的來(lái)源、地域和時(shí)間限制，以及對(duì)數(shù)據(jù)的平均或加權(quán)處理應(yīng)該明確地說(shuō)明。所有的數(shù)據(jù)應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的功能單元進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范化，這樣才具有疊加性。得到所有的數(shù)據(jù)后就可以計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的物質(zhì)流平衡，以及各子系統(tǒng)的貢獻(xiàn)。

（3）環(huán)境影響評(píng)價(jià)　環(huán)境影響評(píng)價(jià)建立在編目分析的基礎(chǔ)上，其目的是為了更好地理解編目分析數(shù)據(jù)與環(huán)境的相關(guān)性，評(píng)價(jià)各種環(huán)境損害造成的總的環(huán)境影響的嚴(yán)重程度。即采用定量調(diào)查所得的環(huán)境負(fù)荷數(shù)據(jù)定量分析對(duì)人體健康、生態(tài)環(huán)境、自然環(huán)境的影響及其相互關(guān)系，并根據(jù)這種分析結(jié)果再借助于其他評(píng)價(jià)方法對(duì)環(huán)境進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)。目前，環(huán)境影響評(píng)價(jià)的方法有許多，但基本上都包含分類、表征、歸一化和評(píng)價(jià)四個(gè)環(huán)節(jié)，見圖2.11。

①分類　是一個(gè)將編目條目與環(huán)境損害種類相聯(lián)系并分組排列的過程，它是一個(gè)定性的、基于自然科學(xué)知識(shí)的過程。在LCA中將環(huán)境損害總共分為三類，即資源消耗、人體健康和生態(tài)環(huán)境影響。然后又細(xì)分為許多具體的環(huán)境損害種類，如全球變暖、酸雨、臭氧層減少、沙漠化、富營(yíng)養(yǎng)化等等。一種編目條目可能與一種或多種具體的環(huán)境損害有關(guān)。

②表征　不同編目種類造成同一種環(huán)境損害效果的程度不同，例如二氧化硫和氧化氮都可能引起酸雨，但同樣的量引起酸雨的濃度并不相同。表征就是對(duì)比分析和量化這種程度的過程。它是一個(gè)定量的，基本上基于自然科學(xué)的過程。通常在表征中都采用了計(jì)算“當(dāng)量”的方法，比較和量化這種程度上的差別。將當(dāng)量值與實(shí)際編目數(shù)據(jù)的量相乘，可以比較相關(guān)編目條目對(duì)環(huán)境影響的嚴(yán)重程度。常用的環(huán)境影響表征指標(biāo)見表2.13。

③歸一化　由于環(huán)境影響因素有許多種，除資源消耗、能源消耗、廢氣、廢水、廢渣外，還有溫室氣體效應(yīng)、酸雨、有機(jī)揮發(fā)物、區(qū)域毒性、噪聲、電磁波污染、光污染等，每一種影響因素的計(jì)量單位都不相同。為實(shí)現(xiàn)量化，通常對(duì)編目分析和表征結(jié)果數(shù)據(jù)采用加權(quán)或分級(jí)的方法進(jìn)行處理，簡(jiǎn)化評(píng)價(jià)過程，使評(píng)價(jià)結(jié)果一目了然。這個(gè)量化的處理在LCA應(yīng)用中被稱為歸一化處理。該方法主要是將環(huán)境因素簡(jiǎn)化，用單因子表示最后的評(píng)價(jià)結(jié)果。后面的環(huán)境影響評(píng)價(jià)模型里將詳細(xì)介紹一些歸一化的數(shù)學(xué)方法。

④評(píng)價(jià)　為了從總體上概括某一系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的影響，將各種因素及數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、表征、歸一化處理后，最后進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)。這個(gè)過程主要是比較和量化不同種類的環(huán)境損害，并給出最后的定量結(jié)果。環(huán)境評(píng)價(jià)是一個(gè)典型的數(shù)學(xué)物理過程，經(jīng)常要用到各種數(shù)學(xué)物理模型和方法。不同的方法往往帶有個(gè)人和社會(huì)的主觀因素和價(jià)值判斷。這是評(píng)價(jià)結(jié)果容易引起爭(zhēng)議的主要原因。因此，在環(huán)境評(píng)價(jià)過程中，一般要清楚、詳細(xì)地給出所采用的數(shù)學(xué)物理方法、假設(shè)條件和價(jià)值判斷依據(jù)等。

（4）評(píng)價(jià)結(jié)果解釋　在20世紀(jì)90年代初LCA方法剛提出時(shí)，LCA的第四部分稱為環(huán)境改善評(píng)價(jià)，目的是尋找減少環(huán)境影響、改善環(huán)境狀況的時(shí)機(jī)和途徑，并對(duì)這個(gè)改善環(huán)境途徑的技術(shù)合理性進(jìn)行判斷和評(píng)價(jià)。即對(duì)改換原材料以及變更工藝等之后所引起的環(huán)境影響以及改善效果進(jìn)行解析的過程。其目的一方面在于表明所有的產(chǎn)品系統(tǒng)都或多或少地影響著環(huán)境，并存在著改進(jìn)的余地；另一方面也強(qiáng)調(diào)了LCA方法應(yīng)該被用于改善環(huán)境，而不僅僅是對(duì)現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)。由于許多改善環(huán)境的措施涉及具體的技術(shù)關(guān)鍵、專利等各種知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題，許多企業(yè)對(duì)環(huán)境改善評(píng)價(jià)過程持抵觸態(tài)度，擔(dān)心其技術(shù)優(yōu)勢(shì)外泄。而且環(huán)境改善過程也沒有普遍適用的原則，難以將其標(biāo)準(zhǔn)化。例如，同樣是污水排放和處理，有的有機(jī)物含量高、有的有害金屬離子含量高，有的需采用氧化法處理，有的需采用還原法處理，不可能采用同一種工藝或同一種方法來(lái)處理所有的廢水。鑒于此原因，1997年，國(guó)際ISO組織在LCA標(biāo)準(zhǔn)中去掉了環(huán)境改善評(píng)價(jià)這一步驟。但這并不是否定LCA在環(huán)境改善中的作用。

在新的LCA標(biāo)準(zhǔn)中，第四部分由環(huán)境改善評(píng)價(jià)被修改為解釋過程。主要是將編目分析和環(huán)境影響評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行綜合，對(duì)該過程、事件或產(chǎn)品的環(huán)境影響進(jìn)行闡述和分析，最終給出評(píng)價(jià)的結(jié)論及建議。例如，對(duì)于決策過程，依據(jù)第一部分中定義的評(píng)價(jià)目標(biāo)和范圍，向決策者提供直接需要的相關(guān)信息，而不僅僅是單純的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。

以上幾個(gè)階段是相互獨(dú)立的，也是相互聯(lián)系的。可以完成所有階段的工作，也可以完成部分階段的工作，幾個(gè)階段在事實(shí)中通過反饋對(duì)前一階段進(jìn)行修正。經(jīng)過20多年的發(fā)展，作為一種有效的環(huán)境管理工具，LCA方法已廣泛地被應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域和活動(dòng)中，評(píng)價(jià)這些活動(dòng)對(duì)環(huán)境造成的影響，尋求改善環(huán)境的途徑，在設(shè)計(jì)過程中為減小環(huán)境污染提供最佳判斷。

3.常用的LCA評(píng)價(jià)模型

在LCA評(píng)價(jià)過程中，常需要用到一定的數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)方法，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)CA評(píng)價(jià)模型。到目前為止，關(guān)于LCA評(píng)價(jià)模型可分為精確方法和近似方法。前者有輸入輸出法，后者有線性規(guī)劃法、層次分析法等。

（1）輸入輸出法　輸入輸出法是一種最簡(jiǎn)單也是最常用的LCA評(píng)價(jià)模型，見圖2.12。在評(píng)價(jià)過程中僅考慮系統(tǒng)的輸入和輸出量，從而定量計(jì)算出該系統(tǒng)對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響。系統(tǒng)的輸入量主要包括整個(gè)過程完成所需要的能源和資源的消耗量，如煤、石油、天然氣、電力，以及原料投入等，需要輸入定量的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的輸出首先是該系統(tǒng)的有效產(chǎn)品，然后是該系統(tǒng)在生產(chǎn)和使用過程中產(chǎn)生的廢棄物排放量，也包括該系統(tǒng)完成過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的人體健康影響、溫室氣體效應(yīng)、區(qū)域毒性影響，以及光、聲、電磁污染等影響。一般情況下，輸出量也是定量的數(shù)據(jù)。由于輸入輸出法數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單，計(jì)算也不復(fù)雜，各種環(huán)境影響的指標(biāo)定量且具體，在LCA模型應(yīng)用中發(fā)展比較成熟。但其缺點(diǎn)是輸入輸出的指標(biāo)數(shù)據(jù)分類較細(xì)，不能對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

（2）線性規(guī)劃法　線性規(guī)劃法是一種常用的系統(tǒng)分析方法。其原理是在一定約束條件下尋求目標(biāo)函數(shù)的極值問題。當(dāng)約束條件和目標(biāo)函數(shù)都屬線性問題時(shí)，該系統(tǒng)分析方法即被稱為線性規(guī)劃法。在環(huán)境影響評(píng)價(jià)過程中，無(wú)論是資源和能源消耗，還是污染物排放，以及其他環(huán)境影響如溫室效應(yīng)等，一般情況下都在線性范圍內(nèi)，可以用線性規(guī)劃法對(duì)系統(tǒng)的環(huán)境影響進(jìn)行定量分析。例如，一個(gè)系統(tǒng)的環(huán)境影響因素用線形規(guī)劃方法可以被定義為如下數(shù)學(xué)模型：

［A_i，j］［B_i，j］=［F_i，j］i，j=1，2，…，n

式中，A為環(huán)境影響的分類因子；B為各環(huán)境影響因子在系統(tǒng)各個(gè)階段的環(huán)境影響數(shù)據(jù)；F為該環(huán)境影響因子的環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果；i、j為系統(tǒng)各階段序號(hào)。可見，環(huán)境影響因子和這些因子在階段的環(huán)境影響數(shù)據(jù)組成了一個(gè)矩陣序列，通過矩陣求解，最后可得到各因子的環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果。

線性規(guī)劃法是一種評(píng)價(jià)和管理產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境性能的常用方法。它不僅可以解決環(huán)境負(fù)荷的分配問題，而且對(duì)環(huán)境性能優(yōu)化也能進(jìn)行定量的分析。由于LCA方法是探討人類行為和環(huán)境負(fù)荷之間的一些線性關(guān)系，故線形規(guī)劃法可以定量地應(yīng)用于各種領(lǐng)域的環(huán)境影響評(píng)價(jià)。

（3）層次分析法　層次分析法的英文全稱為anylytic hierachy process，簡(jiǎn)稱AHP方法，是一種實(shí)用的多準(zhǔn)則決策方法。近年來(lái)，層次分析法在LCA中獲得了廣泛的應(yīng)用。AHP方法的具體過程是根據(jù)問題的性質(zhì)以及要達(dá)到的目標(biāo)，把復(fù)雜的環(huán)境問題分解為不同的組合因素，并按各因素之間的隸屬關(guān)系和相互關(guān)系程度分組，形成一個(gè)不相交的層次，上一層次對(duì)相鄰的下一層次的全部或部分元素起著支配作用，從而形成一個(gè)自上而下的逐層支配關(guān)系。

圖2.13是一個(gè)典型的層次分析法示意。由圖2.13可見，層次分析法的結(jié)構(gòu)可分為目標(biāo)層、決策層和方案層，其中目標(biāo)層可作為L(zhǎng)CA的評(píng)價(jià)目標(biāo)并為范圍定義服務(wù)，相當(dāng)于環(huán)境影響因子。決策層在LCA應(yīng)用中可作為數(shù)據(jù)層，不同的環(huán)境影響因子在系統(tǒng)各個(gè)階段有不同的數(shù)據(jù)。最后的方案層則對(duì)應(yīng)著環(huán)境影響的評(píng)價(jià)結(jié)果。

隨著ISO14000環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)在全球的實(shí)施，有關(guān)LCA評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)物理模型和方法一直在不斷地發(fā)展和完善。除以上介紹的幾種常用模型外，還有模糊數(shù)學(xué)分析法、逆矩陣法等用于LCA分析也有應(yīng)用，詳細(xì)可參閱其他文獻(xiàn)資料。

4.LCA應(yīng)用舉例

在過去的10多年中，通過ISO14000國(guó)際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，LCA的應(yīng)用已遍及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。在材料領(lǐng)域，LCA用于環(huán)境影響評(píng)價(jià)更是日臻完善。到目前為止，LCA在鋼鐵、有色金屬材料、玻璃、水泥、塑料、橡膠、鋁合金、鎂合金等材料方面，在容器、包裝、復(fù)印機(jī)、計(jì)算機(jī)、汽車、輪船、飛機(jī)、洗衣機(jī)、其他家用電器等產(chǎn)品方面的環(huán)境影響評(píng)價(jià)應(yīng)用都有報(bào)道。下面分類列舉一些LCA應(yīng)用例子。

（1）建筑陶瓷磚的環(huán)境影響評(píng)價(jià)　我國(guó)是世界上最大的建材生產(chǎn)國(guó)。從資源的消耗到環(huán)境的損害，建材行業(yè)一直是污染較嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)。為考察建材生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境的影響，用LCA方法評(píng)價(jià)了某建筑陶瓷磚生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境的影響。該陶瓷磚生產(chǎn)線的年產(chǎn)量為30萬(wàn)平方米，采用連續(xù)性流水線生產(chǎn)。所需原料有鋼渣、黏土、硅藻土、石英粉、釉料以及其他添加劑等，消耗一定的燃料和電力、水，排放出一定的廢氣、廢水、廢渣。某建筑瓷磚生產(chǎn)工藝示意見圖2.14。

在LCA實(shí)施過程中，首先是目標(biāo)定義。對(duì)該瓷磚生產(chǎn)過程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)的目標(biāo)定義為只考察其生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境的影響，范圍界定在直接原料消耗和直接廢物排放，不考慮原料的生產(chǎn)加工過程，以及廢水、廢渣的再處理過程。

對(duì)該陶瓷磚環(huán)境影響LCA評(píng)價(jià)的編目分析，主要按資源和能源消耗，各種廢棄物排放及其引起的直接環(huán)境影響進(jìn)行數(shù)據(jù)分類、編目。如能耗可按加熱、照明、取暖等過程進(jìn)行編目；資源消耗則按原料配比進(jìn)行數(shù)據(jù)分類；污染物排放按廢氣、廢水、廢渣等進(jìn)行編目分析。由于該生產(chǎn)過程排放的有害廢氣量很小，主要是CO₂，故廢氣排放量可以忽略，而以溫室效應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)編目。另外，在該瓷磚生產(chǎn)過程中其他環(huán)境影響指標(biāo)如人體健康、區(qū)域毒性、噪聲等也很小，因此在編目分析中也忽略不計(jì)。

在環(huán)境影響評(píng)價(jià)過程中采用了輸入輸出法模型，其輸入和輸出參數(shù)如圖2.15所示。其中輸入?yún)?shù)有能源和原料，輸出參數(shù)包括產(chǎn)品、廢水、廢渣以及由CO₂排放引起的全球溫室效應(yīng)。

通過輸入輸出法計(jì)算，得到該陶瓷磚生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境的影響結(jié)果，見圖2.16，其中圖2.16（a）為能源和資源的消耗情況，圖2.16（b）為對(duì)環(huán)境的影響。由圖2.16可見，該陶瓷磚生產(chǎn)過程的能耗，以及水的消耗較大。由于采用鋼渣為主要原料，這是煉鋼過程排放的固態(tài)廢物，因此在資源消耗方面屬于再循環(huán)利用，是對(duì)保護(hù)環(huán)境有利的生產(chǎn)工藝。

另外，該工藝過程的廢渣排放量較小，僅為0.5kg/m²。廢水的排放量為30kg/m²，且可以循環(huán)再利用。相對(duì)而言，該工藝過程中溫室氣體效應(yīng)較大，生產(chǎn)1m²瓷磚要向大氣層排放19.8kg CO₂，則年產(chǎn)量為30×10⁴m²的瓷磚向空中排放的CO₂總量是相當(dāng)可觀的。對(duì)LCA評(píng)價(jià)結(jié)果的解釋，除上述的環(huán)境影響數(shù)據(jù)外，通過對(duì)該瓷磚生產(chǎn)過程的LCA評(píng)價(jià)，可提出的改進(jìn)工藝主要有降低能耗、降低廢水排放量、減少溫室氣體效應(yīng)影響等。

（2）聚氨酯防水涂料生產(chǎn)過程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)　全世界約有4萬(wàn)家涂料生產(chǎn)廠。包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)在內(nèi)，我國(guó)目前約有上萬(wàn)家，有一定規(guī)模的涂料廠也有幾百家。由于高能耗、低質(zhì)量、污染環(huán)境、損害人體健康等原因，亟須先進(jìn)技術(shù)改進(jìn)生產(chǎn)工藝和相應(yīng)的施工技術(shù)。而且在近幾十年內(nèi)，建材行業(yè)（包括建筑涂料）將是我國(guó)材料應(yīng)用的主要行業(yè)。因此，發(fā)展高檔的環(huán)境兼容性建筑涂料是國(guó)際上一個(gè)重要趨勢(shì)。

為研究有機(jī)涂料的生產(chǎn)和使用對(duì)環(huán)境的影響，這里選取一個(gè)防水涂料生產(chǎn)的實(shí)例，用LCA方法進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)。其目標(biāo)定義在該防水涂料的生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境的影響，不考慮涂料的施工及使用對(duì)環(huán)境及人體健康的影響。范圍定義在直接原料消耗和直接廢物排放，以及其他因素對(duì)環(huán)境的直接影響，不考慮原料的生產(chǎn)加工過程，以及廢水、廢渣的再處理過程。

根據(jù)防水涂料生產(chǎn)工藝示意圖（圖2.17），對(duì)該涂料的環(huán)境影響因素進(jìn)行編目分析（圖2.18）。主要按資源和能源消耗，各種廢棄物排放及其引起的直接環(huán)境影響進(jìn)行數(shù)據(jù)分類、編目。如能耗可分為加熱、照明、取暖等過程進(jìn)行編目；資源消耗按原料配比進(jìn)行數(shù)據(jù)分類；污染物排放按廢氣、廢渣等進(jìn)行編目分析。由于是生產(chǎn)涂料的工藝過程，生產(chǎn)中排放大量的有機(jī)廢氣。除二氧化碳以溫室效應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)編目外，還用區(qū)域毒性和揮發(fā)性有機(jī)物來(lái)評(píng)價(jià)有害氣體排放對(duì)環(huán)境和人體健康的影響。相對(duì)而言，涂料生產(chǎn)過程中的廢水排放量很小，可以忽略。另外，在該生產(chǎn)過程中噪聲等的影響因素也很小，因此在編目分析中也可忽略不計(jì)。

用輸入輸出法評(píng)價(jià)了該防水涂料對(duì)環(huán)境的影響，其輸入和輸出參數(shù)如圖2.18所示。其中輸入?yún)?shù)有能源和原料，輸出參數(shù)包括涂料產(chǎn)品、廢渣、有機(jī)揮發(fā)物、區(qū)域毒性水平以及由二氧化碳排放引起的全球溫室效應(yīng)。

根據(jù)輸入和輸出數(shù)據(jù)計(jì)算得到該防水涂料對(duì)環(huán)境和人體健康的影響結(jié)果見圖2.19。其中資源的消耗包括原料和燃煤獲取能源的消耗，能源的需求相對(duì)較高，每千克產(chǎn)品需耗能8.8MJ。從環(huán)境的影響看，該工藝過程的固態(tài)廢物排放量較小，僅為0.054kg/kg。由于能耗較高，相應(yīng)的溫室氣體效應(yīng)較明顯，當(dāng)量二氧化碳?xì)怏w排放達(dá)0.572kg/kg。對(duì)人體健康有影響的有機(jī)揮發(fā)物排放較少，為0.15kg/kg。包括有機(jī)固體廢物在內(nèi)，該防水涂料生產(chǎn)過程排放的有害物的區(qū)域毒性影響為2.5kg/kg，表明該工藝尚有改進(jìn)的余地。

對(duì)LCA評(píng)價(jià)結(jié)果的解釋，除上述的環(huán)境影響數(shù)據(jù)外，通過對(duì)該涂料生產(chǎn)過程的LCA評(píng)價(jià)，可提出的改進(jìn)工藝主要有提高資源效率，降低能耗、降低總有害物的排放量以及減少溫室氣體效應(yīng)影響等。

（3）用層次分析法評(píng)價(jià)一般材料的環(huán)境影響　這里介紹一個(gè)用層次分析法評(píng)價(jià)鐵、鋁和高密度聚乙烯等三種常用材料在使用過程中的環(huán)境影響。前已介紹過層次分析法（AHP）的基本原理。定義一個(gè)環(huán)境指數(shù)為L(zhǎng)CA的評(píng)價(jià)目標(biāo)，如下式所示。評(píng)價(jià)范圍界定為材料的使用過程對(duì)環(huán)境的影響。

式中，Eco-indicator為環(huán)境指數(shù)；environmental impact為環(huán)境影響；service performance為材料性能。如圖2.13所示，將目標(biāo)層、準(zhǔn)則層以及方案層構(gòu)造完畢后，按照LCA原理，可以進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)的編目分析。由于是評(píng)價(jià)材料在使用過程中的環(huán)境影響，除考慮被評(píng)價(jià)材料的環(huán)境因素如能耗、資源消耗、溫室效應(yīng)、人體健康影響、排放的廢氣、排放的廢水及固態(tài)廢物外，還應(yīng)考慮材料的使用性能如拉伸強(qiáng)度、線膨脹系數(shù)、比熱容、電導(dǎo)以及電極電位等，詳細(xì)見圖2.20的編目分析示意。圖2.20中目標(biāo)層為環(huán)境指數(shù)，準(zhǔn)則層為環(huán)境影響及材料性能，方案層為具體的各種指標(biāo)。

收集編目分析的各種具體數(shù)據(jù)，可構(gòu)造如下兩個(gè)矩陣：

式中，S*為材料性能指標(biāo)；E*為環(huán)境影響指標(biāo)。解以上兩式，得到三種材料環(huán)境影響及性能指標(biāo)的AHP分析結(jié)果見表2.14。顯然，從環(huán)境指數(shù)來(lái)看，這三種材料在使用過程中，高密度聚乙烯的環(huán)境影響最小，鐵的環(huán)境影響也比較小，鋁的環(huán)境影響最大。這個(gè)結(jié)果與用輸入輸出法評(píng)價(jià)的同樣三種材料的環(huán)境影響趨勢(shì)是一致的。

由以上介紹可見，LCA對(duì)評(píng)價(jià)材料的環(huán)境影響是一種有效的定量的方法、工具及手段。盡管LCA方法不具有行政和法律管理手段的強(qiáng)制性，有關(guān)其研究和應(yīng)用仍風(fēng)靡全球，一方面是由于其在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的重要作用，另一方面也是環(huán)境保護(hù)思想深入發(fā)展的結(jié)果。另外，LCA評(píng)價(jià)是建立在整個(gè)壽命循環(huán)的概念和環(huán)境編目數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，亦即從搖籃到墳?zāi)沟娜谭治觯梢韵到y(tǒng)地、充分地闡述與系統(tǒng)相關(guān)的環(huán)境影響，進(jìn)而尋找環(huán)境改善的時(shí)機(jī)和途徑。體現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)由簡(jiǎn)單粗放向復(fù)雜精細(xì)發(fā)展的趨勢(shì)。

在開發(fā)和生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品的過程中，LCA方法是一種有效的環(huán)境評(píng)價(jià)方法和管理工具。許多跨國(guó)公司都認(rèn)為，出于市場(chǎng)和成本的考慮，使用LCA方法來(lái)評(píng)價(jià)和管理企業(yè)及其產(chǎn)品的環(huán)境影響，有助于公司適應(yīng)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)和今后的發(fā)展。

5.LCA的局限性

盡管LCA已在全球各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，隨著對(duì)LCA應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的豐富，人們逐漸發(fā)現(xiàn)LCA還存在一些不足，在應(yīng)用范圍、評(píng)價(jià)范圍甚至評(píng)價(jià)方法本身等方面還有一些局限性。表2.15給出了目前關(guān)于LCA方法局限性的初步考慮。

（1）應(yīng)用范圍的局限性　作為一種環(huán)境管理工具，LCA并不總是適用所有的環(huán)境影響評(píng)價(jià)。例如，LCA只評(píng)價(jià)產(chǎn)品、事件以及活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，亦即只考慮生態(tài)環(huán)境、人體健康、資源和能源消耗等方面的影響因素，不涉及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)或社會(huì)效果方面的評(píng)價(jià)，也不考慮諸如質(zhì)量、性能、成本、利潤(rùn)、公眾形象等影響因素。所以在決策過程中，不可能依賴LCA方法解決所有的問題，必須結(jié)合其他方面的影響因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

（2）評(píng)價(jià)范圍的局限性　LCA的評(píng)價(jià)過程中有一個(gè)范圍定義，在實(shí)踐中這個(gè)范圍定義往往使LCA的評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)生一些誤差。LCA評(píng)價(jià)范圍一般包括時(shí)間范圍、地域范圍以及風(fēng)險(xiǎn)范圍等。

無(wú)論LCA中的原始數(shù)據(jù)還是評(píng)價(jià)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(huì)有不同的環(huán)境編目數(shù)據(jù)，相應(yīng)的評(píng)價(jià)結(jié)果也只適用于某個(gè)時(shí)間段和某個(gè)區(qū)域。這是由系統(tǒng)的時(shí)間性質(zhì)和空間性質(zhì)決定了的。從時(shí)間范圍看，一般LCA評(píng)價(jià)對(duì)象的周期越長(zhǎng)，相應(yīng)其環(huán)境影響越小。因?yàn)槲廴疚锏呐欧帕恳欢〞r(shí)，時(shí)間越長(zhǎng)，單位時(shí)間內(nèi)的排放量越小。相反，評(píng)價(jià)對(duì)象的周期越短，在相同環(huán)境負(fù)荷條件下，其環(huán)境影響越大，因?yàn)閱挝粫r(shí)間內(nèi)的排放量增加了。

除時(shí)間范圍外，LCA應(yīng)用過程中的地域范圍定義也有一些局限性。同時(shí)間范圍定義一樣，一般情況下，地域范圍定義越大，從評(píng)價(jià)結(jié)果看，環(huán)境影響越小。當(dāng)污染物總量一定時(shí)，地域范圍越大，單位空間內(nèi)的污染物排放量越小。反之亦然。

除時(shí)間和地域范圍的影響外，LCA評(píng)價(jià)還有風(fēng)險(xiǎn)范圍界定的局限性。LCA的應(yīng)用不可能包括所有與環(huán)境相關(guān)的問題，對(duì)未來(lái)的、不可知的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)在LCA應(yīng)用中無(wú)法定量描述，從而產(chǎn)生了LCA的風(fēng)險(xiǎn)范圍局限性。例如，LCA只考慮發(fā)生了的或一定會(huì)發(fā)生的環(huán)境影響，不考慮可能發(fā)生的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，及其必要的預(yù)防和應(yīng)急措施。LCA方法也沒有要求必須考慮環(huán)境法律的規(guī)定和限制。但這些在企業(yè)的環(huán)境政策制定和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的決策過程中都是十分重要的方面。

（3）評(píng)價(jià)方法的局限性　LCA的評(píng)價(jià)方法既包括了客觀因素，也包括了一些主觀成分。例如系統(tǒng)邊界的確定、數(shù)據(jù)來(lái)源的選擇、環(huán)境損害種類的選擇、計(jì)算方法的選擇，以及評(píng)價(jià)過程的選擇等。無(wú)論其評(píng)價(jià)的目標(biāo)和范圍定義如何，所有的LCA過程都包含了假設(shè)、價(jià)值判斷和折中這樣的主觀因素。所以，對(duì)運(yùn)用LCA評(píng)價(jià)得出的結(jié)論，需要給出完整的解釋說(shuō)明，以區(qū)別由試驗(yàn)測(cè)量得到的結(jié)果和基于假設(shè)和判斷得出的結(jié)論。

評(píng)價(jià)方法的局限性首先體現(xiàn)在LCA的標(biāo)準(zhǔn)化方面。LCA作為一種環(huán)境影響的評(píng)價(jià)方法，最重要的是保證其評(píng)價(jià)結(jié)論的客觀性。由于評(píng)價(jià)目標(biāo)以及所采用的量化方法的可選擇性，使其對(duì)LCA結(jié)果的客觀性有很大的影響。減少這種影響的唯一途徑是實(shí)施LCA的標(biāo)準(zhǔn)化。其目的在于確立普遍適用的原則與方法，為L(zhǎng)CA的應(yīng)用提供統(tǒng)一的方案和指南。只有通過標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)價(jià)過程，才能減少人為的影響因素，提高評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和一致性，從而有利于評(píng)價(jià)結(jié)論的互換和交流。

由于缺乏普遍適用的原則與方法，在LCA實(shí)施的許多環(huán)節(jié)中很難實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，而只能提供一些指導(dǎo)性的建議。事實(shí)上，由于環(huán)境問題的復(fù)雜性，在LCA的每個(gè)環(huán)節(jié)上實(shí)現(xiàn)完全的標(biāo)準(zhǔn)化是不可能的。換句話說(shuō)，LCA實(shí)施的每一步既依賴于LCA的標(biāo)準(zhǔn)，也依賴于實(shí)施者對(duì)LCA方法的理解和對(duì)被評(píng)價(jià)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，以及自身積累的評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣。顯然，這些難以完全避免的非標(biāo)準(zhǔn)化的因素會(huì)影響LCA評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性。

另外，評(píng)價(jià)方法的局限性表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的量化過程中。首先是在編目分析過程中產(chǎn)生的量化問題。編目分析是量化評(píng)價(jià)的開始，在收集和計(jì)算輸入輸出的量化數(shù)據(jù)時(shí)，采用的數(shù)據(jù)來(lái)源、計(jì)算方法并不是唯一確定的，而取決于實(shí)施者的主觀選擇。原則上講，在評(píng)價(jià)一個(gè)事件、產(chǎn)品或過程的環(huán)境影響時(shí)，該系統(tǒng)應(yīng)包括所有的輸入輸出數(shù)據(jù)并進(jìn)行具體的量化處理。但當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)有多個(gè)過程時(shí)，或一個(gè)過程有多個(gè)子系統(tǒng)時(shí)，各子系統(tǒng)或過程相互間的輸入輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系并不是絕對(duì)的，如何進(jìn)行量化數(shù)據(jù)的分配是一個(gè)十分困難的問題。盡管ISO14041和ISO14049給出了一些指導(dǎo)性的意見，但沒有一個(gè)通用的方法，只能取決于實(shí)施者的選擇。

在數(shù)據(jù)量化處理過程中，權(quán)重因子的選擇和定義也是一個(gè)不確定的問題。量化有利于概括和理解某產(chǎn)品、事件或過程的環(huán)境影響，給出一個(gè)確定的結(jié)果。但在量化過程中對(duì)不同類型的環(huán)境影響進(jìn)行比較和疊加時(shí)，由于量綱定義上的差異，必然引入一些無(wú)量綱的權(quán)重因子。而這些權(quán)重因子往往由LCA實(shí)施者來(lái)自由選擇和定義，由此必然引入一些主觀因素，從而產(chǎn)生了數(shù)據(jù)量化與客觀性之間的矛盾。通常希望將LCA盡量建立在自然科學(xué)的基礎(chǔ)上，避免價(jià)值判斷等主觀因素的影響，獲得一個(gè)客觀的評(píng)價(jià)結(jié)果。但事實(shí)上在很多環(huán)節(jié)僅僅依靠自然科學(xué)是不足以實(shí)現(xiàn)量化的。反過來(lái)講，通過引入大量的主觀參數(shù)去量化環(huán)境影響，其評(píng)價(jià)的結(jié)果必然是因人而異的，沒有重復(fù)性并且難以驗(yàn)證，使得其客觀性受到損害，也就很難得到認(rèn)同。

數(shù)據(jù)量化與客觀性的矛盾根源在于LCA技術(shù)框架中試圖將環(huán)境影響定量化處理。但環(huán)境影響是否可以進(jìn)行客觀地量化，并是否能夠量化為一個(gè)絕對(duì)的環(huán)境指標(biāo)，是一個(gè)值得商榷的問題。所以不能過分強(qiáng)調(diào)和依賴LCA得出的量化的環(huán)境指標(biāo)。而應(yīng)該把LCA當(dāng)做是一種提供環(huán)境決策信息的工具，其方法本身自然地帶有一定的主觀性。

LCA理論上的問題也導(dǎo)致了在LCA評(píng)價(jià)實(shí)踐中的困難。盡管ISO14000對(duì)LCA方法進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，但不可能覆蓋LCA評(píng)價(jià)中每一個(gè)環(huán)節(jié)的具體問題。所以在很大程度上，當(dāng)前的LCA實(shí)踐是建立在實(shí)施者對(duì)LCA的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)上的，缺乏一個(gè)普適的和操作性強(qiáng)的LCA實(shí)施方案。

例如，關(guān)于塑料杯和紙杯環(huán)境負(fù)擔(dān)性的評(píng)價(jià)，結(jié)果是塑料杯比紙杯的環(huán)境影響小。但有些專家指出，現(xiàn)在紙張生產(chǎn)技術(shù)和廢棄物處理技術(shù)都有很大的改進(jìn)，而且紙杯的重復(fù)利用和廢棄處理過程對(duì)環(huán)境的影響比塑料小。例如，每個(gè)紙杯所消耗的石油應(yīng)在2g左右，BOD和有機(jī)氯的排放量經(jīng)過處理后也大大減少。建議重新對(duì)紙杯和塑料杯的環(huán)境負(fù)擔(dān)性進(jìn)行LCA評(píng)價(jià)。從這個(gè)例子中可以看到LCA研究的系統(tǒng)并不是固定不變的，而是具有很強(qiáng)的時(shí)間和地域性，這進(jìn)一步增加了LCA評(píng)價(jià)的復(fù)雜程度。

另外，在選擇產(chǎn)品和服務(wù)時(shí)，人們通常都是根據(jù)需求和本能進(jìn)行選擇，而沒有經(jīng)過仔細(xì)的環(huán)境影響分析，因?yàn)檫@超出了消費(fèi)者的能力范圍。所以對(duì)特定產(chǎn)品系統(tǒng)的整個(gè)壽命周期進(jìn)行完整的評(píng)價(jià)和比較，并將評(píng)價(jià)結(jié)果公之于眾，可以引導(dǎo)消費(fèi)轉(zhuǎn)向有利于環(huán)境保護(hù)的方向。

6.材料的環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫(kù)

從LCA的評(píng)價(jià)過程可知，用LCA評(píng)價(jià)環(huán)境影響主要是一個(gè)數(shù)據(jù)處理過程。顯然，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)可以進(jìn)行批量處理和重復(fù)進(jìn)行，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。更進(jìn)一步是建立LCA評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)則可將評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行平行比較。

大量的事例表明，在評(píng)價(jià)環(huán)境影響時(shí)，數(shù)據(jù)的收集和編目分析對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果有重要影響。另外，為了使評(píng)價(jià)結(jié)果具有可比性和互換性，需要有一定量的數(shù)據(jù)積累和比較方法。由此產(chǎn)生了對(duì)材料的環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫(kù)和LCA評(píng)價(jià)軟件的需求。

（1）建立材料環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫(kù)的基本原則　為了使建立的材料環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫(kù)能夠在廣泛意義上被應(yīng)用和運(yùn)行，需要確立一些材料環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫(kù)的基本原則。

①建立的數(shù)據(jù)庫(kù)要有一定的通用性，能夠在一般情況下被不同領(lǐng)域、不同類型、不同行業(yè)以及不同層次的用戶兼容和使用。

②所建立的材料環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫(kù)要具有可比性。即不同國(guó)家、不同地區(qū)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)同一類材料在相同條件下可以進(jìn)行比較，以判斷不同地區(qū)的材料在生產(chǎn)和使用過程中環(huán)境影響的大小。

③所建立的材料環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)具有服務(wù)性的功能。能夠?yàn)橛脩羲媾R的環(huán)境問題提供決策信息咨詢服務(wù)，使所建立的數(shù)據(jù)庫(kù)具有可持續(xù)發(fā)展的可能性。

④所建立的材料環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫(kù)要具有預(yù)測(cè)性的功能，以使新研制的材料在環(huán)境性能方面有所改善和提高，為材料的生態(tài)設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)和手段。

（2）常用環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)介紹　大多數(shù)從事LCA研究的單位，基本上都經(jīng)歷了從具體的LCA案例分析，到建立環(huán)境影響數(shù)據(jù)庫(kù)這樣一個(gè)過程。從20世紀(jì)90年代初到現(xiàn)在，全世界圍繞LCA研究建立的環(huán)境影響數(shù)據(jù)庫(kù)已超過1000個(gè)，著名的也有十幾個(gè)。到目前為止，與材料類別及用途等方方面面的LCA數(shù)據(jù)庫(kù)幾乎都在建立。由于LCA數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的地域性，幾乎各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都需要建立自己的環(huán)境影響數(shù)據(jù)庫(kù)。表2.16介紹了一些典型的環(huán)境影響數(shù)據(jù)庫(kù)。由表2.16可見，LCA具有地區(qū)和國(guó)別的差異。這些數(shù)據(jù)庫(kù)的更新程度也差異較大。

圖2.21是一個(gè)材料的環(huán)境影響數(shù)據(jù)庫(kù)框架結(jié)構(gòu)示意。可見該數(shù)據(jù)庫(kù)包括兩大部分，一部分是LCA評(píng)價(jià)軟件，由數(shù)據(jù)輸入、評(píng)價(jià)、輸出、打印等組成。各種LCA的數(shù)學(xué)物理評(píng)價(jià)模型也在其中，如輸入輸出法、線性規(guī)劃法以及層次分析法等。另一部分是材料的環(huán)境性能數(shù)據(jù)，包括表面處理工藝流程、涂料、建材、稀土以及其他各種材料的環(huán)境影響數(shù)據(jù)。

不同材料具有不同的流程，同一材料也有不同的生產(chǎn)工藝，其環(huán)境影響性也有不同，通用數(shù)據(jù)庫(kù)必須包含不同材料、不同性能、不同環(huán)境影響等。如何合理制定數(shù)據(jù)庫(kù)框架，編制數(shù)據(jù)庫(kù)軟件是一個(gè)基本問題。為了便于LCA數(shù)據(jù)的交流和使用，國(guó)際LCA發(fā)展組織（SPOLD）提出了一種統(tǒng)一的編目數(shù)據(jù)格式——SPOLD格式，得到了比較廣泛的認(rèn)同。同時(shí)，SPOLD還策劃建立了一個(gè)SPOLD數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)由世界各地提供的SPOLD格式的編目數(shù)據(jù)組成。這些數(shù)據(jù)按照各自的功能定義組織為數(shù)據(jù)集，在數(shù)據(jù)集中包含許多的數(shù)據(jù)字段，記錄了對(duì)評(píng)估系統(tǒng)的描述、系統(tǒng)的輸入輸出以及數(shù)據(jù)的來(lái)源和有效性等方面的內(nèi)容。用戶可以通過查詢SPOLD數(shù)據(jù)目錄，找到需要的數(shù)據(jù)集，并自動(dòng)向數(shù)據(jù)提供者發(fā)出數(shù)據(jù)下載請(qǐng)求。而數(shù)據(jù)提供者可以用口令的方式限制用戶對(duì)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)集的訪問。其網(wǎng)址為：http://www.spold.org。

我國(guó)的材料環(huán)境影響數(shù)據(jù)庫(kù)研究起始于20世紀(jì)90年代中期。清華大學(xué)建立了涂料及表面材料環(huán)境影響數(shù)據(jù)庫(kù)，重慶大學(xué)建立了金屬材料環(huán)境影響數(shù)據(jù)庫(kù)等。在國(guó)家“863”項(xiàng)目的支持下，由國(guó)內(nèi)幾家單位聯(lián)合開展了材料的環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)研究的課題，其中一項(xiàng)任務(wù)是建立一個(gè)材料的環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫(kù)框架，該數(shù)據(jù)庫(kù)框架包括了鋼鐵、有色金屬、陶瓷、建材、高分子塑料、橡膠、涂料、耐火材料等材料的環(huán)境性能數(shù)據(jù)。現(xiàn)該數(shù)據(jù)庫(kù)已基本建成，正逐步完善充實(shí)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)環(huán)境材料的研究具有重要意義。