基于生命周期的污泥基活性炭制备工艺环境影响研究

利用污泥制备活性炭是具有广泛应用前景的污泥资源化利用途径。但是目前对污泥基活性炭(SDAC)制备工艺进行评价的研究较少。以污水厂污泥制备活性炭为对象,建立了制备工艺流程图,运用生命周期评价(LCA),定量揭示制备工艺的环境影响及关键影响因素。结果表明,整个制备工艺中焙烧步骤对环境的影响占主导地位,其次是研磨或浸渍步骤,最后是洗涤和干燥步骤。水蒸气物理活化、CO₂物理活化、KOH浸渍法、ZnCl₂浸渍法、H₃PO₄浸渍法、ZnCl₂熔融盐法、物理化学法的能量消耗量分别为68.976,79.776,47.376,53.964,48.564,45.828,46.764 MJ/kg活性炭,而全球变暖潜力值分别为14.93,17.06,15.54,13.42,14.51,12.65,13.91 kg CO₂ eq/kg活性炭。LCA结果表明,利用CO₂物理活化方法制备活性炭对环境影响最大,而ZnCl₂熔融盐法对环境影响最小...     

华中地区畜牧业温室气体排放特征分析与预测

采用IPCC推荐的温室气体清单计算方法,从温室气体排放总量、排放强度等方面分析了华中地区畜牧业温室气体排放现状;根据不同牲畜饲养数量,采用Logisticgrowth model、Gompertzcurve model等非线性时间序列模型模拟2030年华中地区牲畜数量,并计算畜牧业温室气体排放量.结果显示,2015年华中地区温室气体排放为6289.09万t CO₂-eq,单位GDP温室气体排放量为1.13万t CO₂-eq/亿元,单位肉类产量排放强度为3.73t CO₂-eq/t;2030年华中地区畜牧业温室气体排放总量约为4990.06（温室气体排放预测1）~5932.74万tCO₂-eq（温室气体排放预测2）.应当进一步优化畜牧业饲养技术及条件来提高产业温室气体排放效率,科学合理的规划不同牲畜的饲养规模,优化牲畜饲养结构来降低畜牧业温室气体排放量.     

长江经济带农业源非二氧化碳温室气体排放的时空特征

利用清单方法核算了1980~2016年长江经济带农业源非二氧化碳（CO₂）温室气体的排放总量和排放强度,分析了不同经济发展情景和农业-环境脱钩状态下长江经济带2030年和2050年的排放情景.研究表明：时间维度上,1980~2016年长江经济带农业源非CO₂温室气体排放总量呈上升趋势,从0.26Gt CO₂-eq上升到0.32Gt CO₂-eq;2030年和2050年在高情景和中情景2种情景下,长江经济带农业源非CO₂温室气体排放量不会达峰,江苏、湖南、重庆、云南、湖北和安徽等六省（市）的单位农地面积排放强度将增加;3种情景下,四川始终为单位农地面积排放强度较低的地区.     

2020年中国区域及省级电网电力碳足迹研究

电力碳排放的数据质量取决于电网排放因子的准确性。为了获得用于产品碳足迹计算的电网电力碳足迹排放因子,基于电网排放因子数据和计算方法,将核算范围扩展到电力上游的燃料开采与生产、发电设施建设与退役以及电力生产过程,考虑CO₂、CH₄、N₂O等温室气体排放,得到2020年中国区域及省级的电网电力碳足迹排放因子。结果表明：华北地区排放因子最高(1.005 t CO₂e/MW·h),南方地区排放因子最低(0.470 t CO₂e/MW·h),可再生能源占比高的省份排放因子低,全国排放因子显著降低。研究得到的电网电力碳足迹排放因子可为电力碳排放计算提供参考,建议在计算产品碳足迹时优先使用。     

种植方式对玉米田温室气体排放及产量的影响

为研究间作花生、秸秆还田等不同种植方式方式对大田玉米生长和温室气体排放的影响,该文在田间试验条件下,采用静态箱-气相色谱法分析温室气体排放通量,合理选择样方计算作物产量,测定果实品质。结果表明,与玉米单作相比,玉米间作花生田块CO₂、N₂O排放减少13%以上,玉米秸秆覆盖(YF)处理的CO₂、N₂O排放量分别减少23.7%、29.5%;N₂O的排放主要集中在生长前期。研究表明间作花生、秸秆还田能减少农田温室气体排放,提高作物产量,实现经济与环境效益协调发展,有利于可持续发展。     

基于生命周期评价的产品水足迹计算方法及案例分析

科学评价人类活动对水资源的影响是实现水资源可持续利用的前提。对比目前广泛应用的以虚拟水理论为基础的水足迹计算方法,详细介绍了基于生命周期评价(LCA)的产品水足迹计算方法,并以我国小麦生产为例进行实证研究。与虚拟水方法相比,LCA方法评价结果体现了水资源利用的环境影响,便于不同产品、不同生产阶段以及不同产地产品间水足迹的比较。实例研究表明:我国黄河、海河流域小麦水足迹平均为1 262 L H₂Oe·kg^-1,而长江流域仅为31 L H₂Oe·kg^-1;小麦生产对我国极度缺水的北方造成的压力远高于水资源较为丰富的南方地区。LCA方法能科学评价农产品生产对水资源的影响,为我国保障粮食安全和水资源可持续利用提供科学依据。     

浓度增加对东北玉米生长影响的数值模拟

以东北玉米模拟模型为基础,对其中的生长子模型进行改进,将CO₂浓度作为整个模型的输入变量,综合考虑气候变化和CO₂肥效作用对东北玉米生长发育和产量的影响。通过对原模型适用性的调整和验证,得出模型模拟的叶面积指数及其他器官干重均有较好的结果,模拟值与实测值基本符合,说明模型适用于东北地区;利用改进的模型分别模拟了仅考虑CO₂对光合作用直接影响、仅考虑CO₂对蒸腾作用直接影响及综合考虑CO₂对光合和蒸腾作用直接影响3种方案下玉米产量形成状况。通过对比分析发现,随着CO₂浓度的上升,3种情况下模拟出的玉米产量都呈上升趋势。但玉米蒸腾作用对CO₂浓度升高的响应更为显著,产量提高明显多于仅考虑CO₂对光合作用影响的情况。     

应用LCA评价建筑工程对环境的影响

生命周期评价法（LCA）可以用来评价在产品生产及过程中的环境影响。对于建筑工程项目，LCA能用来评价建造过程中与建筑材料的生产相关的环境污染的评价，但许多上游产业的生产过程都是排除在外的。输入输出分析在特定的建筑产品中应用于LCA方法时易受其不足的影响。本文对于建筑工程建议了一个混合生命周期评价法（Hybrid LCA），使其评价更加全面。     

广西武鸣河流域非点源氮磷污染特征及源解析

分析了广西武鸣河流域不同种植作物的土壤氮磷形态特点,并使用主成分分析对河流水体和沉积物中的氮磷进行了源解析.不同种植作物土壤统计和单因素方差分析结果表明,流域周边农田土壤总氮（TN）和总磷（TP）含量范围分别为802.60~2740.42和109.01~784.59mg/kg.种植玉米土壤氨氮（NH₄⁺-N）和硝酸盐氮（NO₃^--N）显著高于其他土壤（P<0.05）;甘蔗土壤NO₃^--N显著高于其他土壤（P<0.05）;种植柑橘土壤交换态磷（Ex-P）和铁/铝态结合磷（Fe/Al-P）显著高于其他土壤（P<0.05）.主成分分析结果表明,武鸣河水体中TN可能主要来源于种植玉米和甘蔗土壤的养分流失.沉积物中Fe/Al-P、钙结合磷（Ca-P）和NH₄⁺-N可能分别主要来源于柑橘、桉树和玉米土壤.种植玉米和甘蔗土壤的氮流失可能造成了武鸣河最主要的非点源污染问题,说明土地作物类型是影响流域非点源污染的重要因素.     

生物可降解地膜覆盖对关中地区小麦-玉米农田温室气体排放的影响

为探究生物可降解地膜覆盖对冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统温室气体排放的影响,布设了普通地膜覆盖（PM）、生物可降解地膜覆盖（BPM）和无覆盖（CK）这3个处理,采用静态暗箱-气相色谱仪法监测了2018～2019年土壤CO₂、 CH₄和N₂O的排放通量,并用水分利用效率（WUE）、温室气体排放强度（GHGI）和净生态系统经济预算（NEEB）指标评估覆膜对作物产量、农田环境和经济效益的影响.结果表明,与CK相比,PM和BPM增加了玉米季土壤CO₂的排放,PM处理下CO₂排放总量高于BPM处理（P>0.05）.PM和BPM处理均能够显著减少土壤对CH₄的吸收,CH₄的年吸收量较CK处理分别减少了42.0%和24.2%（P<0.05）.与CK相比,PM和BPM增加了小麦季N₂O排放总量（P>0.05）,而显著降低了夏玉米季N₂O排放（P<0.05）.覆膜能够提高作物产量和水分...     

日本食品废物不同资源化技术下的碳排放比较研究

应用生命周期评价法(LCA),采用日本农林水产省和环境省的调查数据和统计数据,对不同资源化技术处理食品废物碳排放进行评价.10种资源化技术相比于3种非资源化(主要是焚烧)技术的结果表明,食品废物生命周期各阶段碳排放最多的是预处理+处理阶段,约占85％;最少的是回收阶段,可抵消部分排放.此外,全生命周期总排放,甲烷化(循...     

地铁建设环境影响评估及减排效益研究:以深圳市为例

地铁大规模建设和运营消耗了大量资源能源,已逐渐成为城市交通环境影响的主要贡献源。基于生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法,以深圳市为研究区域,定量分析了地铁建设过程的资源与能源消耗强度,选取全球变暖潜能值(global warming potential,GWP)为度量指标,构建了地铁建设碳排放分析框架及测算方法,并基于情景分析法预估了减排潜力。结果表明:截至2020年底,深圳已开通运营的地铁线站建设造成的碳排放量约累积达到2730万t CO₂e,其中地铁车站建设碳排放量占比约为72%,地铁隧道建设碳排放量占比约为28%。建设阶段单位里程盾构隧道碳排放强度约为1.3万t CO₂e/km,单位面积车站碳排放强度约为371 t CO₂e/100 m2。通过推广绿色建造技术,如采用再生混凝土和再生钢材,地铁建设阶段最高碳减排率可达到8.5%/a,2021—2035年累积节碳可达到508万tCO₂e,可一定程度上能缓解地铁建设的碳排放压力。     

产品生命周期可得性水足迹计算方法

水足迹方法试图量化评价人类活动对水资源可得性的影响,从而为水资源可持续利用提供科学的依据.水足迹的评价方法尚未统一,目前全球应用最为广泛的是WFN（water footprint network,水足迹协作网络）水足迹计算方法.基于LCA（life cycle assessment,生命周期评价）方法的基本框架,围绕水资源可得性的水量、水质和空间分布3个因素,在分析现有水足迹计算公式的基础上,指出了WFN水足迹计算方法的不足.根据国际水足迹标准（ISO 14046）的原则和要求,改进了WFN的水足迹计算公式,提出了产品生命周期WAF（water availability footprint,可得性水足迹）定义和评价方法,其中包括单元过程数据计算、背景过程数据处理和生命周期汇总.通过方法对比和案例研究得到:WAF方法统一了水消耗量与水污染量定义中的水质基准,可以明确区分水污染和水净化两类过程,还可以反映区域水资源稀缺程度的影响;采用WAF方法,在现有LCA数据库和软件的支持下可以更为规范地完成生命周期水足迹建模与计算但目前单元过程数据计算中各种污染物的基准浓度选取有不可避免的主观性,将直接影响到水足迹计算结果及其客观性,有待进一步研究.      

不同生计方式农户的碳足迹研究——以黑河流域中游张掖市为例

大气中二氧化碳浓度的增加导致全球变暖,已经是不争的事实。虽然碳排放量大部分来自发达城市,但是由于中国农村人口占全国的一半以上,因此农户的碳排放对全球气候变化的影响也不容忽视。论文将二氧化碳的质量作为碳足迹的单位,以黑河流域中游张掖市为例,基于入户调查资料,测算了当地农户碳足迹,运用单因素分析法和Gini 系数分析了不同生计方式农户碳足迹的结构特点,并且运用最小二乘法分析了影响农户碳足迹的因素。得出以下结论：①张掖市农户碳足迹总量为1.63×10⁹ kgCO₂,人均碳足迹为2.14×10³ kgCO₂;②从碳足迹类型来看,农户的碳足迹主要来自于能源消费,其次是房屋建设,食物生产加工和交通运输所占比例最小;③从碳足迹内部结构来看,张掖市不同生计方式农户的碳足迹有较大差异,非农户的碳足迹最大,其次是兼业户,纯农户的最小;④从碳足迹占有量的公平性看,碳足迹占有量偏差最大的为交通运输,Gini系数为0.51,其次是能源利用,Gini系数为0.41,食物生产加工碳足迹占有量比较合理,Gini系数为0.35,房屋建设的碳足迹占有量高度平均,Gini系数仅为0.12;⑤人口数量、收入水平和非农化是影响碳足迹的主要因素,随着人口数量增大、收入水平的提高和非农化程度的加深,农户碳足迹在不断增加。     

基于生命周期视角的种养一体化奶牛场环境经济效益评估

准确评估种养一体化奶牛场的经济性能与环境绩效,是相关支持政策制定的基础,也是促进奶业低碳生产的关键.本文基于生命周期视角,对非种养一体化奶牛场（non-IPBS）和种养一体化奶牛场（IPBS）养殖过程中的温室气体排放、能源消耗、水消耗、土地占用等环境成本和经济效益进行评估.结果表明,non-IPBS生产1t标准牛奶（FPCM）的净收益为1427元,而IPBS的实际净收益提高7%,如果青贮玉米自给率从当前的32%提升到100%,则实际净收益将提高19%,同时,该净收益的提高率取决于耕地流转费用,临界点为14695元/hm²;相比non-IPBS,IPBS生产1tFPCM的温室气体排放、能源消耗、水消耗、土地占用分别减少6%、6%、5%、7%,如果青贮玉米自给率提升到100%,则相应减少16%、16%、11%、14%.IPBS在降低青贮玉米种植的化肥施用、解决养殖场粪便污染等方面优势明显,在提升养殖经济效益、降低温室气体排放等方面具有巨大潜力,值得推广.     

基于混合LCA模型的酒店服务业水足迹量化研究——以张掖市为例

传统水足迹测算方法主要针对农牧产品,对服务产品核算的研究不足.本文基于混合生命周期评估(H-LCA)模型清单分析方法,参考ISO14046标准,以典型干旱区—张掖市的酒店服务业为例,对张掖市酒店服务业的水足迹进行了定量测算与特征分析.结果表明:张掖市酒店服务业水足迹每年平均为547 m~3·万元-1;酒店服务业水足迹主要来源于间接消耗,占水足迹总量的86%,而直接消耗占仅占14%;间接消耗中最大的部门为农林牧渔产品和服务部门,其次是金属矿采选产品与冶炼加工品部门及建筑部门.以此为依据,2016年张掖市酒店服务业水足迹输出量达到6244万m~3,占张掖市水足迹输出总量的10%左右.酒店服务业水足迹量化研究应该成为张掖市今后节水型城市建设及虚拟水战略实施中不可忽视的重要内容.     

动态生命周期评价的研究与应用现状

生命周期评价（LCA）在理论和实际应用中存在一些局限性,包括清单和评价方法缺乏时间维度和空间维度,主要表现为缺乏对产品能源系统随时间变化的考虑,使用静态的过时的清单数据而非基于时间的动态生命周期清单数据,以及影响评价方面缺乏动态特征因子的选择和计算方法.动态生命周期评价（DLCA）是针对工业和环境系统的时间和空间变化的动态建模过程的评价方法,可大大提高传统生命周期评价的科学性和准确性.本文从3个方面对动态生命周期评价方法进行总结和评述,即将时间信息作为不确定因素的动态建模分析;生产过程或污染物排放的实时数据的获取;基于时间分化的动态特征因子的影响评价方法.通过目前的动态生命周期评价的研究现状来看,其方法框架并不统一,另外缺乏科学的时间分化的LCI计算的数学模型和软件以及生命周期影响评价的建模解决方案.因此,本文对DLCA未来的发展进行展望,以期为LCA方法的研究、应用、发展和完善提供更多的支持.     

华北高产粮区夏玉米生命周期环境影响评价

以山东省桓台县夏玉米生产体系为例,应用生命周期评价方法,以单位产量为评价功能单元,把夏玉米生命周期分为原料开采与运输、农资生产与运输、作物种植3个生产阶段,对不同施氮水平下夏玉米生命周期的资源消耗与污染物排放进行了清单分析和影响评价.结果表明,随着施氮量的增加,夏玉米生命周期环境影响呈指数上升趋势,其中,主要影响类型为水资源耗竭,这与农作物需水量较大、水分生产率较低有关.在低氮量条件下,主要污染影响类型是全球变暖,随着施氮量的增加,富营养化上升为主要污染影响类型.提高作物种植阶段水肥利用效率是控制夏玉米生命周期环境影响的关键,它可减少夏玉米对水资源和氮肥的需求,从而直接减少农田氮素损失污染影响,也间接降低了上游生产环节的资源消耗与污染物排放影响,进而有助于降低夏玉米生命周期环境影响总潜力.