城市生活垃圾焚燒技術(shù)的生命周期評價

1、城市生活垃圾焚燒技術(shù)的生命周期評價摘要：城市生活垃圾的焚燒處理技術(shù)，因為其減量化、無害化和資源化的特點，在垃圾處理技術(shù)中占有重要地位。但是，如果垃圾焚燒產(chǎn)生的污染物如果處理不當將會繼續(xù)污染環(huán)境。本文采用全生命周期法從整體角度對垃圾焚燒技術(shù)進行評價，通過對垃圾焚燒的輸入和輸出進行分析，得到垃圾焚燒處理過程中的每一部分以及整體的環(huán)境影響，并將其與原垃圾進行比較，從而分析出垃圾焚燒技術(shù)的利與弊，為改善環(huán)境質(zhì)量、改進焚燒技術(shù)制提供相應(yīng)的指導作用。Abstract: MSW incineration technology, because its reduction, harmless and reso

2、urce characteristic, in waste treatment technologies occupies an important position. However, if the pollutants produced in the process of incineration not handled properly will continue to pollute the environment. The whole life cycle method is adopted in this paper from the overall Angle of refuse

3、 incineration technology assessment of refuse incineration, through the analysis of the input and output, garbage incineration in each part of the process and the environmental impact of the whole, and the comparison with the original trash, waste incineration technology is analyzed, and the advanta

4、ges and disadvantages for improving environmental quality, improve the system to provide the corresponding incineration technology.1. 城市生活垃圾焚燒技術(shù)1.1垃圾焚燒概述城市生活垃圾焚燒（Incineration）技術(shù)是對垃圾進行高溫處理的一種方式，它是指在高溫焚燒爐內(nèi)（8001000），垃圾中的可燃成分與空氣中的氧氣發(fā)生劇烈的化學反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為高溫的燃燒氣體和少量性質(zhì)穩(wěn)定的固體殘渣，并放出大量的熱量。當垃圾有足夠的熱值時，垃圾能靠自身的熱量維持自燃，而不用提供

5、輔助燃料，垃圾熱值更高時可以回收余熱用來供熱或發(fā)電。垃圾煙氣化后排出，少量剩余殘渣排出后填埋或作其它用途。目前，垃圾焚燒處理技術(shù)主要爐型有：爐排型焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐和熱解氣化焚燒爐等多種。回轉(zhuǎn)窯爐和熱解氣化焚燒爐處理量較小，難以滿足大中型城市現(xiàn)代化垃圾焚的垃圾焚燒廠的建設(shè)需要，因此應(yīng)用較多的是爐排型焚燒爐和流化床焚燒爐。1.2 垃圾焚燒的條件垃圾焚燒必須具以下條件：（1）垃圾要具有一定的發(fā)熱值；當垃圾中低位發(fā)熱值8 0 0 kCalkg時，焚燒需助燃，摻煤或燒油助燃。一般城市生活垃圾低位發(fā)熱值在8 0 02 0 0 0 kCalkg范圍。（2）垃圾中含水量50；（3）垃圾中無機

6、物含量要盡可能地少：1.3垃圾焚燒過程的影響因素影響生活垃圾焚燒的因素，主要包括以下幾個方面：（1）生活垃圾的性質(zhì)。生活垃圾的熱值和組成成分尺寸是影響焚燒的主要因素。熱值越高，燃燒過程越易進行，焚燒效果也就越好。生活垃圾組成的尺寸越小，單位質(zhì)量或體積生活垃圾的比表面積越大，與氧氣接觸面積也越大，焚燒越完全；反之，易發(fā)生不完全燃燒。因此，在生活垃圾被送入焚燒爐之前進行破碎預處理，可以增加其比表面積，改善焚燒條件。（2）生活垃圾在焚燒爐中的停留時間。它是指生活垃圾從送入爐膛焚燒開始到爐渣從爐中排出的時間。停留時間的長短直接影響廢物的焚燒效果、尾氣組成等，停留時間也是決定爐體體積尺寸和燃燒能力的重要

7、依據(jù)。實際上停留時間主要取決于垃圾的性質(zhì)：生活垃圾的含水量越大，其干燥的時間越長，為保證垃圾完全燃燒，其在爐中停留時間也就越長。停留時間越長，焚燒效果越好，但停留時間過長則使焚燒爐的垃圾處理量減少，經(jīng)濟上不合算。（3）焚燒溫度。 一般來說，提高焚燒溫度有利于廢物中有機毒物的分解和破壞，并可以抑制黑煙的產(chǎn)生和減少燃燒所需時間。但過高的焚燒溫度會增加燃燒消耗，并且會增加廢物中金屬的揮發(fā)量和氧化量以及氧化氮的產(chǎn)生量，容易引起二次污染，并破壞爐子的耐火材料和鍋爐管道。合適的焚燒溫度一般由實驗確定。大多數(shù)有機物的焚燒溫度范圍在8001000。（4）生活垃圾和空氣的充分混合程度。生活垃圾和空氣的混合程度越

8、好，燃燒反應(yīng)越完全，因此，加大空氣量，采用合適的攪動方式，增加爐內(nèi)的湍流度，有利于燃燒。影響焚燒的其它因素還包括過量空氣系數(shù)的大小，生活垃圾層的厚度以及對爐中生活垃圾進行翻轉(zhuǎn)、攪拌的程度等等。在生活垃圾焚燒的過程中，應(yīng)在可能的條件下控制各種因素，時期綜合效應(yīng)向著有利于生活垃圾完全燃燒的方向發(fā)展。1.4 垃圾焚燒技術(shù)的優(yōu)缺點焚燒技術(shù)其他城市生活垃圾處理方法相比具有很以下優(yōu)點：（1）減容效果好 生活垃圾焚燒處理后，可燃成分被高溫分解，一般可減容8090，可節(jié)約大量填埋場地；（2）消毒徹底 經(jīng)焚燒，垃圾中的病原體被徹底消滅，燃燒過程中產(chǎn)生的有害氣體和煙塵經(jīng)過處理后達到排放要求，無害化程度高；（3）有

9、利于實現(xiàn)城市資源化 垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量可用來供熱和發(fā)電，還可回收鐵磁性金屬等資源，充分實現(xiàn)垃圾處理的資源化；（5）處理效率高 垃圾焚燒廠占地面積小，可以靠近市區(qū)建廠，既節(jié)約用地又縮短了運輸距離，對于經(jīng)濟發(fā)達城市尤為重要；（6）不受氣候影響 焚燒處理可全天操作，不受天氣影響。但是焚燒法也有一定的缺點：（1）投資大，周期長；（2）焚燒對垃圾的熱值有一定要求，一般不能低于，因此限制了它的應(yīng)用范圍。（3）焚燒過程中可能產(chǎn)生一些污染物，帶來二次污染，主要有：重金屬塵粒、PCDDs（多氯二苯并二惡英）、PCDFs（多氯二苯并呋喃）、PCA（多環(huán)芳香族化合物）及有害氣體（HCl、HF、SO2、NOX等）。

10、2生命周期評價方法（LCA）2.1LCA的兩個定義 國際環(huán)境毒理學和化學學會(SETAC)對LCA的定義：通過對能源、原材料的消耗及“三廢”的排放的鑒定及量化來評估一個產(chǎn)品、過程或活動。二是國際標準化組織(Is0)對LCA的定義：匯總和評估一個產(chǎn)品(或服務(wù))體系在其整個生命周期期間的所有投入及產(chǎn)出對環(huán)境造成潛在影響的方法。2.2LCA的技術(shù)框架生命周期評價的基本結(jié)構(gòu)包括四洗個有機聯(lián)系的部分：圖1 生命周期評價技術(shù)框架（1）目標和范圍定義(goal and scope definition) 定義目標即清楚的說明開展此項生命周期評價的目標和原因，以及研究結(jié)果的可能應(yīng)用領(lǐng)域。研究范圍的確定應(yīng)保證能

11、滿足研究目的，包括定義所研究的系統(tǒng)、確定系統(tǒng)邊界、說明數(shù)據(jù)要求、指出重要假設(shè)和限制等。 （2）清單分析(inventory analysis) 清單分析是對一種產(chǎn)品、工藝和活動在其整個生命周期內(nèi)的能量與原材料需要量以及污染物的排放進行以測定數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的客觀量化過程。進行清單分析首先要選擇清單項目，其具體內(nèi)容取決與具體的過程和評價目的。通常包括過程中的資源消耗、能源消耗和向環(huán)境輸出的廢棄物與污染物三大類。（3）環(huán)境影響評價(impact assessment) 環(huán)境影響評價是對清單階段所識別的環(huán)境影響或者環(huán)境壓力進行定性評價，即確定產(chǎn)品系統(tǒng)的物質(zhì)、能量交換對外部環(huán)境的影響。這種評價應(yīng)考慮對生態(tài)系

12、統(tǒng)、人體健康以及其他方面的影響，評價過程通常分成三步：分類、量化和評價。（4）結(jié)果解釋(interpretation)根據(jù)上面得到的結(jié)果進行綜合分析，對整個生命周期各個環(huán)節(jié)能源消耗、資源消耗、污染物排放情況進行整合，將所得結(jié)果與其他方案進行比較優(yōu)劣，或?qū)で笞罴逊桨浮?.3生命周期評價方法體系：隨著生命周期評價在各行業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛，其方法體系也在不斷發(fā)展。目前，國內(nèi)外常用生命周期評價方法體系主要有：Environmental Design of Industrial Products 1997(EDIP97)、Environmental Priority Strategies in Prod

13、uct Development 2000(EPS 2000)、Ecoindicator 99、Centre of Environmental Science 200l(CML 2001)、IMPACT 2002+和Environmental Design of Industrial Products 2003(EDIP 2003)體系。本文生命周期評價采用EDIP 2003方法體系，現(xiàn)對該方法體系做簡要介紹。EDIP 2003是EDIP 97的改進，對于大部分所有非全球性影響采用因果關(guān)系鏈分析，對于一些影響類型，模型還考慮了環(huán)境背景和目標體系的脆弱性。因此，計算出的影響結(jié)果，其環(huán)境相關(guān)性是較高

14、，在考慮影響類型時，首次從空間尺度上劃分為全球、局部和當?shù)厝箢?。如下表所示：類型環(huán)境污染資源消耗人類健康全球性全球變暖(GW)臭氧損耗(SOD)化石燃料金屬和其他礦物地區(qū)性光化學臭氧形成(POF)酸化(AC)富營養(yǎng)化(NE)人類毒性水體(HTW)人類毒性土壤(HTs)生態(tài)毒性水體(ETwc)生態(tài)毒性土壤(ETsc)當?shù)匦匀祟惗拘钥諝?HTa)急性毒性水體(ETwa)廢物土地填埋(LF)生物質(zhì)(木料、作物等)水(地下水、地表水)致癌物、致畸物、致敏物、神經(jīng)損傷、機械重復勞作導致的肌肉骨骼損傷、噪音導致的聽力損害、意外事故精神傷害在EDIP97中，劃分環(huán)境影響潛力類型的標準系統(tǒng)如下表所示：影響類

15、型基準值數(shù)值單位人類毒性（土壤）hts0.00787M3 soilKg光化學臭氧形成NOx0.04Kg乙烯當量人類毒性（空氣）3.27E-6M3 airKg生態(tài)毒性（土壤）1.04E-6M3 soilKg生態(tài)毒性（水體）2.84E-6M3 waterKg富營養(yǎng)化0.0084Kg NO3-阻當量人類毒性（水體）1.92E-5M3 waterKg平流層臭氧消耗9.71Kg CFCll當量全球變暖（100年）0.000115Kg C02當量酸化0.0135Kg S02當量 3用全生命周期法分析垃圾焚燒技術(shù)運用生命周期法對垃圾焚燒技術(shù)進行評價，可以直觀的得到垃圾焚燒處理過程中的每一部分以及整體的環(huán)境影

16、響，通過對垃圾焚燒的投入與產(chǎn)出進行分析，并與原垃圾進行比較，從而得出垃圾焚燒技術(shù)的利與弊，為尋求最優(yōu)的城市生活垃圾處理技術(shù)，優(yōu)化現(xiàn)有的垃圾處理技術(shù)提供相應(yīng)的指導作用，最終實現(xiàn)改善環(huán)境質(zhì)量、降低處理費用的目的。3.1 目標與范圍的確定 （1）確定目標 本文采用生命周期評價方法，分析城市生活垃圾焚燒處理對電力、燃油等能源消耗，向大氣、水體和土壤中排放的污染物對環(huán)境造成的影響，以及整個處理過程的經(jīng)濟成本，從而得出垃圾焚燒技術(shù)的利與弊，這可以方便的得出一個數(shù)據(jù)指標讓焚燒技術(shù)可以與其他的垃圾處理技術(shù)進行比較，也可以方便焚燒技術(shù)的優(yōu)化改進。（2）確定方案根據(jù)確定的目標，本文擬垃圾焚燒技術(shù)作為分析目標，分析

17、城市生活垃圾從用戶產(chǎn)生后的收集到最終處理整個過程。生活垃圾被混合收集后，將其運至垃圾焚燒廠，首先對垃圾中回收價值較高的金屬、紙板和部分塑料節(jié)能型回收利用，剩余部分被焚燒回收熱能。主要工藝過程為：門戶收集運輸物質(zhì)回收焚燒廢水、廢氣、廢渣的排除。其系統(tǒng)邊界如圖2，表1為某區(qū)所處理的垃圾組成部分。我們將對整個過程各個環(huán)節(jié)分別進行分析，并最終統(tǒng)一數(shù)據(jù)得出結(jié)果。（3）確定功能單位 城市固體廢棄物生命周期評價中功能單位的確定主要是基于系統(tǒng)的物質(zhì)/能源輸入，通常用質(zhì)量或體積形式來表示。在這里采用人均年排放垃圾量作為功能單位。圖2 流化床焚燒系統(tǒng)的LCA邊界表2 焚燒垃圾的組成組分鮮垃圾中的百分含量%含濕量%

18、干基含灰量%干基LHVMJ/Kg總含濕量與揮發(fā)成分%紙張10.8851.521.12614.65水分58.98塑料/橡膠15.8852.2914.5430.8/21.02花木7.4857.8722.4914.9C15.51織物7.07546.178.9316.74H2.18植物廚余32.2679.6921.4514.64Cl0.225動物廚余5.12553.4316.8915.22O7.495分揀殘余13.8357.857.638.604N0.664金屬0、555.021000S0.1玻璃陶瓷3.547.361000渣&土3.3822.291000總和26.154注：LHV為垃圾低位熱

19、值3.2 清單分析 根據(jù)上文所確定的目標和范圍，將城市生活垃圾生命周期評價分為以下幾個階段，分別為生活垃圾的收集、可回收物品的再生利用、運輸和焚燒、后續(xù)處理。LCI清單分析數(shù)據(jù)，包括各種能源投入數(shù)據(jù)、經(jīng)濟投入數(shù)據(jù)、能源及產(chǎn)品輸出數(shù)據(jù)、大氣污染物、水體污染物以及固體污染物排放數(shù)據(jù)。（1） 城市生活垃圾的收集階段清單分析數(shù)據(jù)包括：1） 能源消耗：燃油消耗、電力消耗（車庫及輔助設(shè)施照明）。2） 經(jīng)濟投入：設(shè)備購買、人工成本、管理成本等。3） 氣體污染物排放：汽車尾氣排放、汽油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染物排放。4） 水體污染物排放：車輛燃油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各類水體污染物排放。5） 固體廢棄物排放：車輛燃

20、油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各類固體廢棄物排放。（2） 城市生活垃圾中可回收物品再利用階段清單分析數(shù)據(jù)包括： 1） 能源消耗：物質(zhì)回收過程中的燃油和電力消耗；燃油和電力在生產(chǎn)過程中能源消耗。2） 經(jīng)濟投入：設(shè)備購買、人工成本、管理成本等。3） 氣體污染物排放：燃油燃燒；燃油和電力生產(chǎn)過程中的氣體排放。4） 水體污染物排放：能源生產(chǎn)過程中的污水排放。5） 固體廢棄物排放：用于設(shè)備燃油和電力消耗以及建筑物照明、供熱等的能源在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物排放。（3） 城市生活垃圾的運輸階段清單分析數(shù)據(jù)包括：1） 能源消耗：車輛運輸過程中的汽油/柴油、天然氣消耗；汽油/柴油、天然氣等能源在生產(chǎn)過程中的能源消耗。2

21、） 經(jīng)濟投入：設(shè)備購買、人工成本、管理成本等。3） 氣體污染物排放：燃油燃燒；燃油（油/柴油、天然氣）生產(chǎn)過程中的氣體排放。4） 水體污染物排放：汽油/柴油、天然氣等能源在生產(chǎn)過程中的污水排放。5） 固體廢棄物排放：汽油/柴油、天然氣等能源在生產(chǎn)過程中的固體廢棄物排放。（4） 城市生活垃圾的焚燒階段清單分析數(shù)據(jù)包括：1） 能源生產(chǎn)：生活垃圾焚燒發(fā)電將獲得能源。2） 經(jīng)濟投入：設(shè)備購買、人工成本、管理成本等。3） 資源投入：凈化煙氣用的堿、輔助燃料、沖洗和冷卻用水、控制酸性氣體用的石灰石、捕獲二噁英和汞的活性炭等。4） 氣體污染物排放：垃圾焚燒廠經(jīng)凈化處理后的氣體污染物排放。5） 水體污染物排放

22、：焚燒設(shè)施的污水排放。6） 固體廢棄物排放：焚燒殘余物及發(fā)電產(chǎn)生的固體廢棄物排放。由于數(shù)據(jù)收集不全，本文只對焚燒階段的數(shù)據(jù)清單進行詳細分析。根據(jù)某垃圾焚燒廠的數(shù)據(jù)記錄，列出如下兩個表。其中表1列出了流化床垃圾焚燒處理所輸入的資源清單，表2列出了焚燒處理后所排放的污染物清單。表1 垃圾焚燒輸入清單輸入流單位流化床焚燒備注Ca(OH)2Kg/(人·a)5.56凈化煙氣用，最后流向煙氣凈化殘渣煤Kg/(人·a)51.17輔助燃料，LHV為23MJ/Kg，含灰量14.5%水耗1Kg/(人·a)31.51用于配置濃度為15%wt的石灰漿耗水水耗2Kg/(人·a)4

23、80沖洗和冷卻用水（凈耗量）石灰石Kg/(人·a)0.63流化床內(nèi)用于輔助控制酸性氣體活性炭Kg/(人·a)0.3捕獲二噁英和汞，最后流向煙氣凈化殘渣電力Kwh/(人·a)108柴油Kg/(人·a)1.03表2 垃圾焚燒輸出清單輸出流單位流化床焚燒粉塵Kg/(人·a)0.04一氧化碳Kg/(人·a)0.18二氧化碳Kg/(人·a)220.70甲烷Kg/(人·a)0.16氮氧化物Kg/(人·a)0.07二氧化硫Kg/(人·a)0.31氯化氫Kg/(人·a)0.07氟化氫Kg/(人

24、3;a)0.03硫化氫Kg/(人·a)0.00氯代碳氫化合物Kg/(人·a)0.00二噁英Kg/(人·a)0.03氨氣Kg/(人·a)0.00電力Kwh/(人·a)288.20底渣Kg/(人·a)61.19金屬Kg/(人·a)4.2注：在流化床垃圾焚燒中，由于滲濾液回流到流化床中進行焚燒，所以在這里不考慮滲濾液的排放。3.3 影響評價生命周期影響評價（LCIA）是LCA評價的第三部分，它是對生命周期清單分析中所提供的大量物質(zhì)和能源消耗以及污染物排放對環(huán)境所造成的壓力進行定性和定量評價的過程（ISO/CD14042.1，199

25、7c）。生命周期清單分析中的數(shù)據(jù)僅反映了各個階段的污染物排放和資源、能源的利用情況，不能直接反應(yīng)它們對環(huán)境的影響程度和干擾大小。因為一方面環(huán)境污染因子對環(huán)境和人體健康的影響受其排放量多少和污染物類型的影響；另一方面，被研究地區(qū)的環(huán)境容量、環(huán)境敏感性、政治經(jīng)濟目標以及人們的價值取向等，都是評價該類污染物影響重要性的指標。如在分析清單中所列出的SOX和NOX的排放對環(huán)境的影響，因SOX和NOX影響類型不同，即使兩者值相同，但其產(chǎn)生的健康和環(huán)境效應(yīng)也會大不相同。另外，不同地區(qū)對SOX和NOX排放的敏感性不同，如在我國的“兩控區(qū)”（酸雨控制區(qū)和二氧化硫控制區(qū)），對SOX排放的敏感性就遠遠高于NOX；而

26、在水體富營養(yǎng)化嚴重的太湖、滇池等地區(qū)，政府則將更多地關(guān)注對NOX的控制。由于上述原因，在生命周期評價中，需要通過建立模型，將清單分析提供的結(jié)果轉(zhuǎn)換成一套通用的影響尺度，如人類健康、生態(tài)健康和資源破壞等，從而得到對系統(tǒng)總的環(huán)境影響潛力的評價。生命周期影響評價包括三個步驟：影響分類、特征化和賦權(quán)評估。（1）影響分類影響分類就是為選擇和定義環(huán)境種類提供指導，將清單分析結(jié)果中的數(shù)據(jù)分配至不同的環(huán)境影響類型中。影響類型的選擇主要根據(jù)自身的目的而定，一般應(yīng)遵循如下原則：影響種類應(yīng)盡可能包括分析中所涉及的所有重要的環(huán)境問題；影響種類不能太多；影響種類之間應(yīng)相互獨立，避免重復計算；選擇的影響種類應(yīng)與特征化模型

27、相適應(yīng)。本文參考SETAC的環(huán)境影響分類方案，將城市生活垃圾生命周期影響評價的環(huán)境影響類型分為以下幾類：1） 全球變暖影響。生活垃圾焚燒處理過程中產(chǎn)生的各種溫室氣體的排放，特別是焚燒過程中產(chǎn)生的CO2及CO等氣體的排放都對全球變暖產(chǎn)生影響。2） 酸化影響。生活垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的SO2、NOX、NH3、HCl及其它硫化物等產(chǎn)生的酸化影響。3） 富營養(yǎng)化。生活垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的NOX、NH3進入水體產(chǎn)生的富營養(yǎng)化作用。4） 生態(tài)毒性?；瘜W和生物物質(zhì)等有毒物質(zhì)的生態(tài)毒性影響大小取決于其在生態(tài)系統(tǒng)中的排放量以及這些物質(zhì)在環(huán)境中的致命性。有毒物質(zhì)的降解率將影響其對目標生物毒害的可能性大小以及毒性效果

28、，根據(jù)其在生態(tài)系統(tǒng)中的分解速率，可分為急性毒性和慢性毒性兩種。垃圾焚燒處理對生態(tài)系統(tǒng)的毒性主要是指生活垃圾在焚燒處理過程中產(chǎn)生的重金屬離子進入生態(tài)系統(tǒng)后產(chǎn)生的毒性。（2）特征化特征化是在影響分類的基礎(chǔ)上，將清單分析結(jié)果轉(zhuǎn)換成共同的單位，并在一種影響類型內(nèi)對轉(zhuǎn)換后的結(jié)果進行合并，這一轉(zhuǎn)換過程需要用到特征化因子，特征化結(jié)果是一個數(shù)字指標。特征化的方法有多種，目前多數(shù)研究致力于特征化模型和特征化因子選擇的方法來表征各種環(huán)境干擾因子的相對大小。在不同的影響類型內(nèi)，特征化因子的確定是不同的，通常以某種物質(zhì)為參考，計算其它物質(zhì)的相對大小。如影響全球變暖的特征化因子為全球變暖潛值，將CO2，CO及CH4等溫

29、室氣體的清單分析結(jié)果折合成CO2當量單位，在對各種氣體的計算結(jié)果進行合并，就得到以CO2當量總數(shù)表示的特征化結(jié)果。同樣，酸化的特征化因子可采用研究酸化采用的SO2當量，富營養(yǎng)化的特征化因子采用NO3，生態(tài)毒性的特征化因子采用重金屬元素在土壤中的環(huán)境容量（m3土壤/g）來表示。具體當量關(guān)系見表4。表4 幾種環(huán)境影響類型中主要環(huán)境干擾因子的當量關(guān)系全球變暖酸化富營養(yǎng)化生態(tài)毒性（土壤）分子式KgCO2/Kg物質(zhì)分子式KgSO2/Kg物質(zhì)分子式KgNO3-/Kg物質(zhì)分子式EF(etsc)m3土壤/Kg物質(zhì)CO21SO21NO3-1鎘1.8CO2SO30.8NOX1.35鉻0.01CH425NOX0.7

30、NO2.07銅0.02N2O320HCL0.88NH33.64鉛0.01Chlor.HC3300HF1.60COD0.23汞5.3H2S1.88鎳0.05NH31.88鋅0，005特定環(huán)境影響類型的特征化結(jié)果可采用如下公式計算：式中，EP(j)為對第j種環(huán)境影響類型的環(huán)境影響潛力Kg/（人·a）；Q(j)i為第j種環(huán)境影響類型中，第i種環(huán)境干擾因子的排放量Kg/(人·a)；EF(j)i為第i種環(huán)境干擾因子對第j種環(huán)境影響類型的特征化因子。（3）標準化和加權(quán)分析對參數(shù)結(jié)果進行標準化的目的是更好地認識所研究的產(chǎn)品系統(tǒng)中每個參數(shù)的大小。根據(jù)標準化基準信息對參數(shù)結(jié)果的大小進行計算，

31、有助于提供有關(guān)參數(shù)結(jié)果相對重要性的信息，并為后續(xù)的加權(quán)和生命周期解釋步驟做準備。本文對上面的垃圾焚燒清單分析結(jié)果進行影響分類、特征化、標準化、賦權(quán)評估，最終計算出垃圾焚燒處理中不同環(huán)境影響類型的環(huán)境影響潛力值，分別見表5、表6、表7和表8。表5 全球表暖環(huán)境影響總潛值處理方式污染物類型排放量（Kg）特征化因子環(huán)境影響潛值（KgCO2當量）基準值Kg當量/（人·a）標準化值權(quán)重加權(quán)后的環(huán)境影響潛值焚燒CO1.77×10-1CO23.15×10287003.62×10-20.822.97×10-2CO22.21×102N2O3.76

32、15;10-3Chl.HC2.76×10-2表6 酸化環(huán)境影響潛值處理方式污染物類型排放量（Kg）特征化因子環(huán)境影響潛值（KgCO2當量）基準值Kg當量/（人·a）標準化值權(quán)重加權(quán)后的環(huán)境影響潛值焚燒NOX1.57×10-1SO25.30×10-1361.47×10-20.731.07×10-2SO23.15×10-1HCL6.89×10-3HF2.76×10-2H2S5.37×10-6NH32.57×10-5表7 富營養(yǎng)化環(huán)境影響潛值1. 處理方式2. 污染物類型3. 排放量（Kg）

33、4. 特征化因子5. 環(huán)境影響潛值（KgCO2當量）6. 基準值Kg當量/（人·a）7. 標準化值8. 權(quán)重9. 加權(quán)后的環(huán)境影響潛值10.11. 焚12. 燒13. NOX14. 1.57×10-115. NO3-16. 2.12×10-117. 5518. 3.85×10-319. 0.7420. 2.85×10-321. NH322. 2.57×10-523. COD24. 8.59×10-4表8 生態(tài)毒性環(huán)境影響潛值處理方式污染物類型排放量（Kg）環(huán)境影響潛值m3土壤/(人·a)基準值Kg當量/（人

34、3;a）標準化值權(quán)重加權(quán)后的環(huán)境影響潛值焚燒鎘1.38×10-41.023582.85×10-31.995.67×10-3鉛1.73×10-3汞1.40×10-4鋅1.73×10-3注：標準化基準及權(quán)重引自Hauschild M. and Wenzel從表中可以看出，在生活垃圾焚燒處理中，全球變暖對總的環(huán)境影響潛力貢獻最大，占60.7%，其次是酸化、生態(tài)毒性和富營養(yǎng)化，分別占21.8%、11.6%和5.8%。全球變暖主要由于垃圾焚燒產(chǎn)生的大量CO2和氯代碳氫化合物等溫室氣體所引起的；酸化主要由于垃圾中含氮和含硫化合物氧化分解，產(chǎn)生NO

35、X和SOX得緣故；生態(tài)毒性中汞和鎘的毒性較大，分別占72.7%和24.3%，主要為生活垃圾中鎳鎘電池、顏料、鎘蒸汽電管、汞蒸汽電管和弧光電管中重金屬元素焚燒導致；富營養(yǎng)化主要由NOX的排放所造成。生命周期影響評價（LCIA）是LCA評價的第三部分，它是對生命周期清單分析中所提供的大量物質(zhì)和能源消耗以及污染物排放對環(huán)境所造成的壓力進行定性和定量評價的過程（ISO/CD14042.1，1997c）。生命周期清單分析中的數(shù)據(jù)僅反映了各個階段的污染物排放和資源、能源的利用情況，不能直接反應(yīng)它們對環(huán)境的影響程度和干擾大小。因為一方面環(huán)境污染因子對環(huán)境和人體健康的影響受其排放量多少和污染物類型的影響；另一

36、方面，被研究地區(qū)的環(huán)境容量、環(huán)境敏感性、政治經(jīng)濟目標以及人們的價值取向等，都是評價該類污染物影響重要性的指標。如在分析清單中所列出的SOX和NOX的排放對環(huán)境的影響，因SOX和NOX影響類型不同，即使兩者值相同，但其產(chǎn)生的健康和環(huán)境效應(yīng)也會大不相同。另外，不同地區(qū)對SOX和NOX排放的敏感性不同，如在我國的“兩控區(qū)”（酸雨控制區(qū)和二氧化硫控制區(qū)），對SOX排放的敏感性就遠遠高于NOX；而在水體富營養(yǎng)化嚴重的太湖、滇池等地區(qū)，政府則將更多地關(guān)注對NOX的控制。由于上述原因，在生命周期評價中，需要通過建立模型，將清單分析提供的結(jié)果轉(zhuǎn)換成一套通用的影響尺度，如人類健康、生態(tài)健康和資源破壞等，從而得到

37、對系統(tǒng)總的環(huán)境影響潛力的評價。生命周期影響評價包括三個步驟：影響分類、特征化和賦權(quán)評估。（1）影響分類影響分類就是為選擇和定義環(huán)境種類提供指導，將清單分析結(jié)果中的數(shù)據(jù)分配至不同的環(huán)境影響類型中。影響類型的選擇主要根據(jù)自身的目的而定，一般應(yīng)遵循如下原則：影響種類應(yīng)盡可能包括分析中所涉及的所有重要的環(huán)境問題；影響種類不能太多；影響種類之間應(yīng)相互獨立，避免重復計算；選擇的影響種類應(yīng)與特征化模型相適應(yīng)。本文參考SETAC的環(huán)境影響分類方案，將城市生活垃圾生命周期影響評價的環(huán)境影響類型分為以下幾類：5） 全球變暖影響。生活垃圾焚燒處理過程中產(chǎn)生的各種溫室氣體的排放，特別是焚燒過程中產(chǎn)生的CO2及CO等氣

38、體的排放都對全球變暖產(chǎn)生影響。6） 酸化影響。生活垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的SO2、NOX、NH3、HCl及其它硫化物等產(chǎn)生的酸化影響。7） 富營養(yǎng)化。生活垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的NOX、NH3進入水體產(chǎn)生的富營養(yǎng)化作用。8） 生態(tài)毒性?；瘜W和生物物質(zhì)等有毒物質(zhì)的生態(tài)毒性影響大小取決于其在生態(tài)系統(tǒng)中的排放量以及這些物質(zhì)在環(huán)境中的致命性。有毒物質(zhì)的降解率將影響其對目標生物毒害的可能性大小以及毒性效果，根據(jù)其在生態(tài)系統(tǒng)中的分解速率，可分為急性毒性和慢性毒性兩種。垃圾焚燒處理對生態(tài)系統(tǒng)的毒性主要是指生活垃圾在焚燒處理過程中產(chǎn)生的重金屬離子進入生態(tài)系統(tǒng)后產(chǎn)生的毒性。3.4 結(jié)論及建議通過對上述城市生活垃圾焚燒處理技術(shù)的生命周期評價，得出如下結(jié)論：（1）城市生活垃圾焚燒處理可以減少