基于LCA的某垃圾焚燒廠大氣污染物的環(huán)境影響分析

張雄健

摘? 要：基于LCA的思想，該文研究了導(dǎo)致外部變暖的大氣污染物PM2.5、SO2、NO2、CO、CO2、HCl、汞、二噁英、NH3、H2S、鉛、鎘和鉻，面積25 km2。全球變暖（GWP）、酸化（AP）、富營養(yǎng)化（EP）、生態(tài)毒性（ETP）以及光化學(xué)臭氧合成（POCP）的貢獻(xiàn)和分析。結(jié)果表明，擬建項目生產(chǎn)的氣態(tài)物質(zhì)對環(huán)境的總環(huán)境影響潛值為8.98×10-2，其中POCP（3.93×10-2）>GWP（2.27×10-2）>AP（1.49×10-2）>EP（1.26×10-2）>ETP（1.03×10-7），空氣污染物PM2.5、SO2、NO2、CO、CO2、HCl、汞、鉛、二噁英、NH3、H2S、鉛、鎘和鉻物質(zhì)中，CO2和NOx對環(huán)境的影響更大，應(yīng)重點預(yù)防和控制。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒? 大氣污染物? 環(huán)境影響? 評價

中圖分類號：X51? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2021）03（c）-0107-03

Environmental Impact Analysis of Air Pollutants in a Waste Incineration Plant Based on LCA

ZHANG Xiongjian

（Guangdong Living Environment Harmless Treatment Center Co.， Ltd.， Guangzhou， Guangdong Province， 510405? China）

Abstract： Based on the idea of LCA， this paper analyzes the contribution of PM2.5， SO2， NO2， CO， CO2， HCl， mercury， dioxin， NH3， H2S， lead， cadmium and chromium to global warming （GWP）， acidification （AP）， eutrophication （EP）， ecotoxicity （ETP） and photochemical ozone synthesis （POCP） outside the surrounding 25 km2 area. The results show that： the total environmental impact potential of gaseous substances produced by the proposed project is 8.99×10-2， among which POCP （3.94×10-2） > GWP （2.28×10-2） > AP （1.50×10-2） > EP （1.27×10-2） > ETP （1.04×10-7）， CO2 and NOx are the most important pollutants in the air pollutants PM2.5， SO2， NO2， CO， CO2， HCl， mercury， lead， dioxin， NH3， H2S， lead， cadmium and chromium produced by the waste treatment plant. It has a great impact on the environment and should be focused on prevention and control.

Key Words： Waste incineration; Air pollutants; Environmental impact; Assessment

采用污染物防護(hù)措施后，某垃圾焚燒廠排放的大氣污染物全部達(dá)標(biāo)排放，但還需考慮大氣污染物排放并擴散后，對周圍環(huán)境的影響，即還需滿足《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-2012）[1]。因此，該文基于LCA的思想分析產(chǎn)生的大氣污染物PM2.5、SO2、NO2、CO、CO2、HCl、汞、二噁英、NH3、H2S、鉛、鎘和鉻對周圍25 km2區(qū)域之外的全球變暖（GWP）、酸化（AP）、富營養(yǎng)化（EP）、生態(tài)毒性（ETP）和光化學(xué)臭氧合成（POCP）的貢獻(xiàn)并分析[2]。

1? 大氣污染物清單分析

清單分析基本是采用通過LCA軟件構(gòu)建產(chǎn)品系統(tǒng)LCA模型的方式獲得的[3]。清單分析可分為資源消耗清單和環(huán)境釋放清單，資源消耗清單包括非可再生能源、非可再生元素、可再生資源和非可再生資源等;環(huán)境排放清單按污染物類型可分為重金屬、有機物、無機物、顆粒物和放射性物質(zhì)等;按排放的區(qū)域可分為大氣污染物、淡水污染物和陸地污染物等[4]。該研究主要考慮大氣污染物輸出對環(huán)境空氣的影響，因此把垃圾焚燒所產(chǎn)生的大氣污染物量作為排放清單，具體內(nèi)容見表1。

2? 影響分析

2.1 分類

它是根據(jù)環(huán)境影響的不同類型對資源消耗清單和清單分析得出的環(huán)境排放清單進(jìn)行分類的過程。根據(jù)美國EPA計劃、SETAC計劃和EDIP計劃，該文制定了垃圾焚燒對環(huán)境的影響類型，并選擇了5種影響類型進(jìn)行影響分析，如圖1所示。

2.2 特征化

特征化是根據(jù)分類結(jié)果，將相同環(huán)境影響類型下的不同物質(zhì)按照統(tǒng)一的環(huán)境影響衡量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行量化[5]。采用公式（1）中的方法進(jìn)行計算。

EF（j）=∑EP（j）i=∑[Qi（j）×EF（j）i]（1）

式（1）中：EF（j）為產(chǎn)品系統(tǒng)對第j種環(huán)境影響的特征化值;∑EP（j）i為第j種排放物質(zhì)對第i種環(huán)境影響的特征化值;EF（j）i為第種排放物質(zhì)對第j種環(huán)境影響的相關(guān)性系數(shù);Qi為第i種物質(zhì)的排放量。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化的目的是對產(chǎn)品系統(tǒng)生命周期中不同類型的環(huán)境影響的特征值進(jìn)行綜合分析，以獲得數(shù)值，即環(huán)境負(fù)荷，以表明產(chǎn)品對環(huán)境的影響程度。系統(tǒng)整個生命周期中的環(huán)境，標(biāo)準(zhǔn)化步驟是為每種類型的環(huán)境影響選擇一個標(biāo)準(zhǔn)化參考值，通過特征值/標(biāo)準(zhǔn)化參考值=標(biāo)準(zhǔn)化值獲得一個無量綱值，然后相加以獲得環(huán)境負(fù)荷。

2.4 總環(huán)境影響

對每種影響的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行加權(quán)以獲得潛在的總環(huán)境影響值，該文中的權(quán)重是使用層次分析法計算得出的。層次分析法比較了不同環(huán)境影響的相對重要性，合理分配了各種環(huán)境影響的權(quán)重，以確保清潔生產(chǎn)評估過程的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，并整合了定量和定性指標(biāo)的特征狀態(tài)[6]。分析層次結(jié)構(gòu)過程通常分為5個步驟，執(zhí)行框架如圖2所示。加權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)化的環(huán)境影響評估的結(jié)果見表2。

2.5 結(jié)果分析與解釋

2.5.1 GWP

全球變暖的潛力是一種環(huán)境影響，它量化了產(chǎn)品系統(tǒng)生命周期中產(chǎn)生的各種溫室氣體引起全球變暖的能力，通常以100年為期限。處理廠產(chǎn)生的大氣污染物對全球變暖的潛在環(huán)境影響是2.27×10-2。其中CO2貢獻(xiàn)率最大，占99.26%，CO和NOx的貢獻(xiàn)非常少。

2.5.2 AP

酸化潛力是一種對環(huán)境的影響，可以量化產(chǎn)品系統(tǒng)生命周期中向環(huán)境中排放的SO2、NOx、H2S和其他污染物，從而形成酸雨，導(dǎo)致酸化生態(tài)系統(tǒng)。這些污染物主要來自化石燃料和生態(tài)系統(tǒng)的燃燒，最有影響的酸化是水和土壤的酸化。處理廠在酸化環(huán)境中產(chǎn)生的大氣污染物的潛在價值為1.49×10-2。其中，NOx的貢獻(xiàn)率最高，為80.92%，其次是SO2，為17.26%，而HCl、NH3和H2S的貢獻(xiàn)幾乎可以忽略不計。

2.5.3 EP

由于氮和磷的含量過多，水體變成富營養(yǎng)化，從而導(dǎo)致水質(zhì)污染。處理廠產(chǎn)生的大氣污染物對富營養(yǎng)化的環(huán)境影響的潛在價值為1.26×10-2。其中NOx貢獻(xiàn)率最大，占99.78%，NH3占0.22%。

2.5.4 ETP

指排放的化合物對非人類生命系統(tǒng)的影響，主要是對水系生物和陸地生物的影響。處理廠產(chǎn)生的大氣污染物對生態(tài)毒性的環(huán)境影響潛值為1.03×10-7。其中鉻貢獻(xiàn)率最大，占93.59%，鉛和鎘的貢獻(xiàn)率均為3.02%，汞的貢獻(xiàn)率僅為0.08%。

2.5.5 POCP

處理廠產(chǎn)生的大氣污染物對光化學(xué)臭氧合成的環(huán)境影響潛值為3.93×10-2。其中NOx貢獻(xiàn)率最大，占79.86%，CO貢獻(xiàn)率為3.13%，SO2貢獻(xiàn)率為17.11%。

綜上可知，該擬建項目產(chǎn)生的大氣污染物的總環(huán)境影響潛值為8.98×10-2，其中POCP（3.93×10-2）>GWP（2.27×10-2）>AP（1.49×10-2）>EP（1.26×10-2）>ETP（1.03×10-7），在垃圾處理廠產(chǎn)生的大氣污染物PM2.5、SO2、NO2、CO、CO2、HCl、汞、鉛、二噁英、NH3和H2S物質(zhì)中，CO2和NOx對環(huán)境影響較大，應(yīng)重點防控。

3? 結(jié)語

基于LCA的思想對該擬建項目產(chǎn)生的大氣污染物對區(qū)域乃至全球的環(huán)境影響進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：該擬建項目產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)總環(huán)境影響潛值為8.98×10-2，其中POCP（3.93×10-2）>GWP（2.27×10-2）>AP（1.49×10-2）>EP（1.26×10-2）>ETP（1.03×10-7），在垃圾處理場產(chǎn)生的大氣污染物PM2.5、SO2、NO2、CO、CO2、HCl、汞、鉛、二噁英、NH3、H2S、鉛、鎘和鉻物質(zhì)中，CO2和NOx對環(huán)境影響較大，應(yīng)重點防控。

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