絲綢產品生命周期環境表現研究進展

劉書軼 朱紫嫄 邱笑笑 王曉蓬 王來力

摘要：

為量化與評價絲綢產品生命周期的環境表現，為絲綢產品的綠色設計和綠色生產提供參考，文章對絲綢產品生命周期環境表現的研究進展進行綜述，分別從研究方法、核算邊界、數據清單、結果評價等方面進行了思考和探討。研究表明，絲綢產品生命周期的正外部性應納入環境表現的量化與評價范圍;構建絲綢產品使用和洗滌模型、回收再利用模型，以提高絲綢產品生命周期環境表現量化與評價的準確性;構建綜合考慮國家、區域、技術水平等因素的絲綢產品生命周期投入和產出清單數據庫，可實現環境表現量化與評價的全面性和透明性。

關鍵詞：

絲綢產品;環境表現;生命周期評價;數據清單;結果評價

中圖分類號： TS141

文獻標志碼： A

文章編號： 10017003（2021）11000505

引用頁碼： 111102

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2021.11.002

Research progress in the environmental performance assessment of silk product life cycle

LIU Shuyia， ZHU Ziyuana， QIU Xiaoxiaoa， WANG Xiaopengb，c， WANG Lailib，d

（a.School of Fashion Design & Engineering; b.Silk and Fashion Culture Center of Zhejiang Province; c.Institute of Science and Technology;d.Key Laboratory of Silk Culture Heritage and Products Design Digital Technology， Ministry of Culture and Tourism，Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China）

Abstract：

In order to quantify and evaluate the environmental performance of silk productlife cycle and to provide references for the green design and green production of silk products， the paper reviewed the research progress in environmental performance assessment of silk products， thought about and discussed the research methods， calculation boundary， data inventory and result evaluation. The results showed that the positive externality of silk productlife cycle should be included in the scope of environmental performance quantification and assessment. It is necessary to establish models for silk product using， washing and recycling， so as to improve the accuracy of the life cycle environmental performance quantification and assessment. Furthermore， constructing a data inventory database for silk productlife cycle input and output while comprehensively considering factors such as countries， regions and technical levels is conductive to achieving a comprehensive and transparent environmental performance quantification and assessment.

Key words：

silk product; environmental performance; life cycle assessment; data inventory; result assessment

基金項目： 國家自然科學基金項目（71503233）;國家級大學生創新創業訓練計劃項目（202010338017）;浙江省自然科學基金項目（LY20G030001）;絲綢文化傳承與產品設計數字化技術文化和旅游部重點實驗室開放基金項目（2020WLB04）;浙江理工大學基本科研業務費專項資金資助項目（2021Y008）

作者簡介： 劉書軼（1998），女，碩士研究生，研究方向為紡織品服裝碳足跡核算與評價方面的研究。通信作者：王來力，副教授，wangll@zstu.edu.cn。

氣候變化、淡水資源短缺、水環境污染、廢氣排放等問題給全球經濟社會的可持續發展帶來嚴峻挑戰。2015年，《Transforming our world： the 2030 agenda for sustainable development》在聯合國大會第70屆會議上通過并于2016年1月1日正式啟動，該議程包括“為所有人提供水和環境衛生并對其進行可持續管理”“采取緊急行動應對氣候變化及其影響”等17項全球可持續發展目標（Sustainable Development Goals，SDGs），呼吁各國采取積極行動，努力在2030年之前實現議程目標[1]。為應對全球氣候變化，中國政府承諾力爭于2030年前實現碳達峰，在2060年前實現碳中和。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出要建立健全環境治理體系，不斷改善空氣、水環境質量，有效管控土壤污染風險等環境改善目標。

紡織產品與人們的生產生活密切相關，紡織工業的可持續發展在中國生態文明建設中具有重要作用，而行業的可持續發展一般是通過推動細分產業和產品的綠色生產加工來實現。中國是世界第一大蠶繭和生絲生產國，蠶繭和生絲產量占全球80%以上[2]。絲綢是重要的紡織產品，因其優良的服

用性能深受消費者青睞。全面了解絲綢產品生命周期的環境表現，對于絲綢產品的綠色設計、綠色生產乃至綠色消費具有重要的參考意義。本文綜述了國內外關于絲綢及相關產品生命周期環境表現的研究進展，就絲綢產品生命周期環境表現量化與評價的研究方法、核算邊界、數據清單、結果評價等問

題進行了思考和探討，并對絲綢產品生命周期環境表現的量化與評價提出了建議。

1 絲綢產品的環境表現

關于絲綢產品生命周期環境表現研究結果如表1所示。

由表1可知，絲綢產品環境表現量化與評價研究涉及的相關指標包括氣候變化（全球增溫潛勢），大氣污染（煙塵、光化學臭氧、平流層臭氧消耗），水資源環境影響（藍水足跡、水體富營養化、水稀缺足跡、水體生態毒性、水酸化足跡），陸地生態影響（農業用地、城市用地、陸地生態毒性、陸地酸化、自然土地改造），人體影響（人體毒性、聲環境污染），以及累計能源需求、非生物耗竭潛力、金屬損耗等，不同的研究文獻中選取的量化與評價指標具有差異性。

由圖1可知，對于絲綢產品生命周期環境表現的研究主要聚焦蠶繭、生絲、真絲織物、絲綢成衣等過程產品，尚無絲綢產品全生命周期環境表現的量化與評價研究。絲綢產品生命周期過程包括桑樹種植、蠶養殖、繅絲、織造、染整、絲綢產品生產、銷售、消費者使用、廢棄等，每個階段的環境表現不盡相同。例如，在桑樹種植階段的耕作、施肥、灌溉等，產生溫室氣體排放、消耗水資源，并有潛在的水體富營養化影響，然而桑樹的光合作用會吸收空氣中的二氧化碳，具有碳中和效應;在養蠶階段因桑葉采摘、運輸、蠶房的清潔養護等消耗能源而產生溫室氣體排放;繅絲、織造、染整、成衣生產等工業階段中，消耗能源、水資源、紡織化學品等;在絲綢產品的使用階段，家庭洗滌護理過程消耗了水資源、洗滌劑、電能等，產生溫室氣體排放、廢水污染物排放，造成溫室效應、水環境劣化的潛在影響。

2 環境表現量化與評價討論

2.1 量化與評價方法

現有文獻中對于絲綢產品生命周期環境表現的量化與評價方法有生命周期評價法、碳足跡方法和水足跡方法。生命周期評價（Life Cycle Assessment，LCA）方法由4個相互關聯的部分組成，即目標和范圍的界定、清單分析、影響評價、結果解釋，可以對絲綢產品“從搖籃到墳墓”生命周期過程的環境表現進行量化與評價[11]。碳足跡（Carbon Footprint，CF）用于量化某一產品從原料、運輸、加工、生產、使用、廢棄等環節的生命周期內產生的碳排放量，被廣泛應用于各類產品溫室氣體排放的量化與評價[12]，絲綢產品生命周期碳足跡的研究聚焦絲綢產品原材料獲取、產品生產、消費、回收處理等階段在氣候變化方面的表現。水足跡（Water Footprint，WF）方法有兩個不同的研究體系，一種是表征一定區域內所有產品和服務生產、消費的水資源占用量[13]，另一種是量化與評價生產和消費活動造成的水資源稀缺、水體富營養化、水體生態毒性[14]、水體酸化足跡等影響。絲綢產品生命周期水足跡的研究是量化與評價絲綢產品生命周期階段水資源消耗和廢水污染物排放的環境表現。

LCA方法可以從多維角度量化與評價絲綢產品生命周期的環境表現，例如氣候變化、大氣污染、人體毒性、生態毒性等，但是由于其未對環境表現的量化與評價指標做統一的選擇范圍界定，且一般受數據清單難以全面獲得的影響，導致不同研究中的環境表現指標選擇不一致，不同絲綢產品的環境表現量化與評價結果往往缺乏可比性。CF方法和WF方法則是以LCA為理論基礎，分別聚焦絲綢產品生命周期中的氣候變化影響和水資源環境影響的量化與評價。因此，根據研究目的不同，可針對性地選擇相應的方法對絲綢產品生命周期的環境表現進行量化與評價。

2.2 核算邊界

核算邊界的一致性是絲綢產品環境表現量化與評價結果可比性的前提，邊界的任何變化都會導致結果的波動[15]。由表1可知，現有絲綢產品生命周期環境表現研究中的核算邊界并不統一。例如，有的研究將核算邊界設定為“從搖籃到大門”的階段（種桑、養蠶、繅絲等階段），亦有研究將核算邊界設定為“從大門到大門”的階段（織造、染整、熨燙等階段），較少有研究將絲綢產品的使用階段和回收階段環境表現納入核算邊界。

絲綢因其優越的服用性能，使用壽命、日常洗滌護理模式與棉服裝、化學纖維服裝有所差異[16]。例如有研究表明，絲綢類衣物護理過程中平均溫度和平均用時均小于棉麻類衣物，則在日常洗滌護理階段，絲綢類衣物的環境影響相對較小[17]。因此，在進行絲綢產品生命周期環境表現量化與評價研究時，應對不同絲綢產品在不同消費模式下的環境表現進行深度解析。

蠶絲纖維的獲取涉及桑樹的種植，該階段具有固碳效應。例如，Giacomin等[18]總結了不同栽培方式下不同桑樹品種的生物產量及其CO2減排水平，并提出桑樹光合作用減少的CO2當量是該桑園生產的蠶絲纖維質量的735倍。Li等[19]評估了桑樹種植階段的碳足跡，以2014—2016年中國海寧市農桑生產的統計數據計算得出桑樹種植過程中光合作用固碳量大于其種植階段產生的總碳排放，對生態環境呈現正外部性。因此，桑樹種植階段的固碳效應及固碳量的分配原則在絲綢產品生命周期環境表現的評價中亦應納入和量化。

2.3 數據清單

評估絲綢產品生命周期的環境表現，需要厘清絲綢產品生命周期過程投入和產出數據清單。例如，桑樹種植階段的灌溉耗水量、肥料施用量、桑葉產量，桑蠶養殖階段的能源消耗、化學品消耗、蠶繭產量，絲綢產品工業生產階段的工業水資源消耗、染化料消耗、輔助物料消耗、絲綢產品產量等。數據清單的收集需要考慮不同國家地區具有不同的生產環境與生產條件。例如，在桑樹種植過程中，桑園的灌溉需求與桑園所處經緯度、海拔、地貌、桑樹種植密度等因素有關;施肥需求與土壤肥力、桑苗品種等因素有關;在養蠶繅絲過程中，生產技術水平對能源消耗、資源消耗、產品產量、廢棄物排放產生顯著影響，進而影響絲綢產品生命周期環境表現的量化與評估。單一地區的數據清單僅代表該地區絲綢產品生命周期的環境表現，若要對絲綢產品生命周期的環境表現進行全面評價，則需綜合考慮地區因素、生產技術水平因素、產量因素等，例如，Higg Materials Sustainability Index僅參考了個別國家和地區的絲綢產品生命周期清單數據，便得出絲綢的環境影響高于其他紡織材料的結論，有失準確性和全面性[20-21]。絲綢生產過程中產生的副產品同樣具有應用價值，需要綜合考慮產品特性、產量、價值等因素構建合理的拆分和分配原則，對環境表現進行合理分配[22]，提高絲綢產品生命周期環境表現量化與評價的準確性。

2.4 結果評價

絲綢產品生命周期的環境表現評價結果為多維指標時，由于各指標的單位不同，在進行不同產品間環境表現比較時需要對評價結果進行歸一化。環境表現評價結果的歸一化有不同的方法，例如EP&L方法[23]將多種環境影響轉化為統一的社會邊際成本，以價值的形式進行結果表達;ReCiPe方法[24]通過對中間點影響類別進行標準化和加權可以得到自然環境、人體健康和資源消耗的3類終點水平影響，并可以進一步加權歸一，得到無量綱的評價結果。所以，在研究中應根據具體情況選擇適用的歸一化方法，并在結果評價時明確說明。

3 結 語

準確性、全面性、一致性和透明性是產品環境表現量化與評價的重要原則，進行絲綢產品生命周期環境表現研究對于綠色絲綢產品設計、生產和絲綢產品可持續消費具有較好的參考意義。由于絲綢產品生命周期鏈條長，涉及的投入產出要素多，開展絲綢產品生命周期環境表現研究仍有諸多尚待探討和解決的問題。

1） 絲綢產品生命周期環境表現包括正外部性，例如桑樹種植固碳的碳中和效應。應構建科學的量化與評價模型，厘清固碳和碳傳導路徑機理，客觀量化與評價絲綢產品生命周期的碳中和效應。

2） 針對絲綢產品的使用、洗滌護理、回收再利用特點，構建科學適用的使用和洗滌模型、回收再利用模型，可提高上述生命周期階段數據清單收集和環境表現量化與評價的準確性。

3） 綜合考慮國家、區域、技術水平等因素，構建絲綢產品生命周期數據清單數據庫，實現環境表現量化與評價的全面性和透明性。

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