兩種污水廠碳足跡計算方法的介紹與比較

肇倩瑩

摘 要：近年來，溫室氣體的排放已成為各國重大環(huán)境問題之一，并逐漸受到社會各界人士的重視。污水處理是一種易被人忽視的、高能耗的產(chǎn)業(yè)，其碳排放的統(tǒng)計與計算多種多樣。對兩種最常用的方法：生命周期評價法和IPCC法進行了介紹并概括其局限性與適用性。

關(guān)鍵詞：碳足跡；生命周期評價法；IPCC

隨著我國城市的不斷發(fā)展與擴張，污水處理已經(jīng)成為一種高能耗、高碳排放的產(chǎn)業(yè)。為了讓人們更加清晰、直觀的了解污水處理廠的碳排放情況，通常使用投入產(chǎn)出法、《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》計算方法、生命周期評價法（life cycle assessment， LCA）、碳足跡計算器等對污水廠的碳排放進行計算。其中，國際上通用的LCA法和IPCC法應(yīng)用較多。

1 生命周期評價法

國際標準化組織（ISO）定義：匯總和評估一個產(chǎn)品（或服務(wù)）體系在其整個壽命周期期間的所有投入及產(chǎn)出對環(huán)境造成的和潛在的影響的方法。

ISO14040將生命周期評價分為相互聯(lián)系又循環(huán)往復(fù)的四個步驟；目的與范圍確定、清單分析、影響評價和結(jié)果解釋[3]。

目的與范圍的確定：進行生命周期評價的首先要界定研究的范圍。研究的范圍決定了所研究的產(chǎn)品系統(tǒng)、邊界、數(shù)據(jù)要求、假設(shè)及限制條件等。清單分析[4]：是對產(chǎn)品、工藝或活動在其整個生命周期階段的資源、能源消耗和向環(huán)境的排放（包括廢氣、廢水、固體廢物及其它環(huán)境釋放物）進行數(shù)據(jù)量化分析。生命周期影響評價：對分析清單上的數(shù)據(jù)進行定性，或定量排序的一個過程。對生命周期進行解釋說明：總結(jié)前幾個階段的研究結(jié)果及發(fā)現(xiàn)，得出結(jié)論，進行分析，對其局限性進行解釋，盡量使結(jié)果易于理解并且有一定的完整。根據(jù)ISO14043的要求，生命周期解釋主要包括三個要素：識別、評估和報告。

生命周期評價相比于傳統(tǒng)環(huán)境影響評價的方法，有著如下優(yōu)勢[5]：（1）生命周期評價面向的是產(chǎn)品系統(tǒng)。評價整個系統(tǒng)總的對環(huán)境的影響，是使產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的根本。（2）該方法是對產(chǎn)品或服務(wù)從“誕生”到“消亡”的全程的評價，涵蓋面廣，系統(tǒng)性強。（3）該評價方法非常直觀，將各種對環(huán)境的影響進行定量分析，便于體現(xiàn)節(jié)能潛力較大的重要單元。（4）生命周期評價是一種充分重視環(huán)境影響的評價方法，將清單中分散的數(shù)據(jù)以一定的邏輯關(guān)聯(lián)到一起，加強產(chǎn)品與環(huán)境之間的聯(lián)系性。

然而生命周期評估過程中有一些潛在的不確定因素，使其結(jié)論的可靠性和準確性受到影響。中國的生命周期評估數(shù)據(jù)庫不夠成熟，并且缺乏針對我國各個地域的具體信息。洪靜蘭等人發(fā)現(xiàn)，采用其他國家地區(qū)的LCIA模型對我國產(chǎn)業(yè)活動進行環(huán)境負荷評價時，由于人種上的差異，在生態(tài)毒性影響與人類健康損傷影響類別方面會產(chǎn)生較大的誤差。

2 IPCC法

《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》是由政府間氣候變化專門委員會國家溫室氣體清單特別工作組編寫的，自發(fā)布后沿用至今。該方法大體分為三個步驟：

體系范圍的確定。污水污泥系統(tǒng)溫室氣體排放是一個復(fù)雜的過程，因此要界定排放體系的范圍，并將所計算的溫室氣體分類。Monteith等將污水污泥系統(tǒng)的溫室氣體排放分為兩類：現(xiàn)場（場內(nèi)溫室氣體排放）和非現(xiàn)場（場外溫室氣體排放）；Shahabadi等[6]通過分析溫室氣體產(chǎn)生的途徑，將排放體系分為生化處理、能源消耗、物料消耗、污泥處理四個主要方面；謝淘等[10]將溫室氣體排放劃分為直接排放、間接排放、其他間接排放三個部分。

碳排放計算清單的建立。包括“自上而下”和“自下而上”兩種方法。前者是一種使用匯總數(shù)據(jù)和排放因子（通常由政府機構(gòu)編制）來對更加宏觀的碳排放進行了解的工具。這種方法在國家或更大尺度適宜，在小區(qū)域精度較低?！白韵露稀狈▌t基于各國的特定的排放因子或生產(chǎn)過程和工廠級別的數(shù)據(jù)進行評估，對數(shù)據(jù)的精確度要求更高。該方法雖然模型的復(fù)雜程度大，但計算精度高。

對碳排放清單進行計算。目前各國學(xué)者在計算時大多采用系數(shù)核算法，即排放量=活動水平×排放系數(shù)。

但是，由于此方法中很多數(shù)據(jù)因影響因素復(fù)雜而被相應(yīng)的缺省取值所替代，碳核算結(jié)果將存在一定偏差。

3 結(jié)束語

生命周期評估法是一種宏觀的、系統(tǒng)的、定量的評價方法，可以了解產(chǎn)品從生產(chǎn)到毀滅的整個過程中對人、及自然環(huán)境的影響。然而在這種評估方法的流程里仍存在許多不確定因素，同時我國生命周期評估數(shù)據(jù)庫也有待完善。

IPCC法較生命周期評估法更為詳細和精確，然而所提供數(shù)據(jù)中缺省值的取值范圍較大，需要研究者根據(jù)情況進行選擇，并且隨著評價方法精確度的提高，其所要求的數(shù)據(jù)也更加具體，對于一些企業(yè)可能很難獲得，所以應(yīng)根據(jù)需要對評估方法進行完善，來達到精確的測算結(jié)果。

參考文獻

[1]樊慶鋅，敖紅光，孟超.生命周期評價[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2007，32（6）：177-180.

[2]曹華林.產(chǎn)品生命周期評價（LCA）的理論及方法研究[J].西南民族大學(xué)學(xué)報人文社科版，2004，25（2）：281-284.

[3]林璐.基于生命周期評價方法的九龍江流域污水處理廠綜合評價研究[D].廈門：廈門大學(xué)，2009.

[4]Chen W， Zhang F F， Hong J L， Shi W X， Feng S T， Tan X F， Geng Y. Life cycle toxicity assessment on deep-brine well drilling. Journal of Cleaner Production， 2015， 112： 326-332.

[5]陳敏磊.國內(nèi)外污水污泥系統(tǒng)溫室氣體排放研究方法[J].環(huán)境工程，2013（s1）：316-320.

[6]Shahabadi M B，Yerushalmi L，Haghighat F. Impact of process design on greenhouse gas（GHG） generation by wastewater treatment plants[J]. Water Research，2009，43： 2679-2687.

[7]謝淘，汪誠文.污水處理廠溫室氣體排放評估[J].清華大學(xué)學(xué)報，自然科學(xué)版，2012，52（4）：473-477.

[8]SH Koh，A Shaw，S Tarallo.Top-down and Bottom-up Approaches for Establishing Greenhouse Gas Emissionsand Carbon Footprints at Wastewater Treatment Plants.《Protein Science》， 2010， 2010（3）：364-387.

[9]彭潔.城市污水污泥處置方式的溫室氣體排放比較分析[D].湖南：湖南大學(xué)，2013.