子午线轮胎生命周期评价研究

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我国轮胎产业发展迅速,轮胎总产量、子午化率均有迅速的提高,其在改善人民生活,创造巨大经济效益的同时,也导致了日益尖锐的生态环境影响。子午线轮胎做为汽车的重要组成部件之一,其生命周期内对橡胶产区、子午线轮胎产区以及废旧子午线轮胎处置区域乃至全球都产生了较多环境影响,潜在威胁着各区域周边的环境健康和人民群众的生活稳定。然而目前子午线轮胎生命周期环境影响的相关研究尚处于探索阶段,系统、科学地评价子午线轮胎生命周期的环境影响,对于解决、减缓因子午线轮胎使用而导致的潜在环境影响具有重要意义。本文基于生命周期评价理论,首次建立了子午线轮胎生命周期评价模型,并以此模型从橡胶种植至子午线轮胎生产阶段,最终至废旧子午线轮胎处置阶段的全生命周期过程的潜在环境影响进行分析和评价。主要研究结论如下:(1)构建了子午线轮胎生命周期评价技术框架及构成技术框架的组成部分的具体内容。即,子午线轮胎生命周期评价目标定义、范围界定、清单分析、结果解释及改善评价的具体内容:①目标定义与范围界定部分,从橡胶种植、子午线轮胎生产以及废旧子午线轮胎处置的阶段划分,认为从整个轮胎及其相关产业角度进行分析,其内部过程可按照原料与原料生产、产品生产、运输等4个阶段进一步划分;②清单分析部分提出了研究数据的搜集方法,并后续提出不应单独考虑能量的使用问题,而应综合考虑因能量转化过程的环境潜在影响物质排放问题,由此首次利用物料衡算模型结合相关国家标准计算了因火力发电使用而导致的潜在影响物质排放清单,并将电能消耗导致的排放归入相应阶段的潜在影响排放中;③影响评价部分,对子午线轮胎整个生命过程涉及的潜在影响类别进行了划分,认为应从资源消耗(ADP)、全球变暖(GWP)、光化学烟雾(POCP)、水体富营养化(EP)、酸化影响(AP)和人体健康影响(HTP)等6个方面考虑子午线轮胎生命周期过程的全球环境潜在影响,并尝试对以资源消耗影响为代表的影响内容提出自己观点。(2)橡胶种植、标准橡胶生产及运输过程,清单分析阶段首次进行了橡胶种植阶段的因橡胶种植吸收SO2、NOX、粉尘等物质的“负”潜在环境影响分析与评价;同时,为了降低人为因素导致的潜在环境影响,亦对在不考虑橡胶种植“负”影响的情况下的潜在环境影响进行了评价,结果表明:该过程单一影响大小顺序排序为:农资化阶段>标准橡胶生产阶段>运输阶段>原料阶段>橡胶种植阶段,其主要影响源于化肥生产阶段的高能耗以及标准橡胶生产阶段较高的污染物排放量;从影响类型方面考虑,各单项潜在影响指数排序为AP>GWP>EP>HTP>ADP>POCP。橡胶种植阶段因化肥施用流失率大,在造成本阶段在以EP影响为代表的影响较大的同时,亦导致农资化阶段影响最大,整个阶段单一影响指数为3.63E-13;(3)子午线轮胎生产各阶段,单一影响排序为:原料生产阶段>子午线轮胎生产阶段>原料阶段>运输阶段,原料生产阶段因钢丝帘线所用的线材以及炭黑生产过程的高能耗及高潜在影响物质排放量是导致其单一影响较高的关键;各单项潜在影响指数排序为AP>GWP>EP>HTP>POCP>ADP,整个阶段单一影响指数为1.41E-12;(4)废旧子午线轮胎处置阶段:以废旧子午线轮胎为原料生产硫化胶粉的潜在影响评价,各单项影响指数排序为AP>GWP>EP>HTP>POCP>ADP,单一影响指数为1.30E-13。
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