環保購物袋的生命周期評價與環保性能研究
摘要:“限塑令”實施后，環保購物袋作為一次性塑料購物袋的替代品大量進入市場，本文運用生命周期評價方法對聚乙烯、牛皮紙、淀粉基塑料、無紡布和棉布等環保購物袋的環保性能進行了比較研究，旨在為提高購物袋的環保性能提供有益參考。
1 前言
隨著“限塑令”的實施，全國范圍內一次性塑料購物袋的使用量大大減少，以紙、淀粉基塑料、無紡布和棉布等為原料的環保購物袋作為一次性塑料購物袋的替代品開始大量進入市場。在環保購物袋的原料中，淀粉基塑料和紡粘法生產的無紡布更是成為焦點，但是究竟那種原料生產的環保購物袋更加環保，一直沒有科學有效的評價和證明。本文運用生命周期評價方法，對聚乙烯（PE）、牛皮紙、棉布、無紡布（PP為主要原料）和淀粉基塑料（淀粉含量為 90%，其余為PE等）五種購物袋的環境影響進行比較評價，旨在找出既有利于環保又符合我國現狀的環保購物袋產品。
2 環保購物袋的生命周期評價與比較
2.1 生命周期評價及其技術框架
生命周期評價（Life Cycle Assessment，簡稱 LCA）是用于評價某一產品或服務相關的環境因素和潛在的環境影響的方法，開始于20世紀60年代末，國際標準化組織在開始制定ISO14000系列標準時，即成立 ISO/TC207/SC5（國際標準化組織環境管理技術委員會第五分技術委員會）來負責完善與生命周期評價相關的國際標準，編號定為ISO 14040-14043[1] 。LCA涉及產品、工藝或活動包括從原材料采集到產品生產、運輸、銷售、使用、回收、維護和最終處置等整個生命周期階段所有的環境負荷過程，又被稱為“從搖籃到墳墓”的評價。LCA首先辯識和量化整個生命周期階段中能量和物質的消耗及釋放，然后評價這些消耗和釋放對環境的影響，最后辯識和評價減少這些影響的機會，它的最終目的是對產品的任何階段作環境影響評估及改善的分析，降低人類活動對環境的危害[2] 。
2.2 環保購物袋的生命周期評價
2.2.1 研究對象說明
本文選用容積相同或相近的聚乙烯（PE）、牛皮紙、棉布、紡粘法無紡布（PP為主要原料）和淀粉基塑料（淀粉含量為90%，其余為PE等）五種購物袋作為研究對象[3] ，具體規格見表1。
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2.2.2 環保購物袋的簡化型生命周期評價
評價中采用簡式評價矩陣方法，其評價系統為一個 5×8的二維矩陣，其中一維代表產品生命周期的5個階段，另一維代表環境要素，該方案采用8個環境要素[4] 。
評價時由5位專家組成評定小組，根據環境影響程度對每個要素打分（以0、1、2、3、4表示），其中環境負載最大的取0，環境負載最小的取4，然后將每個元素所得的數值求和得到最后的評價指數。評價結果見表2。
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由上述評價結果可見，在整個生命周期過程中，淀粉基塑料購物袋的總分最高，環保性能最佳，其次是無紡布、PE和棉布三種材料的購物袋，牛皮紙購物袋的總分最低，環保性能最差。具體到生命周期的各個階段可以看出，在原料獲取階段，牛皮紙購物袋得分最低，原因是獲取造紙原料需要砍伐大量樹木，破壞森林，危害生態環境；在生產階段，牛皮紙和棉布購物袋的得分較低，原因是二者水耗大，水污染嚴重；在銷售和使用過程階段，五種原料購物袋的差異較。辉诨厥仗幹秒A段，PE和無紡布都比較難降解，造成固體廢棄物污染，因此這一階段，PE和無紡布購物袋的評分較低。牛皮紙購物袋的環保性能最差，這個結果似乎與人們的想象大相徑庭。實際上，雖然在回收處置階段，一次性塑料購物袋的大量使用會帶來“白色污染”問題，得分低于牛皮紙購物袋，但是其在生命周期其他階段的得分均高于牛皮紙購物袋。另外，據美國化學協會統計，生產相同質量的塑料和紙，塑料所需要的能源比紙少91％，且紙的生產多排放70％的廢氣。
2.2.3 環保購物袋的清單數據比較
在生命周期評價中采用清單數據定量比較的方法，將每種購物袋的環境負載分配到每次使用中。根據實際使用情況，設定聚乙烯塑料購物袋和淀粉基塑料購物袋使用1次，牛皮紙購物袋循環使用3次，無紡布購物袋使用10次，棉布購物袋使用20次，其循環系數分別為1、1、0.33、0.1和0.05，五種購物袋的生命周期數據清單見表3（研究過程中未考慮固體廢棄物的影響）。
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由上述評價結果可見，在沒有考慮固體廢棄物的情況下，聚乙烯塑料、無紡布和淀粉基塑料購物袋的主要環境指標優于其它兩種購物袋；牛皮紙購物袋的能耗大，水污染也較嚴重；棉布購物袋的主要環境問題是水耗大。如果考慮固體廢棄物，則淀粉基塑料和牛皮紙購物袋可以在自然條件下降解，無紡布購物袋和棉布購物袋的循環使用次數越多，其環保性能也就隨之提高。
3 結語
（1）生命周期評價是一種有效的評價產品環境性能的工具，其中簡式生命周期簡便可行，但存在著主觀性等問題；詳細型生命周期清單比較結果較詳實可靠，但需要大量數據。
（2）傳統的一次性聚乙烯塑料購物袋最大的環境問題是廢棄后較難處置，而可自然降解的淀粉基塑料購物袋的出現，解決了聚乙烯塑料購物袋的缺點，其環保性能在五種購物袋中最好。
（3）牛皮紙購物袋在整個生命周期中的環境影響較其他四種購物袋嚴重，雖然其在廢棄后可以自然降解，但其在原料獲取和生產加工中的生態問題嚴重。大量的使用紙類購物袋不僅會消耗大量的森林資源，還會帶來嚴重的水污染和大氣污染。另外，紙類購物袋的堅牢度、防水性等性能都不如其它四種購物袋，因此大規模的以紙代塑不可取。
（4）在循環使用20次的條件下，棉布購物袋的主要環境指標介于PE和牛皮紙購物袋之間，如果循環使用次數更多，其每次使用所承擔的環境負載將更小。棉布購物袋的主要問題是水耗大、成本高，可以通過改進結構設計和加工工藝，進一步降低生產成本，提高棉布購物袋的使用性能，增加重復使用的次數。
（5）目前市場上使用較多的環保購物袋是利用紡粘法生產的無紡布購物袋。經過評價發現，其環境指標和一次性聚乙烯塑料購物袋基本相同，但是無紡布購物袋可以多次使用，一般在10次以上，且其生產工藝短，基本不產生廢水廢氣。因此，如果循環使用次數增加，其環保性能會明顯優于一次性聚乙烯塑料購物袋。
參考文獻：
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