2.2　LCA技术框架[3]

LCA评价产品环境影响的主要思路是通过收集与产品相关的环境清单数据，应用LCA定义的一套计算方法，从资源消耗、人体健康和生态环境影响等方面对产品的环境影响做出定性和定量的评估，并进一步分析和寻找改善产品环境表现的时机与途径。这里所说的环境清单数据就是在产品寿命周期中流入和流出产品系统的物质流（能量流），这里的物质流既包含了产品在整个寿命周期中消耗的所有资源，也包含所有的废弃物以及产品本身。

可以看到，LCA的评估是建立在具体的环境清单数据基础之上的，这也是LCA方法最基本的特性之一，是实现LCA客观性和科学性的必要保证，是进行量化计算和分析的基础。

概括起来，LCA主要有三个特征：

（1）通过确定和量化与评估对象相关的能源、物资消耗和废弃物排放，评估其造成的环境影响和环境负担；

（2）判别和评估改善环境影响的机会；

（3）评价对象可包括一个产品，也可包括一个过程，评价的范围包括产品或过程的产生直至最后废弃。

在ISO 14040—1997标准中，对LCA详细地定义了具体的评估实施步骤，它包括如下四个阶段：目标和范围确定（goal and scope definition）、清单分析（life cycle inventory analysis，LCIA）、影响评价（life cycle impact assessment，LCIA）、生命周期解释（life cycle interpretation），如图2-2所示。为此ISO专门制定了相应的标准：

ISO 14040—1997：环境管理—生命周期评价—原则与框架；

ISO 14041—1998：环境管理—生命周期分析—目标和范围的界定及清单分析；

ISO 14042—2000：环境管理—生命周期分析—影响评价；

ISO 14043—2000：环境管理—生命周期分析—生命周期解释。

由图2-2可知，LCA是一个包含各阶段相互关联的闭环过程，它表明产品在整个生命周期内都有环境影响的问题。

2.2.1　目标和范围确定

目标和范围确定是LCA的第一步，它是清单分析、影响评价和结果解释的依据，也是进行具体LCA的出发点与立足点，决定了后续阶段的进行和LCA的评价结果，直接影响到整个评价工作程序和最终的研究结论。在这一阶段，既要明确提出LCA分析的目的、背景、理由，还要指出分析中涉及的假设条件、约束条件。设定功能单位也是不可缺少的，它是对产品系统输出功能的量度。其基本作用是为有关输入和输出提供参照基准，以保证LCA结果的可比性。

目标的确定必须具有很强的目的性，而范围的确定则是关系到LCA成效的关键。不同的产品或行为都具有各自的特征，而且自然界中各种物质和能量的转换和循环是相互影响的过程，在分析评价时很难精确地定量描述。因此，LCA的范围确定只能是一种模拟化的模式，将有相互影响的各种边界条件单独列出，形成一个编目清单，便于定量化的数据分析。这种边界范围的确定必须是科学合理和可操作的，能最大限度地反映客观情况，使整个LCA更具实效性，一般说来，同类产品或行为的比较应建立在相同的边界基础上。

另外，对于同类产品或行为，由于LCA的目的不同，研究结果的用途不同，会导致研究的对象不同，因此对边界条件的划分和确定也不同。

2.2.2　清单分析

清单分析也称编目列表分析，清单分析是对第一阶段中所确定的目标和范围中的全体边界条件进行输入和输出的定量化的分析和计算，主要是计算产品整个生命周期（原材料的提取、加工、制造和销售、使用和废弃处理）的能源投入和资源消耗以及排放的各种环境负荷（包括废气、废水、固体废弃物）数据。这需要进行充分的调研，收集各种数据，包括产品的原料、制造、使用、废弃的数据，以及产品的全寿命周期中各种资源和能源消耗的数据。一般而言，完备的有实用价值的数据收集是费时和费力的，因此目前大多数研究者使用LCA软件数据库中的数据。清单分析需要处理庞大的数据，必须运用软件来完成，目前国内外已研发出许多实用性的软件用于各种不同的LCA。如图2-3所示为一种清单分析示意图。

2.2.3　影响评价

影响评价主要是指环境影响评价，影响评价建立在生命周期清单分析的基础上，根据清单分析数据与环境影响的相关性，得出一个能表征被评估对象所造成的环境负荷的具体指标，以评价各种环境问题造成的潜在环境影响的严重程度。这是将清单分析得到的大量环境数据转化为环境影响指数进行比较和评估的过程，现在通行的模式包括三个阶段——分类、表征和评价。

（1）分类。将环境污染按影响作用进行分类，现在通行的是分为9类：

①不可再生资源的消耗（abiotic depletion potential，ADP）；

②不可再生的能源消耗（energy depletion potential，EDP）；

③温室效应（global warming potential，GWP）；

④臭氧层的破坏（ozone depletion potential，ODP）；

⑤生物体的损害（ecotoxi city potential，ECA）；

⑥环境酸化（acidification potential，AP）；

⑦人类健康损害（human toxicitypo tential，HT）；

⑧光化学氧化物生成（photochemical oxidant creation potential，POCP）；

⑨氮化作用（neutrophication potential，NP）。

简单的一般也可分为三大类——资源消耗（含生物与非生物资源）、人类健康损害、生态环境损害。

（2）表征。将与各环境损害项目相联系的清单项目进行汇总，定量计算造成的各种环境损害的大小。即根据环境影响分类，依据一定的模型，将每个清单分析数据转换为相应的环境影响指标。

（3）评价。目前还是靠人为规定各种环境损害的权重指数，将前面得到的各种环境损害数据加权求和，从而得出一个指标来表征被评估对象造成的环境负荷。

2.2.4　生命周期解释[4，5]

生命周期解释是把清单分析和影响评价的结果进行归纳以形成结论和建议的阶段。这是LCA的目的。在前面三部分工作的基础上，得出一个评估结论，特别是提出如何减小环境损害的建议，提出改进措施，促进环境改善。

生命周期解释是一种系统化的技术分析过程，主要包括三个步骤：

（1）识别环境影响的因素；

（2）对清单分析所得的结果进行定性和定量的分析和评价；

（3）根据上述两阶段的结果提出结论意见并作某些修改，以完善整个评价报告使其具有精确性、一致性和完整性。

LCA研究报告的评审一般由独立于LCA研究组的专家承担，评审主要包括：LCA研究采用的方法在科学和技术上是否合理；是否符合相关标准要求；所采用的数据就研究目标来说是否合理；结果讨论是否反映了原定的研究目标和范围等。

迄今为止，在LCA的四个实施阶段中，影响评价被认为是技术含量最高、难度最大的一个技术环节。影响评价的方法学、理论框架，以及各种影响类别的评价模型也还处在不同的形成阶段。目前尚不存在统一的标准在清单数据和具体的潜在环境影响之间建立一致、准确的联系。影响评价一般包括如下步骤：分类化（classification）、特征化（characterization）、标准化（standardization）、加权（weighting）。

综上所述，LCA基本上是一种技术层面上的分析方法或管理工具，其主要目的是将环保意识和可持续发展的理念引入到产品开发和生产的决策过程中，为制定正确的决策提供依据。

LCA是在产品的生产和服役的整个生命周期中评价环境影响的一种有效方法，但它也有一些局限性，LCA包括产品从“摇篮到坟墓”的全生命，在实施过程中有很多不确定因素是不能非常精确地预测的，只能做一些简化的假设，这样所得到的大量用于清单分析的数据并不能完全代表实际情况，因此最后形成的影响评价也与实际情况有一定差距。尽管如此，LCA目前仍然是一种备受关注的方法。