当前世界环境

介绍

随着城市化的发展和人口的增加，农业生产残渣的优化管理成为一个重要的课题。今天，除了城市化的快速增长，社会收入水平和福利的提高以及各国经济和社会的快速增长导致废物产量的数量变化之外，消费模式的变化也导致了质量的变化。综合固体废物管理(ISWM)是一个术语，用于所有与废物管理有关的社会活动;固体废物综合管理的主要目的是组织社会废物，以满足一般健康和环境方面以及人们对废物再利用和再循环的要求。生命周期评估(LCA)是一种评估产品从摇篮到坟墓(即从原材料提取到材料加工制造，分销，使用，维修和维护以及处置或回收)生命周期评估与产品生命周期所有阶段相关的环境影响的技术

• 编制有关能源和材料投入及环境排放的清单
• 评估与已确定的投入和排放有关的潜在影响
• 解释结果可以帮助你做出更明智的决定

LCA有四个相互关联的组成部分

目标定义和范围界定：

确定LCA的目的和研究的预期成果，并根据目标定义确定边界(研究应包括和不包括的内容)和假设;

生命周期库存

量化与每个生产阶段相关的能源和原材料投入以及环境释放;

影响分析

评估经清单量化的能源和原材料投入及环境释放对人类健康和环境的影响;

改进分析

评估在产品生命周期的每个阶段减少能源、材料投入或环境影响的机会。LCA的目标是比较可分配给产品和服务(如废物管理)的恶劣环境影响范围，以便改进流程，支持政策并为知情决策提供健全的基础(美国环保署，2010)。选择LCA的选定指标可以为改进现有制度提供选择。Pa et al(2006,2012)最近在不列颠哥伦比亚省的一个农村地区进行了基于天然气燃烧区域供热系统现有生命周期的损害评估。奥地利基于木片的“绿色发电”的类似区域LCA研究(Siegl, S和et al .，2012)。城市固体废物(MSW)一般包括可降解的(纸张、纺织品、食物垃圾、秸秆和庭院垃圾)、部分可降解的(木材、废弃餐巾纸和污泥)和不可降解的材料(皮革、塑料、橡胶、金属、玻璃、煤、压块或木材等燃料燃烧产生的灰烬、灰尘和电子废物)。一般来说，都市固体废物的管理方式是从街道收集，然后在堆填区处置。Jha等人，2007)。生命周期评估(LCA)是一个评估与产品的整个生命周期相关的环境负担或利益的过程。这是通过识别和量化所使用的能源和材料以及释放到环境中的废物来进行的(Siegl, S和et al,2012)。LCA的意义在于它为政策制定者和决策者提供了采用合适和可持续的能源供应系统的装备。由于空气污染和石油储量有限，全球对空气污染的关注日益增加，人们对石油基燃料的环保替代品产生了极大的兴趣(Merola, SS等，2012)。 LCA (Life Cycle Assessment) has been used as an effective environmental management tool in much different kind of studies. For example, A number of studies in the literature used LCA as a comparative tool for different MSWM schemes (Su et al., 2007; Ahluwalia and Nema, 2007; Liamsanguan and Gheewala,2008; Villeneuve et al., 2009; Manfredi and Christensen, 2009; Banar et al., 2009).Some of the models conduct the Life Cycle Analysis (LCA) of the waste disposal system while other only focus on different environmental elements such as noise or traffic (Chang et al, 1996) or on CO2 emissions from vehicles (Wang at all, 1988).A group of computer models apply the concept of Life Cycle Analysis (LCA). The example of such models are: the US-EPA (Barlazet al, 1995), Integrated Waste Model IWM (White et al, 1997), MIMES/Waste (Sundberg, 1995), ORWARE (Eriksson et al, 2002). An LCA study on alternatives for residual municipal solid waste management presented Umberto Arena Susan Thorneloe presented a paper on the US EPA landfill life cycle inventory. also we have several studies in different cases such as in order to lower the VOC content of paint in the paint industry (Dobson ,1996), to reduce the environmental burdens of the used automotive batteries (Robertson et al.,1997), to compare different forestry operations of clear cutting and shelter wood cutting in forest management systems (Berg,1997), to compare three degreasing processes in the metal-processing industry and to optimize each process, both environmentally and economically (Finkbeiner et al.,1997), to assess different scenarios of treatment of municipal wastewater (Roeleveld et al.,1997), etc.

表1:伊朗和其他邻国和发达国家的城市废物产生率(人均) 点击这里查看表格

材料与方法

马达什特市人口约5.5万，占地面积6116/1公顷，位于卡拉伊市(阿尔博尔兹省首府)西南部，距离卡拉伊18公里。这座城市拥有2700公顷的农业用地，是阿尔博尔斯省的农业中心之一。全市垃圾产生量约8400吨/年(74.1%为湿垃圾，25.9%为固体垃圾)。

图1:Mahdasht市 点击这里查看图

本文利用IWM3软件，采用生命周期评价(LCA)方法，研究了马哈达什特市不同废弃物管理方案下温室气体(CO2-CH4)的产生量。使用LCA方法比较了马达什特市综合废物管理的两种方案。基于2013年收集的数据，采用数据外推法对情景进行了描述。在情景1中，所有被送到垃圾填埋场的废物(100%相当于8395吨)，在情景2中，20%的产生废物(相当于1679吨)转化为堆肥，4%的产生废物(相当于336吨)被回收，并作为产生废物(76%相当于6380吨)被送到垃圾填埋场。

图2:场景1和图3:场景2 点击这里查看图

结果

考虑到材料和能源流动的复杂性，LCA提供的广阔视角使其成为2011年马达什特市不同废物管理方案的环境比较的有力工具。通过这种技术，结果显示在下表中。

表2:马哈达什特市生活垃圾物理组成 点击这里查看表格

表3:各场景设备数量及油耗。 点击这里查看表格

图1 - 8 点击这里查看图

表4:燃料生产和输送的排放系数(kg/GJ) 点击这里查看表格

表5燃料燃烧排放系数(kg/GJ) 点击这里查看表格

结论

本研究估计了伊朗马达什特市废物管理系统产生的温室气体排放(CO2-CH4)。评估了两种方案:方案1将废物直接和完全转移到堆填区，方案2将76%的废物转移到堆填区(20%回收，可堆肥和4%)。利用iwm -1模型环境观点进行了生命周期清单编目，研究结果表明，堆肥和回收操作在减少废物管理系统的污染物负担和能源消耗方面具有重要作用。在本研究中，对输入软件(IWM)的数据和软件方法提供的生命周期评估(LCA)结果进行了研究和比较。考虑到第二种情况(回收、堆肥和填埋的结合)产生的温室气体量约为6,801吨，而第一种情况(仅填埋)产生的温室气体量约为9218吨，结果表明有害气体的量显着减少。结论是，如果采用综合方法(方案2)，它可以减少多达26%的温室气体排放。

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