0 引言

随着我国国民经济的飞速发展，各项经济建设取得巨大成就的同时，经济的高速发展与环境资源的供需矛盾日益突出.其中全球性生态环境问题的迅速恶化也是21世纪人类所要面临的重大的生存和发展危机，并且已经成为国际社会普遍关注的焦点.

当前，在国民经济的各行业中，有色金属冶金为污染的大户，它对环境的负面效应超过全国平均水平^[1]，这对我国建设“资源节约型、环境友好型”社会的发展目标是个极大的挑战.我国在“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，单位工业增加值用水量降低30%，工业固体废物综合利用率提高到60%，主要的污染物排放总量减少10%的控制指标.在即将进行的“十二五”规划前瞻中又谈到继续强化减排指标，同时要求适当增加主要污染物总量控制的指标种类，以增强对环境的保护力度.然而，这种大幅度的负荷降低、减排指标的增加仅仅依靠传统“末端治理”是难以解决的.

倡导清洁生产、循环经济的发展道路，是当今产业本身发展的需要，也是全社会持续发展的必由之路.只有加强产品生态设计在实践中的应用，注重环境协调性，才能够从源头上真正实现污染预防、经济发展.对产品或工艺过程进行生命周期评价恰恰是实现上述经济与环境双赢局面最有效的环境管理工具.

1 LCA技术框架 1.1 LCA的概念内涵

在生命周期评价(LCA)的发展历程中，研究者们给出了多种定义，其中最具权威性、世界公认的为来自国际标准化组织(ISO)和国际环境毒理学与化学学会(SETAC)的定义— —生命周期评价^[2]（Life cycle Assessment简写LCA)，也称“生命周期分析”，是一种对产品、工艺或活动的客观评价过程，从原材料采集到产品生产、运输、销售、使用、回用和最终处置的全寿命周期阶段中的环境影响程度的认证，它是通过识别、量化产品整个生命周期的能流、物流及污染物排放来进行的.目的在于评价上述过程对环境的影响，寻求减小环境影响的机会.

LCA模式与传统的末端治理相比较，LCA体现全程控制理念，是对传统的末端治理手段的根本变革.末端治理与生产过程相脱节，即“先污染后治理”, 侧重于“治”；体现LCA评价思想的清洁生产则是从产品设计之初，到生产实践的每个环节，通过强化管理和技术进步，全程实施节能减排，侧重于“防”.两者最大的不同就是后者找到了环节效益与经济效益相统一的结合点.因此，将LCA应用于生产实践是很有必要的，也是企业持续发展的必然结果.末端治理模式如图 1所示；LCA的全程控制模式如图 2所示.

1.2 LCA技术框架

国际标准化组织把LCA实施步骤分为4个部分，它们是:目标定义和范围界定；清单分析；影响评价和改进评价.4个部分作为统一的整体，既相互联系，又相互影响.SETAC将LCA描述为4个相互关联的组分组成的三角形模型.如图 3所示.

另外，ISO14040框架进一步细化了LCA的步骤，对开展生命周期评价研究与实践应用更加清晰适用.如图 4所示.

2 LCA评价方法研究 2.1 国外LCA评价方法

LCA起源于上世纪60年代的美国，在环境毒理学和化学学会等著名国际组织倡导下，促成其定义的统一及基本研究方法的确立，其中美国、荷兰、丹麦、法国等国家通过举办培训的方式，研究和推广LCA方法学，日本、韩国和印度均建立了本国的LCA学会，推出了相应的LCA应用软件和数据库，推动了LCA的全球化发展^[3].日本的Seizo Kato等人在改良瑞典EPS(Environment Priority Strategy)法的基础上，发展了主要用于自然资源消耗和全球变暖的影响评价NETS法, 开发出环境负荷的精确数值公式^[4].其中，由瑞士联邦技术研究所Lausanne(EPFL)开发的影响评价方法MPACT 2002+，采取中间点与损害相结合的技术手段运用近似结果降低了评价的复杂性^[5]；Canter K G等在综合考虑资源的消耗速度、储量和特定的基础上对资源耗竭潜力进行研究, 提出了计算资源耗竭潜力和当量系数的方法，推动LCA方法的发展^[6].国外部分工业发达国家通过研究开发的LCA清单分析软件，构建了LCA清单数据库，如：荷兰National Reuse of Waste Research Program、美国ICI公司开发完成的Eco-indicator（生态指标）、EPI（环境绩效指标）.

其中，国际生命周期小组通过对全球LCA评价方法的研究热点汇总分析，结果显示：数据库软件开发和影响评价模型构建的研究主要集中在学术界，表明清单数据建库和影响评价建模的研究在世界范围内还处在探索阶段.如图 5所示.

2.2 国内LCA方法研究

进入21世纪以来, 随着我国在环境投入方面的增加和环保意识的提高, LCA成为了国内可持续发展和环境保护领域研究亮点之一，由于国外的数据库的构建条件与我国目前的国内工业生产环境、企业关注度、企业内部的数据稳定性等差别很大，直接借用其数据容易造成评价结果失实、偏差过大，因此已引起我国该领域研究人员的重视，所以，当前我国LCA方法论研究主要集中在构建本地化的生命周期清单数据库和探索研究适合我国国情的生命周期影响评价方法^[7].

2.2.1 数据库构建

构建国内本地化生命周期清单数据库是LCA进行量化计算的前提，收集环境排放的有关数据，难点在于输出数据的准确性，现场实地数据调研困难，是导致数据库构建难度较大的原因之一.我国研究人员在借鉴国外LCA建库的经验基础上，积极开发具有本国特色的清单数据库.如：戴宏民等^[8]提出了LCA研究与信息化技术的整合构建数据库，开发出有利于原始数据的管理和数据的查询的生命周期清单分析数据管理库软件.

2.2.2 影响评价方法

环境影响评价模型的构建是LCA的核心内容，评价模型科学性、适用性直接影响最后评价结果的权威性，因此构建影响评价模型成为国外该领域研究团体的攻坚项目，也是我国科研工作者积极探索的研究方向之一.其中，杨建新等^[9]首次建立了针对中国环境影响和资源消耗评价方法体系, 为我国LCA研究和应用提供了一种模型方法.席德立等^[10]对LCA的影响评价这一核心部分进行了探索性研究，推导出环境影响评价的基础理论框架，为该方面的后续研究奠定了基础.另外，邓寅生等^[11]分别对层次分析法应用于生命周期评价进行了研究，从技术架构角度优化评价模式.

在已知的国内实践研究案例中，主要是结合LCA多目标性、不确定性的特点，将模糊数学、神经网络方法、层次分析法及它们的组合应用于影响评价模型研究.

3 LCA在有色金属行业的应用 3.1 国外应用状况

欧美等发达国家LCA实践应用领域广泛，从最初的包装业到有色金属行业均有涉猎.例如：欧洲对铜基产品纳入生命周期评价研究，对未达到环保要求的指标进行改进；从循环经济的角度提高废铜的利用率.德国铜业协会生命周期中心对欧洲的铜基产品，包括管、板、线材进行了生命周期评价通过评价结果与预期值的对比，对未能达到环保要求的指标进行改进，分析铜生产价值链，从生产各个环节的工艺过程出发，找出问题所在加以整改，以达到环保要求，以利于欧洲铜工业以及整个欧洲经济社会可持续发展^[12].应用实践效果显著.

东亚的日本关于LCA的研究开展较早，在循环经济实践研究中，中野加都子^[13]利用LCA对含有金属铝、铜等废弃物进行了回收再利用与不法抛弃两者间的比较研究，提出了回收再利用材料相对于不法抛弃而言降低环境负荷效果显著的结论.

李秉勋等^[14]对韩国采用LCA法对环境标志产品进行系统的评价研究，从方法论角度将复杂、庞大的科学数据进行通俗化、直观化处理，在考虑科学性和全面性的同时也兼顾了其分析结果的可宣传性.

国外发达国家开展的LCA实践应用程度较高，此局面得益于政府的“绿色标志”制度的颁布；广大民众的“绿色消费”运动；以及来自环保等行业协会组织、科研团体和大型企业间的通力合作，共同推动了LCA的研究应用发展，使其在实践中日趋成熟，形成了系统、科学的评价方法和相对完备数据库及科学适用的环境影响模型，并且来自企业主动参与评价的意识较强，在惠及本企业的同时，也间接受益于消费者，从而有益于社会、经济、环境的协调发展.对我国当前倡导的“资源节约型，环境友好型”社会发展战略具有积极的借鉴指导意义.

3.2 国内应用状况

目前，LCA作为国际上普遍采用的环境影响评价重要管理工具，已经应用于诸多领域.在国内真正的实践应用始于上世纪90年代末，并且实践应用范围狭窄.国内运用LCA的案例在铜、锌、镁、镍、铝等方面已经有研究者着手研究^[15-19]，主要是通过利用LCA对不同工艺参数以及相同功能产品的比较性研究，以获取对环境影响最大的工艺过程和产品生命周期阶段，并且寻求对环境影响最小的工艺和产品协调性的优化.以期指导有色冶金企业实施清洁生产.

3.2.1 生产工艺环境协调性研究

姜金龙等^[15]在研究不同方法生产金属Cu的过程中引入LCA，发现环境影响与生产工艺直接相关，研究结果表明, 湿法冶炼Cu过程环境影响明显低于火法炼Cu的环境影响.肖骁等^[16]对不同冶炼工艺生产金属Zn进行生命周期评价，基于Zn冶炼过程LCA结果与我国Zn冶炼厂实际运行情况, 提出了相应的清洁生产工艺措施.这对其他类似产业实施清洁生产具有推广意义.

3.2.2 产品环境协调性的研究

通过生命周期评价与物流分析的综合运用，高峰等^[17]把我国皮江法炼镁纳入生命周期评价体系，对原料消耗、CO₂和SO₂的排放进行了分析.提出：皮江法炼镁仍然需要加大“节能减排”力度.余花琴等^[18]对镍矿冶炼的研究提出了环境负荷、资源耗竭的主要来源，以及重要的环境影响阶段，其研究结果客观地反映了电镍生产的环境性能，既能为电解镍本行业的环境管理提供可靠的数据基础, 也可为相关产品的后续生命周期评价研究提供基本平台.宋丹娜^[19]运用生命周期评价在铝工业生产中通过建立模型来研究环境负荷问题，计算出最终产品及各中间工序产品的环境负荷，这为改善氧化铝的环境负荷提供了依据.也得出了不同工艺流程、不同工序的环境负荷的差异，指明了实践整改方向.

4 LCA评价方法及应用分析

当前，LCA已经被逐步应用于有色金属领域来进行环境状况研究和预测性研究，取得一定的研究成果，但是，LCA在评价方法研究以及具体应用环节上均存在很多局限性，既阻碍LCA自身的科学发展又制约其应用范畴的广度和深度.主要表现在：评价方法处在概念化阶段，对具体应用理论指导高度不足；具体应用数据的可获性、时效性、稳定性较差，数据库亟待完善；LCA应用研究多停留在专业科研人员层面，其研究成果也主要在专业领域内交流，在企业、民众中缺乏可宣传性；来自企业、行政管理部门的认可度较弱.

针对上述问题，主要从以下几个方面完善评价方法：首先，综合当前国际LCA研究最先进理念，建立适合本国国情的环境分析数据库，奠定理论研究的基础，除软件开发方面外，还应由国家相应主管部门协同各行业协会组织并要求各企业积极收集生产过程中排放数据，为建立一套完整、准确、权威的排放清单数据库奠定基础，也为后续评价方法的研究提供科学的数据支持.其次，在环境影响评价模型的构建上，促进国际间研究团体的项目合作研究，从全球化角度，整合国内外LCA研究成果的通用性，提升其对环境影响分析的全球性意义，促进影响评价模型的统一化.第三，注重LCA研究成果的可宣传性，加强LCA思想在政府、企业、民众中的宣传力度，加大企业参与率，通过实施简式LCA，为企业、消费者、行政管理层面拿出具有绝对权威的评价结果，使企业在完成节能减排任务的同时，获得经济效益和环境效益的双赢，从而提高企业的参与热情.另外，通过建立法律支撑体系，与国际接轨制定产品绿色标签制度，提升来自企业、行政管理部门的认可度.

5 结束语

LCA理论作为一种具有普适意义的世界观和方法论，其内容博大、应用广泛，可以帮助企业拓宽视野，进行决策咨询、战略制定.针对我国LCA在有色金属冶炼、废弃资源循环利用方面的应用研究大都面向产品进行，对工艺过程的研究很少，实践率很低的研究现状，需要研究人员在本地化数据库和评价模型上结合具体环境去挖掘其实际指导意义.借鉴国外LCA的研究成果，切实结合国内有色金属工业的技术水平和环保需求引入LCA，既有利于LCA理论自身的发展完善，又使其评价结果更易于被企业接受和应用，对当前国内的节能减排和清洁生产才能更具现实意义.