基于稀释影响的纺织服装产品灰水足迹核算与评价方法

技术领域

本发明属于对水环境影响的评价领域，具体涉及了基于稀释影响的纺织服装产品灰水足迹核算与评价方法。

背景技术

纺织服装产品的生产工序会使用较多的纺织化学品，产生的废水包含使用剩余的浆料、有毒活性染料以及产生的COD、氨氮、铬等多种污染物，对水环境的影响是复杂多样的。灰水足迹作为一种从水量角度量化水污染的重要方法，基于稀释理论，被定义为以自然水体浓度和现有的环境水质标准为基准，将污染物负荷稀释至相应水质标准所需的水资源量。现有的灰水足迹核算方法基于废水污染物质量，无法识别对水环境的影响程度，从“质量稀释”角度核算与评价纺织服装产品灰水足迹存在着部分争议。

为量化产品各生命周期阶段对水资源环境造成的多种潜在环境影响，国际标准《ISO 14046:2014 Environmental management-Water footprint-Principles,requirements and guidelines》依据污染物涉及的不同环境机制，将水环境问题描述为水富营养化、水酸化、水生态毒性等环境影响，量化结果分别用PO

发明内容

本发明的目的在于提供基于稀释影响的纺织服装产品灰水足迹核算与评价方法，基于不同类别废水污染物对水环境造成的影响，构建新的灰水足迹核算与评价方法。采用稀释潜在的水环境影响至自然水体水质所需的水量指标来表征纺织服装产品的灰水足迹；通过“稀释水体积”的形式，实现量化纺织服装生产的多种潜在环境影响时，不同影响类型单位的统一。使得不同类别纺织服装产品生产或同一类别纺织服装产品不同生产工序对水环境的不同影响类型可比较。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

基于稀释影响的纺织服装产品灰水足迹核算与评价方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)定义基于稀释影响的灰水足迹；

(2)确定核算与评价边界；按照环境影响类别对废水污染物进行归类，并确定排放废水污染物的量，其中环境影响类别包括水富营养化，水酸化与水生态毒性；

(3)构建稀释影响的灰水足迹核算与评价模型：

基于稀释理论，采用式1量化纺织服装产品生产对水环境的潜在影响：

式中，GWF

优选后，所述步骤(1)定义基于稀释影响的灰水足迹，以稀释水体积形式直接量化废水污染物的排放对水环境造成的影响。本发明在现有灰水足迹基础上，提出稀释影响理论，使得概念简要，更易理解接受，方便具体核算与评价应用。

优选后，所述的稀释水体积：以现有的环境水质标准和自然水体水质为基准，稀释多种潜在的水环境影响至自然水体水质所需的最大水量为基于稀释影响的灰水足迹，该影响类别为特征影响因子。

优选后，所述步骤(2)确定核算与评价边界：依据研究目的，选择产品生命周期阶段，在研究的边界内确定各个生产链段相关的投入以及废水污染物的排放，按照环境影响类别对废水污染物进行归类，并确定排放废水污染物的量，其中环境影响类别包括水富营养化，水酸化与水生态毒性。

优选后，所述步骤(3)在量化计算之前，还包括有不同水环境影响类别的核算方法：对于水富营养化，水酸化与水生态毒性三种水环境影响类别的核算方法，如表1所示：

表1不同环境影响类别的核算方法

本发明依据纺织服装产品生产废水中废水污染物复杂多样的特点，不同废水污染物造成的同类别环境影响具有累加效应，从而获得上述不同环境影响类别的核算方法。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明为基于稀释影响的纺织服装产品灰水足迹核算与评价方法，直接从“水环境影响”角度分析灰水足迹更能直观表征出纺织服装产品生产活动对水环境劣化的影响，使核算结果更具现实意义。

纺织服装生产废水污染物种类复杂，对自然水体造成多种潜在环境影响，不同污染物造成的同类环境影响类别具有累加效应。基于稀释影响的灰水足迹，避免了因只考虑特征污染物而忽略了水体中污染物间的化合作用。同时，通过“稀释水体积”的形式，能够直观比较不同种类纺织服装产品以及同一种类纺织服装产品不同生产工艺链段造成的多种潜在环境影响的大小，使得多维环境影响量化指标单位不统一的关键性难题得到解决。进而可以有针对性地优化工艺流程，管控相关物料地投入及污染物产出，为水环境污染的防治提供合理、有效的数据支撑。

具体实施方式

基于稀释影响的纺织服装产品灰水足迹核算与评价方法主要包括三个部分。第一部分为定义基于稀释影响的灰水足迹；第二部分为确定核算与评价边界；第三部分为构建稀释影响的灰水足迹核算与评价模型。具体步骤为：

(1)定义基于稀释影响的灰水足迹

基于“水环境影响”，重新定义灰水足迹，以“稀释水体积”形式直接量化废水污染物的排放对水环境造成的影响，并对基本概念进行如下定义：以现有的环境水质标准和自然水体水质为基准，稀释多种潜在的水环境影响至自然水体水质所需的最大水量为基于稀释影响的灰水足迹，该影响类别为特征影响因子。

(2)确定核算与评价边界

依据研究目的，选择产品生命周期阶段，在研究的边界内确定各个生产链段原料的投入以及废水污染物的排放，按照影响类别对废水污染物进行归类，并确定排放废水污染物的量。其中环境影响类别包括水富营养化，水酸化与水生态毒性。

(3)构建稀释影响的灰水足迹足迹核算与评价模型

3.1不同环境影响类别的核算方法

依据纺织服装产品生产废水中废水污染物复杂多样的特点，不同废水污染物造成的同类别环境影响具有累加效应。根据纺织服装产品生产排放废水污染物涉及的不同环境影响类别，将水环境影响类别分为水富营养化、水酸化、水生态毒性三个指标，量化方法见表1。

表1不同环境影响类别的核算方法

3.2基于稀释影响的灰水足迹核算与评价方法

基于稀释理论，采用式1核算稀释纺织服装产品生产造成的水环境潜在影响所占用的水量：

式中，GWF

步骤(3)是对造成的每种环境影响类别进行稀释，占用水资源量最多的环境影响为特征环境影响，所占用的水资源量为基于稀释影响的灰水足迹。

下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：

以棉纺织品染整链段的水环境影响为例进行核算与评价示范。棉纺织品染整链段主要包括前处理、染色和后整理三个单元模块。以1000kg棉纺织品为核算功能单位，收集废水污染物排放数据，对棉纺织品染整加工进行基于稀释影响的灰水足迹核算与评价。

步骤(1)

根据染整链段边界内棉纺织品生产废水污染物的排放数据，制定污染物排放清单(见表2)，并按照水环境影响类别对废水污染物进行归类(见表3)。

表2棉纺织品染整链段主要污染物排放清单

表3废水污染物的类别划分

步骤(2)

2.1量化多种类别的水环境影响

根据步骤(1)制定的废水污染物排放清单以及环境影响分类，对棉纺织品染整链段的每种水环境影响类别进行核算，核算结果见表4。

表4棉纺织品染整工序每种环境足迹核算结果

2.2核算基于稀释影响的灰水足迹

根据2.1每种环境足迹的核算结果，采用公式(1)，以“稀释水体积”形式直接量化每种水环境影响占用的水资源量(见表5)，进而得出基于稀释影响的灰水足迹(见表6)。

表5棉纺织品染整工序每种环境足迹核算结果

表6基于稀释影响的棉纺织品染整工序多污染物灰水足迹

由核算结果可知，棉纺织品染整链段各工序及各类别的水环境影响以统一单位“稀释水体积”形式表示，基于稀释影响的灰水足迹大小依次为：染色＞后整理＞前处理。其中，三个生产工序特征环境影响均为水生态毒性，且水生态毒性影响远大于水富营养化影响和水酸化影响。

通过实例计算，可以看出，基于稀释影响的棉纺织品染整链段灰水足迹核算方法，考虑了不同类别废水污染物造成的水环境累积影响。以“稀释水体积”的形式，直观反映出染整工序排放废水中不同类别潜在水环境影响的大小，使得多维环境影响量化指标单位不统一的关键性难题得到解决。进而可以有针对性地优化工艺流程，管控相关物料地投入及废水污染物产出，有效减少与治理水环境污染问题。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。