工业水足迹评价与应用

大规模的工业生产不但消耗了大量的水资源,同时产生了大量的工业废水,这是造成和加剧全球或区域水资源危机和水环境问题最重要的原因之一。对工业生产过程的水资源综合影响进行科学有效评估是目前资源环境管理领域研究的重要问题之一,是采取有效措施、提升工业生产的水资源利用效率和管理水平的重要前提和基础。以发展和完善工业生产过程的水资源综合影响的评价系统和方法体系为目标,基于水足迹理论,提出了工业水足迹的概念,即用以测量由某一产品、工业企业、行业或区域的工业生产过程引发的水资源利用增量的一个多维指标。以此概念为理论基础,进而首先分析了工业水足迹的内涵,包括直接工业水足迹与间接工业水足迹两部分。另外,区别于全生命周期的水足迹,工业水足迹评价是针对工业生产过程中由于工业原料、辅料、能源和水的输入,以及废水、废物与产品的输出产生的水足迹,其系统边界不包括分销零售、消费使用与废物处理等环节。其次,在确定的系统边界内构建了工业水足迹的核算框架和基础方法体系,即从生产、公共及运输3个方面收集数据、处理并核算。最后,从产品、企业、行业和区域4个层面对工业水足迹的应用及其意义进行了展望。

我国几种典型棉纺织产品的工业水足迹评价

产品水足迹评价能够揭示人类活动在产品全生命周期中的水资源综合影响,可以为提高水资源利用与管理水平和引导绿色消费提供重要的科学依据和技术手段,是当前水资源评价与管理领域的热点研究方向。纺织品是日常生活最主要的消费品之一,其工业生产过程需要利用大量的水资源,同时排放出的工业废水还会对周围水环境造成严重影响。为了揭示纺织品生产过程的水资源综合影响,运用工业水足迹的概念与原理,探讨和明确了纺织品工业水足迹评价的系统边界与内容,建立了相应的核算方法,并选择了花灰布、漂白布、染色布、色织布等四种典型棉纺织产品进行了工业水足迹评价。结果显示,漂白布的工业水足迹较小为36.51L/lb,花灰布次之为37.84L/lb,染色布的平均工业水足迹为61.52L/lb,色织布水足迹最大,平均值为81.51L/lb。比较同种类型、不同颜色纺织品的工业水足迹,由大到小依次为深色>中色>浅色,即颜色越深对水资源的影响程度最大。从水足迹构成来看,棉纺织产品的工业水足迹主要来自于直接工业水足迹,间接工业水足迹占比较小;在直接工业水足迹的构成中,蓝水足迹的贡献较大。

纺织品及服装的工业水足迹核算与评价

为在纺织工业中引入水足迹理论,加强纺织品及服装生产中的水资源管理,阐述了纺织品、服装的工业水足迹的概念,重点分析讨论了纺织品与服装工业水足迹核算和评价中的核算边界、核算方法、数据拆分原则和结果评价基准等关键问题。结合纺织品及服装生产加工工艺、耗水和产污排污特点认为:纺织品及服装工业水足迹的核算需明确时间边界和空间边界,并重点关注直接工业水足迹的核算;废水回用可有效减小工业蓝水足迹,初始工业灰水足迹能直观反映工业废水的水环境负荷;基于产量和产值的整体数据合理拆分可提高核算结果的准确度;工业水足迹的内部评价对减少单类产品的水耗和产污量更有指导意义。

服装产品工业水足迹的若干基本问题

纺织工业降低水资源消耗和减少污染排放,是行业结构调整和产业升级的重要目标。通过回顾国际上关于水资源消耗定量评价的水足迹分析法在纺织行业的研究进展,重点分析纺织服装产品的工业水足迹研究中亟待解决的能源及物料水足迹系数、灰水足迹计算、地域性与季节性影响,以及产品分类原则与质量基准等若干基本问题。

基于工业水足迹的造纸企业节水减排途径

为实现造纸行业各部门用水结构的优化,采用工业水足迹分析方法,明确了造纸行业工业水足迹评价的系统边界,构建了造纸行业工业水足迹核算框架,并选取山东省某典型造纸企业为研究案例,计算了该企业工业水足迹、节水减排后水足迹削减量及贡献率.结果表明:1该造纸企业蓝水足迹为55.90 m^3/t、灰水足迹为21.80 m^3/t、隐含水足迹为5.65 m^3/t.2通过进行清洁生产审核,可以节约蓝水足迹1 184 209 t,隐含水足迹1 207 184 t,灰水足迹785 334 t,共节约工业水足迹量为3 176 727 t.3工艺技术改进和中水回用技术对企业节约水足迹的贡献率分别为38.88%、42.00%,对节约水足迹总的贡献率为80.88%.研究显示,工艺技术改进和中水回用对节约工业水足迹的贡献率最大,造纸企业节水减排的重点应是提高中水回用率,可通过加强技术改造、引进先进设备完成.

工业水足迹理论与方法浅析

工业水足迹作为水足迹评价的重要组成部分,其评价可用于揭示工业活动过程的水资源消耗,为科学管理和调控工业生产活动用水提供科学依据。文章从介绍水足迹研究现状入手,创造性提出工业水足迹的概念及应用方向,并对其理论构成进行分析,建立了蓝水足迹、灰水足迹、隐含足迹在内的核算方法,并给出了我国水足迹评价制度和基础数据库建设的对策与建议。

基于灰水足迹视角的工业用水与经济增长关系研究——以湖北省为例

从灰水足迹的视角出发,基于2003—2019年湖北省的时间序列数据,以灰水足迹和环境库兹涅茨曲线理论为基础,通过单位根检验与协整检验方法,对工业灰水足迹与经济增长之间的关系进行实证分析。结果表明,工业灰水足迹与经济增长之间的关系符合环境库兹涅茨曲线理论的假定,但是不同于传统的倒“U”型曲线,从灰水足迹视角下所得出的关系曲线呈现倒“N”型,且不存在拐点,可能的原因是湖北省的结构效应和技术效应长期强于规模效应,导致随着经济的增长,工业灰水足迹随之下降,且近似呈单调递减趋势。

棉针织布的工业碳足迹和水足迹实例分析初探

结合我国纺织服装行业的发展现状,提出了工业碳足迹和工业水足迹概念,探讨了其在纺织产品上应用的可行性,并对七种棉针织印染布进行了工业碳足迹和工业水足迹实例分析。结果表明,在从纱线到成品布料加工阶段,染色阶段的工业碳足迹和工业水足迹最大;染色、洗水、漂白、热定形和定坯等工序的工业碳足迹之和占工业碳足迹的80%以上,染色、漂白和洗水等工序的工业水足迹之和占工业水足迹的85%以上。

纺织服装工业用能源及物料的水足迹系数

基于水足迹理论和方法,界定了能源及物料水足迹系数的基本概念;通过重点分析讨论其核算方法,进而对若干纺织服装工业用能源及物料的水足迹系数进行计算与不确定性分析。结果表明,原煤、石油天然气、火电的水足迹系数分别为7.01 m3/t、9.25 m3/t、10.15×10-3m3/kW·h;纸制品、塑料制品、金属制品的水足迹系数分别为10 567.39 m3/Adt、29.27 m3/t、82.85 m3/t;核算结果数据质量等级分总体较高,评价等级良好,核算体系不确定性较低。

基于水足迹视角下的工业水资源效率测度研究

基于投入产出理论,引入工业蓝水足迹及工业灰水足迹改善传统的投入产出指标体系,运用EBM模型对2010—2016年长江经济带11个省市工业水资源效率进行测度,并进一步研究其工业节水潜力。研究发现,长江经济带11个省市的工业水资源效率存在一定的差异。上海工业水资源效率在研究期间内保持平稳有效状态,且在长江经济带11个省市范围内处于最优水平;而长江经济带中部省份的工业水资源绿色发展问题值得重视,工业节水潜力的挖掘有较大空间。为提高工业水资源效率,各省份间应避免保护主义,打破地区封锁;避免“一锅煮”现象,发挥地域特色。

水足迹量化方法研究

随着全球人口的增多和经济的发展,水资源消耗和水污染并存,使得全球水资源压力日益增大。水足迹相关理论、量化及评价方法的提出对有效配置全球水资源,提高水资源利用率提供了科学的方法和依据。本文从水足迹总体量化方法和分行业的水足迹量化方法(包括农业水足迹、工业水足迹以及服务业水足迹)等角度总结归纳了现有的水足迹量化方法,以期为水足迹的量化和评价的研究提供新的研究方法和思路。

基于WFN和生命周期理论的典型汽车轮胎产品水足迹评价

为了量化与评价子午线轮胎生产过程中的水资源消耗与水环境影响情况,基于WFN水足迹理论和生命周期理论,对某子午线轮胎产品的水足迹进行了评价。结果表明,该企业在2016~2021年间生产的子午线轮胎的平均水足迹约为41.04m^(3)/条,其中直接水足迹0.31m^(3)/条,间接水足迹约为40.73m^(3)/条。子午线轮胎生产过程中对水环境造成影响的主要水污染物为COD和氨氮,其中氨氮对水体富营养化足迹的贡献约占82%;主要大气污染物为SO_(2)和NO_(x),其中NO_(x)对水体酸化足迹的贡献约占62%。

基于IPAT模型的河北省灰水足迹分析及预测

河北作为京津冀发展圈的重要组成部分,水质水量问题突出,因此迫切需要对其水量和水质进行研究。基于农业和工业生活两部分,选取N肥、P肥、COD为关键污染物,以水环境最大允许容量为依据,计算了河北省2004—2015年的灰水足迹,并以此为基础,对2030年单位产值造成的灰水足迹进行了预测。结果表明:(1)12年间河北省灰水足迹呈现先上升再下降的趋势,农业灰水足迹以N肥为最关键污染物,随着化肥总量和平均施肥水平的增加不断增长,年均增长率0.87%;(2)工业生活灰水足迹总体呈现增长趋势,阶段内呈现下降趋势。以2011年为界,河北省灰水足迹从由农业灰水足迹决定转变为由工业生活灰水足迹决定,且工业生活灰水足迹和第三产业产值的相关性较强;(3)通过IPAT模型分析发现,农业灰水足迹除2004,2013,2015年外,其他各年份可持续性均较差,2004—2010年工业生活灰水足迹的可持续性好于2011—2015年。未来若按照现有水平继续发展,到2030年河北省单位农业产值造成的灰水足迹将下降为0.05 m^3/元,单位工业生活产值造成的灰水足迹将下降为0.006 m^3/元。