丝绸产品生命周期环境表现研究进展

刘书轶 朱紫嫄 邱笑笑 王晓蓬 王来力

摘要：

为量化与评价丝绸产品生命周期的环境表现，为丝绸产品的绿色设计和绿色生产提供参考，文章对丝绸产品生命周期环境表现的研究进展进行综述，分别从研究方法、核算边界、数据清单、结果评价等方面进行了思考和探讨。研究表明，丝绸产品生命周期的正外部性应纳入环境表现的量化与评价范围;构建丝绸产品使用和洗涤模型、回收再利用模型，以提高丝绸产品生命周期环境表现量化与评价的准确性;构建综合考虑国家、区域、技术水平等因素的丝绸产品生命周期投入和产出清单数据库，可实现环境表现量化与评价的全面性和透明性。

关键词：

丝绸产品;环境表现;生命周期评价;数据清单;结果评价

中图分类号： TS141

文献标志码： A

文章编号： 10017003（2021）11000505

引用页码： 111102

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2021.11.002

Research progress in the environmental performance assessment of silk product life cycle

LIU Shuyia， ZHU Ziyuana， QIU Xiaoxiaoa， WANG Xiaopengb，c， WANG Lailib，d

（a.School of Fashion Design & Engineering; b.Silk and Fashion Culture Center of Zhejiang Province; c.Institute of Science and Technology;d.Key Laboratory of Silk Culture Heritage and Products Design Digital Technology， Ministry of Culture and Tourism，Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China）

Abstract：

In order to quantify and evaluate the environmental performance of silk productlife cycle and to provide references for the green design and green production of silk products， the paper reviewed the research progress in environmental performance assessment of silk products， thought about and discussed the research methods， calculation boundary， data inventory and result evaluation. The results showed that the positive externality of silk productlife cycle should be included in the scope of environmental performance quantification and assessment. It is necessary to establish models for silk product using， washing and recycling， so as to improve the accuracy of the life cycle environmental performance quantification and assessment. Furthermore， constructing a data inventory database for silk productlife cycle input and output while comprehensively considering factors such as countries， regions and technical levels is conductive to achieving a comprehensive and transparent environmental performance quantification and assessment.

Key words：

silk product; environmental performance; life cycle assessment; data inventory; result assessment

基金項目： 国家自然科学基金项目（71503233）;国家级大学生创新创业训练计划项目（202010338017）;浙江省自然科学基金项目（LY20G030001）;丝绸文化传承与产品设计数字化技术文化和旅游部重点实验室开放基金项目（2020WLB04）;浙江理工大学基本科研业务费专项资金资助项目（2021Y008）

作者简介： 刘书轶（1998），女，硕士研究生，研究方向为纺织品服装碳足迹核算与评价方面的研究。通信作者：王来力，副教授，wangll@zstu.edu.cn。

气候变化、淡水资源短缺、水环境污染、废气排放等问题给全球经济社会的可持续发展带来严峻挑战。2015年，《Transforming our world： the 2030 agenda for sustainable development》在联合国大会第70届会议上通过并于2016年1月1日正式启动，该议程包括“为所有人提供水和环境卫生并对其进行可持续管理”“采取紧急行动应对气候变化及其影响”等17项全球可持续发展目标（Sustainable Development Goals，SDGs），呼吁各国采取积极行动，努力在2030年之前实现议程目标[1]。为应对全球气候变化，中国政府承诺力争于2030年前实现碳达峰，在2060年前实现碳中和。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出要建立健全环境治理体系，不断改善空气、水环境质量，有效管控土壤污染风险等环境改善目标。

纺织产品与人们的生产生活密切相关，纺织工业的可持续发展在中国生态文明建设中具有重要作用，而行业的可持续发展一般是通过推动细分产业和产品的绿色生产加工来实现。中国是世界第一大蚕茧和生丝生产国，蚕茧和生丝产量占全球80%以上[2]。丝绸是重要的纺织产品，因其优良的服

用性能深受消费者青睐。全面了解丝绸产品生命周期的环境表现，对于丝绸产品的绿色设计、绿色生产乃至绿色消费具有重要的参考意义。本文综述了国内外关于丝绸及相关产品生命周期环境表现的研究进展，就丝绸产品生命周期环境表现量化与评价的研究方法、核算边界、数据清单、结果评价等问

题进行了思考和探讨，并对丝绸产品生命周期环境表现的量化与评价提出了建议。

1 丝绸产品的环境表现

关于丝绸产品生命周期环境表现研究结果如表1所示。

由表1可知，丝绸产品环境表现量化与评价研究涉及的相关指标包括气候变化（全球增温潜势），大气污染（烟尘、光化学臭氧、平流层臭氧消耗），水资源环境影响（蓝水足迹、水体富营养化、水稀缺足迹、水体生态毒性、水酸化足迹），陆地生态影响（农业用地、城市用地、陆地生态毒性、陆地酸化、自然土地改造），人体影响（人体毒性、声环境污染），以及累计能源需求、非生物耗竭潜力、金属损耗等，不同的研究文献中选取的量化与评价指标具有差异性。

由图1可知，对于丝绸产品生命周期环境表现的研究主要聚焦蚕茧、生丝、真丝织物、丝绸成衣等过程产品，尚无丝绸产品全生命周期环境表现的量化与评价研究。丝绸产品生命周期过程包括桑树种植、蚕养殖、缫丝、织造、染整、丝绸产品生产、销售、消费者使用、废弃等，每个阶段的环境表现不尽相同。例如，在桑树种植阶段的耕作、施肥、灌溉等，产生温室气体排放、消耗水资源，并有潜在的水体富营养化影响，然而桑树的光合作用会吸收空气中的二氧化碳，具有碳中和效应;在养蚕阶段因桑叶采摘、运输、蚕房的清洁养护等消耗能源而产生温室气体排放;缫丝、织造、染整、成衣生产等工业阶段中，消耗能源、水资源、纺织化学品等;在丝绸产品的使用阶段，家庭洗涤护理过程消耗了水资源、洗涤剂、电能等，产生温室气体排放、废水污染物排放，造成温室效应、水环境劣化的潜在影响。

2 环境表现量化与评价讨论

2.1 量化与评价方法

现有文献中对于丝绸产品生命周期环境表现的量化与评价方法有生命周期评价法、碳足迹方法和水足迹方法。生命周期评价（Life Cycle Assessment，LCA）方法由4个相互关联的部分组成，即目标和范围的界定、清单分析、影响评价、结果解释，可以对丝绸产品“从摇篮到坟墓”生命周期过程的环境表现进行量化与评价[11]。碳足迹（Carbon Footprint，CF）用于量化某一產品从原料、运输、加工、生产、使用、废弃等环节的生命周期内产生的碳排放量，被广泛应用于各类产品温室气体排放的量化与评价[12]，丝绸产品生命周期碳足迹的研究聚焦丝绸产品原材料获取、产品生产、消费、回收处理等阶段在气候变化方面的表现。水足迹（Water Footprint，WF）方法有两个不同的研究体系，一种是表征一定区域内所有产品和服务生产、消费的水资源占用量[13]，另一种是量化与评价生产和消费活动造成的水资源稀缺、水体富营养化、水体生态毒性[14]、水体酸化足迹等影响。丝绸产品生命周期水足迹的研究是量化与评价丝绸产品生命周期阶段水资源消耗和废水污染物排放的环境表现。

LCA方法可以从多维角度量化与评价丝绸产品生命周期的环境表现，例如气候变化、大气污染、人体毒性、生态毒性等，但是由于其未对环境表现的量化与评价指标做统一的选择范围界定，且一般受数据清单难以全面获得的影响，导致不同研究中的环境表现指标选择不一致，不同丝绸产品的环境表现量化与评价结果往往缺乏可比性。CF方法和WF方法则是以LCA为理论基础，分别聚焦丝绸产品生命周期中的气候变化影响和水资源环境影响的量化与评价。因此，根据研究目的不同，可针对性地选择相应的方法对丝绸产品生命周期的环境表现进行量化与评价。

2.2 核算边界

核算边界的一致性是丝绸产品环境表现量化与评价结果可比性的前提，边界的任何变化都会导致结果的波动[15]。由表1可知，现有丝绸产品生命周期环境表现研究中的核算边界并不统一。例如，有的研究将核算边界设定为“从摇篮到大门”的阶段（种桑、养蚕、缫丝等阶段），亦有研究将核算边界设定为“从大门到大门”的阶段（织造、染整、熨烫等阶段），较少有研究将丝绸产品的使用阶段和回收阶段环境表现纳入核算边界。

丝绸因其优越的服用性能，使用寿命、日常洗涤护理模式与棉服装、化学纤维服装有所差异[16]。例如有研究表明，丝绸类衣物护理过程中平均温度和平均用时均小于棉麻类衣物，则在日常洗涤护理阶段，丝绸类衣物的环境影响相对较小[17]。因此，在进行丝绸产品生命周期环境表现量化与评价研究时，应对不同丝绸产品在不同消费模式下的环境表现进行深度解析。

蚕丝纤维的获取涉及桑树的种植，该阶段具有固碳效应。例如，Giacomin等[18]总结了不同栽培方式下不同桑树品种的生物产量及其CO2减排水平，并提出桑树光合作用减少的CO2当量是该桑园生产的蚕丝纤维质量的735倍。Li等[19]评估了桑树种植阶段的碳足迹，以2014—2016年中国海宁市农桑生产的统计数据计算得出桑树种植过程中光合作用固碳量大于其种植阶段产生的总碳排放，对生态环境呈现正外部性。因此，桑树种植阶段的固碳效应及固碳量的分配原则在丝绸产品生命周期环境表现的评价中亦应纳入和量化。

2.3 数据清单

评估丝绸产品生命周期的环境表现，需要厘清丝绸产品生命周期过程投入和产出数据清单。例如，桑树种植阶段的灌溉耗水量、肥料施用量、桑叶产量，桑蚕养殖阶段的能源消耗、化学品消耗、蚕茧产量，丝绸产品工业生产阶段的工业水资源消耗、染化料消耗、辅助物料消耗、丝绸产品产量等。数据清单的收集需要考虑不同国家地区具有不同的生产环境与生产条件。例如，在桑树种植过程中，桑园的灌溉需求与桑园所处经纬度、海拔、地貌、桑树种植密度等因素有关;施肥需求与土壤肥力、桑苗品种等因素有关;在养蚕缫丝过程中，生产技术水平对能源消耗、资源消耗、产品产量、废弃物排放产生显著影响，进而影响丝绸产品生命周期环境表现的量化与评估。单一地区的数据清单仅代表该地区丝绸产品生命周期的环境表现，若要对丝绸产品生命周期的环境表现进行全面评价，则需综合考虑地区因素、生产技术水平因素、产量因素等，例如，Higg Materials Sustainability Index仅参考了个别国家和地区的丝绸产品生命周期清单数据，便得出丝绸的环境影响高于其他纺织材料的结论，有失准确性和全面性[20-21]。丝绸生产过程中产生的副产品同样具有应用价值，需要综合考虑产品特性、产量、价值等因素构建合理的拆分和分配原则，对环境表现进行合理分配[22]，提高丝绸产品生命周期环境表现量化与评价的准确性。

2.4 结果评价

丝绸产品生命周期的环境表现评价结果为多维指标时，由于各指标的单位不同，在进行不同产品间环境表现比较时需要对评价结果进行归一化。环境表现评价结果的归一化有不同的方法，例如EP&L方法[23]将多种环境影响转化为统一的社会边际成本，以价值的形式进行结果表达;ReCiPe方法[24]通过对中间点影响类别进行标准化和加权可以得到自然环境、人体健康和资源消耗的3类终点水平影响，并可以进一步加权归一，得到无量纲的评价结果。所以，在研究中应根据具体情况选择适用的归一化方法，并在结果评价时明确说明。

3 结 语

准确性、全面性、一致性和透明性是产品环境表现量化与评价的重要原则，进行丝绸产品生命周期环境表现研究对于绿色丝绸产品设计、生产和丝绸产品可持续消费具有较好的参考意义。由于丝绸产品生命周期链条长，涉及的投入产出要素多，开展丝绸产品生命周期环境表现研究仍有诸多尚待探讨和解决的问题。

1） 丝绸产品生命周期环境表现包括正外部性，例如桑树种植固碳的碳中和效应。应构建科学的量化与评价模型，厘清固碳和碳传导路径机理，客观量化与评价丝绸产品生命周期的碳中和效应。

2） 针对丝绸产品的使用、洗涤护理、回收再利用特点，构建科学适用的使用和洗涤模型、回收再利用模型，可提高上述生命周期阶段数据清单收集和环境表现量化与评价的准确性。

3） 综合考虑国家、区域、技术水平等因素，构建丝绸产品生命周期数据清单数据库，实现环境表现量化与评价的全面性和透明性。

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