材料環(huán)境協(xié)調性評價基礎數(shù)據(jù)庫的研究.pdf

1、生命周期評價(LCA)方法已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展研究、清潔生產評估和環(huán)境審計的有力工具而被廣泛的使用，并形成了相關的ISO 14040和GB/T 24040系列標準。然而，生命周期評價方法應用于具體LCA實踐時，卻受到較大程度的限制，重要原因在于支撐LCA評價的大量基礎數(shù)據(jù)，如LCA方法體系數(shù)據(jù)、材料(產品)環(huán)境負荷數(shù)據(jù)、資源(能源)系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，都必須依賴于本國的實際情況而呈現(xiàn)出極強的地域性，具體表現(xiàn)為世界各國開發(fā)和建立符合自己國情的生命周

2、期評價基礎數(shù)據(jù)庫和LCA分析系統(tǒng)的緊迫性和重要性。本論文針對這一現(xiàn)狀，對我國材料環(huán)境協(xié)調性評價基礎數(shù)據(jù)庫建設、LCA分析系統(tǒng)研發(fā)的相關科學問題和關鍵技術難點進行了系統(tǒng)的分析與研究。 建設符合國情的材料環(huán)境負荷基礎數(shù)據(jù)庫，是我國開展LCA實踐的基礎數(shù)據(jù)保障和技術支撐。論文根據(jù)ISO 14040系列國際標準和'GB/T 24040系列國家標準關于LCA分析的基本框架，從技術領域、環(huán)境領域和價值領域分析了LCA實踐的數(shù)據(jù)要求和計算需求

3、，并通過對LCA實踐過程的詳細剖析和系統(tǒng)抽象，建立了LCA實踐的相關數(shù)學模型，主要包括：以流程和流為核心概念的LCA實踐關鍵數(shù)學模型、旨在保證LCA數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一致性和完整性的基礎物質與單位換算數(shù)學模型、以基準流和流分配為基礎的生命周期清單分析數(shù)學模型、指導環(huán)境影響評價的方法體系數(shù)學模型、旨在理解LCA實踐過程和自動計算的LCA評價過程數(shù)學模型。 論文詳細研究了LCA數(shù)據(jù)庫的組織結構、功能結構和應用需求，并根據(jù)已建立的LCA相關數(shù)

4、學模型，完成了材料環(huán)境協(xié)調性評價基礎數(shù)據(jù)庫(Sinocenter)的總體框架設計和數(shù)據(jù)庫詳細設計，包括存儲LCA通用數(shù)據(jù)、材料環(huán)境負荷數(shù)據(jù)、環(huán)境影響評價數(shù)據(jù)和研究對象信息的相關數(shù)據(jù)表、表間關系、數(shù)據(jù)完整性、一致性約束等數(shù)據(jù)庫邏輯結構設計，建立了基于Windows 2000 Server、WindowsSQL Server 2000企業(yè)版、面向互聯(lián)網(wǎng)應用的我國材料環(huán)境協(xié)調性評價基礎數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡平臺，并完成約6萬余條材料環(huán)境協(xié)調性評價基礎數(shù)據(jù)

5、的編輯、審核和入庫。 高效的LCA數(shù)據(jù)管理和分析工具，對于大量LCA數(shù)據(jù)的管理和自動化復雜計算具有事半功倍的效果，對LCA方法的應用和推廣具有重要的現(xiàn)實意義。論文通過用戶需求分析、系統(tǒng)頂層數(shù)據(jù)流分析和LCA評價過程數(shù)據(jù)流分析，建立了以數(shù)據(jù)庫為核心、流程建模和清單分析為關鍵技術的LCA分析系統(tǒng)的總體框架，主要包括系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)管理、流程建模、LCA分析、數(shù)據(jù)輸出與數(shù)據(jù)交換等八個功能模塊。論文針對LCA實踐原型系統(tǒng)的組織結構及層次關

6、系，采用數(shù)據(jù)庫遍歷與面向對象編程相結合構建和再現(xiàn)原型系統(tǒng)，建立了以單元過程為基礎構造主流變量的流程平衡算法和清單分析方法，解決了系統(tǒng)流程建模和清單分析的關鍵技術難點；論文還針對LCl分配問題，分析了共生系統(tǒng)的質量比例分配方法和開環(huán)循環(huán)系統(tǒng)的SETAC對等分配方法。采用主流開發(fā)工具(Microsoft Visual.net平臺)和Microsoft Access數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)研發(fā)LCA分析系統(tǒng)，實現(xiàn)了LCA數(shù)據(jù)管理、原型系統(tǒng)建模、生命周期

7、清單分析、環(huán)境影響評價分析和多種模式數(shù)據(jù)輸出等功能。環(huán)境負荷數(shù)據(jù)質量是LCA結果受到影響和質疑的主要因素，開展數(shù)據(jù)質量的定量評價與解釋，是近年來國際LCA研究的又一熱點。論文比較分析了目前使用的數(shù)據(jù)質量矩陣模型、隨機模型的特點，采用期望值方法計算環(huán)境負荷數(shù)據(jù)質量，建立了較全面反映LCI總體數(shù)據(jù)質量的綜合數(shù)據(jù)質量模型。論文研究了從確定型LCA模型向隨機LCA模型的轉換方法和實現(xiàn)技術，以生態(tài)水泥為例建立了基于綜合數(shù)據(jù)質量模型的LCI隨機分布

8、模型，并在此基礎上開展LCI數(shù)據(jù)的不確定性分析和敏感性分析，為決策提供更詳細的信息支持和動態(tài)變化的規(guī)律，促進決策分析可靠性的提高。 數(shù)據(jù)庫應用是建立數(shù)據(jù)庫的最終目標，也是數(shù)據(jù)庫價值的實現(xiàn)方式。論文開展了LCA數(shù)據(jù)庫的應用研究，建立了基于互聯(lián)網(wǎng)模式的材料環(huán)境負荷數(shù)據(jù)查詢與資源共享平臺；研究了廣泛使用的LCA數(shù)據(jù)交換SPOLD格式的數(shù)據(jù)結構，實現(xiàn)了SPOLD格式的數(shù)據(jù)交換，便于與國際同行進行數(shù)據(jù)交流；論文還基于LCA數(shù)據(jù)庫中比較完整