RESOUR CONSERV RECY丨土耳其棉纺织产品的生命周期评估

论文内容

研究背景：

棉纺织和服装业是一个复杂的多层次系统，包括棉花种植和收获、纤维生产、纱线制造、面料准备、面料加工以及最终产品的制造。该行业涉及一系列环境问题，其中最重要的是棉花种植过程中农用化学品的使用问题，以及织物加工阶段的水、能源和化学品消耗问题。根据土耳其统计研究所的数据，2013 年，纺织业占土耳其出口总额的 18%，是土耳其经济的重要贡献者。在这项研究中，使用生命周期评估方法比较了使用有机种植棉花和绿色染色配方加工的环保 T 恤衫与传统 T 恤衫对环境的影响，包括对全球变暖、酸化、水生和陆地富营养化以及光化学臭氧形成的影响。

研究内容：

图1: 选定棉质 T 恤衫的生命周期系统边界

这项研究的目的是确定和比较传统棉质T恤衫和三种提供相同功能规格的环保棉质 T 恤衫对环境的影响。在所选棉质 T 恤的生产、服务/使用和处置阶段，考虑到种植和收获、原材料供应、轧棉、纺纱、针织以及织物湿加工和整理，对潜在的环境影响进行了评估。通过考虑可持续种植方法和生态高效染色配方，对产品进行了比较。

轧棉从棉籽中分离出皮棉纤维，同时去除籽棉和皮棉纤维中的杂质，是农业棉花生产和纺织品制造之间的桥梁。轧棉机所需电力通常为每包 40 至 60 千瓦时。用短纤维生产纱线包括开松、清洗、混合、梳理、精梳、牵伸、粗纱和纺纱。根据最近在土耳其进行的一项研究，加工能耗在 11.62 和 13.53 兆焦/千克之间变化。本研究中的能耗假设为 12.85 兆焦耳/千克纱线，质量损失量为：准备 5%，纺纱 5%。针织是一种纯机械的织物成型方法，包括用一系列针将纱线打结。该工艺的能耗约为 5 兆焦耳/千克，材料损耗平均为3%。

图2: 传统 T 恤和环保 T 恤生产的能源、水和化学品消耗值

图3: 每个功能单元的传统和环保T恤湿加工库存数据

醋酸和肥皂用于传统和环保T恤织物加工中的水洗阶段。水洗阶段需要多次加水，以去除染色后织物上未反应和水解的染料。传统T恤生产中的水洗阶段包括八个加水-排水循环。用肥皂替代水洗可省去三次加水排水循环，从而节水37.5%，节能38%。除漂白和水洗工序外，两种配方的染色、柔软和烘干工序相似。图2总结了传统T恤和环保T恤生产的化学品、能源和水消耗值，图3提供了每种化学品的确切值。通过上述改良，总耗水量从 150升/千克降至90升/千克，节能 39.5%。

使用阶段的全球升温潜能值最高，为4140.4千克二氧化碳当量，主要来自废水处理、洗涤发电和洗涤剂生产。与棉花种植和收获阶段相关的全球升温潜能值来自常规棉花种植阶段的化肥和农药生产（57%）、土地施用氮肥产生的一氧化二氮排放（22%）和农业机械操作（19%）。在所有化学投入中，氮肥生产占了很大一部分影响（50.8%）。在种植过程中消除化肥和杀虫剂可降低环保 T 恤的全球升温潜能值。有机种植的生产率达到100%，这是因为种植土地面积较小，农业机械在田间作业时消耗的柴油量也相应减少。在湿处理过程中使用氯化石蜡使生态T恤的全球升温潜能值从 2420.7 千克二氧化碳当量降至1872.2千克二氧化碳当量（22%），这是因为在废水处理过程中通过节约能源、化学品和有机物分解产生的直接排放减少了二氧化碳。

研究结论：

结果表明，环保T恤衫在所有被检测类别中的影响潜能值都较低，其中水生富营养化潜能值的降低最为显著（高达 97%）。结果还显示，全球变暖潜能值是传统T恤和环保T恤迄今为止对环境影响最大的部分，主要影响来自使用阶段，其次是种植、收获和面料加工阶段。分析结果强调了在棉纺织产品的所有生命周期阶段使用可持续原材料的重要性，以及在产品使用阶段关注消费者行为和可持续实践的必要性。

研究结果表明了多向方法的重要性，即在产品的不同生命周期阶段采取渐进式干预措施，可全面提高产品的可持续性。结果表明，除了农用化学品的使用之外，农业机械在耕种和收割阶段的柴油消耗也对这一阶段的环境造成了许多影响，特别是全球变暖，而且这些影响会随着作物产量的降低而增加。因此，用生物柴油取代机械柴油，理论上将进一步提高最终产品的可持续性，前提是生物柴油本身是用可持续原料生产的。在产品的所有生命周期阶段，尤其是在使用阶段，电力消耗是全球升温潜能值和其他环境影响类别的另一个突出因素。因此，提高能源效率，增加可再生能源在面料生产和加工设施中的比例，以及节约使用家庭用电，将进一步提高环保T恤的环保性能。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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