生命周期评价研究及其在轮胎工业中的应用

论文摘要

资源短缺和能源匮乏已经成为了全球性的社会问题,而环境恶化也时刻威胁着人类的身体健康。针对这些问题而产生的生命周期评价LCA方法越来越受到人们的重视,逐渐成为产品环境特征分析和决策支持的有力工具。随着汽车行业的迅猛发展,轮胎产业也随之快速发展起来,其在提高生活水平,创造经济效益的同时,也产生了越来越多的环境问题。然而目前轮胎生命周期评价的相关研究并没有很多,轮胎整个生命周期产生的环境影响也缺乏具体的数据,这样就很难针对性的解决由轮胎而产生的环境问题。一般情况下,生命周期评价方法的权重设置都是确定值,但由于环境影响类型的复杂性,很难给定一个确定的权重来对其进行量化。所以,本文提出了一种基于区间数判断矩阵的层次分析法作为生命周期研究的评价方法,并且用遗传算法求解每种影响类型及损害类型的权重,保证了区间数判断矩阵的一致性以及权重设置的可靠性。在影响类型和损害类型权重设置的基础上,本文利用Qt界面开发软件和DBTools Manger数据库系统,开发了一种适用于轮胎生命周期评价的应用程序T-LCA。T-LCA可以进行ISO14000技术框架下的轮胎生命周期评价,包括了轮胎生命周期评价目标与范围确定,清单分析,影响评价和结果解释四个部分。然后,本论文基于生命周期评价理论和T-LCA应用程序,建立了轮胎的生命周期评价模型,构建了轮胎生命周期评价技术框架。目标与范围确定部分,研究型号为205/65/R/15的轮胎从原材料的获取、生产、分销、使用及使用后的废弃处理的整个生命周期过程;清单分析部分给出了每种原材料及每个生命阶段的自然资源,能源输入物清单以及各种排放物清单;影响评价部分根据清单分析中输入的数据,对其进行特征化,标准化和加权,得出生命周期每个阶段对致癌物、对呼吸系统损害有机物、对呼吸系统损害无机物、气候变化、辐射、臭氧层破坏、生态毒性、酸化/富营养化、土地占用、矿产资源和化石资源11种影响类型的评价结果以及生命周期每个阶段对人类健康、生态环境和自然资源单一值评价结果。结果解释部分,对影响评价部分得出的评价结果进行解释。最后,对轮胎生命末期四种处理方式进行了环境影响评价对比分析,同样进行了特征化,标准化和归一化步骤,得出环境影响单一值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 生命周期评价的研究现状
• 1.2.1 生命周期评价的国内外研究现状
• 1.2.2 轮胎产业的研究现状
• 1.2.3 生命周期评价工具开发情况
• 1.2.4 国内外环境标志认证
• 1.3 生命周期评价的应用状况
• 1.4 本文的研究工作
• 1.5 论文的结构纲要
• 第二章 生命周期评价的理论研究
• 2.1 生命周期评价的指标体系
• 2.1.1 目标与范围的确定
• 2.1.2 生命周期清单分析
• 2.1.3 生命周期影响评价
• 2.1.4 生命周期结果解释
• 2.2 生命周期评价权重设置不确定性分析
• 2.2.1 AHP 区间数模糊判断矩阵
• 2.2.2 区间数判断矩阵的权重向量求解模型及算法研究
• 2.3 轮胎生命周期评价应用程序开发
• 2.3.1 总体设计
• 2.3.2 T-LCA 数据库
• 2.3.3 T-LCA 界面实现
• 2.4 本章小结
• 第三章 轮胎生命周期评价模型的建立
• 3.1 目标与范围的确定
• 3.1.1 研究目的与范围界定
• 3.1.2 功能与功能单位
• 3.1.3 地理边界与时间边界
• 3.1.4 数据质量
• 3.2 清单分析
• 3.2.1 原材料
• 3.2.2 生产阶段
• 3.2.3 分销
• 3.2.4 使用
• 3.2.5 寿命末期
• 3.3 本章小结
• 第四章 轮胎全生命周期评价结果
• 4.1 影响评价
• 4.1.1 影响分类
• 4.1.2 特征化
• 4.1.3 量化
• 4.2 轮胎生命周期结果解释
• 4.2.1 生命周期阶段分析
• 4.2.2 损害类别分析
• 4.2.3 影响类型辨识
• 4.3 本章小结
• 第五章 废旧轮胎处理生命周期评价结果
• 5.1 轮胎生命末期环境影响评价
• 5.1.1 特征化分析
• 5.1.2 标准化结果
• 5.1.3 单一值分析结果
• 5.2 结果解释
• 5.2.1 损害类别分析
• 5.2.2 影响类型辨识
• 5.2.3 环境影响改善建议
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 基本结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文