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全球资源消费水平过高、固体废弃物剧增,伴生资源耗竭、环境污染严重、土地资源稀缺,影响社会经济的可持续发展。为降低资源消费水平,减少废弃物最终处置量,需开展面向产品、服务和工业系统的全生命周期管理即总体环境输入输出最小化目标管理,改变不可持续的资源消费方式。而生命周期评价正逐渐成为分析和评价产品、服务和工业系统环境输入输出的重要技术工具。本文以浙产无汞碱锰电池为研究对象,在一次电池生命周期评价的基础上,研究了一次电池生命周期及其阶段活动对资源环境系统造成的压力,探讨了废一次电池填埋处置和再循环处理及它们的环境友好性优劣,取得了以下价值的研究成果: (1) 研究发现一次电池生命周期内区域性影响占据首位,局地性影响次之,全球性影响最弱。酸化是最重要的影响,占总影响59%以上;其次是烟灰尘和固体废弃物的影响;上述三种影响合计约占总影响的95%以上。原料生产造成的影响是主要的,在60%以上;产品生产造成的影响不超过15%。原因在于电池原料生产工艺过程排放是污染物特别是SO2的主要来源。为此,减少一次电池生命周期内的“三废”排放,减轻其对环境系统总的压力,应优先考虑削减原料生产及其工艺排放。三种主要矿物原料中,铜和锌最值得关注。建立了评价一次电池生命周期影响及识别其重要影响因子和影响单元过程的简化模型。 (2) 进一步研究发现,在技术经济条件允许下,废电池再循环处理的环境友好性优于填埋处置。与填埋处置相比,废电池再循环增加了处理本身的能耗及污染物排放,但削减了固废的最终处置量,同时以再循环原料替代部分原生原料,削减了一次电池原料生产及其工艺排放、以及相应的能耗及污染物排放;最终减少了一次电池产品系统对资源环境系统的压力。 (3) 提出以负荷效益评价方法来判断4个废电池再循环处理技术/方法的环境友好性优劣。其中,资源负荷效益为废电池处理过程单位煤耗增加对应一次电池生命周期内某一资源消耗及资源消耗总的变化RCEk(j)c=△PRk(j)/△CONk. c;RCEk.c=△RDIk/△CONk,c。环境负荷效益为废电池处理过程单位煤耗增加对应一次电池生命周期内分类环境影响的变化及环境影响总的变化ECEk(j)c=△PEk(j)/△CONk. c;ECEk.c=△EILk/△CONk. c。发现4个再循环处理技术体系的环境友好性从优到劣依次为手工拆解-锌、铜循环,机械破碎-锌循环,手工拆解-锌、铜、二氧化锰循环,机械破碎-锌、铜、二氧化锰循环;从预处理的角度,手工拆解优于机械破碎再循环技术体系。 由此,建议决策部门及社会各界全面分析、评价和认识一次电池产品系统造成的能耗、物耗、污染物排放及资源环境系统压力,进一步完善一次电池生命周期评价技术模型,为追究社会各方的废电池管理责任及环境费用提供方法依据和数据支持,推动一次电池分类标识和收集、再循环处理技术及产品可拆解设计等相关技术的研发。