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东华大学:生物基化学纤维纺织品环境影响分析

▲ 2023年4月26-28日,BDO研究院、生物降解材料研究院将在重庆举办“BDO与锂电材料NMP、PVDF产业论坛”,并将走访中润新材料、巴斯夫、川维化工、华陆新材、恩捷、双象、新宙邦。诚邀专家学者、上下游企业共同探讨BDO、NMP、PVDF等锂电材料的黄金赛道发展趋势。

化学纤维由石油提取得到,是纺织服装产品用量最大的纤维原材料,然而石油资源的超量开采和二氧化碳(CO2)的过度排放带来了一系列资源和环境问题。因此,为了减少对化石资源的依赖,应对全球环境问题和气候变化,生物基化学纤维(以下简称生物基化纤)成为了替代石油基纤维的未来发展选择原材料之一。

2021年,工业和信息化部《“十四五”工业绿色发展规划》已将多种生物基材料纳入了原材料重点开发对象。2022 年国家发展改革委也制定了《促进绿色消费实施方案》鼓励推行绿色衣着消费,为生物基化纤的发展奠定了基础。
2020年,生物基聚合物总产量达到420万吨,年复合增长率首次以8%明显高于聚合物整体增长,市场增长明显。消费者偏好研究表明消费者对生物基的看法较积极,也更加愿意选择生物基产品,对主打生物基的品牌及部分生物基产品构成品牌具有较强的购买意愿,并且高于二手服装。
通常情况下,产品的绿色属性应依据生命周期评价(Life cycle assessment,LCA)方法,定量评估产品全过程内所有输入输出对环境造成的潜在影响,全方位核算与评价产品的环境影响,然而,生物基化纤环境属性的核算与评价尚未见系统分析和报道。随着生物基化学纤维纺织品(以下简称生物基化纤纺织品)占据的市场份额越来越大,其环境属性的科学核算与评价显得迫切和必要。

随着生物基化纤产量的持续增长,全面量化与评价生物基化纤纺织品的环境影响具有重要意义。通过分析可以总结出以下研究现状:

  • a)现有生物基化纤纺织品研究中,绝大多数聚焦在材料的开发和性能的研究,大多因其来源可再生而被赋予“绿色”属性,但并没有进行环境影响相关的核算与评价。仅有的8篇对粘胶、莱赛尔、莫代尔、生物基PET、PTT、PLA、合成蜘蛛丝7种纤维及不同粘胶含量的湿巾、口罩一次性产品进行了LCA研究,产品类型单一,其中,粘胶、莱赛尔纤维LCA研究案例最多。
  • b)生物基化纤纺织品核算过程中,系统边界集中在原材料获取阶段(原材料(种植)到纤维制成),其次是废弃处理阶段(纤维生产到废弃处理),使用阶段为研究空白,暂未涉及全生命周期研究;文献选取的量化与评价指标具有差异性,研究涉及核算的指标聚焦在全球变暖潜能和酸化潜力,但在水消耗、富营养化、生态毒性、土地使用等生物基存在劣势的指标上研究较少;生物碳核算方法仍有争议,不同的计算方式会得出截然相反的结果。生物基化纤纺织品中生物碳是否应计算,如何界定固碳期限,应根据生物基产品的应用领域来确定针对该品类的生物碳核算方法。
  • c)生物基化纤纺织品LCA结果表明,生物基化纤在资源消耗和毒性风险方面优于传统石油基化纤,但也可能存在加剧水污染、增加土地使用、影响生态系统质量等问题。生物基化纤在生产过程中的环境影响与传统石油基化纤相比,并没有明显差异,主要受其不同生物来源的影响。


综上,生物基化纤纺织品的绿色、环保属性有待进一步评估,对其环境影响核算与评价体系也应尽快建立健全。从统一的系统边界和核算方法、多维度的评价视角下来综合评估生物基化纤制品的环境影响和“绿色”“环保”属性。对于生物基化纤的环境影响涉及多方面的理论、方法和技术,研究还有很多值得探讨的部分,需要在实际应用中不断积累和完善。
资料来源:东华大学服装与艺术设计学院《生物基化学纤维纺织品环境影响核算与评价分析》
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