1 道路施工材料环境影响评价模型发展
在建筑施工方面用途广泛的天然物质, 由于道路施工对当地天然物质的大量需求, 导致该资源在当地逐渐减少, 这就需要对资源进行保护, 而且长距离的运输大大的增加了成本, 这样对替代材料的需求就日益加剧了。
与此同时, 工业、建筑等类似的活动产生大量的工业副产品, 如煤燃烧副产品、铸造用砂、建筑和拆迁废物和钢铁废渣, 对与垃圾的填埋处理造成了沉重的负担。但是这些副产品可以被重新利用作为对公路建设所需的材料。
工业副产品包含有不同的浓度的潜在地浸污染物, 并且有可能对土壤和地下水产生一定的污染。目前仍没有普遍的规范的, 在环境影响范围内的副产品被重新利用到道路施工过程中。在面对这些问题, 每一个地区都有自己的规范来决定工业副产品是不是可以重复使用。
多年来, 实验室的试验研究是一个主要的研究手段。不同材料的浸出测试已经被广泛应用, 当使用副产品后的长期污染的程度, 其中主要是指环境影响参数如酸碱度、氧化还原能力、液固的转化率等。大多数浸出试验的重点是测试沥滤出污染物的风险和污染物淋失量, 比如能源消费和不是直接来源于道路施工材料的温室气体排放量。为了评估能源消耗和环境的影响, 从更广的角度来看问题, 生命周期评价的方法被采用了。
生命周期分析方法是对一种产品或者材料的环境影响评价方法。该方法重视上游过程和产品的生命周期内所排放的污染物。因此评价的首要任务是研究影响估计的因素 (生产单位质量的产品所排放的废气) , 这些因素接的和间接的影响着产品的上游过程与产品的制造。这将影响计算污染物的排放量的系统边界条件, 这一点是至关重要的。
在丹麦, 道路施工的生命周期评价模型和构建道路建设所产生的废物处理用的固体废物焚化炉都已出现。在芬兰, Mroueh使用生命周期评价模型对道路施工进行环境评估, 研究了几种可以选择的材料, 如粉煤灰、钢渣、粉碎的混凝土。他们发现, 使用工业副产品来代替天然物质在一定程度上可以减少对环境的影响。然而除了丹麦模式所有这些研究都没有一个广泛的毒性评价方法。在美国, 一个广泛用于路面生命周期分析的PALAT工具已被发展出来。PAL-ATE比其他研究包括一个更具体的毒性评价方法。
BenReMod生命周期评价模型分析各种道路施工材料对于环境的影响, 包括天然材料和工业副产品如煤粉煤灰、煤底灰再生混凝土材料等。粉煤灰能也被应用于水泥制造, 然而这些研究直接侧重于利用工业副产品来替换天然材料。
2 道路施工材料生命周期评价模型方法
生命周期分析方法比较了用于道路施工材料的天然物质、粉煤灰、再生混凝土等对环境的影响。 (研究重点是将工业副产品的影响从在垃圾场的掩埋和资源保护方面分析, 因此生命周期评价模型重点集中在直接比较天然材料和工业副产品) 。
Olsson在他们的分析中排除了垃圾填埋场金属渗滤液浓度, 假设如果一个副产品被放在填埋和金属从其中渗滤出来, 该渗滤液则不被视为主要的环境污染排放量的。我们利用同样的方法, 来处理这些材料被用作道路施工材料时所释放出的渗滤液问题。
Wilburn and Goonan等人, 假设道路的厚度为600mm, 宽2.5m, 长1000m时, 体积约为1500m3。假设工业副产品和天然物质的运输32t卡车, 距离为50km和100km。运输成本为0.13美元/t/km。
系统边界是影响生命周期分析结果最重要的参数之一。在本研究中一种材料的系统边界包括该材料的生产和运输所消耗的电力和石油, 如图1 (a组和b组) 所示。
此外, 生产建筑材料不符合能源消耗的趋势。例如, 水泥工业70%的能源来自煤炭的能量。因此, 将煤作为一个电力的主要能量来源是一种简单化, 特别是考虑到能源结构在地区与地区之间、部门与部门之间的变化。
大多数情况下, 粉煤灰及底灰可以随时用作道路施工材料, 需要很少加工过程。在这些过程中几乎对环境不产生任何危害。由于这些原因, 在它们的生产过程中没有考虑所产生的环境载荷。然而, 它们在垃圾掩埋场的处理成本是应该被考虑在内的。
3 结语
(1) 生命周期分析方法是对一种产品或者材料的环境影响评价方法, 该方法重视在产品的生命周期内所排放的污染物。
(2) 系统边界是影响生命周期分析结果最重要的参数之一, 材料的系统边界包括该材料的生产和运输所消耗的电力和原油。
摘要：工业副产品如粉煤灰、煤炭底灰, 再生混凝土层等废弃材料被大量应用, 全部或者部分替代天然物质。目前对道路建设所用的工业副产品材料与天然材料的比较研究是非常有限的。在目前的研究中, 主要是研究这些副产品与天然材料的成本、环境因素引起的污染物、能源消耗量等。污染物排放数据分析结果可以表示这些物质对全球变暖的影响, 酸化的影响和毒性的大小。
关键词：材料,施工,道路施工
参考文献
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