吳睿雪

（濟(jì)南環(huán)境保護(hù)學(xué)校 250000）

0 引言

皮鞋在消費(fèi)者群體中一直是備受青睞的日常消費(fèi)品，據(jù)可靠數(shù)據(jù)表明，2014 年，我國皮鞋在制鞋市場中占有量達(dá)60%，且2015-2020 年間，皮鞋將進(jìn)一步占據(jù)制鞋市場中的主流位置。隨著我國環(huán)保意識不斷提高，以及對企業(yè)承擔(dān)社會責(zé)任的關(guān)注度逐漸提高，眾多皮革品牌企業(yè)開始逐漸提升對企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重視，承擔(dān)起相應(yīng)的責(zé)任減少生產(chǎn)過程中對環(huán)境的影響。然而近幾年來，由于部分媒體的宣傳，民眾對皮革的認(rèn)知產(chǎn)生嚴(yán)重誤解。

皮革作為肉類及奶類行業(yè)的副產(chǎn)品，是制鞋業(yè)生產(chǎn)過程中所選擇的最合適的自然生物材料，進(jìn)一步延長了動物皮革的生命周期，有效減少了資源浪費(fèi)。雖然在皮革加工過程中會對環(huán)境產(chǎn)生一定影響，但是相較于污染行業(yè)，對環(huán)境的影響并未達(dá)到媒體宣傳的程度。本文將以鉻鞣牛皮鞋面為例設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，基于當(dāng)前皮革加工工藝以及污染處理技術(shù)對生產(chǎn)皮鞋所需皮革材料的加工過程中產(chǎn)生的污染物進(jìn)行量化評估，客觀地評價皮鞋生產(chǎn)對環(huán)境的影響，在幫助民眾正確認(rèn)識皮革加工過程中對環(huán)境的影響程度同時，幫助企業(yè)明確皮革加工過程中各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的污染量，確保企業(yè)可以制定有針對性的措施，對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)合理的管控，進(jìn)一步推動企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 關(guān)于制鞋業(yè)皮革對環(huán)境影響量化評估實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 流程介紹

圖1 為皮鞋生產(chǎn)所需皮革整個生命周期，從圖中可見，該周期涵蓋從飼養(yǎng)場到鞋廠。圖中，每一個獨(dú)立工段或制造商都由矩形表示，而可能產(chǎn)生的獨(dú)立長距離交通由箭頭表示。

圖1 皮革產(chǎn)業(yè)鏈的流程圖

1.2 研究內(nèi)容

本文研究內(nèi)容為，通過量化每雙皮鞋在生產(chǎn)過程中所需的皮革材料在各環(huán)節(jié)所需物料以及對環(huán)境輸出的廢料，評估皮革在加工過程中對環(huán)境的影響[1]。根據(jù)圖1 所示產(chǎn)業(yè)鏈流程，本文將重點(diǎn)對屠宰場、制革廠、制鞋廠以及交通運(yùn)輸四個環(huán)節(jié)進(jìn)行研究。由于上述四個環(huán)節(jié)中包含多種工序，且不同國家、企業(yè)之間生產(chǎn)工藝有所不同，比如一般制革工藝工序約有20～40 個，成品用途區(qū)別、生產(chǎn)工藝區(qū)別都會對數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的參考價值以及可比性比較低。因此，本文將以鉻鞣牛皮鞋面革傳統(tǒng)工藝以及國際通用的最優(yōu)用量推薦進(jìn)行計(jì)算，對皮革在整個流程中物料輸入及輸出進(jìn)行評估，盡可能展示皮革生命周期內(nèi)對環(huán)境的影響。本計(jì)算將使用范圍值的平均值表示最終計(jì)算結(jié)果。

2 實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與討論

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

本文為直觀地對制鞋業(yè)生產(chǎn)所需皮革材料對環(huán)境的影響進(jìn)行評估，將以每雙皮鞋作為物料輸入以及污染符合輸出的單位。本文將通過表1 與表2 對各工段基礎(chǔ)單位與每雙皮鞋關(guān)系進(jìn)行換選。

2.2 屠宰場評估

普通屠宰場只起屠宰場的作用，不包括深入加工肉類等程序。水和能源是其主要物料輸出，很少有化學(xué)品，因此本環(huán)節(jié)主要的環(huán)境負(fù)荷輸出是牲畜屠宰產(chǎn)生的固態(tài)廢料、廢水以及能量使用過程中產(chǎn)生的溫室氣體[2]。其中含氮廢水對環(huán)境影響最大，屠宰場含氮廢水排放會引起水域BOD 含量提高以及水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象。以荷蘭國家衛(wèi)生和環(huán)境署公布的數(shù)據(jù)為例，荷蘭每處理1 噸活牛，排出的廢水中會含有8.8kgBOD以及2.2kgNKj。以此推算，荷蘭工廠每生產(chǎn)一雙皮鞋，屠宰場會排出含有0.12kgBOD以及0.03kgNKj 的污水對環(huán)境造成影響。

2.3 制革廠評估

通常情況下，制革工序主要分為由鮮皮制成藍(lán)濕革、藍(lán)濕革制成皮胚、皮胚加工至成品革以及廢水處理四項(xiàng)工序。鮮皮、水、能量以及化學(xué)品是牛皮鞋面革加工過程中的主要物料輸出，因此，制革廠環(huán)節(jié)主要通過廢水、污泥、固體廢棄物以及VOC、GHG 氣體排放對環(huán)境造成影響。此工序中，對環(huán)境影響最大的環(huán)節(jié)在于皮革處理過程中去除的油脂、膠原、毛發(fā)等以及加工過程中使用的化學(xué)用品，尤其是在原皮加工為藍(lán)濕革階段，由表3分析可知，除鉻以外，80%的化學(xué)品全部溶解于水中成為廢水排出[3]。在整個制革加工過程中，每雙皮鞋生產(chǎn)過程中需要消耗水2.6L，其中90%以上會轉(zhuǎn)化為廢水，由于鮮皮加工為藍(lán)濕革過程中需要消耗大量水，因此，廢水對環(huán)境的影響極高。在制革環(huán)節(jié)，每生產(chǎn)一雙皮鞋所需的皮革面料，會產(chǎn)生固體廢物約0.48kg，其中最大的固體廢物產(chǎn)生源為鮮皮加工成藍(lán)濕皮環(huán)節(jié)，約有95%的固體廢料產(chǎn)生于本階段，使得水廠中囤積大量無鉻鞣以及含鉻廢棄物。另外，能源消耗產(chǎn)生的氣體排放是制革廠氣體污染負(fù)荷的主要來源。

表1 2009-2011 年，鮮牛皮，輕革和鞋面革的平均產(chǎn)量（×106）

表2 皮革生命周期過程中皮（革）的質(zhì)量

表3 制革過程中化學(xué)品用量及廢棄物中化學(xué)品含量

2.4 制鞋業(yè)評估

皮革的得革率受皮革不均勻特性影響，通常保持在65%到75%范圍之內(nèi)，在制鞋過程中，受產(chǎn)品類型與尺寸的影響，得革率又會受到一定影響。在當(dāng)前皮鞋類型中，以安全鞋產(chǎn)生的固體廢料最多[4]。在皮鞋生產(chǎn)過程中，固體廢料產(chǎn)生率受產(chǎn)品加工工藝以及技術(shù)人員職業(yè)素養(yǎng)直接影響，在制鞋環(huán)節(jié)產(chǎn)生的固體廢料對環(huán)境的影響最低。當(dāng)前，制鞋環(huán)節(jié)產(chǎn)生的固體廢料通常采用掩埋或焚燒方式處理。有研究表明，掩埋處理的皮革廢料需要25～40 年才能完全降解。固體廢料填埋產(chǎn)生的碳排放因子為1.16t（CO2）/t，焚燒產(chǎn)生的碳排放因子為0.51t（CO2）/t，以此計(jì)算，制鞋環(huán)節(jié)產(chǎn)生的固體廢料填埋會產(chǎn)生0.1kgCO2/每雙，焚燒處理會產(chǎn)生0.04kgCO2/每雙。

2.5 交通運(yùn)輸評估

考慮到運(yùn)輸環(huán)節(jié)對環(huán)境的影響具有多面性，因此，本文采用生態(tài)評估方式，將本環(huán)節(jié)影響評估限制在能源消耗及溫室氣體排放方面。運(yùn)輸環(huán)節(jié)對環(huán)境造成的影響在基本信息以及參數(shù)固定時，主要受運(yùn)輸方式、運(yùn)輸距離以及貨物重量直接影響。由于在皮革整個生命周期中涉及多次運(yùn)輸，同時不同制造商位置差異以及生產(chǎn)過程中使用的化學(xué)品差異都會影響交通運(yùn)輸對環(huán)境的影響[5]。本文為直觀的展示交通運(yùn)輸環(huán)節(jié)對環(huán)境的影響，以中國溫州到廣州為運(yùn)輸距離，一噸鮮皮為貨物重量為例，根據(jù)表4 數(shù)據(jù)以及相關(guān)軟件計(jì)算，同樣的距離以及貨運(yùn)重量，不同的運(yùn)輸方式對環(huán)境污染負(fù)荷在0.03kgCO2e至0.21kgCO2e范圍內(nèi)。

表4 運(yùn)輸對環(huán)境的影響

3 結(jié)論

（1）在屠宰場環(huán)節(jié)，每生產(chǎn)一雙制作皮鞋所需的鮮皮需要消耗水36L，能量0.19GJ，輸出的污染負(fù)荷為廢水29L、固體廢料4kg 以及1.72kgCO2e 溫室氣體。

（2）在制革環(huán)節(jié)，每生產(chǎn)一雙制作皮鞋所需的皮革面料需要消耗水26L，能量14MJ 以及化料0.62kg，輸出污染負(fù)荷為廢水26L，固體廢料0.48kg，污泥0.14kg，VOC0.003kg 以及1.68kg 溫室氣體。制革過程中產(chǎn)生的BOD，COD 以及其他污染物含量極高的廢水經(jīng)過符合國家規(guī)定的處理后排放對環(huán)境影響有限。

（3）在制鞋業(yè)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)一雙皮鞋產(chǎn)生的皮革廢料在0.033～0.176kg 范圍內(nèi)。通常情況下，如果對皮革廢料進(jìn)行衛(wèi)生填埋處理，皮革廢料會在25～40 年內(nèi)完全降解。

（4）在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，主要污染負(fù)荷輸出來源于溫室氣體排放，由于運(yùn)輸環(huán)節(jié)受運(yùn)輸距離以及運(yùn)輸方式影響，以本文在2.5 舉出的例子計(jì)算，每生產(chǎn)一雙皮鞋排放的二氧化碳大約為0.9kg。