1 引言
土工合成材料是以橡胶、塑料、化纤等人工合成的高分子聚合物经过加工而制成的，用于防灾的加筋土挡墙、加筋土路基、填埋场的防渗阻隔衬里和河岸边坡生态防护等土工合成材料解决方案。实践证明，土工合成材料通常可以替代稀缺的原材料资源，使以前不可能的技术方案成为可能，与传统解决方案相比不仅具有成本优势，而且碳足迹更低[1]。
当前国内的 LCA 研究尚不成熟，土工合成材料的碳排放研究也有较大空缺。本文基于对不同碳排放测算方法的对比、计算边界的确定等，解决土工合成材料全生命周期碳足迹研究的基础性问题。
2 不同碳足迹计算方法的对比
《IPCC 2006 国家温室气体清单指南》[2]（下称《指南》）是各国用于核算碳排放量的依据，也是最重要的碳排放量核算方法体系之一。对于《指南》以及相关文献所采用的几种常见的碳排放计算方法，本文通过对比分析来确定适合于土工合成材料解决方案全生命周期碳排放的计算方法。
2.1 实测法
实测法基于排放源的现场实测基础数据，进行汇总而得到相关碳排放量。数据主要是通过环境监测站、监测数据等科学合理的采集和分析样品方式而获得的。
李翠霞等[4]通过考察发现实测法适用于计算碳排放较连续稳定的排放口的碳排放量，如火电厂企业废气处理设施的出口以及水泥企业的废气处理口中温室气体排放量的核算。该法中间环节少，结果准确，但数据获取相对困难，投入较大。
2.2 投入产出法
投入产出法用来研究经济系统中的每个部分之间在产出和投入方面互相依存的经济数量关系，通过经济投入直接推算产品产生的碳排放。
张德英[3]等人通过投入产出表的数据和相关统计年鉴，对我国城乡居民消费产生的二氧化碳排放量进行比较分析，得出我国碳排放主要来源以及城镇和乡村增量的规律。投入产出法数据获取方便，时效性强，碳排放量的计算考虑生产资料和间接成本。
2.3 质量平衡法
质量平衡法也称作物料衡算法，是根据质量守恒定律，通过投入物料和产出物料质量相等的原理来换算出排放的气体量。
Singh 等[5]使用能源消费基本质量平衡法，详细计算了基于不同技术选择、不同规模的污水处理厂的能耗和碳足迹核算情况。质量平衡法比较适合于涉及化学反应较多，利用元素分子量推得二氧化碳等气体排放量。对于只涉及物理加工的土工合成材料，采用质量平衡法显得过于复杂。
2.4 碳排放系数法
碳排放系数法，又称碳排放因子法，碳排放量等于活动数据与碳排放因子的乘积。活动数据来自于国家相关统计数据和检测数据、调查资料、排放源普查等；排放因子可以采用《指南》中的缺省值，也可根据权威机构实际测量结果[2]。
此方法全面、具体地考虑了温室气体，几乎涵盖了所有的温室气体排放源，并且提供了相应的计算方法。所涉及的活动可按照不同阶段进行细分，便于找出碳排放高的环节进行优化。因此，碳排放系数法适合于进行土工合成材料解决方案全生命周期的碳足迹研究。
3 土工合成材料解决方案LCA边界
生命周期就是指一个对象的生老病死，概念应用于政治、经济、环境、技术、社会等多诸多领域，可以通俗地理解为“从摇篮到坟墓”。建筑是一种生命周期很长的产品，从原材料的开采，产品制造到建筑拆除，整个过程都会对环境产生影响（如图所示）。图1 展示了一种建筑材料从原材料、产品制造到建（构）筑物施工、运维和拆除与回收的整个过程。通过对建筑物整个生命周期各个阶段碳排放的定量分析，找出有可能节能减排的环节，可辅助各个阶段工作人员有针对性地改善建材在全生命周期中的碳排放。因此“从摇篮到坟墓”，全面研究建材生产、运输、建造、运维、拆除与回收各阶段的能耗和排放，在企业碳排放经济性和社会环境治理方面都极具意义。
图1 建筑物的全生命周期
五、 结 论
本文通过不同碳足迹的计算方法对比，选取碳排放系数法作为土工合成材料LCA计算的方法，并确定了研究全生命周期的边界条件，将土工合成材料解决方案的全生命周期边界条件定义为材料生产阶段、运输阶段、建造阶段、运维阶段、拆除回收阶段，为后续研究中土工合成材料碳排放因子的计算以及工程算例提供基础。
参考文献：(References)
[1] 周志刚,郑健龙.公路土工合成材料设计原理及工程应用[M].北京：人民交通出版社, 2001.
[2] IPCC. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventory[R]. 2006.
[3] 张德英,张丽霞.碳源排碳量估算办法研究进展[J].内蒙古林业科技,2005(01):20-23
[4] 李翠霞，钱薇. 黑龙江省乳业集群发展问题与对策研究[J]. 农业经济与管理，2010（4）：29-33.
[5] Singh P, Kansal A, Carliell-Marquet C. Energy and carbon footprints of sewage treatment methods [J]. Journal of Environmental Management, 2016, 165(1): 22-30.
[6] 郭恰,马艳.基于质量平衡法的污泥处理处置工艺碳减排量核算分析[J].净水技术,2019,38(10):107-111.
[7] 刘学之,孙鑫,朱乾坤,尚玥佟. 中国二氧化碳排放量相关计量方法研究综述[J].生态经济,2017,33(11):21-27.
作者简介：陈铭铭（1998-），浙江温州人，同济大学硕士研究生，研究方向：土体工程与海岸带工程。