锌是一种广泛应用于电力、钢铁、冶金、交通、化工等工业行业的有色金属，尤其在镀锌行业中发挥着至关重要的作用。随着我国的工业化进程不断加快、社会经济飞速的增长，我国原锌产量呈现出不断上升的趋势，目前中国已是全球最大的锌生产国及消费国。然而锌生产制备过程不仅需要消耗大量的能源，同时会排放出锌、铜、汞等重金属污染物，对生态系统及人类健康造成较大的危害。
生命周期评价(LCA)作为一种可以从全过程对所评价产品的环境影响进行识别与量化的环境管理工具，可以对原锌生产过程进行科学合理的评价。本研究从全生命周期角度，对湿法冶锌制备过程中引发的环境影响进行了量化评估。随后，结合国家、区域统计数据，利用生命周期环境影响评价方法，从全国层面对原锌生产造成的环境负荷进行了评估，为锌行业技术改进和可持续发展提供了科学合理的数据支撑。
本研究首先针对企业原始数据进行分析，然后结合文献及数据库调研，构建了我国原锌生产的生命周期清单;通过ReCiPe模型对原锌生产过程的环境影响进行量化评价;将得出的中间点环境结果进行归一化处理，筛选出对环境影响最大的关键中间点类别;在此基础上进一步识别生产过程中对环境负荷贡献较大的关键流程及关键物质;通过敏感性分析确定关键流程的敏感度，利用不确定性分析确保数据及结果的可靠性。然后将识别的关键因子用国家统计数据进行替代，在全国层面量化分析原锌生产造成的环境影响。
研究结果表明，原锌生产过程对环境造成的影响中，化石能源耗竭、海洋生态毒性、金属资源耗竭、淡水生态毒性、人类健康及气候变化是最主要的中间点环境影响类别。剩余的中间点影响类别，如:农业土地占用、臭氧层破坏等，由于其对环境的影响较小，可以忽略不计。通过关键流程分析得出锌矿开采、能源消耗（电力和天然气）是对环境造成潜在影响的主要流程;关键物质分析结果表明排放的重金属（铜、锌）是海洋生态毒性的关键物质;排放到水体的铜是淡水生态毒性的关键物质;排放到空气中的锌、汞、铅等金属是人类毒性的关键物质;煤炭及天然气的消耗是化石能源耗竭的关键物质;导致金属资源耗竭的关键物质为重金属铅;排放到空气中的二氧化碳及甲烷是气候变化环境影响类别的关键物质。
2013年全国由于锌生产排放的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、锌、铜等污染物数量分别为2.60×107、4.29×104、6.77×104、1.23×104、1.38×103以及3.20×102t。其中，全国锌生产排放的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化及颗粒物分别占全国该污染物排放总量的0.25％、0.21％、0.30％及0.10％。在全国范围内云南、湖南和陕西等省份的原锌产量居于全国前列，这是由于锌矿资源的分布不均造成的。
为了有效降低湿法冶锌生产对环境造成的影响，应该提高电力、天然气使用效率;发展水电、混合发电及清洁能源等替代煤炭发电;提高生产技术减少电力消耗，同时降低重金属的直接排放;进行资源回收利用，扩大再生锌生产比例，减少资源浪费，注重产业的可持续发展。
- 作 者：
- 亓聪聪
- 学科专业：
- 环境工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 山东大学
- 导师姓名：
- 洪静兰
- 学位年度：
- 2018
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
