废弃混凝土处理方式的环境影响比较

第25卷第3期工程管理学报V ol. 25 No. 3 2011年06月Journal of Engineering Management Jun. 2011 废弃混凝土处理方式的环境影响比较

龚志起，丁锐，陈柏昆

（青海大学土木工程学院，青海西宁 810016，E-mail：gzhq2007@）

摘要：废弃混凝土处理过程的环境影响是辅助废弃混凝土管理决策的重要依据。采用生命周期评价方法，对废弃混凝土再生骨料利用、再生原料利用、基础填料利用和填埋四种方式的环境影响，进行了核算。其中，生命周期影响评价方法采用“中点法”计算生命周期环境影响状况，并通过社会支付意愿的概念将生命周期影响状况结果转化为以货币价值表示的单一环境影响分值。结果表明：在材料替代的前提下，废弃混凝土再生骨料利用的环境影响最低，最能体现废弃混凝土的资源价值。目前西宁市建筑垃圾填埋弃置的收费标准，不能弥补填埋造成的环境影响，亦不足以改善废弃混凝土的再生利用。

关键词：废弃混凝土；环境影响；生命周期评价；系统边界；处理方式

中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：1674-8859（2011）03-266-05

Environmental Impact Comparison for Concrete Waste Treatment Options

GONG Zhi-qi，DING Rui，CHEN Bo-Kun

（School of Civil Engineering，Qinghai University，Xining 810016，China，E-mail：gzhq2007@）

Abstract：The environmental impact of concrete waste processing is a key basis for concrete waste management decision making. The life cycle assessment method was used to calculate the environmental impact of four concrete waste treatment options，which are the recycling aggregate，the recycling materials，the base filling and the land filling. In the life cycle impact assessment process，the mid points method was used to translate the inventory results into life cycle impact profile, then it was converted to the single environmental impact score shown in monetary value by means of the weighting factors based on the concept of social willingness to pay. The results indicate that the environmental impact of concrete waste for the recycling aggregate is lower than the other treatment options，which can fully reflect the resource value of concrete waste. Currently，the tipping fee charged for the land filling of construction and demolition waste by Xining government can not offset against environmental impact and improve the recycling utilization of concrete waste.

Keywords：concrete waste；environmental impact；life cycle assessment；system boundary；treatment options

近年来，随着建设规模的加大，建筑垃圾已成为我国城市固体废物处理处置的关键废物流。国内目前建筑垃圾的堆放总量已达70亿吨，并以每年产生约3亿吨的速度增加[1]。大量建筑废弃物的产生导致填埋场短缺、环境污染等一系列问题[2]。

根据吴贤国等对建筑施工过程产生的废弃材料的调查[3]，以及肖建庄等对汶川地震灾区建筑废物的统计分析[4]，推算可知废弃混凝土约占建筑垃圾总量的40%以上，已成为建筑垃圾废物流的重要组分。然而，由于废弃混凝土回收渠道、再生市场的匮乏，我国对含废弃混凝土的建筑垃圾惰性组分，多采用运至填埋场或规定场所堆填弃置甚至非法弃置，或者在施工现场简单处理后作为回填料使用，废弃混凝土的资源利用率和资源利用水平不高。与此同时，混凝土的生产却消耗着数量巨大的天然砂石骨料。因此，改善废弃混凝土的资源利用状况，对减轻环境污染、节约用地、避免天然砂石骨料资源的耗竭，大有裨益。

生命周期评价（LCA），因其对产品或服务环境影响评价的系统性，在国外，已被广泛用于辅助废弃物管理决策。在建筑垃圾领域，Sara B运用生命周期评价方法分析了意大利建筑拆除材料与构件的环境影响[5]。Craighill A，Powell J C. 则提出了

收稿日期：2011-01-20．

基金项目：青海大学中青年自然科学基金项目（2009-QG-11）．

第3期 龚志起，等：废弃混凝土处理方式的环境影响比较 ·267·

一种综合环境、社会和经济影响的生命周期评价系统方法，用于分析英国建筑垃圾的管理方案[6]。而在我国，采用生命周期评价方法辅助建筑垃圾管理决策，尚无系统的研究。本文采用生命周期评价方法，定量比较不同处理方式废弃混凝土环境影响的差异，以便为量化废弃混凝土处理过程的环境外部效果以及废弃混凝土管理政策的制定提供相关的理论依据。

1 废弃混凝土的典型处理方式

废弃混凝土可能的处理方式主要有：拆除的形状完整、力学性能未受破坏的混凝土构件或制品，直接用于或经分析后降低等级重复利用在工程中；用作回填料、破碎后用作基础填料（如路基填料）或地基加固；破碎后生产再生骨料、用作再生建材制品的原料（如铺道砖）；用作水泥原料以及填埋弃置等。

上述处理方式，根据处理场所的不同，又可分成工地现场内简单处理、场外加工处理以及填埋场或规定场所填埋弃置几类，并主要集中在重复利用、再生利用和填埋弃置三个战略层次。其中，构件或制品重复利用的可能性取决于结构类型和选择的拆除方式；用作回填料，实质是现场对废弃混凝土进行填埋处置；用作基础填料或地基加固，一般可以在工地现场进行处理；而用于生产再生骨料、再生建材制品原料、水泥原料，一般需要将废弃混凝土运至专门的建筑垃圾资源再生加工企业或水泥厂方能实现。在我国，废弃混凝土作为水泥原料在实际生产中鲜有应用，本文未作考虑。因此，废弃混凝土的典型处理方式可以简化为构件或制品的重复利用；现场破碎后用作基础填料或地基加固；场外集中破碎后生产再生骨料；场外生产再生建材制品和填埋弃置几种方式。

2 废弃混凝土的生命周期评价方法

按照ISO14040-2006，生命周期评价由目的和范围确定、清单分析（LCI ）、影响评价（LCIA ）和解释四部分组成[7]。

2.1 系统范围的确定

废弃混凝土处理是建筑设施生命周期结束后发生的，其生命周期从废弃混凝土产生后开始，历经不同的处理过程，最后归于最终废弃物的填埋处置。废弃混凝土处理的生命周期评价是一种从“坟墓”到“坟墓”的过程。

为进行废弃混凝土几种典型处理方式的生命周期评价，以处理1吨废弃混凝土作为功能单位，确定了图1所示的系统边界。由于废弃混凝土的重复利用和再生利用，存在天然原料替代的可能。因此，废弃混凝土重复利用和再生利用的环境影响，应将其可能替代的天然原料所避免的物化环境影响计算在内，图1中虚线所示。唯此，才能在几种处理方式的比较中搭建客观的平台。

图1 废弃混凝土生命周期评价的系统边界

图1中系统边界内废弃混凝土的重复利用主要指混凝土构件或制品的现场利用和场外利用；再生利用主要包括现场处理后用作基础填料、运至“再生中心”加工处理后用于生产再生骨料和用作再生建材制品原料；填埋则包括运至填埋场弃置和现场用作回填料。

在工程实际中，混凝土构件或制品的重复利用，因设计结构类型、拆除方式、用途的不同，存在较大的不确定性，本文暂未对混凝土构件或制品重复利用的环境影响进行定量评估。废弃混凝土再生骨料利用对天然骨料资源的节约意义重大，应考虑其对天然骨料替代的环境折减；用作基础填料和再生建材制品原料，可替代的天然原料来源较广，一些工业副产品或废砖、瓦、石等惰性建筑垃圾也可用作再生建材制品的原料或填料，作为资源的价值相对骨料较低，可以忽略原料替代的环境折减。 2.2 清单分析

2.2.1 清单数据来源与基本假定

由于废弃混凝土处理方式的复杂性，目前还难以针对各种处理方式涉及的所有单元过程收集到所需的完整数据信息。因此，清单数据的收集主要针对系统边界范围内，废弃混凝土再生骨料生产过程、天然骨料加工过程、基础填料处理过程、再生建材制品原料（简称再生原料）生产过程、填埋弃置过程，以及能源生产的分配、可能涉及的运输过程等环节展开。