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为解决人工草皮(AT)生命周期末端处理的环境影响评估不足问题,研究人员以 FIFA 标准足球场为功能单元,评估芬兰能源回收、丹麦回收及芬兰本地回收场景。发现本地回收并再利用碎橡胶(CR)的全球变暖潜势(GWP)最低为 - 6 t CO?2.eq/ 场,强调发展本地回收设施的意义。
在体育设施领域,人工草皮(AT)因低维护等优势被广泛应用,但其生命周期末端处理一直是环境难题。传统填埋和焚烧方式不仅占用土地、污染地下水,还会释放有害气体,而复杂的材料组成又导致回收效率低下。随着全球人工草皮使用量激增,其末端处理带来的微塑料污染、化石资源消耗等问题亟待解决。在此背景下,芬兰相关研究机构的研究人员开展了人工草皮生命周期末端环境影响的研究,其成果发表在《Environmental Impact Assessment Review》,为可持续处理人工草皮提供了重要参考。
研究人员采用生命周期评估(LCA)方法,以标准 FIFA 足球场(7140 m2,约 210 吨)为功能单元,分析了三种末端处理场景:芬兰能源回收、丹麦国际回收和芬兰本地回收,每个场景又根据碎橡胶(CR)的再利用或焚烧分为子场景。研究涉及的数据来自欧洲多国人工草皮拆解和回收公司,部分数据参考相关文献,运用 LCA for Expert 软件进行建模分析,重点评估全球变暖潜势(GWP)、陆地酸化、化石资源消耗和颗粒物排放等指标。
生命周期影响评估
研究发现,芬兰本地回收场景表现最佳。当 CR 再利用时,其全球变暖潜势(GWP)低至 - 6 t CO?2.eq/ 场,优于丹麦国际回收(2 t CO?2.eq/ 场)和芬兰能源回收(25 t CO?2.eq/ 场)。即使 CR 焚烧,本地回收的 GWP 也为 162 t CO?2.eq/ 场,低于其他场景。化石资源消耗方面,本地回收再利用 CR 的场景节省最多,达 - 19 t 油当量 / 场。陆地酸化和颗粒物排放也显示,本地回收结合 CR 再利用能显著降低环境负担。
碎橡胶回收效率敏感性分析
通过调整 CR 与沙子的分离回收率(90%、85%、80%),发现回收率影响显著。在再利用场景中,回收率下降会导致 GWP 上升,如芬兰本地回收再利用 CR 的场景,回收率从 90% 降至 80% 时,GWP 从 - 6 t CO?2.eq/ 场升至 11 t CO?2.eq/ 场。而焚烧场景因未分离 CR 也被焚烧,结果不受回收率影响。这表明提高 CR 分离效率对优化环境表现至关重要。
讨论与展望
研究强调 CR 管理是关键,其作为主要化石基材料,再利用可大幅减少排放,而焚烧则加剧污染。尽管国际回收能回收塑料,但运输带来的酸化和颗粒物排放不可忽视。此外,欧盟对微塑料和持久性有机污染物(POPs)的限制,促使需转向生物基填料如软木、木屑等,这些材料不仅减少化石依赖,还能降低微塑料污染。目前已有欧洲球场试用此类填料,其生命周期影响优于传统碎橡胶。
本研究填补了人工草皮末端处理环境评估的空白,证明本地回收结合 CR 再利用是最优方案,同时为应对欧盟新规,推广生物基填料提供了科学依据。其成果对政策制定者和废弃物管理者具有重要指导意义,助力构建更可持续的人工草皮处理体系。