王來力， 吳雄英， 丁雪梅， 李 一

(1. 浙江理工大學(xué) 服裝學(xué)院， 浙江 杭州 310018； 2. 浙江省服裝工程技術(shù)研究中心， 浙江 杭州 310018；3. 浙江省哲學(xué)社會科學(xué)重點研究基地 浙江省生態(tài)文明研究中心， 浙江 杭州 310018；4. 上海出入境檢驗檢疫局， 上海 200135； 5. 東華大學(xué) 服裝·藝術(shù)設(shè)計學(xué)院， 上海 200051)

紡織品及服裝的工業(yè)水足跡核算與評價

王來力1,2,3， 吳雄英4， 丁雪梅5， 李 一3

(1. 浙江理工大學(xué) 服裝學(xué)院， 浙江 杭州 310018； 2. 浙江省服裝工程技術(shù)研究中心， 浙江 杭州 310018；3. 浙江省哲學(xué)社會科學(xué)重點研究基地 浙江省生態(tài)文明研究中心， 浙江 杭州 310018；4. 上海出入境檢驗檢疫局， 上海 200135； 5. 東華大學(xué) 服裝·藝術(shù)設(shè)計學(xué)院， 上海 200051)

為在紡織工業(yè)中引入水足跡理論，加強紡織品及服裝生產(chǎn)中的水資源管理，闡述了紡織品、服裝的工業(yè)水足跡的概念，重點分析討論了紡織品與服裝工業(yè)水足跡核算和評價中的核算邊界、核算方法、數(shù)據(jù)拆分原則和結(jié)果評價基準等關(guān)鍵問題。結(jié)合紡織品及服裝生產(chǎn)加工工藝、耗水和產(chǎn)污排污特點認為：紡織品及服裝工業(yè)水足跡的核算需明確時間邊界和空間邊界，并重點關(guān)注直接工業(yè)水足跡的核算；廢水回用可有效減小工業(yè)藍水足跡，初始工業(yè)灰水足跡能直觀反映工業(yè)廢水的水環(huán)境負荷；基于產(chǎn)量和產(chǎn)值的整體數(shù)據(jù)合理拆分可提高核算結(jié)果的準確度；工業(yè)水足跡的內(nèi)部評價對減少單類產(chǎn)品的水耗和產(chǎn)污量更有指導(dǎo)意義。

紡織服裝； 工業(yè)水足跡； 核算邊界； 核算方法； 拆分原則； 評價基準

紡織工業(yè)是我國傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)、重要民生產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)造國際化新優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)，然而也是典型的耗水行業(yè)和廢水及污染物排放來源行業(yè)。紡織品及服裝的工業(yè)生產(chǎn)加工工藝鏈條長，耗水排水工序多(如洗毛、脫膠、印染、水洗等)，廢水污染物組成復(fù)雜且濃度高，不僅有氨、氮等常規(guī)水污染物，還有重金屬、壬基酚、有機氯等有毒水污染物[1]。減少水資源消耗和廢水及污染物排放是我國紡織工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)，在政策約束和技術(shù)革新的雙重推動下，紡織工業(yè)的節(jié)水減排成效明顯，“十二五”時期百米印染布新鮮水取水量由2.5 t下降到1.8 t以下，水回用率由15%提高到30%以上[2]。

《紡織工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》指出，到2020年，單位工業(yè)增加值取水下降23%，主要污染物排放總量下降10%。紡織工業(yè)的節(jié)水減排需要落實于紡織品及服裝的工業(yè)生產(chǎn)加工過程，也即加強工業(yè)生產(chǎn)中的水資源取用和廢水及污染物排放的管理。在當(dāng)前水資源管控研究領(lǐng)域，水足跡作為一種核算與評價一定時間內(nèi)人類活動所造成的水資源環(huán)境負荷的重要方法，得到了廣泛的應(yīng)用研究和示范，如區(qū)域水足跡、產(chǎn)品水足跡和消費水足跡等。

本文回顧了當(dāng)前國內(nèi)外紡織品及服裝工業(yè)水足跡的研究進展，并就紡織品及服裝工業(yè)水足跡核算中的邊界條件、計算方法、數(shù)據(jù)拆分和結(jié)果評價等進行分析討論，對紡織品及服裝工業(yè)水足跡的核算與評價示范提出建議。

1 水足跡的概念

水足跡的概念源于虛擬水和嵌入水，由Hoekstra在2002年提出，其最初是衡量某一確定數(shù)量人口在一定時間內(nèi)活動(如生產(chǎn)活動和消費活動)消耗的淡水資源指標(biāo)[3]。水足跡包括藍水足跡、綠水足跡和灰水足跡，是衡量水資源占用評價的多維指標(biāo)。藍水足跡和綠水足跡是水資源實際耗用指標(biāo)，也即對藍水(地表水和地下水)資源和綠水(不會成為徑流的雨水)資源的實際消耗?；宜阚E則是虛擬耗用指標(biāo)，與水污染物及濃度相關(guān)，是以自然本底濃度和現(xiàn)有的環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準為基準，將一定的污染物負荷吸收同化所需淡水的體積[4]。

水足跡的研究對象包括過程、產(chǎn)品、消費、地理區(qū)域(如國家、省市、流域)和組織(如行業(yè)、企業(yè)、部門)等，不同研究對象水足跡核算和評價的內(nèi)容主要包括量化研究對象的水足跡及其位置或時空特征，評價水足跡的環(huán)境、社會和經(jīng)濟可持續(xù)性，然后制定出可行的響應(yīng)方案[5]。

水足跡的概念提出后，其理論體系已基本形成，并得到較為廣泛的應(yīng)用。國際標(biāo)準化組織環(huán)境管理技術(shù)委員會下的生命周期評估分技術(shù)委員會(ISO/TC207 SC5)于2014年8月正式頒布了ISO 14046∶2014 《環(huán)境管理水足跡原則要求與指南》。

2 紡織品及服裝的工業(yè)水足跡

在紡織服裝領(lǐng)域，對行業(yè)和產(chǎn)品水足跡的核算、評價與討論已有報道。Chapagain等[6]核算了全球范圍內(nèi)棉花種植消耗的水足跡，研究結(jié)果指出，在1997—2001年間每年全球因棉花產(chǎn)品消費而消耗的水資源量為2.56×109m3，其中藍水足跡、綠水足跡和灰水足跡所占比例分別為42%、39%、19%。Wang等[7]核算了2001—2010年中國紡織工業(yè)的直接藍水足跡和直接灰水足跡，結(jié)果表明，直接藍水足跡在2007年達到峰值，為1.09×109m3，直接初始灰水足跡是直接藍水足跡的50～70倍，經(jīng)過污水處理后的直接殘余灰水足跡降低至直接藍水足跡的10倍左右，紡織品的水足跡遠大于服裝和化纖。Chico等[8]核算了牛仔褲的水足跡，結(jié)果表明，1條純棉牛仔褲(從棉花種植到純棉牛仔面料產(chǎn)出)的平均水足跡為3 233 m3，其中藍水足跡、綠水足跡和灰水足跡分別為2 767、263、203 m3，1條萊賽爾纖維牛仔褲(從樹木種植到萊賽爾纖維牛仔面料產(chǎn)出)的平均水足跡為1 454 m3，其中藍水足跡、綠水足跡和灰水足跡分別為34.5、1 384、35.3 m3。孫清清等[9]比較了節(jié)水減排措施對削減紡織印染企業(yè)水足跡的貢獻率，結(jié)果表明，經(jīng)過清潔生產(chǎn)審核，企業(yè)的單位產(chǎn)品產(chǎn)量藍水足跡和灰水足跡下降到171、146 t/t，分別降低了26.3%、31.1%，水回用措施對藍水足跡和灰水足跡的削減效應(yīng)分別約是工藝節(jié)水措施的27倍和36倍。

基于水足跡理論的紡織工業(yè)水資源管理需聚焦于紡織品及服裝工業(yè)生產(chǎn)加工過程的水足跡。賈佳等[10]論述了工業(yè)水足跡的概念，并指出工業(yè)水足跡的內(nèi)涵包括直接工業(yè)水足跡與間接工業(yè)水足跡2部分。嚴巖等[11]基于工業(yè)水足跡理論核算了4種棉布的工業(yè)水足跡，結(jié)果表明，漂白布和花灰布的工業(yè)水足跡都約為0.08 m3/kg，染色布的平均工業(yè)水足跡約為0.14 m3/kg，色織布水足跡最大，平均值約為0.18 m3/kg。棉布的工業(yè)水足跡主要來自于直接工業(yè)水足跡，間接工業(yè)水足跡占比較??；在直接工業(yè)水足跡的構(gòu)成中，藍水足跡的貢獻較大。Wang等[12-13]提出紡織品及服裝工業(yè)水足跡的核算方法，并對7種針織印染布和1種染色紗線的工業(yè)水足跡進行核算示范，結(jié)果表明，直接工業(yè)水足跡在核算的各產(chǎn)品工業(yè)水足跡中占比較大，各核算產(chǎn)品的工業(yè)灰水足跡皆大于工業(yè)藍水足跡。張音等[14]討論了紡織品及服裝工業(yè)水足跡核算中原煤、石油、天然氣、火電、紙制品、塑料制品、金屬制品等投入物料的水足跡系數(shù)，并分析了其不確定性。許璐璐等[15]討論了紡織品及服裝工業(yè)灰水足跡核算中最大可接受質(zhì)量濃度、自然本底濃度和取用水污染物濃度的取值問題，并初步探討了污染物選取對灰水足跡核算及評價的影響。

3 討 論

從現(xiàn)有的研究文獻可看出，紡織品及服裝工業(yè)水足跡的理論框架已基本形成并通過了初步驗證。結(jié)合紡織品及服裝生產(chǎn)加工的特點和現(xiàn)狀，在將工業(yè)水足跡理論應(yīng)用于行業(yè)企業(yè)的水資源管理時，需將紡織服裝工業(yè)水足跡的核算邊界、核算方法、數(shù)據(jù)分配原則和結(jié)果評價基準等關(guān)鍵問題進行明確并統(tǒng)一。

3.1邊界核算

邊界核算的一致性直接影響產(chǎn)品工業(yè)水足跡核算結(jié)果的可比性，綜合分析現(xiàn)有的產(chǎn)品水足跡研究文獻發(fā)現(xiàn)，水足跡的核算邊界尚不統(tǒng)一。根據(jù)工業(yè)水足跡的定義，結(jié)合生產(chǎn)工藝鏈和投入產(chǎn)出特點，紡織品及服裝工業(yè)水足跡的核算邊界可分為時間邊界和空間邊界[16]，如圖1所示。時間邊界始于紡織纖維原材料的工業(yè)生產(chǎn)起點，如洗毛、繅絲、化學(xué)纖維合成或漿粕制造等，終止于成品(如服裝、家紡產(chǎn)品等)的生產(chǎn)加工完成。水足跡核算與評價時間邊界內(nèi)的投入和產(chǎn)出屬于空間邊界的范疇，空間邊界的不一致是當(dāng)前產(chǎn)品水足跡核算結(jié)果不可比的主要原因。紡織品及服裝工業(yè)水足跡核算的空間邊界包括紡織品及服裝生產(chǎn)加工過程中的能源、物料(如染料、助劑等)、新鮮水投入和廢水及污染物排放，廠房、機械設(shè)備和人員因素通常不是由于某一批產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)加工需求而投入，因此，不納入核算的空間邊界。工業(yè)水足跡分為直接工業(yè)水足跡(直接消耗和排放)和間接工業(yè)水足跡(能源、物料的隱含工業(yè)水足跡)，與此對應(yīng)的有直接空間邊界和間接空間邊界。

圖1 紡織品及服裝工業(yè)水足跡核算邊界Fig.1 Calculation boundary of industrial water footprint of textiles and apparel

直接工業(yè)水足跡與待核算紡織品及服裝的工業(yè)生產(chǎn)加工時間一致，且處于同一區(qū)域，間接工業(yè)水足跡則通常發(fā)生于待核算紡織品及服裝工業(yè)生產(chǎn)加工之前，且處在其他區(qū)域。水資源消耗和污水及污染物排放通常會加大紡織品及服裝生產(chǎn)地區(qū)在生產(chǎn)時間段內(nèi)的水資源壓力，對該地區(qū)此時間段內(nèi)的水質(zhì)環(huán)境造成影響，也即紡織品及服裝工業(yè)生產(chǎn)加工產(chǎn)生的水資源環(huán)境負荷具有明顯的時間性和區(qū)域性特征。直接工業(yè)水足跡的核算數(shù)據(jù)實時從生產(chǎn)過程中獲取，間接工業(yè)水足跡的核算則基于工業(yè)水足跡系數(shù)，核算結(jié)果的不確定度受水足跡系數(shù)的完整性和準確性影響較大，因此，紡織品及服裝生產(chǎn)企業(yè)在運用工業(yè)水足跡理論進行水資源取用和廢水及污染物排放管控時，可重點關(guān)注紡織品及服裝直接工業(yè)水足跡的核算，也即重點關(guān)注直接空間邊界內(nèi)的數(shù)據(jù)收集。

3．2核算方法

紡織品及服裝的工業(yè)生產(chǎn)加工過程消耗新鮮水資源(主要為河流湖泊水、地下水等)，產(chǎn)生廢水和污染物排放，與此相對應(yīng)，核算紡織品及服裝的工業(yè)藍水足跡和工業(yè)灰水足跡更具現(xiàn)實意義。

工業(yè)藍水足跡的核算方法為

(1)

Iproc,blue(s)=Vevap+Vinco+Vlrf

(2)

式中:Iprod,blue(p)為工業(yè)藍水足跡；Iproc,blue(s)為工業(yè)過程藍水足跡；Q(p)為待核算紡織品及服裝的產(chǎn)量；Vevap為工業(yè)生產(chǎn)加工過程中的水蒸發(fā)量；Vinco為結(jié)合到紡織品及服裝中的水量；Vlrf為不能被重新利用的回水量。

紡織品及服裝工業(yè)生產(chǎn)加工中耗水較多的工序過程(如染色、濕整理)多為封閉狀態(tài)，最終的成品也為干燥狀態(tài)，因此，蒸發(fā)水量和結(jié)合到產(chǎn)品中的水量皆較少。不能被重新利用的回水量占用水量的較大比例，通常以廢水的形式排放，因此，在核算直接工業(yè)藍水足跡時，可近似等于工序過程的廢水排放量，在有源自工序過程外的回用水投入時，則用廢水排放量減去該回用水投入量。

灰水足跡本質(zhì)是一個衡量污染程度的虛擬指標(biāo)，而非對新鮮水資源的實際消耗。在我國現(xiàn)有的工業(yè)廢水排放政策管控下，必須對紡織品及服裝工業(yè)生產(chǎn)加工最初產(chǎn)生的廢水進行預(yù)處理，才能確保排放的廢水污染物濃度達到國家強制性標(biāo)準的要求。為更加全面評價紡織品及服裝生產(chǎn)加工廢水的環(huán)境負荷，將工業(yè)灰水足跡分為初始工業(yè)灰水足跡和殘余工業(yè)灰水足跡，核算方法為

(3)

(4)

cmax(k)可參照相應(yīng)的標(biāo)準，如GB 4287—2012《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準》，cnat(k)則取決于紡織品及服裝生產(chǎn)所在地區(qū)自然受納水體的水質(zhì)數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)難以獲得時，cnat(k)可取0，避免了因各地區(qū)自然受納水體水質(zhì)差異造成的同一生產(chǎn)過程的灰水足跡核算結(jié)果的異同，但會使灰水足跡的核算結(jié)果比真實值偏小。

3.3拆分原則

當(dāng)前我國大部分紡織品及服裝生產(chǎn)企業(yè)未能實現(xiàn)取水和排水的三級計量，尤其是對各工序過程的廢水排放量和水質(zhì)監(jiān)控，使紡織品及服裝工業(yè)水足跡的核算難以獲得一手細分數(shù)據(jù)，借鑒碳足跡核算數(shù)據(jù)的拆分原則[16]可解決這一問題。

當(dāng)同一區(qū)域(如生產(chǎn)車間)同一時間段(如1 d、1周等)等同時生產(chǎn)加工多種紡織品及服裝，待核算產(chǎn)品與區(qū)域內(nèi)的其他產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)性能和耗水工藝基本一致時，可對獲取的用水和排水總數(shù)據(jù)采用產(chǎn)量拆分原則，也即將獲取的總數(shù)據(jù)平均分配到區(qū)域內(nèi)的所有產(chǎn)品。

當(dāng)待核算產(chǎn)品與同一區(qū)域內(nèi)其他產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能和耗水工藝差別較大時，可采用產(chǎn)值拆分原則。在計算拆分用產(chǎn)值時，可參照成本核算方法，若僅核算直接工業(yè)藍水足跡和直接工業(yè)灰水足跡，則只需選擇用水成本和染料、助劑等化學(xué)品投入成本。若核算綜合工業(yè)水足跡，則需選擇除待加工原材料(如纖維、紗線、面料等)成本之外的空間邊界內(nèi)的所有投入成本。

3．4結(jié)果評價

紡織品及服裝工業(yè)水足跡核算結(jié)果的評價包括3個方面:1)內(nèi)部評價；2)外部評價；3)區(qū)域影響評價。內(nèi)部評價是對工業(yè)生產(chǎn)加工各工序過程工業(yè)水足跡的評價，也即發(fā)現(xiàn)高耗水和高產(chǎn)污的工序過程，進而制定有針對性的節(jié)水減污策略，如技術(shù)改進、管理優(yōu)化等。

外部評價是在同種類的紡織品、服裝之間或不同生產(chǎn)線的同種類工序過程之間進行的工業(yè)水足跡評價比較。確立同一基準是外部評價的重要基礎(chǔ)，包括統(tǒng)一的核算邊界、質(zhì)量基準和功能單位等。工業(yè)水足跡的影響因素(如耗水量、染料助劑消耗量等)也會影響紡織品與服裝的產(chǎn)品質(zhì)量，進行外部評價的質(zhì)量基準應(yīng)重點關(guān)注與用水和排水產(chǎn)污密切相關(guān)的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，如洗凈毛的含脂率、精干麻的殘膠率、面料的色牢度等。待評價的紡織品、服裝首先應(yīng)是質(zhì)量合格的產(chǎn)品，在質(zhì)量指標(biāo)相同時進行工業(yè)水足跡的評價比較，以選出同等質(zhì)量等級下更加節(jié)水環(huán)保的產(chǎn)品。

區(qū)域影響評價則是衡量產(chǎn)品工業(yè)生產(chǎn)加工對所在區(qū)域的水資源環(huán)境造成的影響程度，通常應(yīng)用于區(qū)域內(nèi)工業(yè)行業(yè)或生產(chǎn)企業(yè)工業(yè)水足跡的評價，但是當(dāng)某一區(qū)域在特定時間段內(nèi)集中生產(chǎn)某一固定類別的服裝產(chǎn)品時，如牛仔服裝產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域、印染布產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域，則可對該集群產(chǎn)品的工業(yè)水足跡進行區(qū)域影響評價，分析其對區(qū)域內(nèi)藍水資源短缺和水污染程度加劇的影響。

4 結(jié) 論

基于紡織品及服裝生產(chǎn)加工耗水、產(chǎn)污和排污特點，本文對工業(yè)水足跡核算與評價的關(guān)鍵問題進行了分析討論，得出如下結(jié)論。

1)進行紡織品及服裝的工業(yè)水足跡核算時，需確定統(tǒng)一的時間邊界和空間邊界，并重點關(guān)注直接工業(yè)水足跡的核算。

2)廢水回用可有效地減小工業(yè)藍水足跡，初始工業(yè)灰水足跡能直觀地反映工業(yè)生產(chǎn)廢水的水環(huán)境負荷。

3)基于產(chǎn)量和產(chǎn)值的整體數(shù)據(jù)拆分可以提高核算結(jié)果的準確度，可根據(jù)待核算產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能和耗水工藝特點合理選擇數(shù)據(jù)拆分原則。

4)工業(yè)水足跡的內(nèi)部評價對減少單類產(chǎn)品的水耗和產(chǎn)污量更有指導(dǎo)意義，在進行外部評價時需選擇同一基準，區(qū)域影響評價則更適于工業(yè)行業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)或產(chǎn)業(yè)集群產(chǎn)品的工業(yè)水足跡評價。

FZXB

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歡迎訂閱2018年《紡織器材》

《紡織器材》是由中國紡織信息中心、中國紡織機械協(xié)會和陜西紡織器材研究所共同主辦，由全國紡織器材科技信息中心、《紡織器材》雜志社編輯出版的紡織器材行業(yè)的全國性科技綜合期刊 (ISSN 1001-9634、CN 61-1131/TS)，國內(nèi)外公開發(fā)行。主要欄目有“技術(shù)專論、生產(chǎn)實踐、應(yīng)用研究、革新改造、綜合述評、科學(xué)管理、標(biāo)準園地、新品之窗”等。專業(yè)性強、信息量大是本刊特色，可供紡織行業(yè)的各級領(lǐng)導(dǎo)、科技人員、管理干部參考，也是大專院校師生了解紡織器材發(fā)展的重要刊物。

《紡織器材》為“中國科技論文統(tǒng)計源期刊”——中國科技核心期刊，被“萬方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)(ChinaInfo)數(shù)字化期刊群”文獻源、“中國學(xué)術(shù)期刊綜合評價數(shù)據(jù)庫(CAJCED)”統(tǒng)計源期刊、“中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CJFD)”文獻源、《中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版) 》文獻源、“中國期刊網(wǎng)”文獻源、“中文科技期刊數(shù)據(jù)庫”文獻源、《中國紡織文摘》文獻源等全文收錄，是全國紡織工業(yè)優(yōu)秀期刊。

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Calculationandassessmentofindustrialwaterfootprintoftextilesandapparel

WANG Laili1,2,3, WU Xiongying4, DING Xuemei5, LI Yi3

(1.SchoolofFashionDesign&Engineering,ZhejiangSci-TechUniversity,Hangzhou,Zhejiang310018,China; 2.EngineeringResearchCenterofClothingofZhejiangProvince,Hangzhou,Zhejiang310018,China; 3.ZhejiangEcologicalCivilizationResearchCenter,KeyResearchInstituteofPhilosophyandSocialScienceofZhejiangProvince,Hangzhou,Zhejiang310018,China； 4.ShanghaiEntry-ExitInspectionandQuarantineBureau,Shanghai200135,China; 5.Fashion&ArtDesignInstitute,DonghuaUniversity,Shanghai200051,China)

In order to improve the water resource management for the industrial production of textiles and apparel with water footprint methodology, the concept of industrial water footprint of textiles and apparel was introduced firstly. Then the key issues, including calculation boundary, calculation method, allocate principle of integrate data and assessment benchmark, in the calculation and assessment of industrial water footprint of textiles and apparel were discussed in detail. In light of the characteristics of fresh water consumption and waste water discharge in textiles and apparel industrial production processes, it was considered that the time boundary and input-output boundary must be defined before the calculation of industrial water footprint. Direct industrial water footprint is the key point of the calculation. Wastewater recycling can reduce blue industrial water footprint effectively and original grey industrial water footprint is the direct indicator of the environmental loads caused by industrial wastewater. Allocate principles with yield or value can increase the accuracy of the calculation results. The internal assessment is more meaningful for the reduction of fresh water consumption and pollutants emission for the specific product.

textile and apparel; industrial water footprint; calculation boundary; calculation method; allocate principle; assessment benchmark

TS 101； TS 941

：A

2016-10-08

：2017-05-21

國家自然科學(xué)基金項目(71503233); 浙江省自然科學(xué)基金項目(LQ16G030012); 浙江理工大學(xué)科研啟動基金資助項目(15072022-Y)

王來力(1985—)，男，博士。主要研究方向為紡織服裝水足跡理論、低碳理論、紡織品及服裝檢測與評價技術(shù)。E-mail:wangll@zstu.edu.cn。

10.13475/j.fzxb.20161001206