Rainer Stamminger Petra Berkholz

(1.波恩大學(xué), 德國波恩，53115; 2. 利潔時(shí)全球研發(fā)中心,德國海德堡，69115)

隨著世界人口的快速增長，地球水資源壓力也面臨著越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。聯(lián)合國在2005年曾經(jīng)預(yù)測，全球人口將會(huì)從2000年的30億，增長到2050年的62億，這意味著這五十年間世界人口將會(huì)翻一倍。發(fā)展中國家以及新興國家的人口增長速度尤其突出。然而不幸的是，這些國家中有很大一部分已經(jīng)受到水資源壓力的影響。隨著這些國家人口的進(jìn)一步增長，制造業(yè)、家庭住戶以及熱力發(fā)電的規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，水的需求量將會(huì)在2050年提高55%。為了減緩水資源壓力，如何節(jié)約用水成為一個(gè)日益重要的問題，而提高水的利用效率將是減少用水需求的重要措施[1-2]。目前，各地政府正在不斷提出各種控制用水需求的策略，推進(jìn)高效用水將是降低用水需求的重要舉措[3]。

其實(shí)不止農(nóng)業(yè)及工業(yè)中的生產(chǎn)行為，世界上每一個(gè)人的個(gè)人行為都會(huì)造成水資源的消耗及浪費(fèi)[4]。在這個(gè)大環(huán)境下，個(gè)人衛(wèi)生以及家務(wù)工作越來越受到關(guān)注。在對比各種家務(wù)的耗水情況之后，不難發(fā)現(xiàn)個(gè)人的行為習(xí)慣對水耗的影響。比如餐具洗滌，它占據(jù)了廚房中超過一半的自來水消耗[5]。而研究也的確證實(shí)了，個(gè)人的生活習(xí)慣（僅以餐具洗滌為例）是如何在水資源消耗中扮演著不可忽視的重要角色：一個(gè)針對29個(gè)國家共289名參與者的對比實(shí)驗(yàn)顯示，為了洗凈同樣數(shù)量且同等載污量的碗碟，參與者所消耗的用水量可以低至18.3 L，也可以高至472.8 L[6]。

若干個(gè)不同的關(guān)于資源消耗的研究表明，用自動(dòng)洗碗機(jī)代替人工手洗是最為簡單的節(jié)約用水措施。有詳細(xì)的分析數(shù)據(jù)顯示，自動(dòng)洗碗機(jī)僅消耗少量的水、能源和時(shí)間就可以達(dá)到衛(wèi)生潔凈的洗滌效果。而且，隨著洗碗機(jī)制造商不斷地為洗碗機(jī)進(jìn)行升級，許多如消毒、智能手機(jī)操控等新功能讓洗碗機(jī)成為更加高性能的應(yīng)用設(shè)備[7]。盡管如此，在東南亞、拉丁美洲、非洲、中東以及東歐地區(qū)，擁有自動(dòng)洗碗機(jī)的家庭只有5%到10%[8]。也有其他前期研究表明，阿根廷的洗碗機(jī)滲透率只有10%，而印度尼西亞的洗碗機(jī)滲透率也僅有20%[9]。

1 自動(dòng)洗碗與手動(dòng)洗碗比較

餐具洗滌是一種全球性的行為。它可以手工完成：在此過程中，有的人會(huì)用一直流動(dòng)著的自來水，有的人會(huì)用水槽或者水盆裝著的冷水或溫水，有的人會(huì)用河水或者湖水；有的人用專業(yè)的洗滌劑，也有的人用如木灰、酸角、檸檬或者沙等替代洗滌劑；有的人會(huì)直接用手洗，而有的人喜歡使用海綿、刷子或者抹布等清潔工具。當(dāng)然，餐具洗滌也可以由自動(dòng)洗碗機(jī)完成。洗碗的方式是非常個(gè)性化的，同時(shí)在水、電、時(shí)間以及洗滌劑的消耗方面展現(xiàn)出巨大差異。

但當(dāng)對比自動(dòng)洗碗機(jī)清洗以及人工手洗之后，人們發(fā)現(xiàn)無論是水、能量，還是時(shí)間的消耗，使用自動(dòng)洗碗機(jī)進(jìn)行餐具洗滌都要優(yōu)于用人工手洗的方法。然而，無論家里是否有自動(dòng)洗碗機(jī)，人工手洗始終與生活息息相關(guān)。因?yàn)橐恍┝闵⑵骶摺⒛局破?、薄玻璃制品，或者大的盆和鍋，都不可以也不?yīng)該放在洗碗機(jī)中清洗。因此，對于人工手洗行為的調(diào)查仍然是所有家庭都感興趣的。

盡管對比自動(dòng)洗碗機(jī)跟人工手洗效率的研究在洗碗機(jī)時(shí)代的初期就已經(jīng)得到開展[10-11]，但針對人工手洗本身所涉及的技術(shù)應(yīng)用和效率的研究，卻一直處于空白。

直到2003年，Stamminger對113位來自歐洲各國的參與者進(jìn)行了行為研究，描繪了不同地區(qū)人工手洗習(xí)慣的差異。參與者在研究中需要清洗12套根據(jù)EN 50242標(biāo)準(zhǔn)[12]預(yù)涂污垢的餐具。研究者所觀察到的清洗習(xí)慣顯示出巨大差異。參與者的行為習(xí)慣從“在加入少量清水的水槽里清洗碗碟”到“使用流動(dòng)的熱水清洗碗碟”，應(yīng)有盡有。但是，水的消耗量并沒有與碗碟的潔凈程度體現(xiàn)出相關(guān)性。用大量或者少量的水、能量、洗滌劑，都可以達(dá)到優(yōu)異的清潔效果。不過值得一提的是，達(dá)到研究中的最佳清潔效果消耗了至少60 L水[13]。

進(jìn)一步的調(diào)查[14]顯示，個(gè)人清洗碗碟的方法存在驚人的差別。為了清洗同等數(shù)量的載污碗碟，各種各樣的清洗方法在調(diào)查中被發(fā)現(xiàn)。有的人從頭到尾只用一個(gè)水槽的水，既不浸泡，也不漂洗；有的人洗一次碗需要滿滿4水槽的水，清洗過程包括浸泡、漂洗、洗滌、再漂洗。除了上述使用水槽或者水池的參與者以外，那些開著水龍頭用流水洗碗的參與者們也同樣展現(xiàn)出方法上的巨大差異。僅僅選取使用水槽水和流動(dòng)水的參與者數(shù)據(jù)，人們就已經(jīng)可以從圖1的數(shù)值里發(fā)現(xiàn)明顯的區(qū)別：使用流水洗碗的平均耗水量是使用水槽水的3倍[15]。

緊隨其后的是一份針對150名英國參與者的代表性研究[16]。研究顯示，洗碗的耗水量在14 L到206 L不等，平均耗水量為49 L。使用人工手洗的方法洗凈12套餐具，平均耗時(shí)60 min。

圖1 水槽水和流動(dòng)水兩種人工餐具洗滌方法的水、能源、時(shí)間、洗滌劑消耗以及清洗效果蜘蛛網(wǎng)狀圖

在2011年，Berkholz將研究對象的地區(qū)范圍從歐洲擴(kuò)展到了全球。對全球29個(gè)國家的手洗方式進(jìn)行了調(diào)查研究[6]。這是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)性研究，目的是觀察每個(gè)人對于人工手洗的態(tài)度，以及不同手洗方法的資源消耗和清潔效率。289位參與者在攝像機(jī)的記錄下用手清洗12套餐具，并填寫調(diào)查問卷。調(diào)研中所使用的餐具全部根據(jù)EN 50242載污，并根據(jù)每個(gè)國家的實(shí)際情況進(jìn)行了調(diào)整，包括餐具種類、食物殘留種類、沖洗的設(shè)備等。水、電以及時(shí)間的消耗被記錄下來，餐具的洗凈結(jié)果在清洗結(jié)束后進(jìn)行評估。

與此消費(fèi)者實(shí)驗(yàn)同期進(jìn)行的是在德國波恩大學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的洗碗機(jī)實(shí)驗(yàn)。此實(shí)驗(yàn)對總共來自6個(gè)國家的洗碗機(jī)，在潔凈效果、水耗和能耗上作出了測試。不同國家洗碗機(jī)中裝載的碗碟，和該國在消費(fèi)者實(shí)驗(yàn)中使用的種類一致。餐具的實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備也與上述消費(fèi)者實(shí)驗(yàn)相同。為了反映不同消費(fèi)者的洗碗機(jī)使用習(xí)慣，實(shí)驗(yàn)對3種洗滌程序進(jìn)行了測試，分別是快洗程序、標(biāo)準(zhǔn)程序以及強(qiáng)力洗程序。

圖2和圖3展現(xiàn)了消費(fèi)者實(shí)驗(yàn)以及洗碗機(jī)實(shí)驗(yàn)中水耗、修正能耗以及修正熱耗的中位值。圖2顯示了中位值、25分位值、75分位值、絕對最大值以及絕對最小值。洗碗機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來自于不同的洗滌程序。(AU/NZ: 澳大利亞/新西蘭; DW AU/NZ: 澳大利亞/新西蘭洗碗機(jī); JP: 日本; DW JP: 日本洗碗機(jī); KR: 韓國; DW KR: 韓國洗碗機(jī); CN: 中國; ME:中東; ZA: 南非; DE: 德國; HU: 匈牙利; RU: 俄羅斯; DW EU: 歐洲洗碗機(jī); LATAM: 拉丁美洲; DW LATAM: 拉丁美洲洗碗機(jī); US: 美國; DW US: 美國洗碗機(jī)；Oceania：大洋洲；Asia：亞洲；Middle East：中東；Africa：非洲；Europe：歐洲；Latin America：拉丁美洲；South America：南美洲)不同國家手洗方式洗碗的平均水耗量分布在34.7 L到160.1 L之間，個(gè)體數(shù)值在18.3 L到472.8 L不等。然而實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，耗水量并沒有對清潔效果造成很大影響。使用流動(dòng)自來水沖洗的參與者消耗了大量的水。相反，用滿載的水槽里的水洗碗的參與者的水耗是最少的。

圖2 消費(fèi)者實(shí)驗(yàn)以及洗碗機(jī)實(shí)驗(yàn)中的水消耗量

圖3 消費(fèi)者實(shí)驗(yàn)和洗碗機(jī)實(shí)驗(yàn)中的修正熱量消耗值以及修正能量消耗值的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

但同時(shí)，同一個(gè)國家產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也有著很大差異性。正因如此，人們可以輕易地識(shí)別出大多數(shù)消費(fèi)者手洗方式較為一致的國家（25分位值和75分位值相差較小的國家）。實(shí)驗(yàn)中，不論使用什么機(jī)型和洗滌程序，洗碗機(jī)所消耗的水量都比人工手洗的耗水量低。其中，快洗程序的耗水量是整個(gè)實(shí)驗(yàn)中最低的。對于熱耗，修正熱耗的中位值分布在0.9 kW·h（ZA）到4.6 kW·h之間。對于能耗，使用洗碗機(jī)所造成的平均修正能耗值總體上低于手洗造成的能耗值。然而在一些國家，手洗造成的平均能耗低于洗碗機(jī)的能耗(AU/NZ, CN, ZA)，這是因?yàn)楫?dāng)?shù)厝讼赐霑r(shí)所使用的熱水量總體較少。造成這個(gè)現(xiàn)象的原因是參與者為了節(jié)約用水（AU/NZ），亦或是參與者并不習(xí)慣于在洗碗時(shí)使用大量熱水，或者完全不使用熱水（CN, ZA）。

更加深入分析清洗結(jié)果（圖4），并比較各國之間50%的數(shù)值，同樣會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)相差懸殊?；诖?，過去人們認(rèn)為這些國家的消費(fèi)者對潔凈的認(rèn)識(shí)似乎比其他國家更有差異但與此相反的是，所有國家的中位數(shù)都非常接近，范圍僅僅在2.2（LATAM）至3.0（HU）之間。這可以解釋為，所有參與者對于潔凈有著相似的概念。而導(dǎo)致潔凈表現(xiàn)分化的，可能跟人與人的洗碗方式不同有關(guān)。不同的洗碗機(jī)有著不一樣的清潔效果。其中，日本的洗碗機(jī)在所有洗滌模式中的清潔效果是最不理想的。甚至日本消費(fèi)者手洗的效果也比日本洗碗機(jī)的效果要好。總體上講，快洗程序的表現(xiàn)比消費(fèi)者手洗的結(jié)果差一些。與之相反，標(biāo)準(zhǔn)洗與強(qiáng)力洗的清洗效果要好于或者等同于（US）當(dāng)?shù)叵M(fèi)者的人工手洗結(jié)果。

圖4 消費(fèi)者實(shí)驗(yàn)以及洗碗機(jī)實(shí)驗(yàn)中清潔性能的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

圖5 調(diào)查問卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果

調(diào)查問卷（圖5）：哪一種是您所喜愛的手洗餐具方式（面向所有國家）？左邊一組數(shù)據(jù)是所有參加調(diào)查問卷人員的答案分布，中間一組是洗碗機(jī)擁有者的答案分布，右邊一組是非洗碗機(jī)擁有者的答案分布。每一組數(shù)據(jù)，從左到右4個(gè)柱狀圖分別代表“使用流動(dòng)水清洗”“兩種方式混合”“使用裝滿水的水槽清洗”“不知道”這份調(diào)查問卷證實(shí)了不同國家對洗碗的態(tài)度和習(xí)慣的差異，并顯示出人們對自動(dòng)洗碗的好處缺乏了解。根據(jù)調(diào)查問卷以及測試中所拍攝的視頻，研究者歸類出3種主要的手洗方式：1）使用流動(dòng)的自來水清洗；2）在一個(gè)裝滿了水的水槽里面清洗；3）把上述兩種方式加以混合。在所有參與測試的人中，使用流動(dòng)自來水的占據(jù)了多數(shù)。45%的參與者選擇了這種洗碗方式進(jìn)行手洗（總共284人）。

為了分析清洗方法是否會(huì)影響水的消耗量，研究者對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比。他們用“總耗水量”和“使用流動(dòng)自來水洗碗的頻率”兩項(xiàng)變量進(jìn)行了雙變量相關(guān)分析。結(jié)果表明，二者之間有著十分明顯的正相關(guān)關(guān)系 [r=0.71,P(單尾檢驗(yàn))＜0.01]。

最后，研究者用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析闡述了在裝滿水的水槽中清洗餐具和用流動(dòng)著的水沖洗餐具是否在水耗上產(chǎn)生顯著差別。為了更好地作出比較，研究者選取了“70%以上的洗滌步驟都是用流動(dòng)水沖洗的”與“只有不到30%的洗滌步驟是使用流動(dòng)水沖洗的”兩組人群進(jìn)行對比。結(jié)果表明，使用70%流水的參與者，所消耗的水量（中位值148.19 L）明顯要多于只使用不到30%流水（同時(shí)使用70%以上的水槽水）的參與者所消耗的水量[中位值75.57 L，U＝2374.50,z＝-5.36,P(雙尾檢驗(yàn)) ＜ 0.001,r=-0.39]。

與早期研究相吻合[14,16]，所有的消費(fèi)者研究均表明：水消耗量、能量消耗量以及清潔效果的結(jié)果分布十分廣泛。這也證實(shí)了，洗碗的習(xí)慣會(huì)隨著國家與地區(qū)的改變而產(chǎn)生巨大變化。此外，研究還表明，在實(shí)驗(yàn)室測試條件下，幾乎所有型號的洗碗機(jī)都可以比手洗消耗更少的水和能量而達(dá)到更好的清潔效果，標(biāo)準(zhǔn)程序尤為如此。

得到以上結(jié)果所使用的都是60 cm寬機(jī)型的洗碗機(jī)，這可能帶來一些爭議。這些機(jī)型雖然在很多國家被廣泛使用，但并不是所有國家的消費(fèi)者都偏愛這種機(jī)型。45 cm寬的機(jī)型，如臺(tái)式洗碗機(jī)、抽屜式洗碗機(jī)、水槽式洗碗機(jī)，它們能夠裝載的餐具數(shù)量相對較少，因此每清洗一個(gè)碟子（或者一套餐具）所消耗的單位能量多于標(biāo)準(zhǔn)大小的洗碗機(jī)。這個(gè)現(xiàn)象同樣在手洗中存在：研究表明，手工洗碗的時(shí)候，碗的數(shù)量越少，單位能耗越多[17]。

2 結(jié)論

2017年，有學(xué)者對不同機(jī)型洗碗機(jī)對環(huán)境的影響進(jìn)行了分析，并且向歐盟遞交了相關(guān)報(bào)告[18]。這份關(guān)于洗碗機(jī)生命周期（life cycle analysis,LCA）的分析，囊括了洗碗機(jī)從原料、加工、分銷、使用，直至洗碗機(jī)報(bào)廢所有階段的環(huán)境影響。這份分析報(bào)告指出，洗碗機(jī)在整個(gè)生命周期中80%以上的總能耗和90%以上的水消耗來自于使用階段。這也證實(shí)了，在對比機(jī)洗和手洗的能耗水耗時(shí)，以洗碗機(jī)的使用階段作為研究對象是正確的選擇。至此，所有的研究與調(diào)查都指向了一個(gè)結(jié)果：自動(dòng)洗碗優(yōu)于手工洗碗。和手洗洗碗的平均結(jié)果相比，使用自動(dòng)洗碗機(jī)的水量消耗更小，能量消耗相似或更低。除此以外，機(jī)洗可以達(dá)到更好的清潔效果，并且可以大大節(jié)省花在洗碗上的時(shí)間。

（本文翻譯徐駿輝）