陳 爽，黃倩雯，劉 燦，王彩虹，王璐瑤，葉翔宇, 王來力,1b

(1.浙江理工大學，a.服裝學院，b.浙江省服裝工程技術研究中心, 杭州 31008； 2.浙江省輕工業(yè)品質量檢驗研究院，杭州 310018)

消費觀念和消費模式的轉變使紡織品服裝的生命周期縮短，紡織服裝產業(yè)的產能持續(xù)擴大，綜合導致產生大量的廢舊紡織品服裝。GB/T 38923—2020《廢舊紡織品分類與代碼》中將廢舊紡織品分為廢紡織品和舊紡織品。廢紡織品又可稱為生產過程廢品，指在紡紗、織造和制成品(如服裝、服飾、家紡產品等)生產加工的各道工序產生的廢棄紡織原料或半成品，如紡紗清花、梳棉工序以前的落物(回花、地弄花、蓋板花等)，制成品加工過程中的廢紗、廢布、布碎等[1]。舊紡織品通常是指喪失部分或全部使用功能、時尚性的紡織服裝制成品，如不再穿著的舊服裝、不再使用的舊家紡產品、積壓過時的庫存紡織服裝產品等，是廢舊紡織品的主要來源。

廢舊紡織品服裝的處理方式通常有填埋和回收再利用，其中填埋的方式不僅造成了資源浪費，且造成環(huán)境影響。廢舊紡織品服裝的回收再利用可實現資源循環(huán)，受到廣泛的關注?！都徔椥袠I(yè)“十四五”發(fā)展綱要》指出開發(fā)廢舊紡織品高值化利用技術是“十四五”發(fā)展重點突破的關鍵技術之一。2022年3月由國家發(fā)改委發(fā)布的《關于加快推進廢舊紡織品循環(huán)利用的實施意見》指出，到2025年、2030年中國的廢舊紡織品循環(huán)利用率分別達到25%和30%，廢舊紡織品再生纖維產量分別達到200萬噸和300萬噸。

廢舊紡織品的回收再利用可豐富紡織纖維材料的來源，減少資源浪費，其回收再利用過程的環(huán)境影響亦受到較多的關注。本文采用CiteSpace可視化文獻分析工具對廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響評價的中英文文獻進行計量分析，并對廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境效益的計算方法、不同回收方式造成的環(huán)境影響綜合評價、回收再利用給前后兩個紡織服裝產品生產帶來的環(huán)境效益評價等關鍵問題進行了討論，為廢舊紡織品服裝回收再利用的環(huán)境影響評價提供參考。

1 回收再利用環(huán)境影響研究文獻計量分析

1.1 數據來源

在WEB OF SCIENCE核心數據庫中，選擇文獻類型為“article”，選擇主題為“recovery, reuse, recycle, recycling, waste textile, textile fiber, fabrics, textiles, yarn, garment, clothing, apparel, environment impact, life cycle assessment, life cycle analysis”，檢索詞之間以“OR”或“AND”進行連接，經檢索并刪除與廢舊紡織品回收再利用研究無關的條目后，得到32篇文獻，時間分布于2008年1月至2022年6月。

在CNKI數據庫中，選擇文獻類型為“期刊”，利用高級檢索，選擇主題“再生、回收、回收再利用、紡織品、紡織服裝、紡織纖維、紗線、面料、環(huán)境影響評價、生命周期評價、足跡評價、環(huán)境足跡評價、碳足跡、化學品足跡”，檢索詞之間以“OR”或“AND”連接，經檢索并刪除與廢舊紡織品服裝回收再利用研究無關的條目后，得到59篇文獻，時間分布于2006年1月至2022年6月。使用CiteSpace 5.8.R3(64bit)版本軟件對篩選得到的中文和英文文獻進行研究熱點和演進趨勢計量分析。

1.2 計量結果分析

時間線視圖側重于勾勒出各個聚類之間的關系和每個聚類中文獻的歷史跨度，通過時間線視圖可以觀察到各個聚類之間的主要關鍵詞以及關鍵詞的分布時間與連接關系。時間線圖譜能夠有效呈現出某一領域中的關鍵詞聚類分布和關鍵詞熱點演變，每個聚類所對應的橫向粗線越長，代表該聚類跨越的時間就越長。視圖中節(jié)點大小與關鍵詞頻次成正比，關鍵詞頻次越高，節(jié)點越大。聚類模塊性指數Q值和聚類輪廓性指數S值來評估圖譜聚類效果，一般認為Q>0.3意味著聚類結構顯著，S>0.5聚類就是合理的，S>0.7意味著聚類是令人信服的[6]。廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響研究中英文文獻時間線視圖見圖1和圖2。

圖1 2008—2022年廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響研究英文文獻時間線視圖Fig.1 Key word timeline view of English research literature on environmental impact of waste textile recycling from 2008 to 2022

圖2 2006—2022年廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響研究中文文獻時間線視圖Fig.2 Key word timeline view of Chinese research literature on environmental impact of waste textile recycling from 2006 to 2022

由圖1可知，Q=0.708，S=0.9254，說明2008—2022年間廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響評價類研究英文文獻關鍵詞聚類效果顯著。聚類結果排最前的是“chemical recycling”，這反映出化學回收方式是廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響評價領域較熱門的研究點，并且該聚類時間跨度為2015年至今，說明對其研究一直持續(xù)。另外，關鍵詞“l(fā)ife cycle assessment”節(jié)點最大，即關鍵詞“l(fā)ife cycle assessment”出現頻次最高，該關鍵詞于2012年首次出現，從圖譜中的連接線可知其與后來絕大多數的文章都有一定相關性，表明越來越多的文獻對廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響評價以生命周期評價方法為基礎，例如，對不同的回收方式進行生命周期評價的比較、對含有不同再生原料的紡織品進行生命周期評價比較。在以“l(fā)ife cycle assessment”為關鍵詞的文章中最具影響力的一篇是2017年發(fā)表于Resources,ConservationandRecycling上的論文，至今被引高達65次。該文章基于生命周期評價方法對回收棉、普通棉和有機棉的環(huán)境影響進行比較，為廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響評價研究提供了新的思路[8]。此外，聚類“recycling”和聚類“reuse scenario”在時間上呈現出交替現象，關于“reuse scenario”的研究在2018年后逐漸結束，同時對“recycling”的研究自2016年起越來越多，表明當前廢舊紡織品服裝回收再利用的研究重點已經從原來的直接二次使用轉向資源化再利用。

由圖2可知，Q=0.7855，S=0.8983，說明2006—2022年廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響評價類研究中文文獻關鍵詞聚類效果亦顯著。聚類結果排前三的依次為“回收利用”“回收”“循環(huán)利用”，對檢索篩選出的中文逐篇分析可知，中文文獻中的綜述性文章占大多數，通常為回顧總結廢舊紡織品服裝的回收模式、再生方式、再生處理的關鍵技術等問題，使得關鍵詞相似度較高。聚類“焚燒”的研究高峰時段是2012—2017年，聚類“紡織”“碳排放”和“廢舊”包含的關鍵詞最少，均短暫出現后又消失，表明中文文獻對廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響評價的細化研究較少。

2 回收再利用環(huán)境影響研究結果與討論

廢舊紡織品服裝回收再利用可延長紡織品服裝使用周期、實現紡織纖維或能量的再循環(huán)(見圖3)，回收再利用方法有物理法、化學回收法和能量法[9]?；诨厥蘸蟮牟煌猛?，亦可以將廢舊紡織品服裝回收再利用分為閉環(huán)循環(huán)和開環(huán)循環(huán)兩類[10]。閉環(huán)循環(huán)是指產品中的材料被回收并用于相同或近似相同的產品，開環(huán)循環(huán)是指產品中的材料被回收并用于另一類產品的過程。閉環(huán)循環(huán)和開環(huán)循環(huán)涉及到的回收再利用技術不同，過程中產生的環(huán)境影響亦不相同。

圖3 廢舊紡織品服裝回收再利用方法和產品Fig.3 Recycling methods and products of waste textiles and clothing

對計量分析篩選出的中英文文獻分析發(fā)現，現有文獻中環(huán)境影響評價的系統邊界涉及廢舊紡織品的收集、回收處理、再生產品(如纖維、紗線、面料、制成品)生產等單個或多個階段。文獻中對棉/滌綸混合組分的廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響的研究最多，其次是羊毛/滌綸混合組分的廢舊紡織品服裝，其他為粘膠、腈綸混合組分的廢舊紡織品。廢舊紡織品服裝物理法再生處理和化學法再生處理環(huán)境影響的研究文獻較多，其中物理法再生處理的環(huán)境影響主要來自現場操作過程，化學法再生處理除了現場操作的直接環(huán)境影響外，還包括生產各類化學品的間接環(huán)境影響，因此，物理回收法在能源使用、溫室氣體排放等方面的表現優(yōu)于化學法[11]。環(huán)境影響的量化與評價指標包括全球增溫潛勢、酸化潛勢、富營養(yǎng)化潛勢、水稀缺足跡、水劣化足跡、水壓力以及累計能源需求等，其中研究回收再利用造成的全球增溫潛勢影響的文獻最多，其次是酸化潛勢影響和富營養(yǎng)化潛勢影響。對文獻中廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響研究結果進行匯總，結果見 表1 和表2。

表1 廢舊紡織品服裝物理法回收再利用的環(huán)境影響Tab.1 Environmental impact of physical recycling of waste textiles and clothing

表2 廢舊紡織品服裝化學法回收再利用的環(huán)境影響Tab.2 Environmental impact of chemical recycling of waste textiles and clothing

續(xù) 表

將表1和表2中的功能單位均轉換成1 kg時，物理法回收的碳排放在-8～6.060 kgCO2eq之間，化學法回收的碳排放在-5.6～753 kgCO2eq之間，其中，負值代表基于擴展系統邊界方法計算出的再生產品帶來的環(huán)境效益，正值表示再生產品某生產過程的環(huán)境影響大于環(huán)境效益，或者文章僅計算了再生過程環(huán)境影響的負外部性，并未考慮其環(huán)境影響的正外部性。研究結果表明同一種紡織廢料采用不同的回收工藝處理，或生成不同的再生產品，造成的環(huán)境影響具有明顯差異，例如，文獻顯示同樣的紡織廢料再生成紡織袋比再生成聚酯紗線的環(huán)境效益高出近10倍；文獻顯示利用相同的廢料再生成的再生棉，在最終成品中再生棉含量越大，造成的環(huán)境影響就越小，同樣的再生棉和原生棉的比例，生產過程中使用來自電熱聯產的能源比使用來自電網的能源造成的環(huán)境影響?。晃墨I中同樣是將廢棉的聚合度降低至1000，結果則顯示酸處理的環(huán)境影響要比堿處理的環(huán)境影響低；文獻顯示再生纖維生產工廠的聯合運作可大幅降低廢舊紡織品回收過程的環(huán)境影響。

廢舊紡織服裝能量法回收再利用的環(huán)境影響評價研究較少，通常是比較回收能量而節(jié)約的溫室氣體排放量與燃燒過程排放的溫室氣體量或其他回收方式排放的溫室氣體量之間的大小關系，例如，以能量回收方式回收1 t 50%棉/50%聚酯混合組成家用紡織品廢料造成的全球增溫潛勢為0.23 t CO2eq；通過焚燒處理進行能量回收1 t棉纖維、羊毛、聚酯纖維混合組成的消費后紡織廢料可減少排放1040 kg CO2eq；以生物回收法(即通過酶水解掉纖維素回收聚酯纖維)回收棉、聚酯纖維混合的廢舊紡織品，生成1 kg再生聚酯纖維造成的全球增溫潛勢為 170.14 kg CO2eq[22]。

廢舊紡織品服裝再生循環(huán)的環(huán)境影響評價研究有3個待解決的關鍵問題：一是紡織廢料再生過程的環(huán)境影響和環(huán)境效益計算的問題；二是廢舊紡織品服裝再生循環(huán)產生的環(huán)境效益如何在前后兩個生命周期之間進行分攤的問題；三是環(huán)境影響評價結果大小的綜合比較。

環(huán)境影響通常按照常規(guī)生命周期評價方法計算，環(huán)境效益則需要通過擴展系統邊界法計算得到。廢舊紡織品服裝再生循環(huán)的環(huán)境效益在于能夠避免原材料的生產，減少的環(huán)境影響即為再生原料的環(huán)境效益，因此再生原料替代率的選擇至關重要，現有研究中通常假設比率為1∶1。另外，再生原料的質量和性能與原生原料的匹配度也會影響再生原料環(huán)境效益的大小。廢舊紡織品服裝回收過程本質上也是一個生命周期過程，圖4展示了廢舊紡織品服裝再生過程與其前后兩個生命周期之間的關系?，F有文獻研究中共有3種分攤方法：第一種方法是直接將再生原料帶來的環(huán)境效益全部算入前一個產品的生命周期當中，能使產生可再生廢料的產品具有更高的環(huán)境效益；第二種方法認為再生原料不具有負面環(huán)境影響，將再生原料帶來的環(huán)境效益全部算入后一個產品的生命周期當中，因此使用了再生原料的產品有更高的環(huán)境效益；第三種方法則提出通過一定的比例大小來決定前后兩個生命周期當中各自分攤的環(huán)境效益值[24]。現有研究中多采用第二種方法，然而第三種方法亦受到越來越多的關注，例如，歐盟產品環(huán)境足跡指南基于第三種方法提出一套計算再生循環(huán)環(huán)境足跡的方法，規(guī)定環(huán)境效益在回收材料提供者和使用者之間的分攤系數應在0.2～0.8之間，并給出了一些常見材料(如PET、芳綸、玻璃纖維等)的分攤系數參考值。

圖4 廢舊紡織品服裝再生循環(huán)示意Fig.4 Schematic diagram of regeneration cycle of waste textiles and clothing

環(huán)境影響評價指標有單一指標和多維指標。單一指標聚焦某一類環(huán)境影響，多維指標可同時涵蓋多個環(huán)境影響類別。在評價和比較廢舊紡織品服裝回收再利用的環(huán)境影響時，通常需要運用綜合評價方法將多維環(huán)境影響指標歸一為統一的量化指標，以實現不同再生方式之間整體環(huán)境影響的比較[25]。環(huán)境影響歸一化表征方法有以價值法表征的環(huán)境損益法[26]和影子價格法[27]，以評分法表征的Higg MSI[28]、ReCiPe[29]和Eco-indicator[30]，以幾何面積表征的LCA多邊形方法[31-32]等。其中價值法可以納入企業(yè)的經濟效益分析，量化與評價企業(yè)生產活動造成的環(huán)境影響潛在的經濟成本；評分法和LCA多邊形法則是將多種環(huán)境影響轉換為無量綱的數值，進而比較綜合環(huán)境影響的大小。在具體應用中，可根據需要選擇上述歸一化的綜合評價方法。

3 結 論

本文基于CiteSpace可視化文獻分析工具，對廢舊紡織品服裝回收再利用環(huán)境影響評價類研究文獻進行計量分析，并對廢舊紡織品服裝回收過程環(huán)境影響評價結果和關鍵問題進行了討論，相關結論如下：

a)回收模式、再生方式以及再生處理的關鍵技術是廢舊紡織品服裝環(huán)境影響評價領域的研究熱點，基于生命周期評價法對廢舊紡織品資源化再利用的環(huán)境影響評價是研究趨勢。

b)廢舊紡織品服裝再生循環(huán)的環(huán)境效益可以通過擴展系統邊界法計算得到，再生原料的替換率和質量直接影響著再生循環(huán)的環(huán)境效益，將再生原料的替換率及其質量性能與原生原料的匹配度納入計算模型當中可提高計算精度，同時可避免環(huán)境效益的主觀性評價。

c)分攤比例影響再生原料提供者和使用者各自獲得的環(huán)境效益值，將再生循環(huán)的環(huán)境效益在前后生命周期過程中按比例分攤可使再生原料提供者和使用者都獲得相應環(huán)境效益，同時能夠避免對再生循環(huán)環(huán)境效益的重復計算。

d)環(huán)境影響的綜合評價可選擇價值法、評分法和幾何面積法進行表征，通過綜合評價可以將多維環(huán)境影響指標歸一為統一的量化指標，進而能夠實現不同回收再生方式之間整體環(huán)境影響的比較。