電鍍行業清潔生產指標體系的修正
電鍍行業是現代工業中不可缺少的重要部門,同時也是重污染性工業行業之一。我國絕大多數電鍍企業的物耗、水耗都大大超過國外平均水平。前國家環保局從1993年開始,選擇一些重點污染行業的企業開展清潔生產審計,當時將電鍍作為重點行業。
2003年1月1日起實施的《中華人民共和國清潔生產促進法》第二十八條和2004年10月1日起實施的《清潔生產審核暫行辦法》第八條均規定:電鍍企業必須開展清潔生產審核。企業要開展清潔生產審核,就必須對自身的清潔生產水平有正確的評估,從而發掘出清潔生產潛力,而評估的前提是有一套完整、系統、科學的評價指標體系。清潔生產指標確定的合適與否決定著清潔生產評價的準確程度。
2005年6月國家發改委與國家環保總局正式發布了《電鍍行業清潔生產評價指標體系(試行)》(以下簡稱《指標體系》),經過一段時間的實踐檢驗,發現該“指標體系”尚不能很好地反映企業真實的清潔生產水平,亟待修改完善。
1·《電鍍行業清潔生產指標體系(試行)》的不足
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完整的指標體系建立包括如圖1所示的六個部分:首先是確立指標體系建立的原則;其次,分別構建定量和定性指標體系的層次結構,初步確定定量、定性指標個數的比例;第三,從產品的整個生命周期篩選具有代表性的指標,并對指標進行分析和驗證;第四,采用客觀的賦權方法分別賦予定量、定性指標權重,明確缺項考核權重的調整方法;第五,收集相關數據,針對指標特性賦予指標基準值。第六,科學確定指標體系的評價方法。通過剖析指標體系建立全過程,發現《指標體系》存在著以下不足。
1.1 定量指標個數偏少
指標體系應當層次分明、意義明確,既能夠反映項目的主要情況,又簡便易行。因此,應盡量選擇容易量化的指標項,為清潔生產指標的評價提供有力的依據。該《指標體系》中定性指標包括4個一級指標,33個二級指標,定量指標包括3個一級指標,12個二級指標。定性指標與定量指標的個數比約為3:1。且并非所有企業都生產定量指標中所列的各種鍍種,就勢必會造成定量指標的缺項,使得定量指標的個數更少。例如某企業僅生產鍍鎳的產品,則該企業的定量指標僅有鍍層金屬原料綜合利用率(鍍鎳鎳的利用率)、水重復利用率、鍍件帶出液污染源產生指標(鍍鎳總鎳)和工業新鮮水用量這4項。極易導致因某一項或兩項定量指標權重過大而造成對評價結果的決定性影響,掩蓋企業真實的清潔生產水平。
1.2 產品清潔性沒有充分考核
清潔生產指將整體預防的環境戰略持續應用于生產過程、產品和服務中,以期增加生態效率并減少對人類和環境的風險。對產品,要求減少從原材料提煉到產品最終處置的全生命周期的不利影響[6]。并且,產品的銷售,使用過程以及報廢后的處理處置均會對環境產生影響。清潔產品是清潔生產過程的結果[8],產品清潔與否直接關系到企業的清潔生產水平。
《指標體系》中沒有關于產品的定量指標,僅有兩項關于產品的定性指標,分別為“產品合格率有考核”和“產品中不含可溶性重金屬鹽(如六價鉻)”,前一項指標是正規生產企業的必要條件,后一項指標主要由產品的性質決定,與具體的生產工藝、技術水平關系不緊密。因而《指標體系》對產品的清潔性考核不夠,難以體現產品生命周期的全過程,應增加清潔產品系數(單位產品中所含有毒有害成分的量)、產品壽命延長年限等類型的定量指標。
1.3 指標基準值不區分鍍件大小和形狀
鍍件的大小和形狀是決定電鍍加工難易程度的重要因素之一,同時也是電鍍物耗、能耗以及廢水中重金屬離子濃度高低的重要影響因素之一。
鍍件越小,形狀越復雜,電鍍加工就越難,帶出的電鍍液也就越多。鍍相同表面積的鍍件,形狀小而復雜的鍍件較大而簡單的鍍件重金屬的利用率低、帶出液產生的量多,從而漂洗產生的廢水量也多。即小而復雜的鍍件的各項指標值都相對較差。即使改變工藝參數,適當的延長鍍件帶出液的滴水時間,也難以使附著在細小、復雜鍍件表面的鍍液全部滴落。因而不考慮鍍件的大小和復雜程度,所有規格的鍍件采用統一的指標基準值不甚合理。
1.4 指標基準值不區分單鍍層或多鍍層
單層鍍指通過一次電鍍,在零件表面形成單金屬鍍層或合金鍍層的過程。多層鍍指進行二次或以上的電鍍,在零件表面形成復合鍍層的過程。如鋼鐵零件鍍防護———裝飾性鉻鍍層,需先鍍中間鍍層(鍍銅、鍍鎳、鍍低錫青銅等)后再鍍鉻[10]。單層鍍和多層鍍的耗水量十分懸殊,因為多鍍一層就至少要多一道水洗環節,耗新鮮水量和廢水產生量就會隨之成倍數增加。
2008年8月1日開始實施的《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)對現有企業單位產品基準排水量的要求是:單層鍍300L/m2,多層鍍750L/m2。多層鍍的單位產品基準排水量是單層鍍的2.5倍,同樣,對于新建的和執行水污染特別排放限制企業的單位產品基準排水量也是多層鍍是單層鍍的2.5倍。由此可見,《指標體系》中不區分單層鍍或多層鍍,“工業新鮮用水量”用同一個基準值(0.3t/m)2考核不甚合理。
1.5 缺乏污染物排放的考核指標
清潔生產強調從源頭減少污染物的產生,從根本上揚棄了末端治理的弊端,但是它與末端治理二者并非互不相容,也就是說推行清潔生產還需要末端治理。清潔生產措施可以低成本的減少污染的排放和能源消耗,因而對污染物排放濃度和總量進行考核十分必要。
《指標體系》中僅對鍍件帶出液污染源產生的濃度進行考核,沒有涉及污染物排放濃度的情況。并且由于沒有排水量的考核指標,不能對企業排水量進行控制,即使控制污染物的排放濃度也難以達到總量控制的目的。《電鍍污染物排放標準》中,首次規定了基準排水量這一考核指標,規定了生成單位面積鍍件鍍層的廢水排放量上限值。這一指標彌補了《指標體系》中僅控制單位面積污染物帶出重金屬濃度這一指標的不足,兩者有效結合達到了控制重金屬排放總量的目的。
1.6 指標體系中涉及的鍍種種類少
指標體系中僅涉及到鍍鋅、銅、鎳、裝飾鉻、硬鉻的相關指標,鍍種種類較少。相較而言,《電鍍污染物排放標準》中除了這五個鍍種以外,還規定了鎘、銀、鉛、汞等因子的指標。并且,即將出臺的國家和江蘇省的重金屬規劃,將鉛、汞、鉻、鎘和類金屬砷作為一類控制因子,要求對涉一類重金屬的企業每兩年開展一次清潔生產審核。這五個一類控制因子中除了類金屬砷,其余的四個因子電鍍行業均有涉及。為了使電鍍企業開展清潔生產審核時有標準可依,對自身清潔生產水平有個全面、準確的認識,《指標體系》中應添加鉛、鎘等其他重金屬因子的相應評價指標。
1.7 評價指標的權重確定不合理
“清潔生產評價指標的權重值是衡量各評價指標在整個清潔生產指標體系中所占的比重,由該項指標對清潔生產水平的影響程度及其實施的難易程度而確定”。《指標體系》中沒有指明確定權重采用的具體科學方法,確定權重的一般方法為頭腦風暴法和采用專家打分的德爾菲法,這兩種方法都存在著主觀性強的缺陷。另一不合理之處是,“資源綜合利用指標”中各類重金屬的利用率指標以及“鍍件帶出液污染物產生指標”中各類重金屬的濃度指標的權重值完全相同,均為“40/n”,而事實上不同種類的重金屬毒性各不相同,即使是同一種類不同價態的重金屬毒性也不盡相同。一般來說,鉻的毒性大于鋅,鋅的毒性大于銅和鎳,六價鉻的毒性比三價鉻大得多。均一的指標權重值難以凸顯指標間的相對重要性,使得評價結果與實際情況不相符。
1.8 定性指標的評分方法含糊
缺乏有效的評價方法是中小企業實施清潔生產的一大障礙。《指標體系》中定性指標的個數占指標總數的3/4,綜合評價指數中定性化評價指標的考核總分值占60%,可見定性指標的評分十分重要。然而,《指標體系》中定性指標評分方法的具體表述為“:對定性指標的考核不僅考核‘有’與‘無’,而且要考核是否正常運行及其效果。”沒有直接指明指標得分值的范圍和具體確定方式。在0~1之間打分,還是權重值是指標值的上限,由評價者依據實際情況在0到權重值之間打分?分值如何確定,“有”、“無”以及“好”、“壞”分別是打多少分?分值是直觀易算的整數或一位小數,還是精準的兩位小數?由于這些都沒有明確的規定,實際操作時極易使人混淆。雖然對評價的結果沒有直接的影響,但增加了評分計算的系統誤差,使得評價過程缺乏嚴謹性、規范性。
2·指標體系的修正
2.1 指標的修正方法
(1)添加產品的定量考核指標。產品的銷售、使用過程以及報廢后的處理處置均會對環境產生影響,有些影響是長期的,甚至是難以恢復的。電鍍的作用之一就是用來優化產品的使用壽命,從而減少產品對環境的負面影響。但電鍍生產本身對環境也有危害,因而必須考慮兩者間的權衡。產品的使用壽命主要受其本身性質、用途、使用環境的影響,電鍍僅起到延長其壽命的作用,故引進“產品壽命延長年限”指標,對電鍍工序的效用進行考核。
(2)添加污染源排放考核指標。引入“單位產品基準排水量”指標對污染源排放情況進行考核。單位產品基準排水量是指生成單位面積鍍件鍍層的廢水排放量上限值。參考《電鍍污染物排放標準》以及南非金屬加工工業水耗水平,將該項指標單層鍍的基準值附為200L/m2,多層鍍的基準值附為500L/m2。
(3)明確定性指標的評價方法。在《指標體系》的考核“有”與“無”“,好”與“壞”的原則上,明確定性指標的評分方法如下:沒有執行該項指標賦值0,執行該項指標但沒有正常運行或效果不夠理想的賦值0.5,執行該項指標且運行正常、效果理想的賦值1。則定型化評價指標的考核總分值的計算公式為式(1):
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(4)修正定量指標的權重。層次分析法(AHP)是美國運籌學家Satty最先提出來的,該方法是定性分析與定量分析相結合的、系統化的多目標分析方法。采用層次分析法確定權重有利用充分把握內部的不確定性和不精確性,彌補其他方法主觀性強的缺陷。
首先采用德爾菲法對各指標的相對重要性進行判斷,引用數字1~9及其倒數作為比例標度,將指標體系視為二級指標體系,則得到三個判斷矩陣A、B、C,將判斷矩陣每一列正規化后,按行相加得到權重向量,對權重向量正規化處理后得到歸一化權重。然后對矩陣進行一致性檢驗符合后,則歸一化權重乘以權重總和即為指標的權重。其中,矩陣A的權重總和為100,矩陣B的權重總和為A1的權重,矩陣C的權重總和為A2的權重。構建的矩陣以及指標的權重值詳見表1~3。三個矩陣的一致性指標分別為0.044、0.022、0.026,均小于0.1,則各矩陣具有滿意一致性,即表格中的指標權重可以應用。
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如企業沒有指標體系中的所有鍍種就會造成定量指標的缺項考核,即實際參與考核的二級指標項目數少于其所屬一級評價指標所包括的全部二級指標的項目數,出現這種情況就必須將參與考核的二級定量評價指標的權重值乘以修正系數W(W=W1/W2;其中,W1為二級指標所對應的一級評價指標的權重值;W2為屬于該一級評價指標的實際參與考核的二級指標權重的加和)。
(5)企業清潔生產等級的確定。由于《指標體系》主要用于評價清潔生產先進企業和清潔生產企業,故必須對其清潔生產的等級劃分進行擴充。參照《清潔生產標準電鍍行業》(HJ/T314-2006),將清潔生產水平劃分為四個等級:一級為國際先進水平,二級為國內先進水平,三級為國內清潔生產基本水平,四級為落后淘汰水平。具體等級對應的綜合評價指數分值見表4。
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2.2 修正后的定量指標體系
修正后定量指標及其權重值見表5。
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3·實例應用
3.1 企業的基本情況
本文選用的三家電鍍企業均位于江蘇省昆山市,企業1和企業3主要生產鍍鉻產品,以銅、鎳打底,再鍍裝飾鉻,為多層鍍;企業2主要生產鍍鋅產品,先鍍鋅后鈍化,為單層鍍。三家企業的鍍件復雜程度和鍍層厚度都十分接近,根據環保部門對三家企業生產、排污情況的長期監督考核,以及企業近期開展的強制性清潔生產審核的綜合分析發現企業1的清潔生產水平最高,企業2次之,而企業3的清潔生產水平最差,面臨著淘汰的危險。
3.2 修正前后的指標體系的評價對比
(1)定性化指標的考核總分值對比。定性指標本身沒有做修正,僅對指標值的確定和計算進行規范,故改進前采用改進后規范的計算結果,三家電鍍企業定性化評價指標的考核總分值見表6。從定性考核總分值看企業1>企業2>企業3,符合實際情況。
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(2)定量化指標的考核總分值對比。修正前后三家企業定量化指標的考核總分值分別見表7和表8。
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修正前企業2的定量總分值大于企業1的,與實際情況不符,修正后的定量總分值企業1明顯大于企業2,企業2明顯大于企業3,與企業實際的清潔生產水平相符。
(3)評價結果對比。見表9。
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4·結論與展望
(1)本文根據清潔生產指標體系的全過程分析,修正了電鍍行業清潔生產指標體系,實例應用結果表明:改進后的指標體系更能反映企業真實的清潔生產水平,為企業開展清潔生產審核、了解自身清潔生產水平現狀提供了依據,同時也為《電鍍行業清潔生產評價指標體系(試行)》的完善、盡快出臺正式的指標體系提供了參考。
(2)由于基礎資料的缺乏,本文中并沒有對提出的八條缺陷全部進行修正,如添加其他鍍種、區分鍍件大小和形狀等缺陷的修正有待進一步研究。
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