4种不同青蟹养殖模式的生命周期评价

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20221066

摘要/Abstract

摘要：

利用生命周期评价法量化了国内典型的4种青蟹养殖模式(工厂化循环水单体养殖、稻蟹综合种养、内陆盐碱地鱼虾蟹养殖、沿海池塘虾蟹贝养殖)的资源消耗与污染物排放清单,以获得1 kg青蟹养殖增重为评价的功能单位,分析了能源消耗、全球变暖潜势、酸化潜势、富营养化潜势4种环境影响类型。结果表明,工厂化、稻蟹、盐碱地、虾蟹贝池塘养殖模式的环境影响综合指数分别为2.31×10^-3、9.96×10^-4、9.44×10^-3、3.24×10^-3。我国青蟹养殖模式的环境性能从高到低依次为稻蟹综合种养>工厂化循环水单体养殖>沿海池塘虾蟹贝养殖>内陆盐碱地鱼虾蟹养殖。

关键词: 青蟹, 养殖模式, 生命周期评价, 生态农业

中图分类号:

S969.3

李久国, 叶春宇, 陈丽芝, 王春琳, 母昌考, 叶央芳, 史策. 4种不同青蟹养殖模式的生命周期评价[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(6): 1375-1379.

图/表 6

图1 青蟹的不同养殖模式 A—工厂化循环水单体养殖;B—稻蟹综合种养;C—内陆盐碱地鱼虾蟹养殖;D—沿海池塘虾蟹贝养殖。

表1 环境影响类型及排放物质的当量系数

环境影响类型	排放物质	当量系数
全球气候变暖	CO₂	1.00
	CO	2.00
	CH₄	21.00
	N₂O	310.00
环境酸化	SO₂	1.00
	NH₃	1.88
	NO_x	0.70
	SO_x	1.00
富营养化	${PO}_{4}^{3 -}$	1.00
	Ptot	3.06
	NO_x	0.13
	${NO}_{3}^{-}$	0.42
	NH₃	0.33

表1 环境影响类型及排放物质的当量系数

环境影响类型	排放物质	当量系数
全球气候变暖	CO₂	1.00
	CO	2.00
	CH₄	21.00
	N₂O	310.00
环境酸化	SO₂	1.00
	NH₃	1.88
	NO_x	0.70
	SO_x	1.00
富营养化	${PO}_{4}^{3 -}$	1.00
	Ptot	3.06
	NO_x	0.13
	${NO}_{3}^{-}$	0.42
	NH₃	0.33

表2 环境影响指数的基准值与权重

环境影响类型	标准化基准值/(kg·人^-1·a^-1)	权重
能源消耗	2 590 457	0.15
全球变暖潜势	6 869	0.12
酸化潜势	52.26	0.14
富营养化潜势	1.88	0.12

表3 青蟹养殖模式生命周期的输入与输出

养殖模式	输入								输出
养殖模式	混凝土/ (kg·kg^-1)	钢材/ (kg·kg^-1)	聚氯乙烯/ (kg·kg^-1)	聚乙烯/ (kg·kg^-1)	红砖/ (kg·kg^-1)	饲料/ (kg·kg^-1)	电能/ (kw·h·kg^-1)	产出青蟹/ kg	N排放/ (g·kg^-1)		P排放/ (g·kg^-1)
工厂化养殖	22.3	0.65	0.71	1.15	0.54	2.25	4.34	1		8.54		0.45
稻蟹养殖	0	0	0	0.05	0	2.60	1.75	1		0.16		0.14
盐碱地养殖	0	0	0	0.18	0	3.20	2.95	1		71.00		32.00
虾蟹贝养殖	0	0	0	0.14	0	3.08	3.11	1		36.00		5.20

表4 环境影响的特征化结果

养殖模式	项目	能源消耗
养殖模式	项目	能源/MJ	贡献率/%	CO₂/kg	贡献率/%	SO₂/kg	贡献率/%	${PO}_{4}^{3 -}$ /kg	贡献率/%
工厂化养殖	基建材料	1.56×10²	73.61	1.10×10¹	59.59	3.13×10^-2	48.07	9.25×10^-3	32.82
	饲料	1.51×10¹	7.10	2.86	15.43	1.31×10^-2	20.50	9.24×10^-3	32.78
	能源	4.09×10¹	19.29	4.63	24.98	2.07×10^-2	31.90	4.73×10^-3	16.79
	其他	0	0	0	0	0	0	4.96×10^-3	17.61
	合计	2.12×10²	100	1.85×10¹	100	6.50×10^-2	100	2.82×10^-2	100
稻蟹养殖	基建材料	3.37	9.03	1.04×10^-1	1.97	3.51×10^-4	1.47	3.34×10^-5	0.25
	饲料	1.74×10¹	46.68	3.3	62.63	1.51×10^-2	63.52	1.07×10^-2	81.39
	能源	1.65×10¹	44.29	1.87	35.40	8.35×10^-3	35.01	1.91×10^-3	14.55
	其他	0	0	0	0	0	0	4.98×10^-4	3.80
	合计	3.73×10¹	100	5.28	100	2.38×10^-2	100	1.31×10^-2	100
盐碱地养殖	基建材料	1.55×10¹	23.94	4.78×10^-1	6.22	1.61×10^-3	4.70	1.53×10^-4	0.11
	饲料	2.14×10¹	33.09	4.07	52.87	1.86×10^-2	54.32	1.31×10^-2	9.11
	能源	2.78×10¹	42.97	3.15	40.91	1.41×10^-2	40.98	3.22×10^-3	2.23
	其他	0	0	0	0	0	0	1.28×10^-1	88.55
	合计	6.48×10¹	100	7.69	100	3.43×10^-2	100	1.44×10^-1	100
虾蟹贝养殖	基建材料	9.44	15.88	2.91×10^-1	3.87	9.82×10^-4	2.91	9.34×10^-5	0.20
	饲料	2.06×10¹	34.73	3.91	52.03	1.79×10^-2	53.16	1.27×10^-2	26.83
	能源	2.93×10¹	49.39	3.32	44.10	1.48×10^-2	43.93	3.39×10^-3	7.19
	其他	0	0	0	0	0	0	3.10×10^-2	65.78
	合计	5.94×10¹	100	7.52	100	3.37×10^-2	100	4.72×10^-2	100

表4 环境影响的特征化结果

养殖模式	项目	能源消耗
养殖模式	项目	能源/MJ	贡献率/%	CO₂/kg	贡献率/%	SO₂/kg	贡献率/%	${PO}_{4}^{3 -}$ /kg	贡献率/%
工厂化养殖	基建材料	1.56×10²	73.61	1.10×10¹	59.59	3.13×10^-2	48.07	9.25×10^-3	32.82
	饲料	1.51×10¹	7.10	2.86	15.43	1.31×10^-2	20.50	9.24×10^-3	32.78
	能源	4.09×10¹	19.29	4.63	24.98	2.07×10^-2	31.90	4.73×10^-3	16.79
	其他	0	0	0	0	0	0	4.96×10^-3	17.61
	合计	2.12×10²	100	1.85×10¹	100	6.50×10^-2	100	2.82×10^-2	100
稻蟹养殖	基建材料	3.37	9.03	1.04×10^-1	1.97	3.51×10^-4	1.47	3.34×10^-5	0.25
	饲料	1.74×10¹	46.68	3.3	62.63	1.51×10^-2	63.52	1.07×10^-2	81.39
	能源	1.65×10¹	44.29	1.87	35.40	8.35×10^-3	35.01	1.91×10^-3	14.55
	其他	0	0	0	0	0	0	4.98×10^-4	3.80
	合计	3.73×10¹	100	5.28	100	2.38×10^-2	100	1.31×10^-2	100
盐碱地养殖	基建材料	1.55×10¹	23.94	4.78×10^-1	6.22	1.61×10^-3	4.70	1.53×10^-4	0.11
	饲料	2.14×10¹	33.09	4.07	52.87	1.86×10^-2	54.32	1.31×10^-2	9.11
	能源	2.78×10¹	42.97	3.15	40.91	1.41×10^-2	40.98	3.22×10^-3	2.23
	其他	0	0	0	0	0	0	1.28×10^-1	88.55
	合计	6.48×10¹	100	7.69	100	3.43×10^-2	100	1.44×10^-1	100
虾蟹贝养殖	基建材料	9.44	15.88	2.91×10^-1	3.87	9.82×10^-4	2.91	9.34×10^-5	0.20
	饲料	2.06×10¹	34.73	3.91	52.03	1.79×10^-2	53.16	1.27×10^-2	26.83
	能源	2.93×10¹	49.39	3.32	44.10	1.48×10^-2	43.93	3.39×10^-3	7.19
	其他	0	0	0	0	0	0	3.10×10^-2	65.78
	合计	5.94×10¹	100	7.52	100	3.37×10^-2	100	4.72×10^-2	100

表5 青蟹生命周期环境影响潜值标准化和加权分析

环境影响类型	加权后影响指数
环境影响类型	工厂化养殖	稻蟹养殖	盐碱地养殖	虾蟹贝养殖
能源消耗	1.23×10^-5	2.16×10^-6	3.75×10^-6	3.44×10^-6
全球变暖潜势	3.24×10^-4	9.22×10^-5	1.34×10^-4	1.31×10^-4
酸化潜势	1.74×10^-4	6.39×10^-5	9.19×10^-5	9.04×10^-5
富营养化潜势	1.80×10^-3	8.68×10^-4	9.21×10^-3	3.01×10^-3
合计	2.31×10^-3	9.96×10^-4	9.44×10^-3	3.24×10^-3

参考文献 13

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