纺织品及服装的工业水足迹核算与评价

王来力， 吴雄英， 丁雪梅， 李 一

(1. 浙江理工大学 服装学院， 浙江 杭州 310018； 2. 浙江省服装工程技术研究中心， 浙江 杭州 310018；3. 浙江省哲学社会科学重点研究基地 浙江省生态文明研究中心， 浙江 杭州 310018；4. 上海出入境检验检疫局， 上海 200135； 5. 东华大学 服装·艺术设计学院， 上海 200051)

纺织品及服装的工业水足迹核算与评价

王来力1,2,3， 吴雄英4， 丁雪梅5， 李 一3

(1. 浙江理工大学 服装学院， 浙江 杭州 310018； 2. 浙江省服装工程技术研究中心， 浙江 杭州 310018；3. 浙江省哲学社会科学重点研究基地 浙江省生态文明研究中心， 浙江 杭州 310018；4. 上海出入境检验检疫局， 上海 200135； 5. 东华大学 服装·艺术设计学院， 上海 200051)

为在纺织工业中引入水足迹理论，加强纺织品及服装生产中的水资源管理，阐述了纺织品、服装的工业水足迹的概念，重点分析讨论了纺织品与服装工业水足迹核算和评价中的核算边界、核算方法、数据拆分原则和结果评价基准等关键问题。结合纺织品及服装生产加工工艺、耗水和产污排污特点认为：纺织品及服装工业水足迹的核算需明确时间边界和空间边界，并重点关注直接工业水足迹的核算；废水回用可有效减小工业蓝水足迹，初始工业灰水足迹能直观反映工业废水的水环境负荷；基于产量和产值的整体数据合理拆分可提高核算结果的准确度；工业水足迹的内部评价对减少单类产品的水耗和产污量更有指导意义。

纺织服装； 工业水足迹； 核算边界； 核算方法； 拆分原则； 评价基准

纺织工业是我国传统支柱产业、重要民生产业和创造国际化新优势的产业，然而也是典型的耗水行业和废水及污染物排放来源行业。纺织品及服装的工业生产加工工艺链条长，耗水排水工序多(如洗毛、脱胶、印染、水洗等)，废水污染物组成复杂且浓度高，不仅有氨、氮等常规水污染物，还有重金属、壬基酚、有机氯等有毒水污染物[1]。减少水资源消耗和废水及污染物排放是我国纺织工业可持续发展的重要任务，在政策约束和技术革新的双重推动下，纺织工业的节水减排成效明显，“十二五”时期百米印染布新鲜水取水量由2.5 t下降到1.8 t以下，水回用率由15%提高到30%以上[2]。

《纺织工业“十三五”发展规划》指出，到2020年，单位工业增加值取水下降23%，主要污染物排放总量下降10%。纺织工业的节水减排需要落实于纺织品及服装的工业生产加工过程，也即加强工业生产中的水资源取用和废水及污染物排放的管理。在当前水资源管控研究领域，水足迹作为一种核算与评价一定时间内人类活动所造成的水资源环境负荷的重要方法，得到了广泛的应用研究和示范，如区域水足迹、产品水足迹和消费水足迹等。

本文回顾了当前国内外纺织品及服装工业水足迹的研究进展，并就纺织品及服装工业水足迹核算中的边界条件、计算方法、数据拆分和结果评价等进行分析讨论，对纺织品及服装工业水足迹的核算与评价示范提出建议。

1 水足迹的概念

水足迹的概念源于虚拟水和嵌入水，由Hoekstra在2002年提出，其最初是衡量某一确定数量人口在一定时间内活动(如生产活动和消费活动)消耗的淡水资源指标[3]。水足迹包括蓝水足迹、绿水足迹和灰水足迹，是衡量水资源占用评价的多维指标。蓝水足迹和绿水足迹是水资源实际耗用指标，也即对蓝水(地表水和地下水)资源和绿水(不会成为径流的雨水)资源的实际消耗。灰水足迹则是虚拟耗用指标，与水污染物及浓度相关，是以自然本底浓度和现有的环境水质标准为基准，将一定的污染物负荷吸收同化所需淡水的体积[4]。

水足迹的研究对象包括过程、产品、消费、地理区域(如国家、省市、流域)和组织(如行业、企业、部门)等，不同研究对象水足迹核算和评价的内容主要包括量化研究对象的水足迹及其位置或时空特征，评价水足迹的环境、社会和经济可持续性，然后制定出可行的响应方案[5]。

水足迹的概念提出后，其理论体系已基本形成，并得到较为广泛的应用。国际标准化组织环境管理技术委员会下的生命周期评估分技术委员会(ISO/TC207 SC5)于2014年8月正式颁布了ISO 14046∶2014 《环境管理水足迹原则要求与指南》。

2 纺织品及服装的工业水足迹

在纺织服装领域，对行业和产品水足迹的核算、评价与讨论已有报道。Chapagain等[6]核算了全球范围内棉花种植消耗的水足迹，研究结果指出，在1997—2001年间每年全球因棉花产品消费而消耗的水资源量为2.56×109m3，其中蓝水足迹、绿水足迹和灰水足迹所占比例分别为42%、39%、19%。Wang等[7]核算了2001—2010年中国纺织工业的直接蓝水足迹和直接灰水足迹，结果表明，直接蓝水足迹在2007年达到峰值，为1.09×109m3，直接初始灰水足迹是直接蓝水足迹的50～70倍，经过污水处理后的直接残余灰水足迹降低至直接蓝水足迹的10倍左右，纺织品的水足迹远大于服装和化纤。Chico等[8]核算了牛仔裤的水足迹，结果表明，1条纯棉牛仔裤(从棉花种植到纯棉牛仔面料产出)的平均水足迹为3 233 m3，其中蓝水足迹、绿水足迹和灰水足迹分别为2 767、263、203 m3，1条莱赛尔纤维牛仔裤(从树木种植到莱赛尔纤维牛仔面料产出)的平均水足迹为1 454 m3，其中蓝水足迹、绿水足迹和灰水足迹分别为34.5、1 384、35.3 m3。孙清清等[9]比较了节水减排措施对削减纺织印染企业水足迹的贡献率，结果表明，经过清洁生产审核，企业的单位产品产量蓝水足迹和灰水足迹下降到171、146 t/t，分别降低了26.3%、31.1%，水回用措施对蓝水足迹和灰水足迹的削减效应分别约是工艺节水措施的27倍和36倍。

基于水足迹理论的纺织工业水资源管理需聚焦于纺织品及服装工业生产加工过程的水足迹。贾佳等[10]论述了工业水足迹的概念，并指出工业水足迹的内涵包括直接工业水足迹与间接工业水足迹2部分。严岩等[11]基于工业水足迹理论核算了4种棉布的工业水足迹，结果表明，漂白布和花灰布的工业水足迹都约为0.08 m3/kg，染色布的平均工业水足迹约为0.14 m3/kg，色织布水足迹最大，平均值约为0.18 m3/kg。棉布的工业水足迹主要来自于直接工业水足迹，间接工业水足迹占比较小；在直接工业水足迹的构成中，蓝水足迹的贡献较大。Wang等[12-13]提出纺织品及服装工业水足迹的核算方法，并对7种针织印染布和1种染色纱线的工业水足迹进行核算示范，结果表明，直接工业水足迹在核算的各产品工业水足迹中占比较大，各核算产品的工业灰水足迹皆大于工业蓝水足迹。张音等[14]讨论了纺织品及服装工业水足迹核算中原煤、石油、天然气、火电、纸制品、塑料制品、金属制品等投入物料的水足迹系数，并分析了其不确定性。许璐璐等[15]讨论了纺织品及服装工业灰水足迹核算中最大可接受质量浓度、自然本底浓度和取用水污染物浓度的取值问题，并初步探讨了污染物选取对灰水足迹核算及评价的影响。

3 讨 论

从现有的研究文献可看出，纺织品及服装工业水足迹的理论框架已基本形成并通过了初步验证。结合纺织品及服装生产加工的特点和现状，在将工业水足迹理论应用于行业企业的水资源管理时，需将纺织服装工业水足迹的核算边界、核算方法、数据分配原则和结果评价基准等关键问题进行明确并统一。

3.1边界核算

边界核算的一致性直接影响产品工业水足迹核算结果的可比性，综合分析现有的产品水足迹研究文献发现，水足迹的核算边界尚不统一。根据工业水足迹的定义，结合生产工艺链和投入产出特点，纺织品及服装工业水足迹的核算边界可分为时间边界和空间边界[16]，如图1所示。时间边界始于纺织纤维原材料的工业生产起点，如洗毛、缫丝、化学纤维合成或浆粕制造等，终止于成品(如服装、家纺产品等)的生产加工完成。水足迹核算与评价时间边界内的投入和产出属于空间边界的范畴，空间边界的不一致是当前产品水足迹核算结果不可比的主要原因。纺织品及服装工业水足迹核算的空间边界包括纺织品及服装生产加工过程中的能源、物料(如染料、助剂等)、新鲜水投入和废水及污染物排放，厂房、机械设备和人员因素通常不是由于某一批产品的工业生产加工需求而投入，因此，不纳入核算的空间边界。工业水足迹分为直接工业水足迹(直接消耗和排放)和间接工业水足迹(能源、物料的隐含工业水足迹)，与此对应的有直接空间边界和间接空间边界。

图1 纺织品及服装工业水足迹核算边界Fig.1 Calculation boundary of industrial water footprint of textiles and apparel

直接工业水足迹与待核算纺织品及服装的工业生产加工时间一致，且处于同一区域，间接工业水足迹则通常发生于待核算纺织品及服装工业生产加工之前，且处在其他区域。水资源消耗和污水及污染物排放通常会加大纺织品及服装生产地区在生产时间段内的水资源压力，对该地区此时间段内的水质环境造成影响，也即纺织品及服装工业生产加工产生的水资源环境负荷具有明显的时间性和区域性特征。直接工业水足迹的核算数据实时从生产过程中获取，间接工业水足迹的核算则基于工业水足迹系数，核算结果的不确定度受水足迹系数的完整性和准确性影响较大，因此，纺织品及服装生产企业在运用工业水足迹理论进行水资源取用和废水及污染物排放管控时，可重点关注纺织品及服装直接工业水足迹的核算，也即重点关注直接空间边界内的数据收集。

3．2核算方法

纺织品及服装的工业生产加工过程消耗新鲜水资源(主要为河流湖泊水、地下水等)，产生废水和污染物排放，与此相对应，核算纺织品及服装的工业蓝水足迹和工业灰水足迹更具现实意义。

工业蓝水足迹的核算方法为

(1)

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

(2)

式中:Iprod,blue(p)为工业蓝水足迹；Iproc,blue(s)为工业过程蓝水足迹；Q(p)为待核算纺织品及服装的产量；Vevap为工业生产加工过程中的水蒸发量；Vinco为结合到纺织品及服装中的水量；Vlrf为不能被重新利用的回水量。

纺织品及服装工业生产加工中耗水较多的工序过程(如染色、湿整理)多为封闭状态，最终的成品也为干燥状态，因此，蒸发水量和结合到产品中的水量皆较少。不能被重新利用的回水量占用水量的较大比例，通常以废水的形式排放，因此，在核算直接工业蓝水足迹时，可近似等于工序过程的废水排放量，在有源自工序过程外的回用水投入时，则用废水排放量减去该回用水投入量。

灰水足迹本质是一个衡量污染程度的虚拟指标，而非对新鲜水资源的实际消耗。在我国现有的工业废水排放政策管控下，必须对纺织品及服装工业生产加工最初产生的废水进行预处理，才能确保排放的废水污染物浓度达到国家强制性标准的要求。为更加全面评价纺织品及服装生产加工废水的环境负荷，将工业灰水足迹分为初始工业灰水足迹和残余工业灰水足迹，核算方法为

(3)

(4)

cmax(k)可参照相应的标准，如GB 4287—2012《纺织染整工业水污染物排放标准》，cnat(k)则取决于纺织品及服装生产所在地区自然受纳水体的水质数据。在数据难以获得时，cnat(k)可取0，避免了因各地区自然受纳水体水质差异造成的同一生产过程的灰水足迹核算结果的异同，但会使灰水足迹的核算结果比真实值偏小。

3.3拆分原则

当前我国大部分纺织品及服装生产企业未能实现取水和排水的三级计量，尤其是对各工序过程的废水排放量和水质监控，使纺织品及服装工业水足迹的核算难以获得一手细分数据，借鉴碳足迹核算数据的拆分原则[16]可解决这一问题。

当同一区域(如生产车间)同一时间段(如1 d、1周等)等同时生产加工多种纺织品及服装，待核算产品与区域内的其他产品在结构性能和耗水工艺基本一致时，可对获取的用水和排水总数据采用产量拆分原则，也即将获取的总数据平均分配到区域内的所有产品。

当待核算产品与同一区域内其他产品的结构性能和耗水工艺差别较大时，可采用产值拆分原则。在计算拆分用产值时，可参照成本核算方法，若仅核算直接工业蓝水足迹和直接工业灰水足迹，则只需选择用水成本和染料、助剂等化学品投入成本。若核算综合工业水足迹，则需选择除待加工原材料(如纤维、纱线、面料等)成本之外的空间边界内的所有投入成本。

3．4结果评价

纺织品及服装工业水足迹核算结果的评价包括3个方面:1)内部评价；2)外部评价；3)区域影响评价。内部评价是对工业生产加工各工序过程工业水足迹的评价，也即发现高耗水和高产污的工序过程，进而制定有针对性的节水减污策略，如技术改进、管理优化等。

外部评价是在同种类的纺织品、服装之间或不同生产线的同种类工序过程之间进行的工业水足迹评价比较。确立同一基准是外部评价的重要基础，包括统一的核算边界、质量基准和功能单位等。工业水足迹的影响因素(如耗水量、染料助剂消耗量等)也会影响纺织品与服装的产品质量，进行外部评价的质量基准应重点关注与用水和排水产污密切相关的产品质量指标，如洗净毛的含脂率、精干麻的残胶率、面料的色牢度等。待评价的纺织品、服装首先应是质量合格的产品，在质量指标相同时进行工业水足迹的评价比较，以选出同等质量等级下更加节水环保的产品。

区域影响评价则是衡量产品工业生产加工对所在区域的水资源环境造成的影响程度，通常应用于区域内工业行业或生产企业工业水足迹的评价，但是当某一区域在特定时间段内集中生产某一固定类别的服装产品时，如牛仔服装产业集群区域、印染布产业集群区域，则可对该集群产品的工业水足迹进行区域影响评价，分析其对区域内蓝水资源短缺和水污染程度加剧的影响。

4 结 论

基于纺织品及服装生产加工耗水、产污和排污特点，本文对工业水足迹核算与评价的关键问题进行了分析讨论，得出如下结论。

1)进行纺织品及服装的工业水足迹核算时，需确定统一的时间边界和空间边界，并重点关注直接工业水足迹的核算。

2)废水回用可有效地减小工业蓝水足迹，初始工业灰水足迹能直观地反映工业生产废水的水环境负荷。

3)基于产量和产值的整体数据拆分可以提高核算结果的准确度，可根据待核算产品的结构性能和耗水工艺特点合理选择数据拆分原则。

4)工业水足迹的内部评价对减少单类产品的水耗和产污量更有指导意义，在进行外部评价时需选择同一基准，区域影响评价则更适于工业行业、生产企业或产业集群产品的工业水足迹评价。

FZXB

[1] 中华人民共和国环境保护部. 2014中国环境统计年报[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2015: 278-279. Ministry of Environmental Protection of PRC. 2014 Annual Statistic Report on Environment in China[M]. Beijing: China Environmental Science Press, 2015: 278-279.

[2] 中华人民共和国工业和信息化部. 纺织工业发展规划(2016—2020年) [EB/OL]. http://www.miit.gov.cn/n1146285/n1146352/n3054355/n3057267/n3 057273/c5266875/content.html. Ministry of Industry and Information Technology of PRC. Textile industry development plan (2016-2020)[EB/OL]. http://www.miit.gov.cn/n1146285/n1146352/n3054355/n3057267/n3057273/c5266875/content.html.

[3] HOEKSTRA A Y, HUNG Q P. Virtual water trade: a quantification of virtual water flows between nations in relation to international crop trade[EB/OL]. http://www.waterfootprint.org/Reports/Report11.pdf.

[4] HOEKSTRA A Y, CHAPAGAIN A K, ALDAYA M M, et al. Water Footprint Manual: State of the Art 2009 [M]. Netherlands: Water Footprint Network, 2009: 8-11.

[5] HOEKSTRA A Y, CHAPAGAIN A K, ALDAYA M M, et al. The Water Footprint Assessment Manual: Setting the Global Standard [M]. London: Routledge, 2011: 7-15.

[6] CHAPAGAIN A K, HOEKSTRA A Y, SAVENIJE H H G, et al. The water footprint of cotton consumption: an assessment of the impact of worldwide consumption of cotton products on the water resources in the cotton producing countries [J]. Ecological Economics, 2006,60(1): 186-203.

[7] WANG L L, DING X M, WU X Y. Blue and grey water footprint of textile industry in China [J]. Water Science & Technology, 2013, 68(11):2485-2491.

[8] CHICO D, ALDAYA MM, GARRIDO A. A water footprint assessment of a pair of jeans: the influence of agricultural policies on the sustainability of consumer products [J]. Journal of Cleaner Production, 2013, 57(2):238-248.

[9] 孙清清, 黄心禺, 石磊. 纺织印染企业水足迹测算案例[J]. 环境科学研究, 2014, 27(8): 910-914. SUN Qingqing, HUANG Xinyu, SHI Lei. Corporate water footprint of textile industry: methodology and case study [J]. Research of Environmental Sciences, 2014, 27(8): 910-914.

[10] 贾佳, 严岩, 王辰星, 等. 工业水足迹评价与应用[J]. 生态学报, 2012, 32(20): 6558-6565. JIA Jia, YAN Yan, WANG Chenxing, et al. The estimation and application of the water footprint in industrial processes [J]. Acta Ecologica Sinica, 2012, 32(20): 6558-6565.

[11] 严岩, 贾佳, 王丽华, 等. 我国几种典型棉纺织产品的工业水足迹评价[J]. 生态学报, 2014, 34(23): 7119-7126. YAN Yan, JIA Jia, WANG Lihua, et al. The industrial water footprint of several typical cotton textiles in China[J]. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(23): 7119-7126.

[12] WANG L L, DING X M, WU X Y, et al. Textiles industrial water footprint: methodology and study [J]. Journal of Scientific and Industrial Research, 2013, 72(11): 710-715.

[13] WANG L L, DING X M, WU X Y, et al. The introduction of water footprint methodology into the textile industry [J]. Industria Textilă, 2014, 65(1): 33-36.

[14] 张音, 巢晃, 吴雄英, 等. 纺织服装工业用能源及物料的水足迹系数 [J]. 印染, 2013, 39(18): 41-45. ZHANG Yin, CHAO Huang, WU Xiongying, et al. Water footprint factor of energy and materials in textile and garment industry [J]. China Dyeing & Finishing, 2013, 39(18): 41-45.

[15] 许璐璐, 吴雄英, 陈丽竹, 等. 纺织服装灰水足迹核算中相关参数的选择 [J]. 印染, 2015, 41(13): 38-42. XU Lulu, WU Xiongying, CHEN Lizhu, et al. Selection of relevant parameters in calculation of grey water footprint of textiles and apparel [J]. China Dyeing & Finishing, 2015, 41(13): 38-42.

[16] 王来力, 丁雪梅, 吴雄英. 纺织产品碳足迹研究进展[J]. 纺织学报, 2013, 34(6): 113-119. WANG Laili, DING Xuemei, WU Xiongying. Research progress of textile carbon footprint [J]. Journal of Textile Research, 2013, 34(6): 113-119.

欢迎订阅2018年《纺织器材》

《纺织器材》是由中国纺织信息中心、中国纺织机械协会和陕西纺织器材研究所共同主办，由全国纺织器材科技信息中心、《纺织器材》杂志社编辑出版的纺织器材行业的全国性科技综合期刊 (ISSN 1001-9634、CN 61-1131/TS)，国内外公开发行。主要栏目有“技术专论、生产实践、应用研究、革新改造、综合述评、科学管理、标准园地、新品之窗”等。专业性强、信息量大是本刊特色，可供纺织行业的各级领导、科技人员、管理干部参考，也是大专院校师生了解纺织器材发展的重要刊物。

《纺织器材》为“中国科技论文统计源期刊”——中国科技核心期刊，被“万方数据资源系统(ChinaInfo)数字化期刊群”文献源、“中国学术期刊综合评价数据库(CAJCED)”统计源期刊、“中国期刊全文数据库(CJFD)”文献源、《中国学术期刊(光盘版) 》文献源、“中国期刊网”文献源、“中文科技期刊数据库”文献源、《中国纺织文摘》文献源等全文收录，是全国纺织工业优秀期刊。

本刊广告经营许可证号610 400 300 007 800。

本刊为双月刊，单月底出版发行。邮发代号52-125，每期定价10元，全年订费60元。请在当地邮政局/所订阅，或直接通过编辑部办理订阅手续，订单电、函索即寄；现有1984年～2016年合订本，定价60元，款到即寄刊物。

欢迎赐稿，欢迎刊登广告，详情可来电或登陆中国纺织器材信息网。

地 址：陕西省咸阳市渭阳西路37号 《纺织器材》杂志社(邮编：712000)

联系人：丁 芳

电 话：029-33579905 33579908

传 真：029-33579903

网站：www.ctainfo.com，www.ctainfo.cn

E-mail:fzqc@vip.163.com

官方微信号：纺织器材在线 fzqc_online

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

国家自然科学基金项目(71503233); 浙江省自然科学基金项目(LQ16G030012); 浙江理工大学科研启动基金资助项目(15072022-Y)

王来力(1985—)，男，博士。主要研究方向为纺织服装水足迹理论、低碳理论、纺织品及服装检测与评价技术。E-mail:wangll@zstu.edu.cn。

10.13475/j.fzxb.20161001206