一种农业产品的环境足迹评估方法及系统技术方案

一种农业产品的环境足迹评估方法及系统，包括如下步骤：通过物联网技术获取目标区域的农业原始活动数据，所述农业原始活动数据包括直接自然资源消耗数据、直接排放数据以及二次能源消耗数据和资源物料消耗数据；获取目标区域的背景环境数据；设置初始的LCIA模型，并利用背景环境数据对于LCIA模型进行改良得到LCIA评估模型。本申请利用物联网平台技术解决农业生产LCI清单数据缺失，尤其是一手初级活动数据不易获取的问题，尤其是通过在农业生产活动第一现场安装各类型传感器来收集第一手LCI初级活动数据资料，解决了目前LCI数据基于二次数据类型导致的数据偏差问题。二次数据类型导致的数据偏差问题。二次数据类型导致的数据偏差问题。

【技术实现步骤摘要】
一种农业产品的环境足迹评估方法及系统


[0001]本申请涉及一种农业产品的环境足迹评估方法及系统。

技术介绍

[0002]生命周期环境影响评估LCA(Life Cycle Assessment)方法是可持续发展评估体系和实现碳中和目标的最重要基础方法学之一。产品环境足迹，碳足迹，水足迹等概念均是建立在LCA方法学之上。由于国内缺少相关背景数据清单LCI(life cycle inventory)，以及缺少基于我国环境背景的环境影响评估方法学LCIA(Life Cycle Impact Assessment)，国内目前的LCA研究、以及相关的产品环境足迹发布，很大程度上依赖国外的背景数据库，以及环境影响评估方法，造成较大的偏差。
[0003]针对农业系统，在LCI阶段，国内的农业初级活动的数据收集并未被广泛采集和建立。而目前通用的LCI背景数据库均是基于历史采集数据、统计资料、专家建议的方式所建议，并无法满足活动数据的地区差异性和实时性。而近几年我国物联网平台技术的高速发展以及国内移动网络的高度覆盖，为各个地区的各种农业活动收集一手初级数据和相关资料建立了一定的技术基础。
[0004]在LCIA过程中，目前尚未建立适合中国背景环境的方法学，在环境影响评估阶段，目前只能采用在欧美地区环境背景下开发的LCIA。将这些在国外环境背景下开发的评估方法学应用到我国产品的评估中，将会导致与背景环境属性相关的一些环境影响类别，如酸化和富营养化等，评估结果出现较大差异。而利用物联网平台相关技术进行背景环境数据的采集，将有助于加速开发符合我国背景环境属性的LCIA。
[0005]总之，现有国内农业背景LCI数据缺失，传统数据收集方法亦无法精确收集农业生产活动相关数据，同时LCIA评估方法亦缺少适合我国环境背景属性的地区性指标，导致产品环境足迹结果存在误差，不利于减排政策制定及最终实现碳中和目标。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本申请一方面提供了一种农业产品的环境足迹评估方法，包括如下步骤：
[0007]通过物联网技术获取目标区域的农业原始活动数据，所述农业原始活动数据包括直接自然资源消耗数据、直接排放数据以及二次能源消耗数据和资源物料消耗数据；
[0008]获取目标区域的背景环境数据；
[0009]设置初始的LCIA模型，并利用背景环境数据对于LCIA模型进行改良得到LCIA评估模型。
[0010]优选的，所述背景环境数据包括大气质量数据以及水体质量数据以及环境土壤数据；将所有收集的背景环境数据进行数据上传，在雾计算阶段展开初步分析及校对，然后云端存储；
[0011]按照如下方式利用背景环境数据对于LCIA模型进行改良：
[0012]将环境影响类别分为全球性环境影响种类(例如气候变化)、及地区性环境影响种类(例如富营养化、酸化)；对于地区性环境影响种类，可以通过收集背景环境数据，对于目标区域进行环境效应分析，在现有区域化LCIA模型基础上，将背景环境沉积、排放物运输、最终归宿以及生态系统环境敏感性代入环境影响因果链的排放响应效应路径，得到目标区域的LCIA模型的特征化因子。
[0013]本申请利用物联网平台技术解决农业生产LCI清单数据缺失，尤其是一手初级活动数据不易获取的问题，尤其是通过在农业生产活动第一现场安装各类型传感器来收集第一手LCI初级活动数据资料，解决了目前LCI数据基于二次数据类型如统计数据、技术估算或者基于传统数据收集如用户调研等手段导致的数据偏差问题。
[0014]优选的，所述LCIA模型包括水体富营养化LCIA模型，所述水体富营养化LCIA模型按照如下方式进行改进：
[0015]更新水体富营养化LCIA模型中相关排放物在环境中的归宿因子以及最终该物质的环境效应因子；归宿因子代表在考虑到不同背景环境下的排放物去除机制后，排放物受体环境中磷的持久性；环境效应因子则是由于磷当量在环境中的累积而导致的潜在生物消失部分的变化，通过引入归宿因子以及环境效应因子得到水体富营养化LCIA评估模型。本申请利用物联网平台技术收集背景环境数据，解决了缺少适合我国环境属性的LCIA评估模型的问题，解决了目前缺少中国特质LCIA评估模型的问题。
[0016]优选的，所述LCIA模型包括酸化LCIA模型，归宿因子用于表示在环境因果链的中点模型，特征因子将针对酸化排放物和二氧化硫在背景受体环境中pH值的变化，结合受体土壤酸化敏感性，使用GEOS
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Chem模型以及PROFILE化学稳态土壤模型结合土壤化学指标来处理排放源
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沉积关系；通过受体土壤归宿建模，导出排放物向淡水生态系统的转移，用于淡水酸化建模优化；在终点水平上，效应因子通过评估背景受体土壤以及水体中pH值下降后分别引起陆地酸化的植物缺失和淡水酸化的鱼类物种缺失来进行终点环境因果链建模，得到酸化LCIA评估模型。
[0017]优选的，直接自然资源消耗数据包括农业土地资源、水资源、以及天然农林资源消耗，通过对不同类型的农田车辆安装传感装置并使用红外照相仪进行直接自然资源消耗数据收集，并监测目标植物的生长以及采收状况，通过动物可穿戴3D传感器和/或移动传感器来监测牧场类动物对于自然资源的直接消耗；
[0018]直接排放数据根据不同生产场所及生产活动排放物质不同，选取不同生产点安装气体传感器来进行直接气体排放数据收集；对于直接水体类排放，在排放源设置水体质量监测探头监测水体类排放数据；对于直接固体类排放，通过动物可穿戴3D传感器和/或GPS和/或红外传感器移动设备来进行排放数据收集；
[0019]二次能源消耗数据和资源物料消耗数据利用电流传感器设备收集生产相关的电力消耗数据，对于固体类燃料及二次物料，联合上游生产厂商，通过植入RFID电子标签来持续追踪资源物料在农业生产链中的消耗点以及消耗量。
[0020]优选的，将农业原始活动数据进行数据上传，在靠近获取农业原始活动数据的设备端先利用雾计算阶段展开初步分析及校对，初步处理后数据按照ecoSpold开源数据交换格式建立初级活动LCI数据库然后上传至云端待后续计算处理。
[0021]优选的，所述背景环境数据包括如下种类大气质量数据：二氧化碳、一氧化碳、甲
烷、氨气、硫化氢、臭氧、一氧化二氮、氧化亚氮、挥发性有机化合物；对于水体质量数据，包括：温度、pH值、硬度、溶解氧、电导率、BOD、COD、浊度，色度、悬浮物、总磷、总氮、氨氮；对于环境土壤数据，包括土壤水分含量、土壤颗粒组成、湿度、酸碱度、硝化速率、有效磷、速效钾、有机质、有机氮、容重、微量元素；将所有收集的背景环境数据进行数据上传，在雾计算阶段展开初步分析及校对，然后云端存储。
[0022]优选的，还包括选择试点进行环境足迹计算并进行物联网平台在线发布和监测的步骤。
[0023]优选的，选择试点进行环境足迹计算并进行物联网平台在线发布和监测，具体包括如下步骤：
[0024]对于试点进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农业产品的环境足迹评估方法，其特征在于：包括如下步骤：通过物联网技术获取目标区域的农业原始活动数据，所述农业原始活动数据包括直接自然资源消耗数据、直接排放数据以及二次能源消耗数据和资源物料消耗数据；获取目标区域的背景环境数据；设置初始的LCIA模型，并利用背景环境数据对于LCIA模型进行改良得到LCIA评估模型。2.根据权利要求1所述的一种农业产品的环境足迹评估方法，其特征在于：所述背景环境数据包括大气质量数据以及水体质量数据以及环境土壤数据；将所有收集的背景环境数据进行数据上传，在雾计算阶段展开初步分析及校对，然后云端存储；按照如下方式利用背景环境数据对于LCIA模型进行改良：通过背景环境数据，对于目标区域进行环境效应分析，在现有区域化LCIA模型基础上，将背景环境沉积、排放物运输、最终归宿以及生态系统环境敏感性代入环境影响因果链的排放响应效应路径，得到目标区域的LCIA模型的特征化因子。3.根据权利要求2所述的一种农业产品的环境足迹评估方法，其特征在于：所述LCIA模型包括水体富营养化LCIA模型，所述水体富营养化LCIA模型按照如下方式进行改进：更新水体富营养化LCIA模型中相关排放物在环境中的归宿因子以及最终该物质的环境效应因子；归宿因子代表在考虑到不同背景环境下的排放物去除机制后，排放物受体环境中磷的持久性；环境效应因子则是由于磷当量在环境中的累积而导致的潜在生物消失部分的变化，通过引入归宿因子以及环境效应因子得到水体富营养化LCIA评估模型。4.根据权利要求2所述的一种农业产品的环境足迹评估方法，其特征在于：所述LCIA模型包括酸化LCIA模型，归宿因子用于表示在环境因果链的中点模型，特征因子将针对酸化排放物和二氧化硫在背景受体环境中pH值的变化，结合受体土壤酸化敏感性，使用GEOS
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Chem模型以及PROFILE化学稳态土壤模型结合土壤化学指标来处理排放源
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沉积关系；通过受体土壤归宿建模，导出排放物向淡水生态系统的转移，用于淡水酸化建模优化；在终点水平上，效应因子通过评估背景受体土壤以及水体中pH值下降后分别引起陆地酸化的植物缺失和淡水酸化的鱼类物种缺失来进行终点环境因果链建模，得到酸化LCIA评估模型。5.根据权利要求1所述的一种农业产品的环境足迹评估方法，其特征在于：直接自然资源消耗数据包括农业土地资源、水资源、以及天然农林资源消耗，通过对不同类型的农田车辆安装传感装置并使用红外照相仪进行直接自然资源消耗数据收集，并监测目标植物的生长以及采收状况，通过动物可穿戴3D传感器和/或移动传感器来监测牧场类动物对于自然资源的直接消耗；直接排放数据根据不同生产场所及生产活动排放物质不同，选取不同生产点安装气体传感器来进行直接气...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴汝群，周佩玲，王茂林，黄莲，钟鑫，管翠萍，李汉平，邵长亮，刘欣超，王路路，辛晓平，王佳妮，
申请(专利权)人：思藤深圳科技咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：