将生命周期理论应用于包装(含包装产品、包装材料和包装技术)称为包装生命周期分析方法。包装是生命周期分析方法应用较早和成果较多的领域之一。


包装生命周期评价方法最初的应用可追溯到1969年美国可口可乐公司对不同饮料容器 的资源消耗和环境释放所作的特征分析。该公司在考虑是否以一次性塑料瓶替代可回收玻璃瓶时,比较了两种方案的环境友好情况,肯定了前者的优越性。自此以后,LCA方法学不断发展,现已成为一种广泛应用的产品环境特征分析和决策支持工具。


较早的事例之一是20世纪70年代初美国国家科学基金的国家需求研究计划(RANN)。 在该项目中,采用类似于清单分析的“物料-过程-产品”模型,对玻璃、聚乙烯和聚氯乙烯 瓶产生的废物进行分析比较。另一个早期事例是美国国家环保局利用LCA方法对不同包装方案中所涉及的资源与环境影响所作的研究。


20世纪90年代初期以后,由于欧洲和北美环境毒理学和化学学会(SETAC)以及欧洲生命周期评价开发促进会(SPOLD)的大力推动,IXA方法在全球范围内得到较大规模 的应用。国际标准化组织制定和颁布了关于LCA的ISO 14040系列标准。其他一些国家 (美国、荷兰、丹麦、法国等)的政府和有关国际机构,如联合国环境规划署(UNEP),也通过实施研究计划和举办培训班研究和推广LCA方法。在亚洲,日本、韩国和印度均建立了本国的LCA学会。此阶段,各种具有用户友好界面的LCA软件和数据库纷纷推出,促进了LCA的全面应用。


生命周期评价作为一种评价产品、工艺或活动的整个生命周期环境后果的分析工具,迄今为止在私人企业和公共领域都有不少应用。


在私人企业,生命周期评价主要用于产品的比较和改进,典型的案例有布质和易处理婴儿尿布的比较,塑料杯和纸杯的比较,聚苯乙烯和纸质汉堡包包装盒的比较等。


在政府方面,生命周期评价主要用于公共政策的制定,其中最为普遍的是适用于环境标志或生态标准的确定,许多国家和国际组织都要求将生命周期评价作为制定标志标准的方法。


生命周期评价还用来制定政策、法规和刺激市场等,如美国环保局在“空气清洁法修正案”中使用生命周期理论来评价不同能源方案的环境影响,还将生命周期评价用于制定污染防治政策;能源部用生命周期评价来检查托管电车使用效应。在欧洲,生命周期评价已用于欧盟制定的“包装及包装废弃物法令”,比利时政府1993年做出决定,根据环境负荷大小对包装和产品征税,其中确定环境负荷大小采用的就是生命周期评价方法。丹麦政府和企业间的一个约定中也特别包含了生命周期评价,并用3年时间对10种产品类型进行生命周期评价。


国际上许多知名企业集团的产品包装,如可口可乐包装、利乐包都是利用了生命周期评价方法设计出的生态包装系统。美国、日本、欧盟各成员国均对包装产品进行了生命周期研究,取得了许多成果。


一、包装生命周期分析的内容及步骤


目前全世界对生命周期分析尚无统一规定的方法和步骤来实际操作产品的生命周期分析,特别是对环境影响的分类和计算方法,尚缺乏统一的计算模型,按照产品的生命周期中 物流、能量的流向可确定包装产品的生命周期流程。从材料的开采、加工到 制造,包装使用、可能的复用和再生直到作为废弃物进人环境。


在一个研究开始之前,设定边界是重要的。研究结果在很大程度上取决于边界设定在什么地方。如果它们被改变,整个研究都受影响。


在边界设定之后就要收集数据,每一步、每一个环节上的数据包括:原材料消耗、能耗、对空气排放物的质量、液体排放物的质量、固体排放物的质量、制成的产品和副产品。在收集数据时,注意明确数据的来源、时间、地点和状态,并注意数据的精确性和完整性。完整、可靠、迅速地收集包装产品生命周期的各项数据,在世界各国都不是一件很容易的事。数据来源一般为工业界的统计数据,行业协会的调查报告,通过实验室测试或模拟实验测得的生物耗氧量(BOD)和化学耗氧量(COD)等环保指标,以及依靠理论计算获得的 相关数据。


接下来要把生产系统所产生的污染量,按产品分配,得到单位质量(或体积)产品的污染量,如果一个系统生产出多种产品和副产品,则要明确哪些产品和副产品是可能进人市场成为商品的,哪些是无商业价值的废料。如果副产品也是有商业价值的,那么它也可以作为承担一部分污染排放量的产品。


根据数据清单,评估各种排放物对环境的影响,尽量量化,以便为减少环境污染采取措施提供依据。评估按分类、定性和评价3个步骤进行。


分类是把数据清单分析量化了的对环境的污染分门别类地列人各个影响种类,如对大地的污染、对空气的污染、对海洋的污染、对臭氧层的破坏等。


定性是指主要以量化方式,按照对环境污染的程度来确定影响的大小。它包括环境影响效果的量化值;如这种效果的影响范围、在影响所及的范围内出现的频率、间隔、在影响所及的范围内持续时间、单位质量排放物对环境的影响、减少单位质量排放物的大致成本等。 在量化计算的方法上,欧洲许多国家分别提出了各种模型,但均不够完善。欧洲标准委员会(CEN)正在致力于研究一个适用于包装生命周期分析的模型及计算方法。


评价则是按量化计算出的结果,确定各个影响种类的相对重要性。目前一般使用效果导向法,即把各种排放物对环境的影响及造成的后果分为6类:①减少资源,注意区分是再生资源或非再生资源;②对人和动物的毒性;③酸化;④温室效应;⑤臭氧层的减少;⑥卫生 填埋所需的空间。


随着人类社会对环境关心程度的增加,生命周期分析方法也日益被人们所重视,在一个包装产品的整个生命周期,会对环境产生各种不同的影响,通过生命周期分析方法,可以了解到应该如何来调整我国的产业政策、技术政策或包装方法来减少对环境的负面效应。目前世界各国已经进行的生命周期分析,较多的还是比较性分析。


由于目前研究产品整个生命周期评定环境影响的经验有限,因此要全面衡量产品的环境性能还很困难,所以当前对环境标志产品制定其产品标准(认证技术要求)时往往采用定性生命周期评价方法或简化生命周期评价方法。定性生命周期评价采用二维矩阵分析法,定性分析产品生命周期中主要污染环境的阶段及所产生的环境问题,然后针对减少这些环境影响而制定环境标志产品标准一般采用5X8矩阵,其横轴方向表示不同的环境要素,纵轴方向表不产品生命周期。


依据每个矩阵元素对产品生命周期各阶段的主要环境影响.按照无污染或可忽略污染、中等污染、重污染3个不同的污染等级,由行业专家和环保专家进行评价,即可得出评价结果。


科学的LCA对评价包装对环境的影响是非常有价值的工具,但它不是一种绝对定量的原理。因此结果必须仔细说明。分析是一个大的决策过程的一部分。如前所示,包装必须从一个基本的角度来评价。一个保护性能差的资源经济的包装可能更容易被否决,因为损坏的产品反过来会给环境一个更重的负担。


尽管生命周期有各种不同类型的应用,但它也不是可以在任何情况下使用的工具。在下列情况下一般不使用LCA方法,可使用其他的工具/方法(括号中表示的)来获得环境问题的答案:

① 特定位置(使用环境影响评价);

② 考虑单个物质(使用物质流动分析);

③ 一个公司的环境影响(使用环境审计);

④ 一个单个生产过程(使用过程技术研究);

⑤ 风险(使用风险/冒险分析/评价)。


当前对生命周期分析方法持批评态度的人不少,正如前面提到的那样,目前没有统一的、标准的方法来进行包装产品的生命周期分析,再加上数据收集量非常大,而且,非常精确地收集数据是相当困难的,数据中也难免有不正确的,这将严重影响分析结果的正确性.另外一个问题是在包装产品再循环过程中每一级循环的产品究竟应如何分担它们所产生的环境污染,由于再循环的级别、次数不尽相同,因此,目前还没有比较统一的计算方法和标准。总之,在生命周期分析方法中仍有许多待完善的地方。但是,有一点是肯定的,即运用包装生命周期分析的理论和观点,有助于我们更科学地发展和建立我们的绿色包装物流体系。


二、可重复使用的包装的环境影响评价


这里将要介绍的案例是格尼拉•约恩松使用LCA从环境方面评价可重复使用的装运西红柿的塑料板条箱。具体评价的指标是聚丙烯板条箱在使用过程中对空气、水和土壤的排放。功能单元是运送1000kg的西红柿从A 国到B国示。


系统的一部分被放置在边界的外面,这是因为没有足够可行的知识来包含所有的部分。这里的研究数据来 自于瑞典 PWMI ( plastic waste manage- ment institute)的数据银行,公用数据来 自于瑞典权威的能源和运输部门。运送1000kg西红柿从A国到B国,板条箱预计被重复使用12次。


从案例研究中可得出一些结论,即塑 料材料的加工像任何工业过程一样有排放物。从材料到完成包装产品的转化过程有少量的排放,而包装/充填操作则有更多的排放。空的以及充填好的包装的配送过程的排放取决于运输距离以及包装的质量。


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