我國開展食品LCA研究的現(xiàn)狀及展望

1、我國開展食品LCA研究的現(xiàn)狀及展望 /. 我國開展食品 LCA 研究的現(xiàn)狀及展望 曹利江，任輝，秦鳳賢，趙慧娟，駱文雋，李鳳鳳 吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院（130022） 摘 要：本文介紹了 LCA 的定義、技術(shù)框架及其發(fā)展歷史。結(jié)合國內(nèi)外食品 LCA 研究的相關(guān)成果，針對我國食品工業(yè)的現(xiàn)狀，論述了在我國開展食品 LCA 的必要性、可行性，并對可能遇到的一些困難及其前景作了展望。 關(guān)鍵詞：LCA；食品 LCA；可持續(xù)發(fā)展 目前，我國在經(jīng)濟持續(xù)增長的背后，面臨著環(huán)境不斷劣化的巨大壓力，面對資源、環(huán)境、生態(tài)方面的制約，我國政府從國情出發(fā)，在全面推進現(xiàn)代化建設(shè)的過程中，已經(jīng)把環(huán)境保

2、護作為一項基本國策，把加強生態(tài)環(huán)境保護和建設(shè)作為資源開發(fā)和經(jīng)濟建設(shè)的重要前提，堅持實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。 生命周期評價（Life Cycle Assessment，簡稱 LCA）旨在從源頭控制污染的產(chǎn)生，力圖把對環(huán)境的影響消除在生產(chǎn)過程中，從而達到無污染生產(chǎn)，它已被證明是支持企業(yè)清潔生產(chǎn)，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的有效工具，并已經(jīng)在很多領(lǐng)域取得了成功的應(yīng)用。我國開展食品 LCA 研究不僅對我國食品工業(yè)的發(fā)展，而且對我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施具有重要的意義。 1 LCA 定義及其發(fā)展回溯 1.1 LCA 定義 以前 LCA 是 Life Cycle Analisis 的縮寫，但在國際環(huán)境毒理學(xué)和化學(xué)學(xué)會(SET

3、AC)、美國環(huán)境保護署和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO)使用的術(shù)語中，LCA 代表的是 Life Cycle Assessment,因為 Assessment 帶有更多的定量的含義。在歐洲和日本，經(jīng)常用“Ecobalance”代替 LCA，表達完全相同的意思。目前，生命周期評價也尚屬動態(tài)概念，不同國家或組織對生命周期評價的理解不甚一致，其中 ISO 和 SETAC 的定義最具有權(quán)威性。 ISO定義：生命周期評價是對產(chǎn)品或服務(wù)系統(tǒng)整個生命周期中與產(chǎn)品或服務(wù)系統(tǒng)直接有關(guān)的環(huán)境影響、物質(zhì)和能源的投入產(chǎn)出，進行匯集和測定的一種方法1。 SETAC定義：生命周期評價是一種對產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝以及活動對環(huán)境的壓力進

4、行辨識和量化來進行的。其目的在于評估能量和物質(zhì)利用，以及廢物排放對環(huán)境的影響，尋求改善環(huán)境影響的機會以及如何利用這種機會。這種評價貫穿于產(chǎn)品、工藝和活動的整個生命周期，包括原材料的提取與加工，產(chǎn)品制造、運輸以及銷售；產(chǎn)品的使用、再利用和維護；廢物循環(huán)和最終廢物棄置2。 可以看出:生命周期評價是一種連續(xù)性的集成預(yù)防策略，體現(xiàn)了產(chǎn)品“從搖籃到墳?zāi)埂钡娜^程，通過改變產(chǎn)品、過程和服務(wù)以提高效率，從而達到改善環(huán)境性能和降低成本的目的。它既是一種面向產(chǎn)品、工藝過程以及服務(wù)集成的預(yù)防策略；又是一個目標(biāo)，規(guī)定了工業(yè)行為和人類行動應(yīng)達到的經(jīng)濟與環(huán)境要求。其最終目的是以可持續(xù)的方式來滿足人類對產(chǎn)品的需求，即

5、在維持可持續(xù)發(fā)展的前提下提高資源和能源的利用率。 1.2 LCA發(fā)展回溯3-8 1.2.1 萌芽階段 生命周期評價最早出現(xiàn)于 20 世紀(jì) 60 年代末-70 年代初美國開展的一系列針對包裝品的分析評價,當(dāng)時稱為資源與環(huán)境狀況分析(REPA)。作為生命周期評價研究開始的標(biāo)志是1969 年由美國中西部資源研究所(MRI)針對可口可樂公司的飲料包裝瓶進行的評價研究。該-1- /. 類研究試圖從最初的原材料采掘到最終的廢棄物處理，進行全過程的跟蹤與定量分析。隨后，美國 ILLINOIS 大學(xué)、富蘭克林研究會、斯坦福大學(xué)的生態(tài)居研究所以及歐洲、日本的一些研究機構(gòu)也相繼開展了一系列針對其

6、它包裝品的類似研究。1970-1974 年,整個 REPA 的研究焦點是包裝品及廢棄物問題,由于能源分析方法在當(dāng)時已比較成熟,而且很多與產(chǎn)品有關(guān)的污染物排放顯然與能源利用有關(guān),所以其中大多采用能源分析方法。因此曾經(jīng)從事能源分析的研究咨詢機構(gòu)也紛紛開始進行類似的研究工作。 1.2.2 學(xué)術(shù)探討階段 隨著 70年代末到 80年代中期出現(xiàn)的全球性固體廢棄物問題使得REPA的研究方法又逐漸成為一種資源分析工具。歐洲和美國的一些咨詢機構(gòu)依據(jù) REPA 的思想發(fā)展了有關(guān)廢棄物管理的一系列方法論，更深入地研究環(huán)境排放和資源消耗的潛在影響。例如:在 1984 年，受REPA 方法的啟發(fā)，瑞士聯(lián)邦材料測試與研究

7、實驗室為瑞士環(huán)境部開展了一項有關(guān)包裝材料的研究。該研究首次采用了健康標(biāo)準(zhǔn)評價系統(tǒng)，即后來所發(fā)展的臨界體積方法，引起國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。該實驗室據(jù)此理論建立了一個詳細的清單數(shù)據(jù)庫，包括了一些重要工業(yè)部門的生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)和能源利用數(shù)據(jù)。在 1991 年該實驗室又開發(fā)出了一個商業(yè)化計算機軟件，為后來的生命周期評價方法論的發(fā)展莫定了重要基礎(chǔ)。蘇黎世大學(xué)冷凍工程研究所也利用荷蘭 Leiden 大學(xué)環(huán)境部現(xiàn)瑞士聯(lián)邦森林景觀廳的數(shù)據(jù)庫，從生態(tài)平衡和環(huán)境評價等角度出發(fā)，對 LCA 進行了較為系統(tǒng)的研究，對開拓生命周期評價領(lǐng)域起到了決定性的作用。 1.2.3 廣泛應(yīng)用，迅速發(fā)展階段 1990 年由 SETAC

8、首次主持召開了有關(guān)生命周期評價的國際研討會，在該次會議上首次提出了“生命周期評價”的概念。在以后的幾年里，SETAC 又主持和召開了多次學(xué)術(shù)研討會，對 LCA 從理論與方法上進行了廣泛的研究，對生命周期評價的方法論發(fā)展做出了重要貢獻。1993 年 SETAC 根據(jù)在葡萄牙的一次學(xué)術(shù)會議的主要結(jié)論。出版了一本綱領(lǐng)性報告“生命周期評價(LCA)綱要:實用指南”。該報告為 LCA 方法提供了一個基本技術(shù)框架，成為生命周期評價方法論研究起步的一個里程碑。 2 LCA 技術(shù)框架及內(nèi)容 標(biāo)準(zhǔn)IS014040 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)9-12，把LCA實施步驟分為目標(biāo)和范圈界定（Goal Definition and Sc

9、oping）、清單分析 (Inventory Analysis)、影響評價 (Impact Assessment)和結(jié)果解釋(Improvement Assessment)4 個部分。根據(jù)上述原則建立LCA研究技術(shù)框架及應(yīng)用范圍，見圖1。 目標(biāo)與范圍定義清單分析影響評價結(jié)果解釋指導(dǎo)應(yīng)用：產(chǎn)品開發(fā)和優(yōu)化戰(zhàn)略規(guī)劃制定公共政策營銷其他 圖 1 LCA 技術(shù)框架及應(yīng)用 目的與范圍定義: 決定為何要進行某項生命周期評價（包括對其結(jié)果的應(yīng)用意圖），并表述所要研究的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)類型。研究的目的、范圍和應(yīng)用意圖涉及到研究的地域廣度、時間跨度和所需數(shù)據(jù)的質(zhì)量等因素，它們將影響研究的方向和深度。 -2- /.pap

10、 清單分析:對產(chǎn)品、工藝或活動在其整個生命周期階段的資源、能源消耗和向環(huán)境的排放（包括廢氣、廢水、固體廢物及其它環(huán)境釋放物）進行數(shù)據(jù)量化分析。產(chǎn)品系統(tǒng)的每個子系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量都必須遵守物質(zhì)平衡原理。 影響評價: 對清單分析的結(jié)果即環(huán)境交換的潛在影響進行評估，說明各種環(huán)境交換的相對重要性，以及每個生產(chǎn)階段或產(chǎn)品每個部件的環(huán)境影響貢獻大小。 結(jié)果解釋: 根據(jù) LCA 前幾個階段的研究或清單分析的發(fā)現(xiàn)，以透明的方式來分析結(jié)果、形成結(jié)論、解釋局限性、提出建議并報告生命周期解釋的結(jié)果。 3 我國開展食品 LCA 研究的可行性和必要性 3.1 必要性分析 3.1.1 食品行業(yè)發(fā)展需要 我國食品

11、工業(yè)在近 20 年取得了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了一大批現(xiàn)代化的食品企業(yè)，但是整體還未能擺脫粗放型的生產(chǎn)方式，能源資源消耗巨大，環(huán)境污染嚴(yán)重。隨著我國能源矛盾的進一步突出，食品原材料價格的提高，食品企業(yè)無疑將面對更嚴(yán)峻的考驗。 從企業(yè)的角度考慮，可以在以下的時機實施 LCA：（1）在產(chǎn)品決策中提供輔助信息；（2）在產(chǎn)品或技術(shù)的設(shè)計或再設(shè)計時提供與環(huán)境相關(guān)的幫助；（3）在產(chǎn)品的環(huán)境聲明中或?qū)嵤┉h(huán)境標(biāo)識計劃時；（4）在制定企業(yè)的環(huán)境戰(zhàn)略計劃和政策時；（5）在企業(yè)與公共關(guān)系溝通的過程中。從而為食品企業(yè)實施清潔生產(chǎn)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供一個有效的技術(shù)和管理途徑。 3.1.2 國際競爭需要 我國已經(jīng)加入了WTO，

12、農(nóng)產(chǎn)品和食品將受到國際市場巨大的沖擊。“綠色貿(mào)易壁壘”首當(dāng)其沖，這幾年時常發(fā)生的我國農(nóng)產(chǎn)品和食品在日本市場“觸壁”的現(xiàn)象，就是一個例證。我國食品生產(chǎn)傳統(tǒng)管理方式只注重對最終產(chǎn)品的質(zhì)量控制，而忽視生產(chǎn)全過程的環(huán)境控制，不僅對不利于產(chǎn)品質(zhì)量的改進，也不利于產(chǎn)品“綠色度”的提高。國際市場認(rèn)定的“綠色食品”不僅要求產(chǎn)品本身的“綠色”，更要求產(chǎn)品生產(chǎn)過程的“綠色”。尤其是歐美一些發(fā)達國家，由于其全球意識的提高，他們更愿意消費對環(huán)境更友好的食品。美國政府早在克林頓時期就明確規(guī)定以LCA研究結(jié)果作為美國政府全球采購的標(biāo)準(zhǔn)13。 開展食品 LCA，有利于食品企業(yè)和我國整個食品行業(yè)緊跟國際食品工業(yè)發(fā)展趨勢，提高

13、產(chǎn)品環(huán)境性能，在國際市場上占據(jù)一席之地，增加我國食品出口創(chuàng)匯能力，有力支持國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品和食品工業(yè)的發(fā)展。 3.1.3 國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要 鑒于我國食品行業(yè)在我國國民經(jīng)濟中的重要地位，食品行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展將直接關(guān)系到我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施的成敗。在國家大力提倡實現(xiàn)“綠色GDP”的同時14，食品行業(yè)需要大力開展支持這一新型發(fā)展觀的各種技術(shù)和管理方法的研究。開展食品LCA無疑是其中很重要的一個環(huán)節(jié)。 3.2 我國開展食品 LCA 的可行性分析 3.2.1 技術(shù)上可行 LCA方法研究已經(jīng)走過了 30 多年的歷程，尤其是在ISO和SETAC的引導(dǎo)下，LCA研究在方法論和具體實施步驟上，都有了一套較為

14、可行的技術(shù)體系，并制定了相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。我國也于 2000 年開始引進，并頒布了我國的國家標(biāo)準(zhǔn)15。 國外一些科研機構(gòu)和企業(yè)已經(jīng)陸續(xù)開展了一些食品LCA及相關(guān)方法的研究，如牛奶、啤酒、番茄醬生產(chǎn)等16-19，取得了很好的效果。我國開展食品LCA可以借鑒這些經(jīng)驗，為我所用。 一般而言，食品加工涉及到農(nóng)產(chǎn)品原材料獲取、包裝材料的制備等，因此食品LCA研究往往需要農(nóng)業(yè)LCA、材料LCA研究等相關(guān)領(lǐng)域的支持，國外成功開展食品LCA研究也證明了-3- /. 這一點。我國LCA研究盡管起步較晚，但在與食品LCA相關(guān)的很多領(lǐng)域取得了進展。如不少研究者對PET塑料瓶、紙模包裝以及其他一些方面

15、進行了LCA分析和探討20-23，并得出了很有說服力的結(jié)論。 3.2.2 具體實施的可行性分析 開展食品 LCA 研究需要有政策的引導(dǎo)，盡管 LCA 研究不是政府強制實施的，但是環(huán)境保護部門在一定范圍內(nèi)已經(jīng)促使企業(yè)主動開展食品 LCA 研究。消費者對食品“綠色度”的進一步關(guān)注，也給食品企業(yè)開展食品 LCA 營造了一個客觀環(huán)境。當(dāng)然食品企業(yè)自身發(fā)展的需要應(yīng)該是開展食品 LCA 的主觀因素，這是企業(yè)對環(huán)境政策、市場壓力、企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的自覺選擇。 由于我國食品行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，各地區(qū)和各企業(yè)間發(fā)展不平衡，加之食品生產(chǎn)本身的特點，現(xiàn)階段全面實現(xiàn)食品 LCA 是不現(xiàn)實的，因此，可在部分有條件的地區(qū)和企業(yè)

16、先進行試驗與示范研究。 4 目前我國開展食品 LCA 研究存在的問題 從目前研究看，食品LCA研究在方法論和應(yīng)用上均存在很多不足24、25。 食品LCA在方法論上的不足是：食品LCA中所作的選擇和假定，在本質(zhì)上可能是主觀的(如系統(tǒng)邊界的設(shè)置、數(shù)據(jù)收集渠道和影響類型的選擇等)；用于清單分析或評價環(huán)境影響的模型是有局限性的；數(shù)據(jù)完整性和精度有限，可能導(dǎo)致錯誤的結(jié)論；研究結(jié)果的不確定性，使其不能為消費者提供關(guān)于某一特定產(chǎn)品具有絕對優(yōu)勢的結(jié)論?？梢娚芷谠u價方法論中亟待解決的問題是生命周期清單分析方法的標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)庫有效性問題。 食品LCA在實際應(yīng)用中的不足是:完成費用較高(國外調(diào)查表明，完成一種產(chǎn)

17、品的LCA,成本在15000-300000美元之間)，且花費時間長(國外完成一個LCA，一般要用6-18個月)。我國大部分食品企業(yè)目前尚不能負擔(dān)。 值得注意的是，對當(dāng)前我國開展食品 LCA 來講，政府部門、企業(yè)、消費者對食品 LCA研究結(jié)果尚有一個接受和認(rèn)可的過程，而由于國內(nèi)外食品生產(chǎn)技術(shù)水平差異很大，現(xiàn)代化程度不一，食品產(chǎn)品本身也存在極大差異，因此食品 LCA 方法很難照搬國外模式。國內(nèi)其他領(lǐng)域的一些研究成果也是基于國外的研究基礎(chǔ)，我國在開展食品 LCA 及相關(guān)領(lǐng)域的研究尤其缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫支持，因此開展我國食品 LCA 研究，開發(fā)適合中國國情的食品 LCA 方法雖很必要卻也顯得困難重重。 5

18、 結(jié)束語 LCA 作為一種環(huán)境管理工具，不僅對當(dāng)前的環(huán)境沖突進行有效的定量化分析和評價而且對產(chǎn)品及其“從搖籃到墳?zāi)埂钡娜^程所涉及的環(huán)境問題進行評價。它既可用于食品企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計，又可以有效地支持政府環(huán)境管理部門的環(huán)境政策制定，同時也可以提供明確的產(chǎn)品環(huán)境標(biāo)志，從而指導(dǎo)消費者對綠色食品的消費行為。 從LCA發(fā)展歷史及目前的研究來看，世界各國的LCA研究方興未艾，開展LCA研究已經(jīng)成為全球工業(yè)企業(yè)的必然趨勢。如何借鑒國外成功經(jīng)驗，開展適合我國國情的食品LCA研究，是擺在我們面前的一個急需解決的問題，它需要政府部門、科研機構(gòu)、食品企業(yè)以及消費者四個方面的共同協(xié)作。我們相信開展食品LCA必將為我

19、國的食品工業(yè)帶來更好的綜合效益，為我國的實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略貢獻力量。 -4- /. 參考文獻 1 Tomas Ekvall,Allocation in ISO 14041-a critical review,2001(9):197-208. 2 Consoli F,Allen D,Boustead I,Guidelines for life-cycle assessment:a code of practice,SETAC.Pensacola,FL,1993. 3 楊建新.生命周期評價的回顧與展望.環(huán)境科學(xué)進展,1998,6(2):21-28. 4 楊建新,王如松.生命周期評

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