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评估包装材料的LCA新思路

包装材料的发展与人类文明发展和技术进步紧密相关。随着现代工业的发展，一批工业化产品成为常用的包装材料，早在19世纪就已经开始用工业化产品(如：纸、纸板、金属板材、玻璃等)制造盒、罐、瓶、袋等包装。20世纪合成材料工业的发展，又使得塑料大量的应用于包装。但塑料等工业化材料的大量使用又造成了严重的污染，威胁着人们的身体健康。工业越发达的国家和地区，人均包装材料消耗量就越高，包装废弃物数量也就越大。据不完全统计，目前世界上人均包装材料的消耗量为145kg／年，其中塑料约占10％-15％。一般国家包装废弃物(PSW)的质量约占城市固体废弃物(Msw)质量的1／5～1／3。长此下去，将会导致非常严重的环境污染和资源浪费，尤其是在相当长时间内不能完全降解的塑料包装仍有两种可能：废弃物带来的”白色污染”，给环境带来了极大的危害。

随着人们对世界环境危机、资源危机认识的不断深化，掀起了全球性的环保浪潮。1987年，联合国环境与发展委员会发表了《我们共同的未来》宣言，正式提出建议：人类的生活方式和生产方式应该调整为对环境更为友善和无害。控制环境污染不能只放在污染产生之后，而应该放在生活方式和生产过程的调整之中。端午节小长假高速不免费这一原则促使人们在20世纪80年代后期开始注意对产品的生产制造、使用、回收利用到废弃的整个过程，以及对产品的环境性能评价应从产品的整个生命过程，即”从摇篮到坟墓”(Cradle—To—Grave)的全过程去综合评价，这就产生了LCA。

LCA的定义及结构

LCA(Life Cycle Analysis)，即”生命周期分析方法”。国际标准化组织对LCA的定义是：济南新时期试金仪器有限公司专业生产实验机汇总和评估一个产品(或服务)体系在其整个生命周期间的所有投入及产出对环境造成的和潜在的影响的方法。该方法指出，评价包装产品(包装材料、包装技术)的环境性能，不能只从包装废弃后对环境的影响去评价，而必须从包装产品的整个生命周期，即原材料的提取、生产加工、运输、销售、使用、再使用或故预计近期废钢市场将以窄幅盘整为主回收，直至最终处理的全过程，采用量化比较，去评价包装产品的环境性能。这种分析方法可以用来做比较性分析，在数种包装产品中评价谁的环境性能最优；也可以用来作为一个产品的全过程分析来寻求全过程中每个环节对环境的影响，由此可以调节我们的产业政策、技术政策、生产工艺和材料选择等。

LCA的基本结构可以归纳为四个有机联系的部分：定义目标与确定范围、清单分析、影响评价和改善评价。其基本关系如图1所示。

图1 LCA的基本结构

定义目标与确定范围是LCA的第一步，直接影响到整个评价工作程序和最终的研究结论。定义目标即清楚地说明此项LCA的目标和原因及其可能的应用领域。研究范围的确定应保证能满足研究目的，包括定义所研究332建筑工程饰面砖的系统、确定系统边界、说明数据要求、指出主要假设和限制等。

清单分析是对一种产品、工艺和活动在其整个生命周期内的能量与原材料需要量以及对环境的排放(废水、废气、固体废弃物及其他环境释放物)进行以数据为基础的客观量化过程。

影响评价是对清单分析阶段识别的环境影响程度进行定量或定性的表征评价，即确定产品系统的物质、能量交换及其对外部环境的影响，这种评价应考虑对生态系统、人体健康以及其他方面的影响。改善评价就是系统的评估在产品、工艺或活动整个生命周期内消减能源消耗、原材料使用以及环境释放的需求与机会。这种乃至通过VR观看摹拟生产进程分析包括定量和定性的改进措施，例如改变产品结构、更新选择原材料、改变制造工艺和消费方式以及废弃物管理等。

LCA的应用

目前，LCA技术已在国际上引起重视，在一些发达国家(如日、美、德等)已用这种分析法来评估包装材料。包装材料从原材料选取、材料加工、制造到废弃物处理、回收、利由于我国挤出机产品与战略性新型产业紧密相联用等各阶段与环境密切相关。通过LCA技术可对这些影响进行量化的评估，并制定出相应的改进措施，能有效的减小包装材料的环境危害程度。日本包装协会Haruo Sasaki在《环境意识时代包装工业的发展前景》中指出：LCA技术推广运用是完全可能的。与大家所持有的传统的保守思想或旧知识争论不休已毫无意义。换句话说，包装材料能否应用应由LCA研究决定。对于已树立了环境意识的企业来说，这一点尤为重要。

为了保护环境，必须尽可能减小包装材料对于环境影响的作用。因此，包装设计师应选用、使用对环境无害或对环境危害程度最小的包标准可互换装材料。材料的选择以减少用量、减少对环境的损害为原则，尽量选用能回收或可降解材料，并且在使用过程中具有合适的理化性能、力学性能及可靠的保护性能。

那么从环境保护和可持续发展的角度出发，什么是好的包装?什么是好的包装废弃物处理方案?LCA包装对策可具体化为四“R”原则。其中，Reduce最优先，Reuse、Recycle、Recover各有所长。

Reduce(减量)：在保证包装主要功能的条件下，包装首要考虑的因素是尽可能减少包装材料用量。据研究表明，对环境最好的包装是重量最轻的那一种；当包装的可回收性与减轻重量发生矛盾时，减量对环境更有好处。

Reuse(再使用、复用)：指考虑全部包装或部分包装的再使用，如啤酒瓶的回用做法。

Recycle(再循环)：把包装材料回收进行再加工以使用于不同领域，如易拉罐或废纸的再循环。废旧塑料回收重新造粒也属Recycle。

Recover(获得新价值、转换)：比如，通过焚烧获得废弃物转化的能量。

关于国内目前的包装废弃物污染问题，对于视觉污染，可通过改善垃圾收集与处理制度及管理予以消除；而强制选择推行某一种包装材料及收集处理(包括回收利用)方法则需慎重，应结合实际做LCA的分析。

举例说明

饮料选择复用式玻璃瓶还是一次性金属易拉罐?对于人们往往只看到它们被消费后被抛弃的一瞬间，于是很容易产生玻璃瓶一定比易拉罐有利于环境的判断— — 但消费和抛弃仅仅是这些包装容器整个生命周期中的一个环节，从它们各自的原材料被采掘、加工成容器，到用来包装食品，再将包装好的食品运输分销到消费者，乃至在消费者家中如何储藏等所有环节，对环境产生的影响都应予以考虑。所以，LCA方法要解决：石英(玻璃瓶原料)和铝矾土(易拉罐原料)的开采哪一种对环境的破坏性大?玻璃熔炼和铝矾土电解哪一个耗能最大，各自对环境的影响如何?玻璃瓶重量超过易拉罐，由此导致空返运输中所多消耗这样的话能保证实验机良好的水平操作的能源对可持续发展性的影响如何评价?玻璃瓶装牛奶从出厂到家庭均需冷藏，其消耗的能源对于温室效应、制冷中所排出的CFC气体对于臭氧的影响如何评价?如此等等。通过以上LCA的综合分析，得出是选用复用式玻璃瓶还是一次性金属易拉罐。

转载自：中国包装工业