《Current Opinion in Environmental Science & Health》:Life Cycle Assessment as a decision-support tool for End-of-Waste determination in agri-food waste valorization
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摘要本研究探讨了生命周期评估在支持农食废物资源化实现废物终结状态方面的作用。废物终结提供了一条法律途径,允许残留物在满足质量、安全性和市场性要求的前提下,不再被归类为废物。此外,必须证明不会发生整体不利的环境或健康影响。生命周期评估允许量化废物衍生产品的环境绩效,并提供符合此
摘要
本研究探讨了生命周期评估在支持农食废物资源化实现废物终结状态方面的作用。废物终结提供了一条法律途径,允许残留物在满足质量、安全性和市场性要求的前提下,不再被归类为废物。此外,必须证明不会发生整体不利的环境或健康影响。生命周期评估允许量化废物衍生产品的环境绩效,并提供符合此条件的证据。本观点综述分析了目前生命周期评估在不同农食废物类别中的应用。结果显示,生命周期评估可能是比较替代方案并识别热点的关键工具。另一方面,其在废物终结方面的应用仍然有限。此外,需要定义协调一致的方案并与质量和安全评估相结合,以确立生命周期评估作为未来废物终结决定中的决定性要素。
引言
食品生产伴随着大量无机和有机废物的产生,即农食废物 (AFW)(即每年 13 亿吨),来源于初级来源,如农业和养殖活动,以及次级来源,如食品生产、分销和消费 [1]。除了这些数字的社会影响外,产生如此大量的废物也带来了重大的环境担忧,亟需根据循环经济原则寻找紧急解决方案来对这些残留物进行资源化 [2]。事实上,AFW 可以通过传统的生物转化过程进行资源化,如堆肥或厌氧消化 [3],其产物有助于自然系统的再生 [4]。同时,它还可以通过物理、化学和创新生物过程支持资源回收 [4],例如生物活性分子的提取或生物基材料的生产 [5]。尽管如此,为了完全符合循环经济原则,资源化过程必须保证最终产品的安全性和效用,从而使残留物不再被视为废物而成为生物基产品。根据欧盟现行法规 [6],这种条件对应于废物终结 (EoW) 状态,这是旨在对有机和无机残留物进行资源化的可持续倡议的最终目标。
虽然对于堆肥和消化液生产,AFW 的 EoW 状态定义明确 [7],但对于其他农食废物衍生产品 (AFWDPs),如生物基化学品、营养保健品和生物塑料,尽管它们有重新进入市场的潜力,但仍缺乏全面的定义。在确定 AFW 的 EoW 状态的决策过程中,生命周期评估 (LCA) 是一个有价值的工具。LCA 是一种用于量化生产系统环境影响的众所周知的标准化方法 [8],因此它可以在实现 EoW 状态所需的技术、经济和法律可行性验证之外,增加环境可持续性的验证,从而减轻通常与废物回收倡议相关的洗绿风险或嫌疑 [9]。
基于这些前提,本观点综述探讨了在 AFW 资源化背景下 EoW 和 LCA 之间现有关系的现状,评估其潜力和相关性。目标文献综述的研究是使用谷歌学术进行的,结合了关键词“废物终结”、“生命周期评估”和“农食废物”。搜索涵盖了 2015 年至 2025 年的出版物,主要是最近五年的。如果研究在特定的农食废物资源化途径中应用或综述了 LCA,则被纳入;那些没有 LCA 成分或与农食废物无关的研究被排除。当多项研究涉及同一途径时,保留最具代表性的一项。本文结构如下:在对 EoW 概念进行简要概述后,本文分析了现有的 AFW 资源化过程,并突出了 LCA 在扩展最终产品 EoW 标准中的作用,从而为制定确保针对生物可降解残留物资源化倡议整体可持续性的综合战略铺平道路。
章节摘要
废物终结状态与农食资源化
近年来,许多努力致力于开发旨在从废物中回收材料和产生能量的新过程。为了在全面规模上应用,这些过程被要求真正“闭环”,即被要求生产无需进一步修改即可准备用于市场的次级材料或能量载体 [10]。由欧盟指令 2008/98/CE 确立的 EoW 原则,代表了欧洲废物政策中的基本步骤
农食废物的生命周期评估
LCA 是一种根据 ISO 14040 和 ISO 14044 的标准化方法,用于评估与产品、过程或服务在其整个生命周期中相关的潜在环境影响,从原材料提取到使用寿命结束。它被广泛用于支持环境决策和比较替代系统、产品和过程 [8]。LCA 在废物管理中的应用自 1990 年代以来逐渐演变,提供了成熟的方法论
LCA 在 AFW 的 EoW 中的应用
LCA 当然代表了支持定义 AFW 的 EoW 状态的有价值工具,因为它可用于比较可用的资源化替代方案,并验证温室气体排放、水资源利用、能源需求和避免影响方面的权衡 [29], [30]。此外,LCA 可以评估综合资源化途径与单一路径策略相比的好处 [31]。这些见解对于指导政策(例如,对生物精炼厂的补贴)和工业至关重要
结论
本观点综述分析了生命周期评估 (LCA) 应用于农食废物 (AFW) 资源化的潜力,以支持获得废物终结 (EoW) 标准。研究结果证实,LCA 可以提供证据来证明符合欧盟废物框架指令的“无整体不利影响”要求,从而支持 AFW 衍生产品的重新进入市场。关于各种 AFW 的案例研究显示了 LCA 识别环境潜力的潜力
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致谢
该工作得到了意大利圆形与可持续制造扩展伙伴关系 (MICS) 的支持,该伙伴关系由欧洲联盟下一代欧盟 (国家复苏与韧性计划 (PNRR)—使命 4,组件 2,投资 1.3—D.D. 1551.11-10-2022, PE00000004) 资助
Grazia Policastro|Gianluca Cavalaglio|Alessandra Cesaro|Massimiliano Fabbricino