生命周期评价视角下的餐盒环境问题：泡沫塑料、纸质和其他

生命周期评价视角下的餐盒环境问题：泡沫塑料、纸质和其他

摘要：关于泡沫塑料餐盒和纸餐盒的环境影响比较历史由来已久。本文基于文献中泡沫塑料餐盒和纸餐盒以及替代材料的产品生命周期评价研究成果，从环境生态工程的角度讨论了餐盒材料的环境可持续性，初步探讨了政策和研究上的不足之处。

关键词：发泡聚苯乙烯；一次性餐盒；生命周期评价

Lunch-box and related environmental problem: from a life cycle assessment perspective Abstract: The comparison of the environmental impact of polystyrene with paper lunch box has gone far back into recent history of China and other countries. In the present paper,the research progress of life cycle assessment on these two materials and other new alternative materials is reviewed and environmental sustainability of lunch box material is discussed from the perspective of environmental ecological engineering concerning drawbacks of related policy and research.

Key words: expanded polystyrene; disposable dishware; life cycle assessment

0 引言

工业化时期的快生活节奏催生了中国的快餐业，从而带来一次性餐盒的大范围、大量的使用，但因为各种原因，泡沫塑料不可自然降解导致的白色污染曾一度在国内引起对环境破坏的忧虑。国家政策对于泡沫塑料餐盒几次发生态度上的巨大转变[1, 2]；在学界和工业界，对于用纸餐盒替代泡沫塑料餐盒这一政策导向也存在一定争议，对塑料餐盒特别是泡沫塑料餐盒是否在使用过程中对人体有害、在生产过程和后续处理过程中是否对环境有害的议题，也有很多学者发表了相关的文献做了探讨。

与此同时，环境友好型的、可降解餐盒材料的研究也在积极推进中。但是在合适的替代品出现之前，是否应该完全取消泡沫塑料餐盒的生产和使用、纸质餐盒是否如预期的比泡沫塑料更环保仍是值得商榷的问题。从全过程产品生命周期评价的角度来全面地评价和比较泡沫塑料餐盒和纸质餐盒的环境影响是工业生态学的必然要求，涉及更多环节并且尽可能定量的环境影响分析有助于科学决策。

1 泡沫塑料和纸餐盒材料

通常所说的泡沫塑料主要成分为食品级的发泡聚苯乙烯（expanded polystyrene，EPS），是一种石油化工产业中的产品，具有高聚物的共性。生产过程通常为[3]：从原油经过催化重组或者热解、分离、提炼等步骤分别获得乙烯和苯之后，进行反应生成苯乙烯，再经过聚合反应生成聚苯乙烯，后加入发泡剂（曾为具有破坏臭氧层作用的氟利昂[2]，后代之以丁烷、戊烷或二氧化碳发泡工艺[4]），最后压制、加热至玻璃化转变温度（glass transition temperature）以上进行热成型，制得产品如泡沫塑料餐盒。

介于在中国铁路开始泡沫塑料餐盒使用带来的白色污染问题，国家开始推荐使用纸质餐盒。在纸餐盒的制造过程中，原料（通常需要一定比例的原木浆）获得后进行制浆并进行筛选和清洗（包括漂白剂的使用），然后加入一系列调整纸浆性质的试剂，最后成型为产品并干燥。对于多油腻的中国快餐特点，纸餐盒在生产中为了达到隔水隔油效果，会在内壁涂一层聚乙烯（polyethylene）隔水膜。

2 生命周期评价

2.1 生命周期评价概述

生命周期评价（life cycle assessment, LCA）是环境影响评价中的一种针对产品的环境影响评价方法，相比于环境影响评价，生命周期评价的出现比较晚，现阶段在我国的推广也不够。最初是在美国对可口可乐等公司的几种产品进行资源与环境使用状况分析（resource and environmental profile analysis，REPA），后来在美国环境毒理与化学学会1990年的生命周期评价研讨会上被正式提出[5]。世界标准组织（ISO）对于生命周期评价的相关规定被包括在环境标准14000系列中[6, 7]，欧洲环境署也针对生命周期评价在1997年发布过方法、经验和信息来源指导手册[8]。

评价过程包括三个阶段：1）研究对象和系统边界的确认；2）数据搜集和数据目录的完善；3）数据处理与评价。评价过程针对产品生产周期的五个阶段：1）原材料的获得与提纯；2）产品生产；3）产品使用；4）产品回用或回收处置；5）连接前述四个步骤的交通运输过程。[9]

2.2 餐盒材料生命周期评价研究进展

2.2.1 泡沫塑料餐盒和纸质餐盒

对于多数产品的生命周期评价，可以从其对环境因素的影响来分析和搜集资料，较常见的有借用传统环境影响评价的矩阵评分方式以及针对六大类主要环境问题（不可再生能源，气候变化，富营养化，酸化，臭氧层，光化学）的污染物排放量当量分析。

表1：生命周期评价典型分析项目

水环境大气土壤资源／能源生物圈

原料获得富营养化（PO4

当量kg）

重金属气候变化

（t－CO2当

量）

酸雨

（kg－SO2当

量）

光化学

（kg－乙烯当

量）

臭氧层破坏

（kgN2O当量）

不可降解性物质

重金属

不可再生能源消

耗

资源消耗（包括

土地、森林）

生物多样性减少

原料加工和产品生产

销售和使用

处置或回收

交通