Порівняльний аналіз методів визначення екологічності харчових продуктів

Крок 5: Обчислення матеріальних входів «від колиски до могили»

Всі процеси виробництва  включаються в список даних і  лист для обчислень для визначення матеріального входу послуг або  продуктів в повному життєвому  циклі. Використання ресурсів підсумовується по всіх стадіях життєвого циклу  і показується окремо.

На кроці 4 виробляється обчислення ресурсоспоживання, включаючи  споживання готового продукту. Більшість  продуктів вимагає витрат ресурсів не тільки на стадії виробництва, але  також і на стадіях використання та знищення. Ці витрати часто залежать від користувача або визначаються особливостями споживання або призначення  продукту. Отже, на даному кроці 5 споживання ресурсів визначається окремо від стадій виробництва.

Крок 6: Від матеріального входу  до критерію МIPS

На цій заключній стадії знаходять ставлення до одиниці послуги. МIPS, тобто матеріальний вхід на одиницю послуги, розраховують шляхом ділення матеріального входу на кількість одиниць послуг. МIPS має одиницю (маса переміщених природних ресурсів / послуга) або (маса переміщених природних ресурсів / маса продукту). МIPS записується в п'яти різних категоріях ресурсів (абіотичні та біотичні ресурси, переміщення ґрунту, вода і повітря).

Крок 7: Інтерпретація результатів

Після збору даних і  визначення матеріального входу, матеріальної інтенсивності або критерію MIPS необхідно проаналізувати отримані результати.

Детальний пояснення категорії  «переміщення ґрунту» в даний час неможливо. Очевидно, що наші методи ведення сільського та лісового господарства, вирощування монокультури представляють серйозне втручання в навколишнє природне середовище. Ці методи призводять до занадто високого ступеня ерозії ґрунту, тому вони повинні бути змінені.

На стадії інтерпретації  результатів допустимо і часто  має сенс аналізувати використання наступних категорій ресурсів спільно: «абіотичні ресурси», «біотичні ресурси», а також «переміщення ґрунту», під яким розуміють тільки ерозію. Однак досить часто диференціація категорій дає цікаві результати. Сума всіх перерахованих категорій дозволяє отримати основний показник для аналізу, який називається «загальне матеріальне споживання» (Total Material Requirement –TMR).

Зменшення МIРS може бути досягнуто заміною матеріалів, використовуваних у виробництві продукції на матеріали з меншим «екологічним рюкзаком» [5,6].

 

2. Число МI

 

MI-числа (material input), являють собою загальну кількість природних ресурсів (в тоннах), що витрачаються при виробництві однієї тонни будь - якого продукту. Споживані ресурси під час виробництва, використання та повторної переробки відходів продукту перераховуються за допомогою спеціальних перевідних коефіцієнтів або МI-чисел в кількість використовуваних природних ресурсів.

Екологічні аспекти, пов'язані  з порушенням нормативно-правових актів, все визнаються значущими. Обов'язкове дотримання законодавчих норм передбачено ISO 14001:2004 і EMAS.

Якщо не виявлено порушення  законодавчих норм в області навколишнього  середовища, або легко переборні, персонал повинен зайнятися усуненням  негативного впливу екологічних  аспектів другої групи. Серед аспектів другої групи значущі екологічні аспекти виділяють не за допомогою  кількох критеріїв, суб'єктивно оцінених експертами, а по єдиному об'єктивному  критерію. Таким критерієм пропонується вважати числа, що виражають матеріальний вхід природних ресурсів для кожного,  отримані на основі MI-чисел розроблених Вуппертальской інститутом клімату та навколишнього середовища (Німеччина).

Серед другої групи екологічних  аспектів виділяти тільки ті з них, що пов'язані з поняттям матеріального "входу", тобто сировиною, напівфабрикатами, енергією. "Вихідними" потоками можна знехтувати, оскільки ті з них, що пов'язані з порушеннями нормативно-правових актів, були враховані ще в першій групі екологічних аспектів. Єдиним критерієм для визначення значущості екологічного аспекту слід вважати матеріал вхід для кожного, хто входить компонента, що отримується в результаті множення потоку кожного вхідного речовини на його матеріальну інтенсивність (MI-числа).

МІ числа залежать від  геологічної та технічної ситуації і можуть змінюватися з часом. Усі МІ числа розраховані та представлені на сайті Вуппертальського інституту [6].

Для скорочення матеріального входу (МІ):

- Вибір робочих матеріалів (наприклад, використання рециклінгу матеріалів).

- Вибір методів виробництва  (наприклад, застосування енергозберігаючого  обладнання, замкнутих циклів водопостачання).

- Спеціальні технології  обробки поверхонь для зменшення  і запобігання корозії, тертя,  забруднення (наприклад, використання  «ефекту Лотуса» для скорочення  забруднення поверхонь).

- Транспорт (наприклад,  використання найпростіших транспортних  засобів, скорочення транспортних  перевезень).

- Упаковка (наприклад, системи  багаторазового використання).

- Переробка матеріалів, знищення  [5,6].

Розрахунок МІ чисел

Якщо МІ-числа знаходяться для матеріалів, модулів, напівфабрикатів, то розрахунок виконується наступним чином.

Дані та результати матеріальних вхідних потоків використовуються як вихідні для обчислень. Визначаються відповідні матеріальні входи в кілограмах (кг) або матеріальні інтенсивності, наприклад в кілограмах на кілограм (кг / кг) або кілограмах на мегаджоуль (кг / МДж), для відповідних проміжних продуктів, які залежать від процесів, пов'язаних з прямим вилученням ресурсів. Матеріальним вхід (МІ) визначається шляхом множення кожного вхідного потоку (кількість вхідного речовини) на матеріальну інтенсивність (МІТ) вхідної речовини. При додаванні знайдених даних отримують матеріальний вхід відповідного проміжного продукту. При зборі даних і обчислень підсумовування проводиться в межах кожної категорії ресурсів.

Матеріальна інтенсивність  виражається в одиницях кілограм на кілограм (кг / кг). Єдиний виняток  з цього правила становлять продукти, які не мають ваги, такі, як електрична енергія або теплота; в цьому  випадку матеріальна інтенсивність  має іншу розмірність. Тоді одиниця  ваги вказується в чисельнику, а  відповідна одиниця, характерна для  даного продукту, в знаменнику, наприклад  кілограм на кіловат-годину (кг / кВт-год).

Для проміжних продуктів, вхід яких виражено в одиницях ваги бажано поставити матеріальну інтенсивність як результат, тобто розрахувати матеріал вхід на один кілограм продукції. Якщо для проміжних продуктів не можна визначити одиницю послуги, то критерій МІPS обчислити неможливо.

При обчисленні матеріального  входу і матеріальної інтенсивності  істотним є поділ між основними  і побічними продуктами. Основні  продукти можуть підсумовуватися, оскільки це ті продукти, для яких, головним чином, здійснюється процес. Матеріальний вхід процесу приписується основному  продукту або ділиться на різні основні  продукти пропорційно їх вазі. Матеріальний вхід процесу зазвичай включає в  себе побічні продукти тільки в тій  частині, яка пов'язана з їх подальшою  обробкою. Такий поділ готових  продуктів і входів може змінюватися  в залежності від обставин і умов виробництва [6].

 

1.3 Екологічний рюкзак

 

Ідея екологічного рюкзака  була у дев'яності роки розроблена Фрідріхом Шмідт-Блик, цю модель в 1994 році як частина міркувань матеріальних витрат на одиницю послуги (MIPS), опублікованому вперше в Вуппертальському Інституті сталого розвитку.

Екологічний рюкзак - це кількість  сировини, яка використовується, для  виробництва продукту. Екологічний рюкзак, також відомий як матеріальний слід, що представляє невидиму тяжкість продукту. Він представлений природними ресурсами (матеріальні витрати, MI) - мінус вага від колиски до точки продажу. Він вимірюється в одиниці маси, таких як кілограмів чи тонн. Екологічний Рюкзак містить резюме використання ресурсів у процесі виробництва продукту (Шмідт-Блик 2009) і є важливим вимірюванням для порівняння функціонально еквівалентні продуктів [12].

Екологічний рюкзак конкретизує приховані потоки, використану сировину і передану на етапі виробництва, але які не видно в кінцевому продукті. "Екологічний Рюкзак" оцінює споживання природних ресурсів таким чином, що обчислюється середня вага природних ресурсів, витрачених на послуги й виробництво [12].

Розрахунок «екологічного рюкзака»

Розрахунок екологічного рюкзака засновано на MIPS аналізі і може бути використаний для вимірювання загальної кількості природних ресурсів, необхідних для виробництва певного продукту. Екологічний рюкзак конкретизує приховані потоки, використаний матеріал і переданий на етапи виробництва, але які не видно в кінцевому продукті. Екологічний рюкзак може бути виміряна в п'яти категоріях:

• Абіотичні (невідновлюваних) ;
• Біотичних (поновлюваних) ресурсів;
• Ерозії;
• Води;
• Повітря.

Концепція екологічного рюкзака може бути використаний для вимірювання та поліпшення екологічної ефективності. Це означає, що ми можемо створити більше багатства з меншої кількості матеріалу. Цей метод може бути застосований до одного продукту і навіть до спосібу життя.

Розгляд життєвого циклу  продукції є необхідним при виконанні  МIРS-аналізу, так як екологічний збиток, який надає виробництво або споживання того чи іншого продукту на природу не завжди очевидна, але згідно з концепцією МIРS існує завжди, і будь-який продукт несе невидимий "екологічний рюкзак». «Екологічний рюкзак» визначається як різниця між сумарними матеріальними потоками на всьому життєвому циклі продукту і корисним вагою цього продукту. Для одиниці послуги «екологічним рюкзаком» є сукупне матеріальне споживання на її виробництво.

«Екологічний рюкзак продукту» - МI-вага корисного продукту

або "Екологічний рюкзак послуги» - МI

 Зменшення МIРS може бути досягнуто заміною матеріалів, використовуваних у виробництві продукції на матеріали з меншим «екологічним рюкзаком» або зменшенням витрати матеріалів, або збільшенням величини S [3,7]

 

1.5 Екологічний слід

 

 Екологічний слід (чи екологічний відбиток) був вперше введений в 1992 році канадським екологом В. Рисом і його аспірантом М. Векернагелом. Даний показник на сьогодні є одним з найбільш поширених індикаторів стійкості, тобто спостерігається таке використання природних ресурсів, яке не завдає екологічної шкоди [1]. Крім того, екологічний слід дає можливість оцінити, як довго ми можемо впливати на навколишнє середовище, наскільки нам вистачить природних ресурсів. У вузькому сенсі, це та площа біологічно продуктивної території, яка необхідна для виробництва використовуваних людиною ресурсів та асиміляції відходів [4].

Розрахунок екологічного сліду

Розрахунок проводять  структурним або компонентним методами.

Для розрахунку екологічного сліду застосовуються два різних підходи: компонентний і структурний. У разі компонентного підходу  проводиться підсумовування екологічних  слідів всіх істотних компонентів ресурсо споживання і виробництва відходів населенням. Для цього, по-перше, виявляються всі індивідуальні компоненти і відповідні їм обсяги споживання даними населенням і, по-друге, оцінюються екологічні сліди кожного компонента на основі даних про життєвий цикл. Загальна точність остаточного результата в рівній мірі залежить від повноти переліку компонентів і від надійності оцінки життєвого циклу (ОЖЦ) кожного з виявлених компонентів. Результати розрахунків із застосуванням даного підходу відрізняються сильним відхиленням, що пов'язано з наявністю граничних проблем для ОЖЦ, відсутністю точної та повної інформації про життєвий цикл компонентів і подвійним урахуванням у разі складних ланцюгів виробництва, що включають велику кількість первинних і побічних продуктів. Слід також врахувати, що для кожного аналізованого процесу необхідний великий обсяг докладної інформації, а також те, що попит на ресурси в разі однакових продуктів може істотно відрізнятися в залежності від способу їх виробництва.

Недоліки компонентного  методу можна компенсувати шляхом порівняння результатів компонентного розрахунку з даними, отриманими за допомогою структурного методу. В рамках структурного методу, на якому засновані справжні розрахунки, екологічний слід обчислюється на базі сукупних національних даних. Такі сукупні дані відображають потреби в ресурсах незалежно від їх кінцевого використання в кожному конкретному випадку, і тому вони повніше вихідних даних, що використовуються в разі компонентного підходу.

Розрахунок екологічного сліду зводиться до визначення потоків  ресурсів і відходів. Після цього  зазначені потоки переводяться в  одиниці площі земель, а потім  в одиниці глобальних гектарів, тобто  одиниці, в яких остаточно виражається  екологічний слід. Далі всі ці глобальні  гектари підсумовуються, що дає відомості  про загальний (тобто загальнолюдський) попит на необхідну площу землі.[8]

Екологічний слід - це сума шести  складових, а саме:

1. Рослинний слід - площа, необхідна для виробництва всієї сільськогосподарської продукції рослинництва, включаючи злаки, плоди, овочі, коренеплоди, горіхи, чай, каву, цукор, маргарин, олію, тютюн, що споживаються людиною, а також кормів, що необхідні для вирощування сільськогосподарських тварин,продукція яких в подальшому споживається людиною які надалі переробляються на м'ясо і споживаються людиною.

2. Тваринний слід - площа, необхідна для випасу і утримання сільськогосподарських тварин, продукція яких в подальшому споживається людиною. Мається на увазі м'ясна і молочна продукція великої рогатої худоби, овець, кіз.

3. Лісовий слід - площа,  необхідна для виробництва і  споживання деревини. До складу  деревини включаються дрова, деревне  вугілля, ділова деревина (в т.ч.  дошки, фанера), папір, картон.

4. Рибний слід - площа,  необхідна для виробництва і  споживаних морської риби і  морепродуктів. До складу морепродуктів  включаються всі види морської  риби, ракоподібні, а також рибне  борошно і масла, які використовуються  на корм тваринам.

5. Енергетичний слід - площа,  необхідна для виробництва енергії,  включаючи забезпечення енергоресурсів, утилізацію відходів виробництва  енергії. При розрахунку енергетичного  сліду спостерігаються регіональні  відмінності між значеннями сліду  для розвинених і країн, що розвиваються.

6. Будівельний слід - площа  території, необхідна для розміщення  інфраструктури під об'єкти житла,  транспорту, виробничих потужностей [8,9].