Rolnictwo i środowisko
4. METODYKA OCENY ODDZIAŁYWAŃ NA ŚRODOWISKO
4.1. Przegląd metod ekobilansowych
W dostępnej literaturze można uzyskać informacje na temat kilku metod ekobilansowych, które w różnym stopniu umożliwiają przeprowadzenie analizy. Do nich zaliczamy metody24 między innymi [103]:
- Feckera,
- krytycznych objętości, - ekopunktową,
- sumarycznych nakładów środowiskowych,
- środowiskowa ocena cyklu życia LCA (LCA - life cycle assessment).
Metody oparte na koncepcji oceny cyklu życia to [103]:
- ocena przepływów materiałów (MFA – material flow accounting),
- ocena oddziaływań na środowisko (EIA – environmental impact assessment), - oszacowanie ryzyka (RA – risk assessment),
- analizy „wejść i wyjść” do systemu ( input – output approach), - analiza cyklu życia produktu.
Nie każda metoda może być wykorzystywana do przeprowadzenia badania ze względu na jej ograniczenia. Głównym wymaganiem jakie stawia się metodom to uniwersalność, co rozumieć należy — czy można ją zastosować do każdej sytuacji, do każdego przedmiotu, czy usługi25. W tabeli 4.1 wskazano charakterystykę metod ekobilansowych według określonych obszarów zastosowań. Na tej postawie podjęto decyzję o wyborze metody oceny cyklu życia, którą jest środowiskowe oszacowanie cyklu życia LCA ze względu na fakt, iż nie ma ona ograniczeń oraz cechuje się kompleksowością, wymiernością i zorientowaniem na obiekt.
Tabela 4.1: Charakterystyka metod ekobilansowych według określonych obszarów zastosowań opracowana na podstawie tab. 7.2 z pracy [31]
Obszar zastosowań
Metoda
Beckera Krytycznych objętości Ekopunktowa Sumarycznyc h nakładów środowiskowy ch Środowisko- we oszacowanie cyklu życia LCA Analiza cyklu życia produktu
Projektowanie - - +/- - + +
Udoskonalenie produktu - - +/- +/- + +
Analiza porównawcza + +/- + + + +
Ekoetykietowanie wyrobu + + + + + +
Ustanawianie norm - - - - + -
Planowanie strategii rozwoju + - - - + +
Działania marketingowe + + + + + +
Kształtowanie polityki produktowej + - - - + +
+ spełnia wymagania, - nie spełnia wymagań , +/- częściowo spełnia wymagania
24 Szczegółowy opis metod ekobilansowych wyszczególniony w myślnikach znajduje się w pracy magisterskiej autorki niniejszej rozprawy [103].
25 Usługa jest działalnością nie mającą charakteru materialnego, dostarcza nabywcom informacji, które nie koniecznie muszą być związane ze sprzedażą dóbr lub usług w porównaniu do produktu, który można kupić na własność [14]
Przez kompleksowość autorka pracy rozumie, iż zakres analizy to wszystkie etapy życia produktu (obiektu tj. maszyny czy urządzenia) i wszystkie oddziaływania z nimi związane.
Przez wymierność rozumie się wyrażenie wyników za pomocą wartości liczbowych definiując jednostkę funkcjonalną26. Przez zorientowana na obiekt rozumie się, iż przedmiotem badań są środowiskowe konsekwencje (istnienia) życia obiektów (produktów, maszyn i urządzeń).
4.2. Ocena cyklu życia
Ocena cyklu życia (LCA ang. Life Cycle Assessment) jest różnorodnie definiowana.
M. Gollinger definiuje ją jako technikę „mającą na celu ocenę potencjalnych zagrożeń środowiskowych. Dokonywana jest ona poprzez identyfikację i określenie ilości użytych materiałów, energii oraz odpadów wprowadzanych do środowiska, a następnie ocenę wpływu tych procesów na środowisko naturalne”[21]. Z. Kłos określa ocenę cyklu życia jako „sposób oszacowania obciążenia środowiskowego, oparty na inwentaryzacji czynników środowiskowych w odniesieniu do obiektu (wyrobu, urządzenia lub produktu), procesu albo działalności, w cyklu od wydobycia surowców do ich końcowego zagospodarowania” [33]. Obie te definicje się uzupełniają. Technika ta umożliwia ocenę nie tylko wielkości emisji substancji szkodliwych, ale i wielkości zużycia energii, materiałów we wszystkich fazach życia wyrobu (produktu, usługi, procesu). Sposób oszacowania obciążenia środowiskowego obejmuje cztery etapy (rys. 4.1) [58-63]:
identyfikację celu i zakresu,
analizę zbioru,
ocenę wpływu,
interpretację.
kierunek potencjalnych interakcji zasadniczy kierunek oceny cyklu życia
Rys. 4.1. Etapy oceny cyklu życia – LCA na podstawie normy [58]
26 Jednostka funkcjonalna to ilościowy efekt systemu wyrobu stosowany jako jednostka odniesienia w badaniach analizy cyklu życia [62]; wszystkie dane się do niej odnoszą. Musi być jasno zdefiniowana i mierzalna.
STRUKTURA OCENY CYKLU ŻYCIA
Bezpośrednie zastosowania:
- rozwój i doskonalenie wyrobu
- planowanie strategiczne - tworzenie polityki społecznej
- marketing - inne Interpretacja
Ocena wpływu Analiza zbioru Określenie celu i zakresu
Każdy z etapów jest ważny i w ramach każdego etapu realizowane są różne zadania.
W pierwszym etapie występują cztery zadania: dokonuje się szczegółowego opisu produktu będącego przedmiotem badań (lub oceny), wskazuje właściwości, które reprezentuje dany produkt, podaje się kryteria, według których przedmiot badań będzie porównywany z innymi produktami (definiuje się jednostkę funkcjonalną) oraz określa się czas i miejsce badań. Drugi etap obejmuje pięć zadań: w pierwszej kolejności szkicuje się drzewo przebiegu procesów, które stanowi graficzne odzwierciedlenie przebiegających w środowisku procesów, ponadto opracowuje się modele oddziaływań przedmiotu badań na środowisko, opracowanie profili środowiskowych oraz normalizacja otrzymanych wyników. Następnie opracowuje się tablice oddziaływań na podstawie drzewa przebiegu procesu. W trzecim etapie dokonuje się oceny przedmiotu badań na podstawie profili środowiskowych, szacuje się wartości profilu środowiskowego i pewności otrzymanych wyników. W ostatnim etapie przedstawia się i interpretuje wyniki i wnioski.
4.3. Eco-Indicator 99 — narzędzie obliczeniowe w metodzie LCA
Wykonanie analizy oddziaływań środowiskowych (analizy LCA) bez zastosowania nowoczesnych programów komputerowych jest możliwe, ale bardzo czasochłonne, a w niektórych przypadkach niewykonalne. Systemy komputerowe cechują rozbudowane bazy danych z licznymi wejściami do procesów i wyjściami z nich, które jednocześnie pomagają oszacować wpływy na środowisko przedmiotu badań; na podstawie wprowadzonych danych opracowują szczegółowe drzewa procesów i prowadzą obliczenia.
Otrzymane wyniki są zestawione w tabele i porównywalne między sobą. W niniejszej pracy zastosowano program komputerowy SimaPro 7.1. W strukturze tego programu znajdują się bazy danych z metodami oszacowania wpływu: charakteryzacji wpływu, oszacowaniem szkód, normalizacją i ważeniem. Ponadto program obejmuje wprowadzone narzędzia: Eco-Indicator 99, CML 2001, EDIP/UMIP, EPS, Ecopoints, Ecological scarcity, EPD, Impact 2002+. Wymienione wyżej modele obliczeniowe zostały opisane i scharakteryzowane w pracach [3, 19, 20, 36, 43].
Procedura obliczeniowa Eco-Indicator 99 (rys. 4.2) ma na celu transformację długiej listy wyników analizy zbioru wejść i wyjść do ograniczonej ilości wskaźników. Procedura Eco-Indicator 99 jest możliwa do przeprowadzenia w trzech wariantach: indywidualnym (I), hierarchicznym (H) oraz egalitarnym (E).
Wariant indywidualny przeprowadza się w przypadku analiz krótkoterminowych, gdy analityka interesuje tylko udowodnienie wpływu badanego obiektu na środowisko, a technologia z nim związana może pozwolić na uniknięcie problemów w przyszłości.
Przeprowadzając wariant egalitarny otrzymuje się informacje o wszystkich możliwych efektach środowiskowych. Stosowany jest do analiz długoterminowych i ma charakter zapobiegawczy. Wariant hierarchiczny jest modelem pośrednim między wcześniej opisanymi, który bazuje na wynikach teorii naukowych co do oceny efektów.
Znormalizowane wartości obszarów i kategorii wpływu dla Europy oraz udziały procentowe obszarów wpływu dla modeli ważenia H, E oraz I przedstawia tabela 4.2.
Sposób obliczania ekowskaźnika metodą Eco-Indicator 99 jest następujący:
1) określa się współczynniki szkodliwości DF (ang. Damage Factor) wyrażone w odpowiednich jednostkach,
2) współczynnik DF dzieli się przez wartości znormalizowane dla obszaru wpływu otrzymując znormalizowane współczynniki szkodliwości NDF (ang. Normalised Damage Factor),
3) współczynnik NDF mnoży się przez odpowiednie stopnie ważności, otrzymując ważony współczynnik szkodliwości WDF (ang. Weighed Damage Factor),
Rys.4.2. Metodyka obliczeniowa Eco-Indicator 99. Kursywą zapisano procedury. Pozostałe prostokąty dotyczą poszczególnych faz obliczeń metodą Eco-Indicator 95 [19,36]
Nadwyżka energii do przyszłej eksploatacji Nadwyżka energii do przyszłej eksploatacji
Regionalny wpływ na gatunki roślin naczyniowych Szkody dla jakości
Lokalny wpływ na gatunki roślin naczyniowych
Zakwaszenie / eutrofizacja (obecność zagrożonych gatunków)
Normalizacja, ważenie
Ekotoksyczność; oddziaływanie toksyczne (PAF)
Zmiany klimatu (choroby i zaburzenia)
Analiza szkodliwości
Analiza ekspozycji i analiza efektów/wpływów
Koncentracja w powietrzu, wodzie, żywności Koncentracja SPM i WOC
Koncentracja radionuklidów Koncentracja gazów cieplarnianych Koncetracja: miasta, rolnictwo, gleby, woda
Zmiany pH i przyswajania składników pokarmowych
Zmiany wielkości siedlisk ludzkich Dostępne paliwa kopalne (wg rodzajów)
Koncentraty surowców mineralnych
Uszkodzenia warstwy ozonu (nowotwory, zaćmy) Promieniowanie jonizujące (przypadki i typy raka) Wpływ na układ oddechowy (przypadki i typy)
Rakotwórczość (przypadki i typy raka)
Koncentracja gazów szkodliwych dla ozonu
NOX
4) suma współczynników WDF pozwala określić Eco-Indicator 99.[36]
W ramach procedury Eco-Indicator 99 szkody środowiskowe są grupowane w następujące kategorie, [36]:
1) zdrowie ludzkie: choroby układu oddechowego powodowane przez substancje