Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология, 2020, № 5, стр. 3-23

Методология экологической оценки жизненного цикла твердых коммунальных отходов. Основные положения и примеры применения

Т. И. Юганова *

Институт геоэкологии им. Е. М. Сергеева РАН
101000 Москва, Уланский пер., 13, стр. 2, Россия

* E-mail: tigryu@gmail.com

Поступила в редакцию 22.05.2020
После доработки 25.05.2020
Принята к публикации 25.05.2020

Аннотация

В обзоре рассмотрена методология оценки жизненного цикла твердых коммунальных отходов (ОЖЦО) с позиций охраны окружающей среды, широко использующаяся во многих странах, но практически не применяемая в России. Представлены основные понятия методологии – сценарий жизненного цикла и его этапы, стадии оценки, категории воздействия и их индикаторы, функциональная единица и др. Отдельно рассмотрена проблема взвешивания категорий, его субъективности. Представлен пример использования ОЖЦО в России при оценке потенциального воздействия на окружающую среду разработанных сценариев утилизации отходов для г. Иркутска. Среди зарубежных исследований отмечено несколько обзоров применений ОЖЦО. Указаны часто используемые программные продукты. Приведен ряд доступных публикаций о конкретном опыте применения методологии ОЖЦО, где изучены более или менее полные сценарии, с указанием рассмотренных этапов, категорий воздействия и детальности результатов. Описаны некоторые из этих исследований. Отдельно рассмотрен один из последних этапов жизненного цикла отходов – воздействие на окружающую среду закрытого полигона ТКО, в частности, продолжительность такого воздействия, которую рекомендуется учитывать в ОЖЦО. Представлено исследование, моделирующее поступление загрязняющих веществ с фильтратом в течение 10 000 лет при различных сценариях обслуживания полигона с ОЖЦО по категориям токсичности и эвтрофикации, и показано преимущество такого подхода перед обычной оценкой риска загрязнения подземных вод.

Ключевые слова: твердые коммунальные отходы (ТКО), жизненный цикл отходов (ЖЦО), оценка жизненного цикла отходов (ОЖЦО), сценарий, стадии ОЖЦО, инвентаризация, оценка воздействия, категории воздействия, индикатор категории воздействия, характеризация, взвешивание, субъективность, функциональная единица, закрытый полигон ТКО

DOI: 10.31857/S0869780920050094

Список литературы

  1. Osipov V.I. Upravleniye tverdymi kommunalnymi otkhodami kak federalnyi ekologicheskii proekt [Management of solid municipal waste as the federal ecological project]. Geoekologiya, 2019, no. 3, pp. 3–11. (in Russian)

  2. Saati T. Prinyatie reshenij. Metod analiza ierarxij / Per. s angl. R.G. Vachnadze [Decision making with the analytic hierarchy process]. Moscow, “Radio i svyaz`” Publ., 1993, 278 p. (in Russian)

  3. Slyusar N.N., Vajsman Ya.I., Korotaev V.N. Ocenka dolgosrochnyh emissij ob"ektov zahoroneniya tverdyh kommunal’nyh othodov: rezul’taty polevyh issledovanij i laboratornogo modelirovaniya [The estimation of long-term emissions from municipal solid waste landfill-sites: the results of field studies and laboratory modeling]. Ekologiya i promyshlennost' Rossii, 2016, vol. 20, no. 4, pp. 32–39. (in Russian)

  4. Tulokhonova A.V., Ulanova O.V. Ocenka zhiznennogo cikla integrirovanny`x sistem upravleniya otxodami [Life cycle assessment of integrated waste management systems]. Moscow, Academy of Natural Sciences, 2013. Available at: URL: https://www.monographies.ru/ru/book/view?id=267 (accessed 19.05.2020). (in Russian)

  5. Ulanova O.V., Starostina V.Yu. Kratkij obzor metoda ocenki zhiznennogo cikla produkcii i sistem upravleniya otxodami [A brief overview of the product life cycle assessment methodology and waste management systems]. Sovremenny`e problemy` nauki i obrazovaniya, 2012, no. 4. Available at: URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=6799 (accessed 19.05.2020). (in Russian)

  6. Abeliotis K. Life cycle assessment in municipal solid waste management. Integrated Waste Management. Vol. 1. / S. Kumar, ed. InTech, 2011, pp. 465–482. Available at: URL: https://www.intechopen.com/books/integrated-waste-management-volume-i/life-cycle-assessment-in-municipal-solid-waste-management (accessed 19.05.2020).

  7. Ahlroth S., Nilsson M., Finnveden G., Hjelm O., Hochschorner E. Weighting and valuation in selected environmental systems analysis tools – suggestions for further developments. Journal of Cleaner Production, 2011, vol. 19, no. 2–3, pp. 145–156.

  8. Banar M., Cokaygil Z., Ozkan A. Life cycle assessment of solid waste management options for Eskisehir, Turkeyn. Waste Management, 2009, vol. 29, no. 1, pp. 54–62.

  9. Bhander G.S., Christensen T.H., Hauschild M.Z. EASEWASTE – life cycle modeling capabilities for waste management technologies. The International Journal of Life Cycle Assessment, 2010, vol. 15, no. 4, pp. 403–416.

  10. Boer J., Boer E., Jager J. LCA-IWM: a decision support tool for sustainability assessment of waste management systems. Waste Management, 2007, vol. 27, no. 8, pp. 1032–1045.

  11. Bovea M.D., Ibáñez-Forés V., Gallardo A., Colomer-Mendoza F.J. Environmental assessment of alternative municipal solid waste management strategies. A Spanish case study. Waste Management, 2010, vol. 30, no. 11, pp. 2383–2395.

  12. Chen X. Life Cycle Assessment (LCA) of Five Municipal Solid Waste Management Systems (MSWMS): A Case Study of Nanjing, China: Thesis of Master of Science. University of East Anglia, Norwich Research Park. UK, 2012, 48 p. Available at: URL: https://pdfs.semanticscholar.org/ff80/a0fd04868b9cdcadcac48bcc31fcb6fd3951.pdf (accessed 19.05.2020).

  13. Cleary J. Life cycle assessments of municipal solid waste management systems: A comparative analysis of selected peer-reviewed literature. Environment International, 2009, vol. 35, no. 8, pp. 1256–1266.

  14. CML-IA Characterisation Factors. Available at: URL: https://www.universiteitleiden.nl/en/research/research-output/science/cml-ia-characterisation-factors (accessed 19.05.2020).

  15. Cremiato R., Mastellone M.L., Tagliaferri C., Zaccariello L., Lettieri P. Environmental impact of municipal solid waste management using Life Cycle Assessment: The effect of anaerobic digestion, materials recovery and secondary fuels production. Renewable Energy, 2018, vol. 124, pp. 180–188.

  16. The Eco-indicator 95. Weighting method for environmental effects that damage ecosystems or human health on a European scale: Final Report / M. Goedkoop; PRé Consultants, DUIJF Consultancy BV. Netherlands, 1995, 89 p. Available at: URL: https://www.pre-sustainability.com/download/EI95FinalReport.pdf (accessed 19.05.2020).

  17. The Eco-indicator 99. A damage oriented method for Life Cycle Impact Assessment: Methodology Annex; Third edition / M. Goedkoop, R. Spriensma; PRé Consultants B.V, 2001, 87 p. Available at: URL: https://www.pre-sustainability.com/download/EI99_annexe_v3.pdf (accessed 19.05.2020).

  18. Ecoinvent. Available at: URL: https://www.ecoinvent.org/home.html (accessed 19.05.2020).

  19. Finnveden G. Methodological aspects of life cycle assessment of integrated solid waste management systems. Resources, Conservation & Recycling, 1999, vol. 26, no. 3–4, pp. 173–187.

  20. Finnveden G., Hauschild M.Z., Ekvall T., Guinée J., Heijungs R., Hellweg S., Koehler A., Pennington D., Suh S. Recent developments in Life Cycle Assessment. Journal of Environmental Management, 2009, vol. 91, no. 1, pp. 1–21.

  21. GaBi Database & Modelling Principles, 2017, 194 p. Available at: URL: https://www.gabi-software.com/fileadmin/GaBi_Databases/GaBi_Modelling_Principles_2017.pdf (accessed 19.05.2020).

  22. International Standard ISO 14040 Environmental management – Life cycle assessment – Principles and framework: Second edition 2006-07-01, 2006. 26 p. Available at: http://www.cscses.com/uploads/2016328/20160328110518251825.pdf (accessed 19.05.2020).

  23. Introduction to LCA with SimaPro / PRé; M. Goedkoop, M. Oele, J. Leijting, T. Ponsioen, E. Meijer. 2016, 80 p. Available at: URL: https://www.pre-sustainability.com/download/SimaPro8IntroductionToLCA.pdf (accessed 19.05.2020).

  24. Kaazke J., Meneses M., Wilke B.-M., Rotter V.S. Environmental evaluation of waste treatment scenarios for the towns Khanty-Mansiysk and Surgut, Russia. Waste Management & Research, 2013, vol. 31, no. 3. pp. 315–326.

  25. Khandelwal H., Dhar H., Thalla A.K., Kumar S. Application of life cycle assessment in municipal solid waste management: A worldwide critical review. Journal of Cleaner Production, 2019, vol. 209, pp. 630–654.

  26. Kjeldsen P., Barlaz M.A., Rooker A.P., Baun A., Ledin A., Christensen T.H. Present and long-term composition of MSW landfill leachate: A Review. Critical Reviews in Environmental Science & Technology, 2002, vol. 32, no. 4, pp. 297–336.

  27. Kulczycka J., Lelek Ł., Lewandowska A., Zarebska J. Life cycle assessment of municipal solid waste management – comparison of results using different LCA models. Polish Journal of Environmental Studies, 2015, vol. 24, no. 1, pp. 125–140.

  28. Liikanen M., Havukainen J., Viana E., Horttanainen M. Steps towards more environmentally sustainable municipal solid waste management – A life cycle assessment study of Sao Paulo, Brazil. Journal of Cleaner Production, 2018, vol. 196, pp. 150–162.

  29. Obersteiner G., Binner E., Mostbauer P., Salhofer S. Landfill modelling in LCA – A contribution based on empirical data. Waste Management, 2007, vol. 27, no. 8, pp. S58–S74.

  30. Ogundipe F.O., Jimoh O.D. Life Cycle Assessment of Municipal Solid Waste Management in Minna, Niger State, Nigeria. International Journal of Environmental Research, 2015, vol. 9, no. 4, pp. 1305–1314.

  31. Özeler D., Yetiş Ü., Demirer G.N. Life cycle assessment of municipal solid waste management methods: Ankara case study. Environment International, 2006, vol. 32, no. 3, pp. 405–411.

  32. Parkes O., Lettieri P., Bogle I.D.L. Life cycle assessment of integrated waste management systems for alternative legacy scenarios of the London Olympic Park. Waste Management, 2015, vol. 40, pp. 157–166.

  33. Ripa M., Fiorentino G., Vacca V., Ulgiati S. The relevance of site-specific data in Life Cycle Assessment (LCA). The case of the municipal solid waste management in the metropolitan city of Naples (Italy). Journal of Cleaner Production, 2017, vol. 142, Part 1, pp. 445–460.

  34. Ripaldi G. Life Cycle Assessment of Waste Management System. The case of Avezzano, Italy: Master of Science Thesis. Stockholm, 2015, 124 p. Available at: URL: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/79534/GloriaRipaldiFialDraft.pdf?sequence=1&isAllowed=y (accessed 19.05.2020).

  35. Rodríguez-Iglesias J., Marañón E., Castrillón L., Riestra R., Sastre H. Life cycle analysis of municipal solid waste management possibilities in Asturias, Spain. Waste Management & Research, 2003, vol. 21, no. 6, pp. 535–548.

  36. SuperDecisions / Expert Choice. Available at: URL: https://superdecisions.com/ (accessed 19.05.2020).

  37. Turner D.A., Beaven R.P., Woodman N.D. Evaluating landfill aftercare strategies: A life cycle assessment approach. Waste Management, 2017, vol. 63, pp. 417–431.

  38. Yay A.S.E. Application of life cycle assessment (LCA) for municipal solid waste management: a case study of Sakarya. Journal of Cleaner Production, 2015, vol. 94, pp. 284–293.

  39. Zhao Y., Wang H.-T., Lu W.-J., Damgaard A., Christensen T.H. Life cycle assessment of the municipal solid waste management system in Hangzhou, China (EASEWASTE). Waste Management & Research, 2009, vol. 27, no. 4, pp. 399–406.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология