环境热点区域的评估与可持续贻贝养殖的改进措施:以意大利拉斯佩齐亚为例的生命周期评估(LCA)方法

《Cleaner Environmental Systems》:Evaluation of Environmental Hotspots and Improvements for Sustainable Mussel Production: An LCA Approach on the Case Study of La Spezia (Italy)

【字体: 时间:2025年10月18日 来源:Cleaner Environmental Systems 4.9

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  蓝循环经济视角下意大利拉皮萨海湾贻贝养殖的环境影响与优化策略研究,通过生命周期评估(LCA)结合情景分析,揭示进口依赖(占总影响的90%以上)和塑料材料使用是主要环境问题,提出减少进口(50%或100%)、采用可再生能源及 shells 循环利用等方案,可降低42%-97%的环境影响,为海洋牧场可持续发展提供决策依据。

  ### 摩斯鱼养殖的生命周期评估与循环经济策略

在全球范围内,随着人口增长和对食物需求的上升,渔业和水产养殖业正面临前所未有的挑战。传统的渔业资源因过度捕捞、非法活动以及生态系统破坏而减少,促使人们寻求更加可持续的替代方案,其中水产养殖成为重要的发展方向。然而,水产养殖也伴随着显著的环境影响,这使得如何实现可持续性成为全球关注的焦点。在这一背景下,摩斯鱼养殖因其较低的环境影响而被广泛视为一种可持续的动物蛋白来源。

摩斯鱼养殖的独特之处在于其自然的摄食方式。摩斯鱼通过过滤水中的浮游植物、藻类和其他有机颗粒获取营养,这意味着它们不需要额外的饲料或添加剂,如维生素或抗生素。这种自然的摄食机制不仅减少了对资源的消耗,也降低了对生态系统的干扰。此外,摩斯鱼作为固着生物,可以在管道网中养殖,从而减少对海洋空间的占用,进一步提升其环境友好性。

尽管摩斯鱼养殖具有可持续性特征,但其整个生产周期中仍存在可以优化的环节。从本地产品来源、能源消耗到加工过程中废弃物的再利用,都有潜力进行改进。因此,这项研究采用生命周期评估(LCA)方法,对摩斯鱼养殖进行系统分析,以识别并优化生产过程中的环境热点,从而推动更加可持续的养殖实践。

本研究聚焦于意大利利古里亚大区的拉斯佩齐亚湾,该地区不仅是摩斯鱼养殖的传统基地,还因其独特的生态环境和复杂的工业活动而具有代表性。拉斯佩齐亚湾毗邻五渔村国家公园,位于地中海皮拉哥斯海洋哺乳动物保护区的核心区域,同时靠近重要的工业和军事设施,如商业港口和海军基地。这种自然价值与人类活动的共存,使得该地区成为评估水产养殖系统环境表现的理想地点。

此外,本地摩斯鱼养殖规模相对较小,与意大利其他地区相比,这一特点使得研究更易于管理,并为测试创新实践和向更可持续的模式转型提供了机会。本研究还填补了现有文献中关于第勒尼安海岸摩斯鱼养殖生命周期评估的空白,为更广泛的地理比较提供了数据支持。

### 研究方法与系统边界

为了全面评估摩斯鱼养殖的环境影响,本研究采用了一种结合循环经济理念的综合方法。研究不仅关注当前的环境问题,还识别了可能的回收链条,并探讨了现有法规下废弃物再利用的可能性。LCA分析遵循EN_ISO_14040和EN_ISO_14044标准,整个方法分为四个主要阶段:目标与范围定义、生命周期清单分析、影响评估和结果解释。

研究的目标是确定并优化摩斯鱼养殖过程中的环境热点,以减少整体环境影响,并推动与更广泛可持续性理念相一致的生产方式。为此,研究采用了一个具体的基准单位,即2022年拉斯佩齐亚的86名养殖户共生产了2700吨摩斯鱼。所有输入和输出流程都基于这一基准单位进行评估。

系统边界设定为从“摇篮到工厂门口”,涵盖了摩斯鱼的育苗、养殖、收获、加工、净化和包装等环节。此外,还考虑了生产与加工废弃物的运输。产品分布、销售、使用和最终处置阶段则未纳入分析范围。由于摩斯鱼养殖设施的建设与材料使用不属于当前研究的范围,因此未被包括在内。

在某些环节,如养殖过程中可能散落在海中的渔网或贝壳,由于缺乏准确的数据和估计,未被建模。尽管这些废弃物对环境构成潜在威胁,但其量化和归因仍面临挑战,特别是在确定具体来源和影响范围方面。因此,本研究未将这些因素纳入分析,但注意到养殖者正在逐步减少设备损失,以降低环境影响。

### 研究结果与情景分析

生命周期影响评估(LCIA)的结果表明,摩斯鱼养殖的主要环境影响集中在养殖阶段。在11个环境影响类别中,养殖阶段对10个类别的总影响贡献超过90%。特别是“海洋生态毒性”这一类别,养殖阶段的影响尤为显著。这主要归因于运输过程中使用的制冷剂,如四氟乙烷(R-134a),其有害的化学特性对海洋环境造成了较大负担。

情景分析结果显示,通过减少进口依赖,可以显著降低环境影响。情景C假设减少50%的进口,从而将影响降低约42–48%。情景D则假设完全消除进口,将影响降低至超过85%,其中全球变暖的减少幅度甚至达到97%。虽然情景C和D目前并未反映合作社的实际选择,但它们作为参考情景,有助于评估潜在的环境改善措施。

情景B基于采用可再生能源,尽管其对环境的影响改善幅度较小(2–4%),但仍然是可行且重要的措施。当前,合作社正在其设施屋顶安装光伏板,这表明当地生产者已开始向能源转型,以减少碳排放。情景C则提供了一条可行的路径,通过增强本地生产能力和减少对进口的依赖,逐步向更本地化的养殖模式转变。

### 环境热点与循环经济潜力

摩斯鱼养殖的环境热点主要集中在进口环节和塑料材料的使用。进口不仅增加了碳足迹,还带来了运输过程中的资源消耗和生态影响。此外,塑料材料,如用于养殖的网和包装材料,虽然在水产养殖中因其耐用性和成本效益而被广泛使用,但其在养殖过程中的遗失和散落对海洋环境构成了重大威胁。这些塑料废弃物会缓慢降解,释放微塑料,进而影响水生生物的生存环境,并可能进入食物链,对人类和动物健康产生潜在影响。

为了解决这一问题,合作社已参与“LIFE Muscles”项目,旨在减少聚丙烯(PP)袜的使用,通过创建更可持续的价值链来降低其对海洋环境的影响。该项目鼓励回收和再利用塑料材料,以减少废弃材料对环境的负担。然而,尽管塑料污染和微塑料释放是重要的环境问题,其量化仍存在困难,尤其是在确定具体来源和影响范围方面。因此,本研究未将这些因素纳入系统边界,但认识到这些挑战的存在,并建议未来研究应进一步纳入相关指标。

此外,摩斯鱼养殖还具有显著的循环经济潜力。贝壳作为摩斯鱼养殖的主要废弃物,富含碳酸钙(CaCO3),在工业上具有多种应用,如建筑材料、水泥和沥青的生产。通过将贝壳作为二次原料利用,可以减少对不可再生资源的依赖,并降低提取新资源带来的环境影响。同时,贝壳的碳储存能力也值得关注,因为其在生命周期中固定了大气中的碳,这在应对气候变化和可持续资源管理方面具有重要意义。

### 未来研究方向与建议

本研究为未来进一步探索摩斯鱼养殖的可持续性提供了基础。首先,有必要将经济分析纳入研究,以评估不同情景的可行性及其潜在经济收益。其次,LCA分析可以进一步扩展,以包含与塑料和微塑料释放相关的环境影响指标,从而获得更全面的环境视角。此外,应考虑将摩斯鱼视为碳储存资源,以评估其对气候变化缓解的贡献。

最后,通过采用“废弃物终点”标准和循环经济方法,对摩斯鱼养殖过程中产生的贝壳进行有效管理,可以推动其在七个养殖区域内的全面评估。建议与当地餐馆和市政机构合作,建立统一的贝壳收集点,以实现更协调的管理,并为大规模的资源再利用奠定基础。这些措施不仅有助于减少环境影响,还能促进当地经济的发展,推动蓝色循环经济的实现。

综上所述,本研究展示了通过优化养殖过程、减少进口依赖、采用可再生能源以及合理利用废弃物,可以显著提升摩斯鱼养殖的可持续性。这不仅对拉斯佩齐亚地区具有重要意义,也为全球范围内推动水产养殖业的绿色转型提供了参考。
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