傳統塑膠袋與可分解塑膠袋之生命週期評估研究 許郁珮、李清華
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摘 要
生命週期評估技術已被世界上很多先進國家用來作為評估產品的環境衝擊度，本研究的目的為應用生命週期評估技術進行 傳統塑膠袋與可分解塑膠袋在製造組裝、運銷配送及廢棄處理三階段的環境衝擊影響，以評估何者為較環保材質，本研究 選擇SimaPro 5.0軟體及Eco-Indicator 99方法作為之生命週期評估工具。 本研究結果顯示，傳統塑膠袋之環境衝擊值為1.48 Pt大於可分解塑膠袋的環境衝擊值4.38×10-1 Pt，以人體健康損害、生態系統品質損害、資源損害3大損害類別的衝擊而言
，傳統塑膠袋對人體健康損害及資源損害的環境衝擊值為3.23×10-1 Pt及1.11 Pt較可分解塑膠袋的衝擊值1.42×10-1 Pt 及2.44×10-1 Pt為高；對生態系統品質損害的衝擊，可分解塑膠袋衝擊值為5.25×10-2 Pt較傳統塑膠袋衝擊值4.62×10-2 Pt 為高。 傳統塑膠袋於製造階段、運銷階段及廢棄階段之環境衝擊值，分別為1.38 Pt、6.50×10-3 Pt及9.08×10-2 Pt，而可 分解塑膠袋則為4.19×10-1 Pt、8.46×10-3 Pt及1.10×10-2 Pt，可見傳統塑膠袋於製造階段及廢棄階段對環境的衝擊皆較可 分解塑膠袋高，而可分解塑膠袋於運銷階段對環境的衝擊較傳統塑膠袋小。 受訪者問卷調查分析結果，認為政府所推行的 限塑政策及「垃圾全分類、零廢棄行動計畫」對環境有正面效益的受訪者各佔92.6﹪及96.3﹪，認為塑膠袋被隨意丟棄 佔80.8﹪，認為傳統塑膠袋已造成環境嚴重的污染佔93.8﹪，受訪者中曾經使用過可分解塑膠袋佔67.2﹪，認為以可分解塑 膠袋盛裝傳統市場販售的食物對環境保護工作有助益佔87.0﹪，認為可分解塑膠袋較傳統塑膠袋具環保性、對環境有正面 的效益佔88.7﹪。
關鍵詞 : 生命週期評估 ; 塑膠袋 ; 可分解 ; 環境衝擊 ; 指數 ; 衝擊度 ; 塑膠袋 ; 環保性 ; 階段 ; 生命 目錄
目錄 封面內頁 簽名頁 授權書 iii 中文摘要 iv 英文摘要 vi 誌謝 viii 目錄 ix 圖目錄 xii 表目錄 xv 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究目的 7 1.3 研究內容 8 第二章 文獻回顧 9 2.1 高分子化合物 9 2.1.1 材料特性及發展 10 2.1.2 國內發展沿革革 13 2.2 傳統塑膠簡介 15 2.2.1 來源及定義 15 2.2.2 塑膠原料製造 18 2.2.3 成型加工方法 20 2.2.4 各種常見製品 24 2.2.5 劣化機制 26 2.2.6 塑膠添加劑 28 2.2.7塑膠的環境危害 29 2.3 可分解塑膠 32 2.3.1 定義 33 2.3.2 發展沿革及種類 34 2.3.3 製 造方法 39 2.3.4 分解方式 42 2.3.5 應用發展 44 2.3.6 試驗方法與認定標準 48 2.4 生命週期評估回顧 49 2.4.1發展及定義 49 2.4.2原則及架構 54 2.5 生命週期評估工 具概述 67 2.5.1評估工具介紹 67 2.5.2SimaPro軟體 70 2.5.3Eco-Indicator 95 73 2.5.4Eco-Indicator 99 77 2.6 相 關文獻介紹 86 第三章 研究流程與方法 86 3.1 研究流 程 90 3.2 研究方法 92 3.2.1 LCA研究目的與範疇 界定 92 3.2.1.1 研究目的 93 3.2.1.2 研究範疇界定 93 3.2.1.3 功能單位 96 3.2.1.4 研究限制與假設 97 3.2.2LCA盤查分析 98 3.2.3LCA衝擊評估 102 3.2.4LCA結果闡釋 102 3.3 消費者使用產品調查 103 第四章 結果與討論 107 4.1 盤查結果與討論 107 4.1.1製程簡介 107 4.1.2盤查結果與功能 單位換算之彙整與討論 111 4.2 LCA分析結果與討論 117 4.2.1傳統塑膠袋生命週期評估結果 121 4.2.2可分解塑膠袋生命週期評估結果 140 4.2.3兩種塑膠袋LCA評估結果比較 160 4.3 消 費使用階段問卷調查結果 167 4.3.1受訪者基本資料分析 167 4.3.2 訪者意見分析結果
170 第五章 結論與建議 175 5.1 結論 175 5.2 建議 178 參考文獻 179 圖目錄 圖1.1 塑膠袋產銷體系圖……… 4 圖2.1 高分子化合物分類圖………
……… 10 圖2.2 高分子技術發展歷史……… 11 圖2.4 石油化學品之製造階段………
……… 19 圖2.5 聚乙烯原料製造過程……… 20 圖2.6 塑膠袋製程………
……… 21 圖2.7 塑膠袋吹模設備……… 22 圖2.8 塑膠袋吹模過程………
……… 23 圖2.9 塑膠的劣化機制……… 28 圖2.9 塑膠的劣化機制………
……… 28 圖2.10 直鏈澱粉結構……… 38 圖2.11 支鏈澱粉結構………
………… 38 圖2.12 香蕉澱粉顆粒……… 38 圖2.13 聚乳酸原料製造過程………
…… 40 圖2.14 聚乳酸分解過程……… 40 圖2.15 塑膠分解機構………
43 圖2.16 生命週期評估與環境管理系統系列標準之關係… 50 圖2.17 生命週期評估原則與架構……… 51
圖2.18 目的與範疇界定之程序……… 56 圖2.19 生產流程樹狀圖……… 57
圖2.20 SETAC所架構的生命週期衝評估……… 60 圖2.21 生命週期評估架構中的闡釋過程……… 64
圖2.22 Eco-Indicator 95方法之生態指標架構……… 76 圖2.23 Eco-Indicator 99方法之生態指標架構……… 78 圖3.1 本研究流程……… 91 圖3.2 本LCA研究範疇……… 95 圖4.1 大煒塑膠工業股份有限公司之傳統塑膠袋製程…… 109 圖4.2 大煒塑膠工業股份有限公司生產之傳統塑膠袋…… 110 圖4.3 昱仁實業有限公司之可分解塑膠袋製程……… 110 圖4.4 昱仁實業有限公司生產之可分解塑膠袋……… 111 圖4.5 傳統塑膠袋製造階段之特徵化環境衝擊值分析結果 圖……… 122 圖4.6 傳統塑膠 袋之損害評估環境衝擊值分析結果圖…… 126 圖4.7 傳統塑膠袋製造階段之損害評估環境衝擊值分析結 果圖………
……… 128 圖4.8 傳統塑膠袋之統一化加權環境衝擊值分析結果圖… 132 圖4.9 傳統塑膠袋製造階 段之統一化加權環境衝擊值分析 結果圖……… 135 圖4.10 傳統塑膠袋之統一化加權環 境衝擊值累加比較圖 137 圖4.11 傳統塑膠袋製造階段之統一化加權環境衝擊值累加 比………
………… 137 圖4.12 可分解塑膠袋製造階段之特徵化環境衝擊值分析結 果圖………
141 圖4.13 可分解塑膠袋之損害評估環境衝擊值分析結果圖 147 圖4.14 可分解塑膠袋製造階段之損害評估環境衝擊值分 析 結果圖……… 147 圖4.15 可分解塑膠袋之統一化加權環境衝擊值分析結果圖…152 圖4.16 可分解塑膠袋製造階段之統一化加權環境衝擊值分析 結果……… 155 圖4.17 可分解 塑膠袋之統一化加權環境衝擊值累加比較圖… 157 圖4.18 可分解塑膠袋製造階段之統一化加權環境衝擊值累加 比較………
……… 157 圖4.19 兩種塑膠袋各階段之統一化加權環境衝擊值累加比較 圖………
……… 165圖4.20 受訪者年齡分布情形……… 169 圖4.21 受訪者職業分 布情形……… 169 圖4.22 受訪者學歷分布情形……… 170 表目錄 表1.1 世界各國一般廢棄物產生量及其組成……… 3 表1.2 國內歷年垃圾中紙類、塑膠類及皮革橡膠類比例… 4 表2.1 國內 高分子工業發展歷史及過程………. 14 表2.2塑膠袋的發展沿革………. 18 表2.3 聚合物 劣化反應型態、過程及引發模式……… 27 表2.4 分解性塑膠之用途……… 44 表2.5 可分解塑 膠材料在國內的發展………. 44 表2.6 國外分解性塑膠市場應用情形………. 46 表2.7 生物可分 解塑膠的種類及常見商品名………. 47 表2.8 生命週期評估技術發展歷史………. 50 表2.9 ISO 14040 系列環境管理標準及CNS 14040系列環境 管理標準比較………. 53 表2.10 生命週期評估四大 類衝擊類別與衝擊型態………. 62 表2.11 常用生命週期分析軟體及特性………. 68 表2.12 SimaPro版本比較……
………. 71 表2.13 環境衝擊類別及說明………. 75 表2.14 Eco-indicator 99衝擊因子轉 換損害評估之乘積因子 84 表2.15 Eco-indicator 99常態化效應因子………. 85 表2.16 Eco-indicator 99評價加權因子
………. 85 表2.17 生命週期評估相關案例………. 87 表3.1 盤查對象基本資料………
………. 94 表3.2 公司基本資料盤查表………. 99 表3.3 原料成分及物化性質盤查表………
………. 99 表3.4 產品規格及產量盤查表………. 99 表3.5 製造機械盤查表………
………. 100 表3.6 製造組裝階段原物料及能資源耗用盤查表…………. 100 表3.7 廠內污染物排放盤查表………
………. 100 表3.8 運銷階段盤查表………. 101 表3.9 廢棄處置階段盤查表………
………. 101 表3.10 塑膠袋使用者問卷調查表………. 103 表4.1 原料成分及基本性質之盤查結果…
………. 108 表4.2 盤查對象製造機械基本資料之盤查結果………. 109 表4.3 製造階段盤查結果………
………. 112 表4.4 運銷階段盤查表………. 112 表4.5 一功能單位之重量計算過程…
………. 112 表4.6 廢棄處置階段盤查表………. 116 表4.7 盤查資料轉換成一功能單位 之結果………. 117 表4.8 Eco-Indicator 99之各環境衝擊值之轉換過程………. 118 表4.9 本研究盤查資料中傳統塑 膠袋於SimaPro 5.0軟體之 選用及輸入項目2. 標題………. 119 表4.10 本研究盤查資料中可分解塑膠袋 於SimaPro 5.0軟體 之選用及輸入項目題………. 120 表4.11 傳統塑膠袋各階段之特徵化環境衝擊值分 析結果表 ………. 123 表4.12 傳統塑膠袋製造階段之特徵化環境衝擊值分析結果 表 ………. 124 表4.13 傳統塑膠袋之損害評估環境衝擊值分析結果表…. 127
表4.14 傳統塑膠袋製造階段之損害評估環境衝擊值分析結 果表………. 127 表4.15 傳 統塑膠袋之統一化加權環境衝擊值分析結果表. 131 表4.16 傳統塑膠袋製造階段之統一化加權環境衝擊值分析 結果表……
………. 134 表4.17 傳統塑膠之統一化加權環境衝擊值於各階段累加表 ………
………138 表4.18 傳統塑膠袋製造階段之統一化加權環境衝擊值於各 階段累加圖………
………. 139 表4.19 可分解塑膠袋之特徵化環境衝擊值分析結果表…. 142 表4.20 可分解塑膠袋製造階段之特徵 化環境衝擊值分析結 果表………. 143 表4.21 可分解塑膠袋之損害評估環境衝擊值分 析結果表. 146 表4.22 可分解塑膠袋製造階段之損害評估環境衝擊值分析 結果表……….
146 表4.23 可分解塑膠袋之統一化加權環境衝擊值分析結果表 ………. 151 表4.24 可分解塑膠袋製造階段之統一化加權環境衝擊值分 析結果表………. 154 表4.25 可分解塑 膠袋各階段之統一化加權環境衝擊值比較 表………. 158 表4.26 可分解塑膠袋製造 階段之統一化加權環境衝擊值比 較表………. 159 表4.27 兩種塑膠袋各階段之統一化 加權環境衝擊值比較表 ………. 166 表4.28 受訪者基本資料分析結果………
………. 168 表4.29 受訪者意見分析結果………. 173 參考文獻
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