综述：食品包装材料对环境的影响——2018至2025年间生命周期评估的系统性回顾

《Cleaner Waste Systems》：Environmental impacts of food packaging materials – Systematic review of life cycle assessments from 2018 to 2025

　　Aliz Vuk|Gathy Andrea Bauerné Gáthy
德布雷岑大学经济研究所、管理与商业博士生院，匈牙利德布雷岑

摘要
开发替代食品包装材料对于减少塑料食品包装对环境的影响至关重要。然而，为了确定哪种材料能够替代塑料并真正降低环境影响，有必要考察包装材料在其整个生命周期内的环境影响。本研究旨在梳理与食品包装相关的生命周期分析情况，了解所使用的方法，并总结和比较其结果。通过系统的文献综述（SLR），我们整理了51篇期刊文章，这些文章详细介绍了研究的系统边界和结果。除塑料（共57篇）外，还分析了铝（6次）、玻璃（7次）及其他替代材料的生命周期影响（21次）。在影响类别中，全球变暖潜能值（GWP）出现频率最高（40次中的39次）。数据中的GWP值范围从10^-3到10^5不等。有25篇文章进行了从摇篮到坟墓的全面分析。总体而言，这些研究始终针对特定案例或特定包装材料进行探讨，因此无法明确每种包装材料的单个单位环境影响。要取得实际进展，我们认为需要采用统一的方法和系统边界来分析食品包装材料。

1. 引言
食品包装在保持食品质量和安全方面发挥着越来越重要的作用，但同时也对环境造成显著影响，并引发了对资源利用的担忧。生命周期评估（LCA）已成为评估包装方案可持续性的关键方法工具。尽管LCA被广泛使用，但涉及食品包装的研究在方法和结果上存在显著差异，因此系统的知识总结尤为重要，可以填补这一空白。塑料是用于包装新鲜食品的最重要材料。2015年，塑料在整个生命周期中的温室气体排放量估计为1.7 Gt CO2当量，并预计到2050年将上升至6.5 Gt CO2当量（Bishop等人，2021；Rebolledo-Leiva等人，2023；Boone等人，2023；Hilmarsdóttir等人，2024）。塑料不仅在温室气体排放方面是个问题，在能源效率方面也是如此，同时还导致化石燃料的消耗（Firoozi Nejad等人，2021）。塑料已成为我们日常生活中不可或缺的一部分，似乎人类对其产生了依赖。由于其强度、柔韧性、耐用性和长寿命以及较低的生产成本，塑料在包装行业中非常受欢迎。几乎所有行业和领域都在使用塑料，其中包装占塑料使用量的最大比例（Shafqat等人，2020）。为了减少塑料的使用，有必要研究替代包装材料并开发新技术。环保包装设计的概念出现在20世纪末。这种观念认为包装是制造产品与环境之间的必要桥梁，有助于防止两者之间的相互作用，从而保护产品免受环境压力，同时保护环境免受产品的有害影响。然而，这种积极效果仅限于产品处于包装状态时。包装材料的生产及其作为废物的处理已经对环境产生了影响。环保包装设计的目标是确保包装材料在整个生命周期内的环境影响降至最低（Tiefbrunner，2002）。随着新产品的大量涌现，食品行业为包装市场带来了新的需求（Wyrwa–Barska，2017）。当前的趋势是使用天然和更环保的材料来减少包装并降低环境影响（D?rnyei，2019）。本研究旨在系统地回顾与食品包装相关的生命周期评估，确定关键的研究方向、方法论 approaches 和知识缺口。通过回顾过去五年发表的食品包装生命周期评估，我们旨在确定这些研究的可比性，并概述最新的研究趋势。

2. 方法论
为了全面了解现有食品包装材料的生命周期评估情况，我们采用了系统文献综述（SLR）方法。为了获取尽可能多的已发表期刊文章，我们在两个数据库Science Direct和Web of Science中进行了搜索。针对每个数据库，我们调整了搜索词：
- Science Direct：“(生命周期评估 OR LCA) AND (食品包装 OR (食品 AND 包装)) NOT 制药 NOT 医学 NOT 电子”
- Web of Science：”TS=("生命周期评估" OR LCA) AND TS=("食品包装")”
搜索时间为2025年8月7日。结果在第一个数据库中找到了6,845篇期刊文章，在第二个数据库中找到了340篇期刊文章，总计7,185篇。为了进一步筛选结果，我们添加了多种标准（见图1）。

图1. SLR方法的PRISMA 2020模型，来源：作者根据Page MJ等人（2021）改编。
如图1所示，第一步是去除重复文章，然后排除了所有非研究性和综述性文章，剩下5893篇。接着排除非开放获取的文章，因为资金限制我们无法购买所有文章。尽管这可能导致一些有价值的文章被遗漏。对于剩余的2,134篇期刊文章，我们根据其主题领域进行筛选，排除不属于环境科学或食品科学的文章。最终从两个数据库中确定了51篇符合条件的期刊文章。我们通过审查标题、摘要和全文对其进行分类（表1）。

表1. 使用的51篇期刊文章按类型分类
- 综述性文章
- 研究性文章

3. 结果
3.1 SLR结果分析
我们将通过系统文献分析获得的51篇期刊文章分为两类：40篇论文呈现了生命周期评估结果，11篇文章提供了食品包装材料以往生命周期评估的综述。接下来将按此结构分析这些文章。
- 在研究性文章中，按年份分布如下（图2）。
此类文章大部分（8篇）发表于2024年，7篇同时发表于2021年和2023年。数据显示2022年的数量有所下降；截至2025年8月分析时，仅发表了4篇此类文章，但其余月份肯定也有相关研究。我们还统计了这些分析在哪些国家进行（西班牙和意大利各7篇，德国和英国各4篇）。在10个国家中，有研究涵盖了整个欧盟（涉及运输和原材料采购）。我们还查看了这些文章发表的期刊，其中10篇发表于《Journal of Cleaner Production》，5篇发表于《Science of the Total Environment》，5篇发表于《International Journal of Life Cycle Assessment》，另有12篇发表于其他期刊。

- 在综述性文章中，按年份分布如下（图3）。
2023年没有此类综述文章发表，但2024年和2025年8月之前共有3篇综述性文章发表。自2021年以来呈现上升趋势，但2023年出现下降。我们还统计了各综述性文章分析的文章总数（图4）。

图4. 综述性文章中分析的研究数量
该图显示，尽管某些综述未提供具体分析文章数量的信息（例如1篇），但分析的文章数量差异很大（最低15篇，最高131篇），平均为45.7篇。这些研究涵盖了食品包装的不同主题，这可能是数量差异的原因。在研究的年份范围方面，我们发现：2010-2020年（10年）、2000-2019年（19年）、2010-2023年（13年）、2014-2023年（9年）、2019-2023年（4年）、2007-2023年（16年）、2014-2024年（10年）、2009-2021年（12年）、2000-2017年（17年）、2004-2019年（15年）。这些研究涵盖的时间跨度不一（4至19年），但覆盖了我们研究期间之前的年份（2018-2025年）。此外，我们还分析了发表这些综述的期刊，其中大部分（2篇）发表于《Journal of Cleaner Production》，其余9篇发表于其他期刊。系统边界的评估
我们检查了两种情况（研究和综述）中的系统边界，并在前一小节描述的结构中详细说明了这些边界。在研究性研究中，生命周期分析所使用的标准主要涵盖了ISO 14040和ISO 14044（表2）。这40项研究中有13项使用了这些标准，而在另外两项研究中只使用了一种标准；还有两项研究分别使用了2006年的版本。除此之外，还存在其他几种标准组合，这些标准是在不同年份发布的（2006年、2018年、2020年、2021年）。

表2. 各期刊文章中使用标准的情况（按文章数量统计）
使用的标准 | 文章数量
--- | ---
ISO 14040和14044 | 13
Abejón等人（2020年）；Camps-Posino等人（2021年）；Caspers–Finkbeiner（2025年）；Hutchings等人（2021年）；Meng等人（2024年）；Tsouti等人（2023年）；Bania-sadi等人（2025年）；Bishop等人（2021年）；Boone等人（2023年）；Gallego-Schmid等人（2019年）；Hilmarsdóttir等人（2024年）；Maga等人（2019年）；Rebolledo-Leiva等人（2023年）
ISO 14040:2006和14044:2006 | 9
Ferrara–De Feo（2023年）；Vural Gursel等人（2021年）；Arfelli等人（2024年）；Peantham–Varabuntoonvit（2024年）；Settier-Ramirez等人（2022年）；Stefanini等人（2021年）；Stramarkou等人（2022年）；Tacker等人（2025年）；Yadav等人（2024年）
ISO 14044 | 2
Heller等人（2019年）；Shrivastava等人（2022年）
ISO 140402 | Boesen等人（2019年）；Wohner等人（2020年）
ISO 14040和14044: 2006 | 1
Benítez等人（2023年）
ISO 14040:2006和14044:2018 | 1
Gallucci等人（2021年）
ISO 14044和14067、ISO 21930及EN 15804 | 1
Astarita等人（2023年）
ISO 14040:2021和14044:2021 | 1
Casson等人（2022年）
ISO 14040:2006/ Amd 1:2020和14044:2006/ Amd 2:2020 | 1
Ceballos-Santos等人（2024年）
ISO 14040及后续法规 | 1
Foschi等人（2020年）
ISO 14040:2006 | Rodríguez等人（2020年）
ISO 14044:2006 | Tetteh等人（2024年）
未指定 | 6
Carullo等人（2023年）；Sasaki等人（2024年）；Venkatesh等人（2018年）；Atabay等人（2022年）；Christos等人（2025年）；David等人（2021年）

标准的使用存在相当大的差异。统一标准的应用有助于建立一致的框架。在许多情况下，研究并未按照标准框架进行，这使得提取基本信息变得困难或不可能。ISO 14040和ISO 14044标准提供了如何进行此类审计的详细描述，并提供了关于如何记录审计结果的指导。遵守这些指南可以确保各种评估的透明度，但如果不遵守，就会难以解释结果。系统边界的设定也存在很大差异。在大多数情况下（25项研究）进行了从摇篮到坟墓的整个生命周期分析；也有仅研究原材料提取阶段和生命周期结束阶段（3项研究），或者仅从摇篮到消费者（3项研究），或者仅到产品使用终点（3项研究），或者仅研究生命周期结束阶段（3项研究）。一些研究仅关注原材料提取，有些研究关注运输过程，还有些研究关注农业用地和产品寿命结束后的处理。接下来是影响类别，下表（表3）显示了研究中出现的各种影响类别。

表3. 根据出现频率排列的影响类别
影响类别 | 出现次数
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全球变暖潜力 | 39
富营养化（陆地） | 8
平流层臭氧消耗 | 24
人类毒性 | 7
富营养化（淡水） | 21
臭氧形成（人类健康） | 4
水消耗 | 21
臭氧形成（陆地生态系统） | 9
生态毒性（淡水） | 20
富营养化潜力 | 5
富营养化（海洋） | 19
一次能源消耗 | 4
酸化（陆地） | 18
资源使用（能源载体） | 4
细颗粒物形成 | 17
金属短缺 | 3
电离辐射（人类健康） | 17
一次可再生能源消耗 | 3
土地利用 | 17
资源使用（矿物和金属） | 3
人类健康（癌症） | 16
无机物质（呼吸系统疾病） | 3
化石资源稀缺 | 16
一次能源消耗 | 2
生态毒性（海洋） | 15
空气污染 | 1
生态毒性（陆地） | 14
空气富营养化 | 1
人类健康（非癌症） | 13
空气酸化 | 1
酸化潜力 | 13
有毒物质释放到地下水中 | 1
光化学臭氧形成（人类健康） | 12
有毒物质释放到地表水中 | 1
矿产资源稀缺 | 11
有毒物质释放到土壤中 | 1
非生物耗竭 | 9
有毒物质释放到大气中 | 1
光化学氧化潜力 | 9
酸化（淡水） | 1
非生物耗竭（化石燃料） | 8

在40项研究中，有39项研究了全球气候变化（GWP）的影响。其次是平流层臭氧消耗（n=24）、淡水富营养化（n=21）、水消耗（n=21）和淡水生态毒性（n=20）。这些是最常出现的影响类别，但也有一些类别仅出现一次。所选的影响类型取决于产品及使用的具体评估方法。ISO 14044标准规定了生命周期评估的要求，并提供了包括生命周期影响评估阶段的指导。因此，这些影响类别的使用取决于所评估的产品和评估方法。毫不奇怪，使用最广泛的类别是GWP，因为它能全面反映对全球气候变化的影响，其中包括二氧化碳排放以及大多数制造过程中产生的化石燃料燃烧。然而，或许应该更频繁地使用后8个类别，因为它们涵盖了直接的大气污染问题，这对食品包装材料来说同样重要。关于影响类别，我们还调查了每篇文章中研究了多少种影响（图5）。

图5. 各研究中研究的影响类别数量
该图表显示了40项研究及其相关的影响类别数量。同时考虑的影响类别最多为18个，这种情况出现在8项研究中（用红色标注）。在5项研究中（用绿色标注），仅考虑了一种影响类别，且所有研究中都是GWP。一些研究同时考察了多种食品包装材料，而有些研究只考察了一种。下图（图6）按主要类别总结了研究中涉及的包装材料类型。

图6. 研究中涉及的包装类型和材料
主要类别是塑料、玻璃、纸张和金属。此外，还出现了多种材料组合和替代方案。在塑料包装材料类别中，提到了几个子类别：塑料被研究了57次（未进一步具体说明），聚丙烯14次，聚酯10次，PET 9次，PLA和聚乙烯各7次，HDPE 3次，EVOH和LDPE包装材料各1次。替代方案包括智能包装、生态设计、MAP、无包装产品和其他主动包装技术。“其他”类别包括未具体指明包装材料的单次或多用途包装情况。“多材料”类别包括研究多种材料组合包装的情况。没有两项研究使用相同的包装材料。各研究在功能单元方面差异最大，共识别出36种功能单元（表4），这些单元可分为两类：食品单元或包装单元。

表4. 根据与食品的关系划分的功能单元
--- | ---
食品单元 | 包装单元
--- | ---
1000吨水果和蔬菜（塑料箱 vs. 纸板箱） |
1000个外卖容器，20次易清洗（每次980次洗涤） |
1公斤干番茄果酱
1000升特级初榨橄榄油的瓶装和分销（1-3种包装组件） |
50份标准菜单的配送
1公斤玻璃瓶装饮料 |
100瓶0.5升瓶装水（保质期9个月） |
每周1吨EPS废弃物
1公斤食品 |
25立方厘米一次性包装
1公斤产品所需的铝箔 |
1000个一次性食品容器 |
5,000个591.47毫升PET瓶，8,334个355毫升铝罐/玻璃瓶，453公斤猪肉包装，295.74升水的包装 |
1公斤PLA |
230克包装菠菜（玻璃盖，直径53毫米，保修期1年） |
1吨黄瓜的储存
1公斤番茄 |
1个容器 |
100克巧克力 |
1吨新鲜水果和蔬菜废弃物 + 51.12公斤食品包装 |
1公斤鹰嘴豆三明治的包装 |
500克切片牛肉的包装 |
1000吨海鲜产品的单独塑料包装运输 |
1,000吨鲜鱼的配送（超过8年） |
500克鲜肉的1升托盘 |
1公斤鸡肉所需的一次性包装

由于功能单元的多样性，可以说这些研究的结果不可直接比较。例如，以PLA包装的生命周期评估为例：Atabay等人（2022年）、Peantham–Varabuntoonvit（2024年）、Rebolledo-Leiva（2023年）和Rodríguez（2020年）研究了PLA从摇篮到坟墓的整个生命周期。然而，在这四项研究中得到的GWP值各不相同。Atabay等人（2022）估计1公斤PLA的环境影响为5.64公斤二氧化碳当量（GWP）。Peantham–Varabuntoonvit（2024）确定1,000个一次性PLA食品储存容器的影响为85.27公斤二氧化碳当量（GWP）。Rebolledo-Leiva（2023）也研究了1公斤PLA包装，其结果是1.38公斤二氧化碳当量（GWP），大约是Atabay等人（2022）结果的五分之一。最后，Rodríguez（2020）研究了一个完全不同的功能单元：设计用于覆盖直径53毫米的玻璃容器并保持咖啡一年新鲜的PLA包装，结果仅为0.051公斤二氧化碳当量（GWP）。这些案例非常适合比较具有相同功能的包装；然而，这限制了我们按每种包装材料单独比较研究结果的能力。

我们还总结了综述性研究中的相关信息。在11项研究中的10项中，提供了关于标准、影响类别和功能单元的信息。显然，这些信息的详细程度不如研究性描述，因为这不是这些研究的主要目的。在标准方面，ISO 14040和ISO 14044（Krauter等人，2022年；Kakadellis和Harris，2020年）以及2006年版本（Alhamzi等人，2021年；Bher–Auras，2024年；Dolci等人，2025年；Vendies等人，2020年）被提及最多。根据影响类别来看，提及的类别数量较少（表5）。

表5. 根据出现频率排列的影响类别
--- | ---
全球变暖潜力 | 10
臭氧消耗潜力 | 2
水消耗 | 6
化石资源稀缺 | 2
生态毒性潜力 | 3
一次能源使用 | 2
酸化潜力 | 3
光化学氧化潜力 | 1
细颗粒物形成 | 3
累积能源需求 | 1
土地利用 | 3
烟雾形成 | 1
非生物耗竭（元素） | 2
人类毒性（癌症） | 1
非生物耗竭（化石燃料） | 2
人类毒性（非癌症） | 1
富营养化潜力 | 2
电离辐射 | 1
人类毒性 | 2

GWP在所有10项研究中都出现了。其次是水消耗（6项研究），而富营养化和生态毒性仅作为主要类别出现，没有细分子类别。在每次出现一次的七个影响类别中，烟雾形成和城市能源使用尤为突出，但在研究性研究中并未提及。在功能单元方面（表6），情况也不统一，这些单元是通过系统文献分析得出的，在许多情况下并不局限于单一单元。

表6. 综述文章中提到的功能单元
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一个单位的废弃物 |
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海产品包装 | 1升液体、1公斤固体食品包装
肉类和鱼类包装 | 包装袋的数量
酸奶包装 | 1公斤产品
适当的包装 | 包装单元的数量

功能单元的设计非常多样，在许多情况下并不局限于特定数量。例如，在海产品包装中，由于尺寸和材料的不同，结果不能统一应用于所有食品包装。

3.3. 研究文章结果的分析
由于在大多数情况下（39篇文章）都出现了全球变暖潜力（GWP）这一影响类别，我们在结果分析中也将重点关注这一指标。在这39项研究中，23项提供了量化的数据。其中使用的原材料包括PET、PP、PE、EPS、玻璃以及PLA、MAP和VS等替代材料。此外，还采用了生态设计或智能包装等替代技术，以及包装使用方法的比较（一次性、多次使用、可回收）。其中一项研究还涉及二次包装。需要注意的是，数值范围从10^-3到10^5，这意味着根据包装材料和生命周期评估（LCA），环境影响可能存在巨大差异。在详细讨论GWP值之前，我们来看几个主要影响类别的例子（表3）。在平流层臭氧消耗这个类别中，数值范围从10^-4到10^-9。例如，PLA包装的数值范围为2.13E-4（Peantham–Varaburdoonvit，2024年）、7.5E-6（Rebordello-Levia，2023年）和4.7E-9（Rodríguez，2020年）千克CFC当量。在聚丙烯（PP）包装的情况下，也有两个相差较大的结果：5.21E-5（Peantham–Varaburdoonvi，2024年）和3E-9（Gallego-Schmid等人，2019年）千克CFC11当量。此外，塑料包装在这一影响类别中的数值更为一致。聚乙烯（PE）包装为1.62E-8（Settier-Ramirez等人，2022年），高密度聚乙烯（HDPE）包装为1.7E-9（Rodríguez等人，2020年），膨胀聚苯乙烯（EPS）包装为2E-9（Gallego-Schmid等人，2019年）千克CFC11当量。至于淡水富营养化，数值范围从10^-1到10^-6。同样，结果差异很大，包括聚乳酸（PLA）在这一影响类别中的结果。最大的数值是0.03（Peantham–Varaburdoonvi，2024年），其次是8.6E-2（Rebordello-Levia等人，2023年），最小的数值是2.2E-5（Rodríguez等人，2020年）千克P当量。在PP包装的情况下，数值的差异也很显著，范围从0.07（Peantham–Varaburdoonvi，2024年）到1.59E-3（Wohner等人，2020年）千克P当量。在水消耗影响类别中，发现PLA的数值高于所比较的塑料包装。这种情况并不令人惊讶，因为种植作为PLA原材料的作物所需的水量比提取化石材料所需的水量要多。在这一影响类别中，数值范围从10^1到10^-4。在淡水生态毒性影响类别中，报告的数值范围从10^4到10^-5。PLA包装的差异仍然最大，但有两项研究得出了类似的结果。Rebordello-Levia等人（2023年）的数值为0.03千克1.4 DB当量，而Peantham–Varaburdoonvi（2024年）的数值为0.086千克1.4 DB当量；相比之下，Rodríguez等人（2020年）的数值为0.062千克1.4 DB当量。接下来，我们将详细说明按原材料划分的全球变暖潜能值（GWP）影响。

3.3.1 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）
有三项研究涉及PET及其变体：Vural Gursel等人（2021年）、Stefanini等人（2021年）和Boesen等人（2019年）。第一项研究比较了基于生物的PET变体，第二项研究比较了rPET和玻璃的影响，第三项研究则考察了饮料包装。Vural Gursel等人（2021年）对基于生物的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）瓶子进行了生命周期评估。除了由巴西甘蔗制成的基于生物的PET瓶子外，还考虑了两种替代的假设性生物基产品系统：欧洲小麦秸秆和玉米；以及小麦和甜菜的欧洲作物混合。功能单位是100瓶水，每瓶含0.5升，保质期至少为9个月。他们确定的GWP数值如下：生物PET（巴西）3.45千克CO2当量，生物PET（欧盟）3.93千克CO2当量，生物PET（小麦秸秆）3.16千克CO2当量，PET 3.20千克CO2当量。Stefanini等人（2021年）将PET包装与再生PET（rPET）和可重复使用的玻璃包装进行了比较。功能单位是1升巴氏杀菌牛奶。他们的结果显示以下GWP数值：PET 0.186千克CO2当量，rPET 0.152千克CO2当量，玻璃 0.43千克CO2当量，可重复使用的玻璃 0.0286千克CO2当量。这两项研究都进行了从摇篮到坟墓的分析，但由于他们在每个阶段考虑了完全不同的因素（农业、运输距离），即使对于常见的包装材料，数值也不完全一致。Boesen等人（2019年）从不同材料和尺寸的角度研究了饮料包装对气候变化的影响。功能单位是储存1公顷的饮料。GWP数值如下：PET（50毫升）23.018千克CO2当量，PET（200毫升）11.435千克CO2当量，PET（33毫升）46.343千克CO2当量，铝罐（33毫升）51.45千克CO2当量，一次性玻璃（33毫升）96.255千克CO2当量，可重复使用的玻璃（25毫升）25.025千克CO2当量，可重复使用的玻璃（33毫升）14.144千克CO2当量。从他们的结果可以得出三个结论：一次性玻璃的影响最差，PET瓶子的尺寸越大，对环境的影响越小，而可重复使用的玻璃的影响显著更好，这证明了回收利用的积极效果。需要注意的是，他们的研究仅考察了生命周期结束时的影响。

3.3.2 聚丙烯（PP）
大多数研究（总共五项）都涉及这种包装材料。这些研究包括Atabay等人（2022年）、Arfarelli等人（2024年）、Peantham–Varaburdoonvi（2024年）、Tsouti等人（2023年）和Wohner等人（2020年）的工作。Atabay等人（2022年）比较了十种不同的包装材料。除了PP外，他们还研究了PLA包装以及这些材料的不同比例和不同的生命周期结束处理方式。功能单位是1千克包装。他们获得的GWP数值如下：PP（100%）5.64千克CO2当量，PLA（100%）5.38千克CO2当量，PP（50%）2.73千克CO2当量，PP（25%）0.85千克CO2当量，PLA（25%）0.75千克CO2当量，PP（90%）7.17千克CO2当量，PP（5%回收）0.26千克CO2当量，PP（5%焚烧）0.42千克CO2当量，PLA（50%回收）2.46千克CO2当量，PLA（50%堆肥）2.36千克CO2当量。Arfarelli等人（2024年）将聚丙烯与纸质包装进行了比较。功能单位是100克巧克力棒的包装。GWP数值如下：PP 47.3千克CO2当量，纸张 18.97千克CO2当量。Peantham–Varaburdoonvi（2024年）也比较了PP和PLA。功能单位是1000个一次性食品储存容器。他们获得的GWP数值如下：PP 101.83千克CO2当量，PLA 85.27千克CO2当量，纸张/PLA 66.2千克CO2当量。Tsouti等人（2023年）研究了使用不同技术生产的聚丙烯薄膜。功能单位是1千克番茄包装。他们获得的GWP数值如下：PP薄膜 1.2764677千克CO2当量，通过挤压法生产的PP薄膜（使用番茄叶和茎以及Flavomix）1.0964276千克CO2当量，通过静电纺丝法生产的PP薄膜（使用zein纳米纤维）1.0920995千克CO2当量。Wohner等人（2020年）比较了不同的番茄酱包装，其中三种基于PP，一种基于玻璃。功能单位是3.8千克番茄酱的消耗量。获得的GWP数值如下：PP（传统番茄酱）6.15千克CO2当量，PP（有机番茄酱，奥地利）9.16千克CO2当量，PP（有机番茄酱，捷克共和国）5.66千克CO2当量，玻璃（有机番茄酱，意大利）6.54千克CO2当量。再次强调，尽管所有生命周期评估（LCAs）都是从摇篮到坟墓进行的，但关于PP包装的环境影响结果并没有两个是相同的。其中一个主要原因是功能单位不同。不仅在比例上不同，而且所涉及的食物种类往往也不具有可比性。

3.3.3 聚乙烯（PE）
这种包装材料在两项研究中进行了研究，分别由Hilmarsdóttir等人（2024年）和Setter-Ramirez等人（2022年）进行。在第一项研究中，还研究了其他包装材料（PUR、EPS）；在第二项研究中，比较了不同类型的PE。Hilmarsdóttir等人（2024年）比较了不同数量的PE包装与EPS包装。功能单位是从冰岛运往英国的每年1000吨鲜鱼的运输过程，时间跨度为八年。获得的GWP数值如下：PE（6千克）45000千克CO2当量，PE（50千克）27000千克CO2当量，PE（44千克）23000千克CO2当量，PE（38千克）28000千克CO2当量，EPS 130000千克CO2当量，PUR 24000千克CO2当量。Setter-Ramirez等人（2022年）比较了传统PE包装和生物活性PE包装。功能单位是200毫升的包装。他们获得的GWP数值如下：PE（传统）0.00957千克CO2当量，PE（生物活性）0.0155千克CO2当量。在这两项研究中，生命周期分析涵盖了从摇篮到坟墓的整个过程。结果表明，一个数值非常高（第一种情况），另一个数值非常低（第二种情况）。然而，鉴于功能单位的巨大差异，这并不令人意外。根据这些结果，无法确定PE包装的环境影响程度。

3.3.4 膨胀聚苯乙烯泡沫（EPS）
这一类别包括Christos等人（2025年）的一项研究。这项研究与其他研究有几个不同之处，因为他们仅研究了这些托盘的处置方式。一个功能单位的平均重量为300克；估计每周产生的EPS废物总量约为1吨。此外，他们的结果显示负面数值，表明通过某些类型的处置方式可以减少CO2排放。GWP数值如下：收集和填埋的GWP值为107千克CO2当量，收集和本地回收的GWP值为-2712千克CO2当量，收集、堆肥和长途运输的GWP值为-2575千克CO2当量。在他们的工作中，他们提出了不同的生命周期结束处理方法，突出了循环经济的积极影响。

3.3.5 玻璃
这一类别还包括Gallucci等人（2021年）的一项研究，尽管我们之前已经提到过一项关于玻璃的研究。Gallucci等人（2021年）仅在其生命周期分析中研究了运输过程。他们考察了三种情景：基准情景（玻璃废物占总原材料量的32%，使用意大利能源组合作为能源来源），情景1（除了玻璃废物回收外，还使用了区域供应的消费后材料，占原材料量的66%，并且保持基准情景的能源组合），以及情景2（相同的玻璃废物利用率（66%），但减少了5%的能源消耗，并使用光伏能源完全替代意大利的能源组合进行电力生产）。功能单位是1千克的罐子。GWP数值如下：基准情景1.11千克CO2当量，情景1 0.656千克CO2当量，情景2 0.42千克CO2当量。由于这里没有考察整个过程，因此这些结果无法与前一项研究进行比较。

3.3.6 铝
这一类别有三项研究：Gallego-Schmid等人（2019年）、Benítez等人（2023年）和Astarita等人（2023年）。这三项研究都以不同的方式研究了这种材料。在第一项研究中，将其与EPS、PP和可重复使用的盒子进行了比较。第二项研究在不同情景下考察了一种材料，而第三项研究比较了两种类型的铝箔。Gallego-Schmid等人（2019年）将铝罐与EPS罐、基于PP的Tupperware容器和PP外卖容器进行了比较。对于单个食品容器的生产、使用和处置，功能单位是体积为670毫升的容器。GWP数值如下：铝罐 76千克CO2当量，EPS罐 51千克CO2当量，基于PP的Tupperware容器 685千克CO2当量，PP外卖容器 163千克CO2当量。Benítez等人（2023年）研究了三种情景：基准情景、创新情景和对比情景。功能单位是4千克的湿番茄酱，干燥后制成1千克的干番茄酱。GWP数值如下：基准情景0.5千克CO2当量，创新情景3.5千克CO2当量，对比情景5.5千克CO2当量。在Astarita等人（2023年）的研究中，从摇篮到坟墓全面分析了铝箔的影响。功能单位是1千克的金属片。GWP数值如下：一种铝箔（AA3005）5.265千克CO2当量，另一种铝箔（AA5052）7.504千克CO2当量。再次强调，这些结果之间无法相互比较。

3.3.7 聚乳酸（PLA）
到目前为止，已有两项研究中提到了PLA（Atabay等人，2022年；Peantham–Varaburdoonvi，2024年），还有两项研究也涉及这种包装材料。Rebordello-Levia等人（2023年）单独研究了这种包装材料的环境影响，而Rodríguez等人（2020年）将其与生物复合香蕉纤维混合物和高密度聚乙烯（HDPE）进行了比较。在Rebordello-Levia等人（2023年）的研究中，每千克PLA包装的GWP值为1.38千克CO2当量。Rodríguez等人（2020年）在他们的研究中考察了九种情况，其中七种情况考虑了某些材料的混合物。功能单位是为一个直径53毫米的玻璃容器设计，以保持其中储存的咖啡的新鲜度一年而不降低质量。GWP数值如下：PLA 0.051千克CO2当量，HDPE 0.035千克CO2当量，PLA/HDPE（50-50）0.041千克CO2当量，PLA/HDPE/生物复合香蕉纤维（45-45-10）0.038千克CO2当量，PLA/HDPE/生物复合香蕉纤维（40-40-20）0.034千克CO2当量，PLA/HDPE/生物复合香蕉纤维（35-35-30）0.031千克CO2当量，PLA/HDPE/生物复合香蕉纤维（30-30-40）0.028千克CO2当量，HDPE/生物复合香蕉纤维（60-40）0.023千克CO2当量。在这些研究中，也考察了整个生命周期，但功能单位有所不同。

3.3.8 其他结果
在一项研究中，考察了改性气氛包装（MAP）和真空包装（VS）（Casson等人，2022年）。在这项研究中，将这些技术与外包装进行了比较。功能单位是含有500克切片牛肉的包装，相对于每种包装系统的预期保质期。GWP数值如下：外包装 0.08千克CO2当量，MAP 0.677千克CO2当量，VS 0.0893千克CO2当量。有一项研究比较了智能包装与传统包装（Stramarkou等人，2022年）。该研究的基准单元是一个重64.45克的塑料容器，设计用于容纳约10公斤的易腐食品。其全球变暖潜力（GWP）值为：传统包装4.97公斤二氧化碳当量（CO2-eq），智能包装（损耗5%）3.93公斤CO2-eq，智能包装（损耗10%）4.16公斤CO2-eq，智能包装（损耗20%）4.61公斤CO2-eq。另一项研究探讨了生态设计的可能性（Foschi等人，2020年），结果显示生态设计在减少温室气体排放方面具有显著的环境效益，相当于减少了144,361.16公斤CO2-eq。这项研究考察了优化和减少包装对环境的影响。还有两项研究分别探讨了包装是一次性使用的还是可重复使用的（Camps-Posino等人，2021年；Caspers和Finkbeiner，2025年）。Camps-Posino等人（2021年）研究了用于配送标准餐厅菜单的包装对环境的影响，其中包括一次性使用的和可重复使用的基于聚丙烯（PP）和高密度聚乙烯（HDPE）的包装。基准单元指的是用于配送外卖餐点的包装，足以满足50份标准餐点的需求。相应的GWP值为：标准菜单13.61公斤CO2-eq，一次性包装6.11公斤CO2-eq，基于PP的包装0.84公斤CO2-eq，一次性HDPE包装0.73公斤CO2-eq，可重复使用包装5.05公斤CO2-eq。Caspers-Finkbeiner（2025年）研究了所谓“自带容器”（BYO）选项和可回收包装。基准单元包括1,000个外卖餐点容器、20个BYO容器以及980次洗涤循环。相应的GWP值为：一次性包装55.08公斤CO2-eq，BYO包装25.65公斤CO2-eq，可回收包装43.49公斤CO2-eq。最后，还有一项研究考察了用于食品运输的二次包装对环境的影响（Abejón等人，2020年）。研究比较了塑料和纸这两种基材，并考察了两种不同的运输方式。基准单元涉及使用塑料箱或纸板箱运输1,000吨水果和蔬菜。相应的GWP值为：塑料箱（保守情景）1,347,713公斤CO2-eq，纸板箱（保守情景）1,086,582公斤CO2-eq，塑料箱（技术情景）1,956,728公斤CO2-eq，纸板箱（技术情景）1,629,873公斤CO2-eq。由于这些研究都是特定案例，因此无法直接对比不同材料或技术的环境影响。

总体而言，绝大多数研究都对塑料食品包装进行了生命周期评估，只有少数研究讨论了其他替代包装选项。聚乳酸（PLA）作为一种替代材料显得尤为突出，因为它经常被拿来与塑料包装进行比较。近年来，纸和铝在相关研究中的出现频率较低。目前的趋势表明，关于各种类型塑料食品包装的研究仍在进行中。显然，活性包装和智能包装的研发仍处于早期阶段；在过去的五年中，针对这些包装环境影响的研究数量非常有限。

根据这些研究的结果，可以得出结论：系统边界确实对研究结果有显著影响。不仅使用相同的基准单元进行分析至关重要，标准的选择、所研究产品系统的特性、分析的生命周期范围以及数据分配方式都会影响最终结果。由于基准单元和测试条件的多样性，无法确定某种食品包装材料的具体环境影响；因此，无法得出哪种包装材料的环保效果更好的结论。

4. 结论

我们利用两个数据库（Science Direct和Web of Science）进行了系统性的文献回顾，共找到了51篇采用生命周期分析法研究食品包装环境影响的研究。其中11篇论文回顾了先前的研究，40篇论文展示了研究成果。筛选标准之一是仅考虑2018至2025年间发表的期刊文章，以便总结最新研究成果（之前的综述主要集中在更早的时间段）。在评估过程中，我们分析了文章的特点、研究的局限性，并讨论了各自的研究结果。基于这些分析，我们可以得出以下结论：

- 这40篇研究涵盖了多种类型的包装，包括塑料、玻璃、纸张、铝及其替代材料、包装技术以及二次包装。
- 研究中使用的基准单元并不完全相同，因此无法直接比较各研究的结果。
- 在影响评估方面，39篇研究使用了全球变暖潜力（GWP）指标，但结果差异很大。数据中的GWP值范围从10-3到105不等，即使是同一种包装材料，也无法进行有效比较。
- GWP值最高的是膨胀聚苯乙烯（EPS）包装、一次性玻璃包装，以及在某些情况下的PP和PLA包装。
- GWP值最低的是PLA/生物复合材料包装、HDPE/生物复合材料包装、传统PE包装（回收率5%）以及PLA（回收率25%）包装。
- 可以证明，循环经济对环境有积极影响，因为可重复使用和可回收包装带来了更好的环境效益。
- 然而，也发现基于生物材料的包装在考虑整个生命周期（包括农业生产活动）时并不一定具有更好的环境效果。

总体而言，这些研究通常针对特定的食品或包装材料进行探讨，因此无法明确界定单一材料的环境影响，也无法直接比较不同材料之间的差异。值得注意的是，还有一些研究关注包装的优化设计（生态设计）或食品的更高效储存（智能包装）。有必要按照相关标准开展并记录一系列研究，以评估适用于不同食品的各种包装材料在其功能和基准单元方面的性能。这将有助于确定哪种包装材料在综合考虑整个生命周期时的环境影响最为优秀，从而实现可持续发展。为确保研究的透明度，应遵循ISO 14040和ISO 14044标准，并遵守相应的发布要求。

需要指出的是，本研究的局限性在于仅使用了两个期刊数据库；在处理结果时，也仅展示了2018至2025年间发表的期刊文章中的全球变暖潜力（GWP）相关数据。

本研究得到了芬兰文化与创新部EK?P-25-0大学研究奖学金计划的支持，该计划资助来自国家研究、开发与创新基金的资金。

未被引用的参考文献：
(Alhazmi等人，2021年；Page等人，2021年；Vendries等人，2020年)

作者贡献声明：
Bauerné Gáthy Andrea：撰写、审阅与编辑，监督，概念构思。
Aliz Vuk：撰写初稿，方法论设计，概念构思。