本文对评估可重复使用塑料包装相较于一次性包装替代品环境性能的生命周期评估（LCA）研究进行了系统综述。在Web of Science和Scopus数据库中进行的结构化检索共识别出2000年至2025年间的245篇出版物，其中55篇符合相关性、质量和透明度标准。这些出版物被分为原始LCA研究和LCA综述论文两组，以支持无偏见评估，随后被分析以识别关键应用领域、方法论趋势以及影响环境结果的因素。综述显示，聚丙烯（PP）、高密度聚乙烯（HDPE）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是可重复使用系统中研究最普遍的聚合物。尽管可重复使用包装已在多个行业得到研究，但在化妆品、饮料和配送应用领域仍存在显著的研究空白。相比之下，对食品和新鲜农产品的研究通常报告称，在应用足够的重复使用周期时，环境效益显著。然而，现有研究结果的可比性受限于方法论的不一致性，包括影响类别选择狭窄、未统一的报废（EOL）建模方法，以及忽略了空载返程运输和二次包装等重要生命周期阶段。两个参数被确定为决定可重复使用包装系统环境性能的核心：重复使用周期次数，以及包括清洗、重新灌装和逆向物流在内的再处理活动的配置。不同研究中报告的重复使用周期假设差异很大，突显了需要更符合实际且针对具体应用的定义。总体而言，该综述强调了可重复使用塑料包装的潜在环境效益，同时强调需要更一致的方法论选择以支持可靠且可比的LCA结果。
引言
包装作为所有行业的关键组成部分，是科学、技术与艺术的必要融合。它在保护产品、延长保质期、简化物流、促进销售和确保消费者满意度方面发挥着关键作用。该全球市场的规模在2024年已达到1.08万亿美元，并预计到2032年将增长至1.45万亿美元，复合年增长率为3.93%。2024年，亚太地区是主导力量，占全球市场份额的38.43%。一个包装系统通常由三层组成。初级包装与产品直接接触，防止其受到污染和泄漏。次级包装有助于零售处理和捆绑，并随着电子商务的兴起而迅速扩张，成为当今最大的包装细分市场。三级包装则确保货物能够高效地运输和储存。在全球范围内，塑料包装是最大的材料类别，消耗量超过5.9亿吨。其次是纸张和纸板，约4.6亿吨，而玻璃和金属分别约为3亿吨和1.5亿吨。因此，该行业产生了大量的废弃物流。可靠的全球数据有限，但欧盟的数据提供了一个规模参考：2023年，欧盟产生了7970万吨包装废弃物。纸张和纸板是最大部分（40.4%），其次是塑料（19.8%）、玻璃（18.8%）和木材（15.8%）。为应对这些挑战，欧盟围绕废弃物层级逐步建立了一个监管框架。该概念可追溯至20世纪70年代，但最具影响力的政策出现在20世纪90年代，尤其是《包装和包装废弃物》指令。它旨在减少包装的环境影响并确保欧洲市场的顺利运行。根据其目标，到2030年，至少70%的包装废弃物必须被回收。在欧洲层面，这一转型正通过《废弃物框架指令》和提议中的《包装和包装废弃物条例》等政策得到加强。《包装和包装废弃物条例》进一步整合了基于生命周期思维的可持续性标准，要求包装到2035年必须在设计和规模上实现可回收，并引入最低再生含量目标，同时支持可重复使用和重新灌装系统作为实现2050年气候中和更广泛目标的一部分。在此背景下，可重复使用包装系统正受到越来越多的关注。
减少包装影响的努力集中在几个策略上，包括材料减量、使用再生含量、用可再生材料替代以及改进可回收设计。这些方法与循环经济的三大核心原则一致：减量（Reduce）、重复使用（Reuse）和回收（Recycle）。然而，塑料包装的回收仍然受到高成本、技术限制和消费者行为的制约。因此，可重复使用包装作为一种更有效的减少材料消耗、能源使用和排放的途径，受到了越来越多的关注。研究估计，至少20%的塑料包装可以被可重复使用系统取代。政策行动也顺应了这一趋势：《一次性塑料指令》针对各种一次性物品，包括餐具、咖啡杯、搅拌棒和吸管，标志着从一次性格式的转变。可重复使用包装已在各种应用和形式中使用。然而，从一次性包装转向可重复使用包装通常需要重新设计供应链以包含逆向物流。这种转变可以改变经济最优点、利益相关者角色、物流流程和组织结构。在此模式下，零售商充当漏斗，管理产品的正向流和可重复使用包装的返回流。
尽管兴趣日益增长，关于可重复使用包装的学术研究仍不均衡。大量文献集中在外卖食品容器、杯子和盒子上，重点在于减少废弃物而非全面的生命周期评估。此外，食品和饮料行业以外的研究很少，在化妆品、家居产品、农业、物流和电子商务应用方面留下了巨大的知识空白。本综述旨在通过检查更广泛行业中的可重复使用塑料包装来解决这些空白。它提供了当前应用的评估方法、使用的指标和迄今报告的研究结果的概述。通过识别证据仍然有限的领域，本文指出了未来研究的关键方向。该综述在《包装和包装废弃物指令》要求日益严格、行业面临重新思考包装系统压力的当下尤为相关。其发现可以帮助研究人员识别开放性问题，并支持政策制定者和企业就产品设计、法规和对重复使用系统的投资做出更明智的决定。最终，这项工作有助于为向更可持续和有效的可重复使用包装转型建立更强大的证据基础。
材料与方法
使用Web of Science (WOS)和Scopus数据库进行了系统性文献综述。检索分几个阶段进行，以确保捕捉到LCA与可重复使用塑料包装交叉领域的所有相关研究。检索策略结合了反映方法论和感兴趣主题的关键词。在WOS中，使用了语义和布尔逻辑结合的检索，检索式如下：TS = (life cycle assessment OR LCA OR environmental assessment OR environmental impacts) AND (reusable plastic packaging OR returnable plastic packaging OR refillable plastic packaging)。此外，在Scopus中的文献检索使用了以下检索式：TITLE-ABS-KEY ((reusable plastic packaging OR returnable plastic packaging OR refillable plastic packaging) OR (life cycle assessment OR LCA))。由于LCA在过去几年已发生重大演变，本文重点关注2000年至2025年发表的论文，以确保方法论的一致性和相关性。早期研究被排除，因为2000年之前的LCA实践通常依赖于非标准化框架、有限的数据库和不太成熟的影响评估方法，这可能会损害与更近期研究的可比性。因此，为了不对方法论局限性很可能已在后续研究中得到批评和改进的非常早期的研究进行分析，本综述研究中未考虑2000年之前的期刊论文。在本研究中，所有选定的研究均为同行评议的期刊论文，以英文发表，最近一次收集相关论文的检索于2025年8月进行。
初步检索共获得245篇同行评议出版物：来自Web of Science的198篇和来自Scopus的47篇。去除36篇重复文献后，剩余209篇论文。这些出版物根据标题、摘要、作者关键词和来源进行筛选。如果论文涉及以下主题之一，则被标记为相关：(i) 国际上使用的可重复使用塑料包装的类型和应用；(ii) 可重复使用塑料包装的EOL处理选项；(iii) 可重复使用塑料包装的环境评估。使用这些标准，排除了141篇论文，其中大部分侧重于本综述范围之外的主题，例如：侧重于塑料包装回收而非重复使用系统的研究；关于一次性包装而非可重复使用系统的研究；非塑料材料制成的重复使用系统；未考虑完整包装系统的聚合物化学分析；或以消费者行为或社会科学为导向的研究。剩余的68篇论文进行了全文审查。在这一更详细的分析过程中，又排除了13篇论文，原因如下：数据质量差（未解释生命周期清单步骤且未清晰提及数据来源的研究）；缺乏透明度或未能证明基本假设的合理性（例如，未论证的建模选择，如不清楚的系统边界、影响评估方法或功能单位）；以及研究范围不相关（例如，更侧重于可重复使用包装的社会方面，或使用塑料以外的材料类型进行重复使用）。经过所有筛选步骤，最终确定了55篇相关论文纳入最终分析。这些出版物用于解决以下研究问题：RQ1：可重复使用塑料包装的环境评估现状如何？RQ2：哪些行业或应用在现有环境研究中被忽视？RQ3：可重复使用塑料包装的LCA研究中使用了哪些方法论选择？RQ4：现有LCA研究的全面性、可靠性和可比性如何？RQ5：在不同行业领域，可重复使用塑料包装与代表性一次性替代品的环境性能相比如何？为解决研究问题，对55篇选定出版物中的每一篇都进行了详细分析。该综述考察了出版年份、行业焦点和可重复使用包装系统的类型。方法论方面也进行了评估，包括每项LCA的范围、遵循的标准、使用的建模工具以及在ISO 14040/44下定义的技术特征。这些要素被用于评估研究的整体稳健性、透明度和可比性。为避免评估偏差，出版物首先被分为两组：(i) 原始LCA研究（34篇）；(ii) LCA综述论文（21篇）。第一组出版物用于解决研究问题1、2、3、4和5。这些研究根据其LCA建模的方法论质量，依据ISO 14040/44进行了评估。评估涵盖：(1) LCA的可靠性和透明度，(2) 清单数据来源的质量，(3) 定义的系统边界和涵盖的生命周期阶段，(4) 影响评估方法和选择的影响类别，以及(5) 结果的呈现和解释。第二组用于通过考察每篇综述的目的和范围并识别其主要焦点领域来解决研究问题1和2。这也有助于避免重复，确保本综述强调这些现有综述论文中未涵盖的研究结果。最后，对研究结果进行了综合，以评估可重复使用包装在不同行业的环境优势和劣势，识别潜在的改进领域，并最终回答研究问题。
可重复使用塑料包装的环境评估研究
评估不同工业领域和应用中可重复使用包装系统环境影响的出版物仅在2020年之后开始增多。出版物数量逐年增加，到2024年达到10篇，预计在当前年份（2025年）由于日益增长的兴趣和新颁布的塑料包装禁令，将获得更多可靠的出版物。分析各特定行业发表的论文数量发现，包装的环境分析在2019年之后才开始受到研究人员的相当重视，重点关注食品包装以及水果和蔬菜产品包装。此外，综述论文的数量也显著增加。2019年后的这种增长可以用与塑料污染相关的日益增长的政治、工业和社会压力来解释，包括新的欧盟法规、一次性塑料禁令以及企业对再生含量的承诺。这些发展增加了对包装进行LCA的紧迫性，尤其是在食品相关应用领域，因为材料变化直接影响安全性和保质期。
为描述可重复使用包装环境分析的当前科学发展状况，我们考察了55篇综述出版物中代表的主要工业领域。近三分之一（27%，15篇论文）的研究集中在水果和蔬菜包装上，使其成为研究最广泛的领域。食品产品包装成为第二常见的研究类别，占出版物的22%。在该组中，11项研究评估了通用食品产品的可重复使用包装，而只有一项研究检验了饮料的可重复使用包装。相比之下，针对配送服务和化妆品可重复使用包装的研究显著较少。这种有限的关注突显了现有文献中的明确空白，并强调了需要进一步研究来解决这些欠发达领域中未解决的环境问题。
属于第二类（LCA综述论文）的出版物共有21篇。我们根据其焦点对其进行了分析。其中，12篇出版物旨在回顾LCA研究的当前科学发展状况并呈现结果；另外4篇讨论了LCA建模的技术方面和改进建模过程的方法；以及5项研究侧重于研究塑料包装领域循环性的现状。
结构完整性与可信度的综述
LCA模型的质量和可靠性通过首先评估一般建模结构的全面性、准确性和透明度来确定。随后，收集了指示LCA研究整体状态的关键数据。这一过程提供了关于研究可靠性的无偏见视角，并建立了在不同LCA研究中比较结果的公平基础。表1总结了所有综述论文（第一类：原始LCA研究）的关键特征。超过一半的研究（52%）使用SimaPro进行LCA建模，80%的研究选择ecoinvent数据库作为其二手数据来源。然而，有少数论文选择了不同的软件或数据库，或定义了自己的计算方法和数据库。数据质量是根据收集的数据来源类型进行评估的。数据被分类为：当主要来自一手数据来源时为高质量；当基于一手和二手来源的组合时为中等质量；当主要依赖二手数据来源时为低质量。使用这种分类，24%的已分析原始LCA研究被确定为高质量数据，而56%被归类为中等质量。鉴于LCA的整体性质以及需要收集多个过程、生命周期阶段和情景的数据，使用高质量和中等质量数据来源的研究被认为为本综述提供了可接受的数据质量水平。相比之下，21%的研究主要依赖二手数据来源，因此被归类为低质量，这给其结果引入了更大的不确定性。85%的原始LCA研究明确传达了其采用的标准为ISO 14040和14044。然而，有五项研究应用了与ISO 14040/14044一致的LCA框架，但未明确提及遵守这些标准。表1的最后一列展示了所综述研究的系统边界的整体视图，以说明所进行研究的全面性水平。80%的论文定义了从摇篮到坟墓的系统边界，这代表了一个良好的完整性水平，因为根据官方定义，从摇篮到坟墓的系统边界涵盖了从产品生产到EOL阶段（如处置、重复使用或回收）的整个过程。只有一项研究将此系统边界扩展到从摇篮到摇篮。还有一项研究将其范围限制在从使用到坟墓阶段，另一项则考虑了从门到门阶段。
所应用方法的批判性分析
方法论特征
表2展示了综述的原始LCA研究的关键技术特征。在某些情况下，应用的方法和选择的影响类别没有明确报告；然而，它们可以从论文中提供的描述中推断出来。一些研究应用了多种影响评估方法，主要是因为其研究目标需要评估单一评估方法未完全涵盖的特定环境影响。根据ISO 14044，如果所选表征模型不足以满足既定目标和范围，可以采用额外的方法论。因此，使用多种影响评估方法与ISO 14044完全一致。除了Singh等人（2006）的研究——该研究是一项生命周期清单研究，仅量化了CO
2 -eq排放——以及Alzubi等人（2022）的研究——未明确提及影响评估方法——之外，所有其他论文都解释了所选的影响评估方法、选择的影响类别和EOL建模方法。综述表明，这些方法论选择对LCA结果的可靠性和准确性有重大影响。例如，Yadav等人（2024）证明了对LCA结果的解释强烈依赖于所选的影响类别。在他们的研究中，尽管某些类别（如气候变化）在可重复使用PP食品包装中减少，但其他类别却增加了。具体而言，可重复使用的容器在不同的EOL情景下使用10次、30次或100次时，与一次性替代品相比，在海洋富营养化、淡水富营养化、电离辐射、人类致癌毒性、矿物资源稀缺性和人类非致癌毒性方面表现出更高的影响。这些增加主要归因于清洗阶段的排放。根据ISO 14044，影响类别的选择必须具有合理性并与研究目标一致。Rasines等人（2024）的方法提供了一个透明且有科学依据的选择过程的范例，作者应用了加权分析，仅保留了加权分数高于80%的影响类别。
整体而言，相当数量的综述论文将其分析限制在有限的影响类别范围内，最常见的是气候变化。尽管一些研究报告了更广泛类别范围的结果，但并未对这些结果进行进一步的解释或讨论。重要的是，一些作者承认了这些局限性。相比之下，其他研究根据所述的研究目标和ISO 14044对影响类别的选择进行了论证。一个代表性的例子是Camps-Posino等人（2021）的研究，该研究完全专注于所建模产品的CO
2 -eq排放。尽管符合研究目标，但这项工作更准确地应被描述为碳足迹分析而非完整的LCA，因为它仅考虑了一个影响类别。
此外，选择EOL建模方法代表了综述研究之间方法论不一致性的另一个来源。在评估EOL方法在所分析论文中的应用之前，本节简要介绍两种最常用的EOL方法。为计算产品或服务EOL阶段的环境影响，可以采用截断法和避免负担法，这是LCA研究中常见且成熟的方法。截断法考虑产品生命周期之外的活动不承担负担。这意味着原材料提取、运输或使用阶段的负担归属于产品或服务，但回收活动的负担则被分配给在另一个系统边界内使用回收聚合物的产品。另一方面，避免负担法将回收活动的负担分配给产生回收材料的产品。在表2中呈现的EOL建模方法概览显示，大多数综述研究采用了避免负担法。在此方法下，与废物管理过程（如回收、填埋和焚烧）相关的负担和信用被包含在LCA的系统边界内。相比之下，一些研究应用了截断法，其中废物管理过程的负担或信用不被分配给所建模的包装。这种在建模EOL阶段上的根本差异，本质上是一个多产出过程，可能导致LCA结果的重大差异，进而可能导致分歧甚至误导性的解释和结论。ISO 14040为建模多产出过程提供了明确的指导。该标准第4.3.4.1节规定，“当多种替代性分配程序似乎适用时，应进行敏感性分析以说明偏离所选方法的后果”。同一节进一步建议通过应用系统扩展（即避免负担法）或细分来完全避免分配。此外，第4.3.4.3节规定这些分配程序适用于EOL过程，特别是回收和重复使用。因此，在建模产品的EOL阶段时，敏感性分析对于评估EOL建模方法的选择是否显著影响LCA结果至关重要。尽管有此要求，但如表2所示，在综述研究中未发现此类分析。然而，一些研究通过改变EOL参数（如回收或处置份额）应用了情景分析。没有一篇综述论文进行了此类分析。在大多数情况下，所选的EOL方法仅被陈述，缺乏对其选择的充分论证，也未进行敏感性分析来验证所选方法是否实质性地影响了最终结果。
生命周期阶段的覆盖范围
由于可重复使用塑料包装系统中生命周期阶段的纳入或遗漏会显著影响环境绩效结果，附录A中的表A.1审视了所分析研究对相关生命周期阶段的涵盖程度。考虑的阶段包括：原材料提取、包装生产、次级和三级包装生产、物流、再处理和EOL处理方法。大多数已分析的研究并未在其评估中考虑所有关键的生命周期阶段。在某些情况下，被排除的阶段得到了适当的论证。然而，一些出版物（34项研究中的29项，占综述研究的85%）排除了相关且本不应被遗漏的生命周期阶段——例如次级和三级包装的生产——从而降低了结果的准确性。如图7所示，85%的综述研究（34项中的29项）在LCA模型中包含了初级包装的原材料提取阶段。而排除这一阶段的五项研究并未提供科学依据。相比之下，包装制造阶段在100%的综述研究中都得到了考虑，而次级或三级包装生产的纳入率降至24%，再处理阶段（如清洗、填充）的纳入率为82%。物流在所有综述论文中都得到了建模，除了少数几篇由于数据限制或未明确说明理由而仅部分包含运输（例如，仅限于从制造商到仓库的运输）。考虑到多项研究强调了运输对整体环境绩效的显著贡献，这一点值得注意。虽然76%的综述研究考虑了空载返程运输阶段，但其重要性被Hitt等人（2023）的研究明确证实，该研究证明了可重复使用塑料包装的环境优势对空载返程运输的假设高度敏感。他们的分析表明，如果只有5%的客户专门为了归还容器而出行，可重复使用系统在全生命周期温室气体排放和一次能源使用方面可能会超过一次性替代品。包装的EOL阶段在综述论文中得到普遍包含和清晰描述。然而，Boschiero等人（2019）和Silva等人（2024）将此阶段排除在研究范围之外。Alzubi等人（2022）的研究未考虑这一阶段，尽管它具有重要意义。然而，用于建模此阶段的方法论应用常常不够充分。EOL阶段的主要情景通常是填埋、焚烧或回收，这通常通过国家统计数据或参考现有文献来论证。鉴于运输和EOL等过程对整体LCA结果的显著贡献及其对解释环境绩效的强烈影响，排除特定过程可能会系统性地使结果偏向于可重复使用或一次性包装系统。例如，排除原材料提取或初级包装生产往往会有利于可重复使用包装，因为可重复使用的容器通常更重，材料更密集，以适应耐用性和多次使用循环的设计要求。同样，遗漏或部分建模运输过程可能会使结果偏向于可重复使用系统，因为额外的运输活动（如运输到清洗或再处理设施以及逆向物流）是重复使用系统特有的。尽管这些额外的运输负担可能部分被与一次性包装相关的运输过程所抵消，但这种补偿取决于设计优化且运营高效的重复使用系统。此外，简化或未充分论证的EOL建模可能会在任一方向上产生偏差，这取决于在避免负担法或截断法下回收信用和处置负担是否被高估或低估。总体而言，不完整的系统边界会导致比较性LCA结果的系统性扭曲，突显了全面和透明建模的重要性，以避免通过构建本身偏向于可重复使用或一次性系统。
可重复使用塑料包装与一次性塑料包装的环境分析
可重复使用塑料包装中最常用的聚合物类型
在整个综述文献中，已使用多种材料类型来制造可重复使用塑料包装。本节评估了三种最常研究的聚合物（PP、HDPE和PET）制成的可重复使用塑料包装的环境性能，因此未讨论其他聚合物材料的结果。表3总结了这些材料相对于其一次性同类产品的比较环境影响。该表是根据表2中选定的影响类别的主要结论编制的，以确定可重复使用包装是否总体上优于一次性包装。
PP：这种聚合物类型是制造可重复使用包装最常用的材料。在34项综述研究中，有22项考虑了PP或PP与其他聚合物的混合物作为可重复使用塑料包装的主要材料，并将其环境性能与一次性替代品进行了比较。对可重复使用PP塑料包装环境性能的概览（见表3）表明，从环境角度来看，这种材料通常优于一次性包装。这种优势可归因于原材料生产阶段的较低排放，因为可重复使用包装可以多次使用。然而，一些研究报告了可重复使用PP包装与一次性替代品相比环境性能的恶化。例如，Thomassen等人（2024）建模了一种用于大米的可重复使用PP包装，发现在定义的功能单位下，气候变化和化石资源枯竭影响分别是传统一次性多层PET + LDPE大米包装的两倍和三倍。该研究确定了可重复使用性和重复使用周期是这些影响类别中最关键的参数，表明将重复使用周期从5次增加到16次和22次可以使可重复使用PP包装在气候变化和化石资源使用方面优于其一次性同类产品。同样，Battini等人（2016）、Levi等人（2011）和Tua等人（2017）也报告了一次性包装在部分或全部选定的影响类别上可能具有更好的环境性能。Battini等人（2016）提出了一种改进型的一次性波纹纤维板箱，并在不同供应链和运输距离情景下，将其环境影响与可重复使用PP箱进行了比较。该研究表明，可重复使用箱在短运输距离下优于一次性箱。然而，随着运输距离的增加，可重复使用箱的环境效益逐渐减弱并最终逆转，主要原因是可重复使用箱的重量更大。Levi等人（2011）和Tua等人（2017）同样强调了运输距离对包装环境性能的关键作用；例如，Levi等人（2011）发现可重复使用PP包装仅在运输距离低于1200公里时才比一次性包装性能更好。
HDPE：在34项综述研究中，有7项考虑了HDPE或HDPE与其他聚合物的混合物作为可重复使用包装的主要材料。在Helmes等人（2022）的研究中，尽管重复使用周期非常低，但可重复使用的HDPE洗发水瓶在环境性能方面优于一次性HDPE洗发水瓶。相比之下，Ceballos-Santos等人（2024）报告称，用于鱼类分销的可重复使用HDPE箱与一次性发泡聚苯乙烯（EPS）箱具有相似的环境性能。然而，多个参数被确定为影响此比较的关键因素。例如，通过考虑现场清洗设施，可重复使用箱显示出环境影响的显著改善，使其能够优于一次性箱。另一方面，由于各情景的运输距离保持不变，箱的重量成为决定性因素，有利于重量仅为0.20公斤的一次性EPS箱（可重复使用箱重量为1.20公斤）。总体而言，该研究得出结论，对于超过160公里的距离，一次性箱和可重复使用箱在环境方面的表现相似。
PET：在综述的研究中，有4项以PET作为可重复使用塑料包装的主要材料。这些研究均在包装成分中包含了一定比例的再生聚对苯二甲酸乙二醇酯（rPET），并一致报告称，基于PET的可重复使用系统优于相当的一次性选择（见表3）。这种增强的环境性能主要得益于用rPET替代原始PET，这大大降低了PET聚合物生产的影响——这是包装生命周期中的一个主要热点。Silva等人（22024）评估了一种新型再生PET（称为rPET薄片）、原始PET和传统方式生产的rPET（称为rPET颗粒）的生产环境性能。结果表明，除了水消耗和富营养化影响类别外，原始PET的生产具有最高的环境影响。对三种PET生产路径的LCA结果进行比较显示，与原始PET生产相比，rPET薄片在所有影响类别上平均减少了79%，而rPET颗粒的生产仅实现了约10%的减少。值得注意的是，即使重复使用周期次数较低，这些环境效益仍然强劲。PET可重复使用包装在仅重复使用两次时（用于饮料包装）、一次重复使用（用于化妆品包装）和七次重复使用（用于食品包装）时就能优于一次性等效物。
可重复使用塑料包装与一次性塑料包装在不同行业的比较
图8展示了可重复使用塑料包装与一次性包装在不同行业中的环境性能比较概览，针对表2中选定的影响类别。下方的条形图说明了研究报告可重复使用塑料包装性能更优（绿色）、更差（红色）或相当（黄色）的比例。然而，这种比较是指示性而非精确的，因为如表2所示，不同研究中选定的影响类别有所不同。因此，结果的解释仅限于所选的影响类别，可能不代表完整的环境概况。另一方面，一些研究调查了不同的参数或情景，结果基于这些定义的参数或情景呈现。每个研究只纳入了最具代表性的发现。饼图说明了34项综述研究在不同行业中的分布。水果和蔬菜包装占比最大（15项研究），其次是食品包装（10项研究）。相比之下，化妆品、配送和饮料包装所占份额要小得多——分别为1项、5项和1项研究。这种分布表明，可重复使用与一次性包装的比较性LCA严重集中在食品和水果蔬菜领域，而化妆品和饮料领域的应用研究相对不足。
结果表明，可重复使用包装在大多数情况下具有较低的环境影响。具体而言，在化妆品和饮料包装中，分析的研究得出结论，可重复使用塑料包装选项优于一次性选项。然而，这取决于可重复使用塑料包装系统优于一次性包装所需的最小重复使用周期次数。在饮料包装中，计算出的最小所需重复使用周期为2次，而在化妆品包装中，未指定最小重复使用周期。同样，63.64%的食品包装研究（最小重复使用周期范围从4次到30次）和66.67%的水果蔬菜包装研究（最小重复使用周期范围从3次到40次）显示可重复使用包装系统性能更优。这一趋势在配送包装中更为强劲，其中80%的研究（最小重复使用周期为7次）显示性能有所改善。然而，只有一项关于食品包装的研究（或综述食品包装行业研究的9%）发现两种系统之间没有显著差异。
可重复使用塑料包装的环境绩效通常优于一次性包装，这主要归因于重复使用周期内原材料生产环境负担的分摊。然而，这一优势并非绝对，高度依赖于系统的运营参数和设计。文献中报告的重复使用周期范围广泛，从1次到超过1200次，这凸显了在LCA建模中需要更现实和具体应用假设的必要性。重复使用周期的实现次数受系统性能而非材料耐久性的制约。系统设计强烈影响其在流通中的存活率。高效的再处理活动，如将集中清洗设施设在配送中心附近或内部，可以减少处理损失和过早丢弃。同样，将逆向物流与正向配送运输整合可以减少额外的运输步骤并提高回收率。相反，分散的收集基础设施、长的回收距离或复杂的分拣要求会缩短操作寿命，无论技术耐久性如何。在大多数研究中，清洗操作、原始颗粒生产、包装制造和运输过程被确定为环境影响的主要贡献者。然而，Snyder和Park（2024）指出洗涤剂使用是主要贡献者，并指出由于高效的水和能源使用，其他清洗步骤的影响有限。在某些行业，如水果和蔬菜包装，清洗不是主要贡献者，主要是由于能源需求较低或没有使用特定洗涤剂。因此，该领域的一些研究将清洗过程引入为可重复使用塑料包装总体生命周期影响中的次要贡献者。这些发现突显了在建模清洗过程时，诸如清洗活动的规模、使用的洗涤剂或能源来源等因素会显著影响可重复使用塑料包装的环境影响。一次性塑料包装有时由于包装重量较低以及排除了清洗和逆向物流阶段，在环境方面优于可重复使用塑料包装。然而，这些因素可以通过定义最佳重复使用周期以及高效管理逆向物流和清洗操作而转向有利于可重复使用塑料包装。
结论与建议
在本综述中，一个明确的研究空白显现出来，即可重复使用塑料包装与一次性系统相比的评估方式，特别是在化妆品、配送服务和饮料等行业。关于食品和新鲜产品包装的研究普遍认为，可重复使用塑料包装选择可以带来显著的环境改善——假设它们被重复使用足够多次。然而，对已发表LCA研究的分析揭示了显著的方法论不一致性——包括系统边界、假设和影响评估方法的差异——这些限制了结果的可比性并削弱了总体结论的可靠性。85%的论文声称遵循相关的LCA标准，但许多并未完全应用透明和全面建模所需的方法论步骤。这一点在影响类别和EOL方法的选择中尤为明显。许多研究仅依赖于一小部分影响类别，而未解释为何排除其他类别。然而，文献表明，结果可能对所选类别高度敏感。气候变化是迄今为止评估最广泛的类别，可能因为它被广泛认可且更易于解释。相比之下，与海洋和水生污染相关的类别则出现得少得多，尽管人们越来越关注塑料垃圾和微塑料在海洋生态系统中的污染。因此，建议作者在LCA研究中为影响类别的选择提供更严格的科学论证。此外，归一化可以帮助识别在解释结果时应考虑的最相关影响类别。
另一个反复出现的问题是与EOL建模相关的敏感性分析缺乏。根据ISO 14044，当存在多种方法论选项时，需要进行此类分析，但综述论文中没有一篇论证其选择，也没有探索使用不同方法会如何影响结果。鉴于EOL建模对比较结果的强烈影响，未来的LCA研究应同时评估避免负担法和截断法，并根据研究目标和系统内重复使用和回收过程的预期表示明确论证所选方法。然而，即使EOL建模方法描述清晰，其背后的假设也需要仔细考虑，因为它们通常依赖于可能无法反映现实系统的理想化回收条件。回收率通常基于一般值，可能忽略了收集、分拣和回收基础设施方面的区域差异。此外，可重复使用塑料包装在重复使用和清洗后可能会经历材料降解、污染或质量损失，这可能会限制闭环回收并导致降级回收。因此，假设完全替代原始材料的避免负担模型可能会高估EOL信用。因此，可重复使用包装LCA中的EOL效益应谨慎解释，研究应透明地报告回收路径、替代因子、材料质量和区域基础设施条件。
此外，该综述显示，许多研究忽略了相关的生命周期阶段。次级和三级包装以及返程运输经常被排除在外，尽管它们在确定可重复使用塑料包装的环境性能方面具有重要作用。例如，返程运输距离和配送系统的结构可以决定可重复使用系统是否比其一次性对应物表现更好或更差。根据定义的系统边界，建议LCA研究包含特定的过程以确保结果现实和解释稳健。对于从摇篮到坟墓的系统边界，有必要评估：(i) 包装生产（包括原材料提取），因其可能具有高能源强度；(ii) 运输活动（例如包装运输和产品配送），鉴于其对设施位置和重复使用系统设计的相关性；(iii) 再处理过程，因其对可重复使用与一次性系统的比较环境性能具有决定性影响；以及 (iv) EOL过程，因为与不同建模方法相关的潜在信用和负担。
在综述文献中，另外两个参数显得尤其具有影响力：a) 重复使用周期的次数；b) 再处理活动的设计。更多的重复使用周期通常带来更好的环境性能，但仅当假设的次数对于给定应用是现实的时候。文献中报告的重复使用周期范围从1到超过1200次，这凸显了需要更清晰和更实用的指导。同样，可重复使用系统的环境效益在很大程度上取决于再处理的组织方式——清洗、重新灌装和逆向物流都需要高效，以获得可行的可重复使用包装系统。然而，值得注意的是，再处理实践，特别是清洗操作，对行业特定特征高度敏感。清洁要求的差异会显著改变可重复使用塑料包装系统的环境性能。例如，在化妆品和个人护理行业，清洗通常代表生命周期影响的主要贡献者。更严格的卫生标准导致更高的能源需求和更密集的洗涤剂使用。相反，在水果和蔬菜行业，清洗通常是一个次要贡献者，因为清洁要求不那么严格，因此相关的能源和洗涤剂投入较低。因此，必须明确考虑行业规范来解释再处理过程的LCA结果。
除这些参数外，无论应用行业如何，包装重量和物流始终是环境性能的重要决定因素。减少包装质量、使用集中或现场清洗设施，以及将逆向物流与正向配送流整合，可以显著提高可重复使用包装系统的整体环境性能。通常，证据表明可重复使用包装系统的环境性能高度依赖于系统设计和运营条件，这些条件可能因地理位置以及实施的策略和政策而有所不同。有利的结果与最佳重复使用周期、高效的逆向物流和优化的清洗过程相关。在未实现这些条件的情况下，环境效益可能会减弱，在某些情况下，重复使用系统可能不会优于一次性替代品。
这些发现对政策制定者和行业参与者都有明确的启示。重复使用不应被视为在所有情况下都固有地优越。当回收率低、运输距离长、清洗过程需要高能源投入或缺乏必要的基础设施时，预期的环境效益可能无法实现。在此类条件下，广泛或统一的重复使用授权可能会产生权衡取舍而非改善。因此，政策措施和行业策略应基于具体案例的环境评估，并由可靠的运营数据支持。
局限性
尽管本综述采用了全面系统的方法，但有几个局限性应予以承认。首先，可能存在地理偏差，因为建模的重复使用系统的地理位置并非本研究的重点。如果大多数综述研究源自欧洲国家，这可能反映出欧盟内部对循环经济战略和重复使用基础设施的强有力政策支持。因此，研究结果可能无法完全适用于具有不同废物管理系统、回收基础设施、消费者行为模式或生活习惯的地区。其次，综述研究大多关注传统塑料，导致对新兴材料和创新系统设计的代表性不足。大多数研究关注传统聚合物，如PET、PP和HDPE。鉴于新兴材料和先进系统的市场相关性，需要进一步研究其环境评估。此外，微塑料排放和环境散落通常未被纳入综述研究，尽管这些方面在比较可重复使用和一次性塑料包装系统时可能尤为重要。另外，研究间的方法论异质性限制了直接可比性。同时，由于某些情况下缺乏一手数据，一些研究使用了二手或一手与二手数据源的混合。尽管这并不意味着LCA建模本身质量较低，但它会显著影响研究的特异性。然而，本综述批判性地分析了方法论异质性、数据来源和建模方法，以建立比较的公平基础。此外，综述文献可能受到发表偏倚的影响，因为报告重复使用系统有利环境性能的研究可能比显示有限、依赖于背景或负面环境效益的研究更有可能被发表和传播。因此，在得出关于重复使用系统在不同行业和应用中环境优越性的更广泛结论时，应谨慎解释本综述中确定的总体趋势。
利益冲突
作者声明不存在利益冲突。研究筛选和全文资格评估由两位作者独立进行。任何分歧通过讨论和共识解决，以避免有偏见的选择。
贡献者声明
Doostdar：概念化、方法论、验证、形式分析、调查、数据管理、初稿撰写、可视化；Alassali：资源、初稿撰写、分析、编辑；Kuchta：审阅与编辑、监督。
生成式AI和AI辅助技术在手稿准备过程中的声明
在准备本工作期间，作者使用了ChatGPT 5.1以提高文本的可读性并在某些地方减少措辞。在使用该工具后，作者根据需要审阅和编辑了内容，对已发表文章的内容承担全部责任。
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