Die menschliche Gesundheit mit der Umwelt in Einklang bringen und gleichzeitig gegen das COVID kämpfen

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 2445 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Chirurgische Masken sind für den Schutz der menschlichen Gesundheit vor der COVID-19-Pandemie von entscheidender Bedeutung, auch wenn ihre Umweltbelastung Gegenstand anhaltender Debatten ist. Diese Studie zielte darauf ab, die Umweltauswirkungen von Einweg-Gesichtsmasken (MD-Typ I) im Vergleich zu wiederverwendbaren Gesichtsmasken (MD-Typ IIR) durch eine vergleichende Lebenszyklusbewertung mit einer Systemgrenze von der Wiege bis zur Bahre zu beleuchten. Wir haben eine zweistufige Analyse mit der ReCiPe (H)-Methode durchgeführt und dabei sowohl die Mittel- als auch die Endpunktkategorien berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigten, dass wiederverwendbare Gesichtsmasken in den meisten Mittelkategorien weniger Auswirkungen hatten. Auf Endpunktebene waren wiederverwendbare Gesichtsmasken Einwegmasken überlegen und erzielten Werte von 16,16 bzw. 84,20 MPt. Die wichtigsten Umweltauswirkungen von Einwegmasken hingen mit dem Rohstoffverbrauch, dem Energiebedarf und der Abfallentsorgung zusammen, während die Nutzungsphase und der Rohstoffverbrauch bei wiederverwendbaren Masken den größten Beitrag leisteten. Unsere Ergebnisse zeigten jedoch, dass geringere Umweltauswirkungen von wiederverwendbaren Gesichtsmasken stark von der Nutzungsphase abhängen, da wiederverwendbare Gesichtsmasken ihre überlegene Leistung verloren, als das Handwaschszenario getestet wurde. Als weiterer Schlüsselfaktor erwies sich die Verbesserung des Masken-Ökodesigns. Die Verwendung nachhaltigerer Rohstoffe und die Entwicklung besserer Abfallentsorgungsszenarien könnten die Auswirkungen auf die Umwelt erheblich verringern.

Kurz nachdem die Weltgesundheitsorganisation (WHO) im März 2020 COVID-19 zur Pandemie erklärt hatte1, wurde die Produktion von Gesichtsmasken und allgemein aller Arten von persönlicher Schutzausrüstung (PSA) und medizinischen Geräten (MD) (z. B. Kittel, Handschuhe) eingestellt , Hygienestrümpfe) wurde zu einer globalen Priorität. Ursprünglich beschäftigten sich nur Angehörige der Gesundheitsberufe mit der Verwendung von PSA und medizinischen Hilfsmitteln; Doch schon bald erhöhte die Nachfrage der Bürger nach Einweg-Gesichtsmasken und -Handschuhen dramatisch2. Insbesondere die Verwendung von Gesichtsmasken nahm drastisch zu, nachdem in den meisten Ländern staatliche Vorschriften zur Maskenpflicht in der Öffentlichkeit erlassen wurden. Infolgedessen stieg der Verbrauch fossiler Rohstoffe aufgrund der Verwendung von Polymermaterialien in Masken3 und es entstand eine erhebliche Menge an Abfall (einschließlich Verpackungsmaterial aus Kunststoff) sowohl im Gesundheitswesen als auch in Haushalten, insbesondere aufgrund des Designs der meisten Gesichtsmasken als Einwegmasken4.

Kürzlich schätzten Benson et al.5, dass weltweit täglich etwa 3,4 Milliarden Einweg-Gesichtsmasken und Gesichtsschutzschilde weggeworfen werden; Diese Zahl steht auch im Einklang mit der Interpretation von Prata et al.6, die die Hypothese aufstellten, dass die Pandemie dazu führen könnte, dass monatlich weltweit 129 Milliarden Gesichtsmasken und 65 Milliarden Handschuhe verbraucht und entsorgt werden. Darüber hinaus ist anzumerken, dass die Nachfrage nach Gesichtsmasken trotz der Einführung von COVID-19-Impfstoffen angesichts des Auftretens und der Verbreitung neuer Varianten8 zumindest kurzfristig nicht sinken dürfte7. Dementsprechend erfordert die ökologische Nachhaltigkeit von Gesichtsmasken sorgfältige Überlegungen9, um die menschliche Gesundheit mit der Umwelt in Einklang zu bringen – ein Ziel, das bisher sowohl öffentliche als auch private Akteure beschäftigt10. Insbesondere muss das Ökodesign von Gesichtsmasken verbessert werden, um die mit ihrer Herstellung verbundenen Umweltauswirkungen zu verringern. Gleichzeitig muss das Bewusstsein der Verbraucher für die ordnungsgemäße Verwendung und Entsorgung gestärkt werden.

Innerhalb der Europäischen Union (EU) sind zwei Hauptklassen von Masken zum Schutz vor Virusübertragung anerkannt: PSA, die unter die Verordnung EU 2016/425 fällt, und MD, die in den Geltungsbereich des EU-Rechtsrahmens für MD fallen (d. h. Richtlinie 93/42/ EWG [MDD], ersetzt durch Verordnung [EU] 2017/745 [MDR] ab 26. Mai 202111). Wie in Tabelle 1 gezeigt, werden MD entsprechend ihrer bakteriellen Filtrationskapazität in Typ I und Typ II unterschieden; Typ II wird weiter in Typ II und Typ IIR unterschieden, je nachdem, ob die Maske spritzwassergeschützt ist12.

Die vorliegende Studie konzentrierte sich auf MD, was einen wertvollen Untersuchungsfall darstellt, wenn man bedenkt, dass MD – wie oben erwähnt – häufig von der breiten Öffentlichkeit zum Schutz vor Virusübertragungen eingesetzt wird13. Insbesondere wurden in der Studie die Umweltauswirkungen von Einweg-OP-Masken im Vergleich zu wiederverwendbaren OP-Masken quantifiziert, um Möglichkeiten und Einschränkungen entlang des gesamten Lebenszyklus aufzudecken, einschließlich der nachhaltigen Verarbeitung und des Designs jedes Typs. Tatsächlich sind wiederverwendbare Masken per Definition nicht ökologisch nachhaltiger als Einwegmasken, da alle Phasen des Lebenszyklus vollständig bewertet werden sollten, d. h. Rohstoffproduktion, Herstellung, Verwendung und Entsorgung. Aus diesem Grund stellt die Ökobilanz (LCA)14,15 einen wichtigen Rahmen dar, der üblicherweise zur Bewertung der ökologischen Nachhaltigkeitsleistung eines bestimmten Materials/Produkts oder einer bestimmten Dienstleistung16,17 verwendet wird. Insbesondere ist eine vergleichende Ökobilanz eine Möglichkeit, verschiedene Optionen zur Entwicklung von Produkten mit ähnlichen Eigenschaften und Funktionen, aber mit geringeren Umweltauswirkungen zu vergleichen18,19. Darüber hinaus haben aktuelle Beiträge zur Literatur die Bedeutung der Ökobilanz für die Bewertung der Umweltauswirkungen von Gesichtsmasken hervorgehoben20,21.

Die vorliegende Studie wurde in Italien durchgeführt, wo über eine erhebliche Verbreitung zurückgelassener Masken und Handschuhe berichtet wurde und wo der tägliche Gebrauch von chirurgischen Gesichtsmasken während der landesweiten Sperrmaßnahmen schätzungsweise 40 Millionen Stück pro Tag sowie 40 Millionen Paar davon erreichte Einweghandschuhe aus Nitril oder Latex22. Unter Berücksichtigung des jährlichen Verbrauchs dieser MD im Jahr 2020 wurde insbesondere eine vergleichende Ökobilanz für Einwegmasken vom Typ I und wiederverwendbare Masken vom Typ IIR durchgeführt, da diese beiden Maskentypen von den befragten Experten als die in Italien im Jahr am häufigsten verwendeten Masken beschrieben wurden der berücksichtigte Zeitrahmen. Beide betrachteten Masken (Typ-I- und Typ-IIR-Masken) entsprechen der Norm EN 14.683:2019 und sind damit offiziell als MD anerkannt. Einwegmasken (Typ I) werden nach herkömmlichen Verfahren hergestellt, während wiederverwendbare Masken (Typ IIR) im Rahmen eines innovativen Pilotprojekts namens „The Italian Social District“ hergestellt werden, da es wirtschaftliche und produktive Ziele mit dem Ziel integriert soziale Eingliederung, die die berufliche Wiedereingliederung mehrerer benachteiligter Gruppen ermöglicht und weit über die gesetzlichen Verpflichtungen hinausgeht. Konkret geht es um die Herstellung wirtschaftlich rentabler, umweltfreundlicher und sozial verantwortlicher chirurgischer Masken, die wirksam vor der Übertragung von Viren schützen. Der italienische Sozialbezirk entstand aus der Zusammenarbeit von 36 Unternehmen und umfasste in seiner ersten Phase des Experimentierens und Testens bis zu 550 Arbeitnehmer. Derzeit beschäftigt das Projekt 100 Produktionsarbeiter in Süditalien, die die Masken herstellen und verpacken, darunter 46 Menschen in einem fragilen Zustand, die an einem Programm zur beruflichen Wiedereingliederung teilnehmen. Seit der Einführung des italienischen Sozialbezirks im Jahr 2020 hat das Programm 7,8 Millionen Masken generiert, die anschließend vom italienischen Nationalinstitut für Gesundheit zugelassen und für den Katastrophenschutz verwendet wurden.

Die vorliegende LCA-Anwendung basierte überwiegend auf Primärdaten (weitere Einzelheiten zur Datenerhebung finden Sie im Abschnitt „Ergänzende Informationen“ und „Ergebnisse“) und nahm eine Systemgrenze von der Wiege bis zur Bahre an. Es wurden sowohl mittlere (problemorientierte) als auch endpunktbezogene (schadensorientierte) Auswirkungskategoriewerte ausgewertet. Die wichtigsten Ergebnisse zeigten, dass wiederverwendbare Gesichtsmasken eine bessere Umweltleistung zeigten und gleichzeitig das gleiche Schutzniveau (wenn nicht sogar höher) als Einwegmasken boten. Es ist jedoch zu beachten, dass die geringeren Umweltauswirkungen von wiederverwendbaren Gesichtsmasken stark von bestimmten Verbraucherverhalten abhängen, wie die durchgeführten Sensitivitätsanalysen deutlich zeigen.

Vor der Berechnung der Umweltauswirkungen analysierten wir die Bestandsdaten und gaben sie für Simulationen in das Softwareprogramm ein. In Bezug auf wiederverwendbare Masken wurden vom italienischen Sozialbezirk Messungen der Rohstoffe vor Ort, des Energiebedarfs für die Verarbeitung (z. B. Legen, Schneiden, Nähen usw.), der Konfiguration des Verpackungsmaterials, der Wiederverwendungsmöglichkeiten, der Reinigungsaktivitäten und der Transportentfernungen bereitgestellt . Insbesondere wurden die Anforderungen an das Waschen der wiederverwendbaren Gesichtsmaske von Schmutz et al.9 unter Beachtung der Angaben des Herstellers angepasst. Darüber hinaus wurden Daten zu Abfallentsorgungsszenarien für beide Arten aus dem Vorabdruck von Allison et al.23 gesammelt. Schließlich wurden Bestandsdaten für Einwegmasken von unabhängigen Herstellern über zertifizierte Labore gesammelt. Der endgültige Satz an Hintergrund- und Vordergrunddaten ist in der „Ergänzungstabelle S1“ enthalten.

Einweg-Gesichtsmasken bestehen aus drei Lagen Polypropylen-Vliesstoffen. Die innere und äußere Stoffschicht besteht aus Spunbond und die mittlere Schicht besteht zu 99 % aus filtrierendem Meltblown24. Wiederverwendbare Gesichtsmasken (Typ IIR) bestehen ebenfalls aus drei Schichten: einer Innenschicht aus antibakterieller Baumwolle, einer Mittelschicht aus Meltblown und einer Außenschicht aus Spunbond. Die Maskenqualität wird durch die Qualität der Einzelteile bestimmt und ist daher bis zu den Komponentenlieferanten rückverfolgbar. Informationen zu den Lieferanten und Produktkomponententypen (einschließlich Zertifizierungen und Merkmalen) finden Sie in der „Ergänzungstabelle S2“. Meltblown (geliefert von Ramina) bildet den zentralen Bestandteil wiederverwendbarer Masken. Diese Komponente garantiert eine Filterleistung von mehr als 99 %, die in Kombination mit der hochwertigen wasserabweisenden antibakteriellen C6-Baumwolle (von Olmetex) der Innenschicht bis zu 10 Wäschen pro Eintauchen standhält. Diese Materialien, die mithilfe spezieller Maschinen zusammengeschmiedet werden, werten chirurgische Masken vom Typ IIR vor allen anderen auf, was ihre überlegene Leistung im Gesamtkonflikt zwischen Filterqualität, Wiederverwendbarkeit und Umweltverträglichkeit betrifft. Darüber hinaus hat das Baumwoll-Innengewebe dieser Masken die gleiche Wirksamkeit bei der Reduzierung der Übertragung von Atemwegsviren wie Einwegmasken25.

Zu Gummibändern, Nasenklammermaterial (für Einwegmasken) und Stofflagen sind in der ecoinvent-Datenbank keine direkten Datensätze verfügbar. Daher wurde für die vorliegende Studie von antiallergenen, latexfreien Gummibändern ausgegangen, die im „Polyurethan-Weichschaum“-Verfahren hergestellt wurden. Es wurde angenommen, dass das Nasenklammermaterial, das nur für Einwegmasken verwendet wird, mit einem „Polyvinylchloridharz (B-PVC)“-Verfahren modelliert wurde. Schließlich gingen wir davon aus, dass für die TnT Spunbond- und Meltblown-Schichten ein „Polypropylen-Granulat“-Verfahren verwendet wurde. Was das Verpackungsmaterial betrifft, so sind wiederverwendbare Gesichtsmasken in biologisch abbaubaren Plastiktüten verpackt, während Einwegmasken in Plastiktüten verpackt sind. Beide Maskentypen werden in 10er-Sets verpackt und in recycelten Kartons geliefert. In der vorliegenden Studie wurden Verpackungsmaterialien als „Polyester-komplexiertes Stärkebiopolymer“, „Verpackungsfolie, Polyethylen niedriger Dichte“ und „Wellpappekartons: 16,6 % Primärfaser, 83,4 % Recyclingfaser“ in die Software eingeführt. Für den Transport wurde ein „Transport, Fracht, LKW 16–32 Tonnen, EURO6“-Prozess von der Produktionsstätte und der landesweiten Verteilung auf der Straße unter Verwendung von Euro 6D-Transportern angenommen.

Um die Anzahl der in Italien im Jahr 2020 verwendeten Gesichtsmasken zu berechnen, haben wir die italienische Bevölkerung auf der Grundlage von Statistiken der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) auf 60,6 Millionen geschätzt26. Gemäß den Empfehlungen der WHO gingen wir für beide Maskentypen von einer Maske pro Person und Tag aus27. Da wiederverwendbare Gesichtsmasken bis zu 10 Mal gewaschen werden können, ohne ihre Virenfiltrationsleistung zu verlieren (laut Herstellerangaben), haben wir für die Nutzungsphase von der maximalen Anzahl an Waschgängen ausgegangen. Dementsprechend wurde die Gesamtzahl der in Italien verwendeten Gesichtsmasken auf 2,18 bzw. 22,1 Milliarden für wiederverwendbare bzw. Einweg-Gesichtsmasken berechnet. Die Gesamtabfallmenge wurde anhand der Anzahl der verwendeten Masken sowie deren Verpackungsmaterialien (z. B. Plastikfolie und Kartons) berechnet (Tabelle 2). Es wurde festgestellt, dass Einweg-Gesichtsmasken im Vergleich zu wiederverwendbaren Gesichtsmasken in jeder Abfallkategorie fast zehnmal mehr Abfall erzeugen.

In Bezug auf die Verwendung von Masken basierte unser Basisszenario auf den Empfehlungen der WHO27, die vorschreiben, dass wiederverwendbare Gesichtsmasken täglich mit Seife/Reinigungsmittel und heißem (60 °C) Wasser gewaschen werden sollten. Wir gingen davon aus, dass die Masken des gesamten Haushalts (2,3 Personen im italienischen Fall) zusammen mit anderer Kleidung in einer Standard-7-kg-Waschmaschine gewaschen werden, wobei sowohl die Literatur9 als auch die Herstelleranweisungen befolgt wurden. Schmutz et al.9 berichteten, dass der Bedarf für eine halbvolle Waschmaschine (eine typische Situation in Europa) 84 g Waschmittel, 52,3 l Leitungswasser und 1,1 kWh Strom pro Ladung beträgt. Dementsprechend wird der durchschnittliche Bedarf an Waschverbrauchsmaterialien für jede Maske berechnet, indem die angegebenen Anforderungen in Bezug auf eine Maske normalisiert werden (d. h. durch Multiplikation des Bedarfs an halbvoller Ladung mit 0,2 %).

Es ist jedoch zu beachten, dass das Nutzerverhalten nicht leicht vorherzusagen ist und die Waschmaschine möglicherweise nicht immer als bevorzugte Option angesehen wird. Daher haben wir in einem weiteren Schritt unterschiedliche Nutzerverhalten als Sensitivitätsfälle untersucht. Zunächst wurde das Händewaschen als Hauptsensibilitätsszenario eingeführt9,23,28. In diesem Fall sind wir davon ausgegangen, dass die gesamten Haushaltsmasken jeden Tag nach dem Gebrauch gemeinsam in einer Schüssel mit 5 Litern Inhalt, die bis zum 3 Liter Füllstand mit 60 °C warmem Wasser gefüllt ist, gewaschen und anschließend mit Wasser ohne Seife/Spülmittel abgespült werden. Für jeden manuellen Waschgang werden ca. 6,24 g Flüssigwaschmittel und 6 l Wasser benötigt23. Ähnlich wie beim Maschinenwaschen werden die durchschnittlich erforderlichen Waschverbrauchsmaterialien für jede Maske berechnet, indem die angegebenen Anforderungen in Bezug auf eine Maske normalisiert werden (d. h. die Anforderungen pro Maske und Waschgang betragen 2,609 l Leitungswasser, 2,713 g Waschmittel und 447,7 kJ bereitgestellte Energie). durch den Gaskessel).

Darüber hinaus haben wir auch andere mögliche Benutzerverhaltensszenarien berücksichtigt und dabei davon ausgegangen, dass wiederverwendbare Gesichtsmasken länger als die empfohlene Lebensdauer (d. h. 10 Wäschen) gewaschen werden könnten. Dementsprechend wurde ein zweiter Sensitivitätsfall für wiederverwendbare Masken modelliert, die vor der Entsorgung 15 Mal gewaschen wurden. Schließlich haben wir bei Einwegmasken eine längere Tragedauer berücksichtigt. Obwohl die empfohlene Verwendung von Gesichtsmasken eine Maske pro Tag (oder 4–8 Stunden) beträgt, tragen viele Benutzer chirurgische Einwegmasken länger als diesen empfohlenen Zeitraum. Daher gingen wir in diesem Sensitivitätsfall davon aus, dass Benutzer an zwei aufeinanderfolgenden Tagen dieselbe Maske tragen würden. Es ist jedoch zu beachten, dass die beiden letztgenannten Sensibilitätsfälle, also die längere Tragedauer beider Arten, das Schutzniveau von Masken und damit die menschliche Gesundheit beeinträchtigen könnten.

Bezüglich der Verpackungs- und Abfallentsorgungsaktivitäten stellte der italienische Sozialbezirk einige Daten aus seinen laufenden Studien zur biologischen Abbaubarkeit von Verpackungsmaterialien für wiederverwendbare (Typ IIR) Gesichtsmasken zur Verfügung. Tatsächliche Abfallentsorgungsaktivitäten (z. B. Recycling, Wiederverwendung) konnten in der vorliegenden Studie jedoch aufgrund fehlender genehmigter Bewertungen nicht berücksichtigt werden. Daher basierte die Abfallentsorgung hauptsächlich auf früheren Studien, die darauf hinwiesen, dass Verbrennung und Deponierung praktikable Optionen sind23,29. Wir gingen davon aus, dass kontaminierte Masken und weggeworfene Verpackungsmaterialien direkt zu Mülldeponien gelangen würden und 43 % des gemischten Abfalls auf Deponien landen würden, während 57 % des gemischten Abfalls verbrannt würden23. Im Hinblick auf alternative Entsorgungsaktivitäten haben wir zwei Sensitivitätsfälle berücksichtigt: einen, bei dem davon ausgegangen wurde, dass alle Masken jedes Typs vollständig verbrannt würden9,30 und ein anderer, bei dem davon ausgegangen wurde, dass alle Masken jedes Typs vollständig deponiert würden31.

Die Umweltauswirkungen von wiederverwendbaren und Einweg-Gesichtsmasken wurden mithilfe der ReCiPe (H)-Methodik in zwei Ebenen berechnet. Die folgenden Unterabschnitte bieten eine umfassende Diskussion der mittleren (problemorientierten) und Endpunkt-(schadensorientierten) Wirkungskategoriebewertungen.

In der vorliegenden Studie wurden 18 Indikatoren der mittleren Kategorie berücksichtigt: Klimawandel, Ozonabbau, terrestrische Versauerung, Eutrophierung von Süßwasser, Eutrophierung der Meere, Humantoxizität, Bildung photochemischer Oxidationsmittel, Bildung von Feinstaub, terrestrische Ökotoxizität, Ökotoxizität von Süßwasser, marine Ökotoxizität, ionisierende Strahlung, Besetzung landwirtschaftlicher Flächen , städtische Landbesetzung, natürliche Landumwandlung, Wassermangel, Metallabbau und Fossilienabbau.

Tabelle 3 zeigt die gesamten Umweltauswirkungen pro Funktionseinheit (d. h. die Gesamtzahl der im Jahr 2020 verwendeten Gesichtsmasken). Betrachtet man die Gesamtauswirkungen, schnitten Einweg-Gesichtsmasken nur in vier Wirkungskategorien besser ab als wiederverwendbare Gesichtsmasken (d. h. terrestrische Ökotoxizität, Besetzung landwirtschaftlicher Flächen, natürliche Landumwandlung und Wasserverbrauch), während wiederverwendbare Gesichtsmasken zu geringeren Umweltauswirkungen führten verbleibende 14 Kategorien. Die Wirkungskategorien, bei denen Einweg-Gesichtsmasken eine bessere Leistung erbrachten, waren eng mit den Anforderungen der Nutzungsphase sowie dem Baumwollanbau und der Verarbeitung von wiederverwendbaren Gesichtsmasken verknüpft.

Um die Auswirkungen jeder Lebenszyklusphase auf die Bewertung jeder Mittelkategorie hervorzuheben, haben wir eine Beitragsanalyse für wiederverwendbare und Einweg-Gesichtsmasken durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Abb. 1 dargestellt (weitere Prozessbeitragsanalysen finden Sie in den Abbildungen in „Ergänzende Abb. S1 und Abb. S2“).

Beitrag jeder Lebenszyklusphase zu den mittleren Wirkungskategoriebewertungen. (a), Wiederverwendbare Gesichtsmasken. (b), Einweg-Gesichtsmasken. (Abkürzungen: CC: Klimawandel, ODP: Ozonabbau, TAC: Terrestrische Versauerung, FEU: Süßwassereutrophierung, MEU: Meereseutrophierung, HT: Humantoxizität, PCOF: Photochemische Oxidationsmittelbildung, PMF: Feinstaubbildung, TECO: Terrestrische Ökotoxizität, FECO: Süßwasserökotoxizität, MECO: Marine Ökotoxizität, IR: Ionisierende Strahlung, ALO: Landwirtschaftliche Landbelegung, ULO: Stadtlandbesetzung, NLT: Natürliche Landumwandlung, WD: Wasserverarmung, MD: Metallverarmung, FD: Fossile Verarmung.

Bei wiederverwendbaren Gesichtsmasken ist die Rohstoffphase der zweitwichtigste Faktor für die meisten Bewertungen der Wirkungskategorien. Insbesondere die Baumwollproduktion und -verarbeitung sind für mehr als die Hälfte der Gesamtwerte für Wasserverbrauch, terrestrische Ökotoxizität und landwirtschaftliche Flächenbelegung verantwortlich. Bei Einweg-Gesichtsmasken leisteten die Rohstoffe und/oder die Energie für die Produktionsaktivitäten den höchsten Beitrag zu allen Wirkungskategorienbewertungen, und Polypropylen und/oder Polyurethan waren die Rohstoffe, die die größte Belastung verursachten.

In Bezug auf die Herstellungsphase verursacht der Energiebedarf im Vergleich zu anderen Lebenszyklusphasen für wiederverwendbare Gesichtsmasken relativ geringe Belastungen, während Einwegmasken energieintensiver waren und in verschiedenen Mittelkategorien größere Umweltauswirkungen verursachten.

Bei wiederverwendbaren Gesichtsmasken hatte die Verpackung im Vergleich zu anderen Lebenszyklusaktivitäten einen relativ geringen Beitrag zur Mittelwertbewertung. Der Beitrag der Verpackungen zu den Wirkungskategorien betraf hauptsächlich die Herstellung biologisch abbaubarer Plastiktüten aus Stärke. Ebenso leisteten Verpackungen für Einweg-Gesichtsmasken einen relativ geringen Beitrag zu den Wirkungskategorien, mit Ausnahme der Belegung landwirtschaftlicher Flächen. Polyethylen niedriger Dichte verursachte fast alle verpackungsbedingten Belastungen für Einwegmasken.

Die Nutzungsphase wurde hinsichtlich der Waschaktivitäten nur für wiederverwendbare Gesichtsmasken berücksichtigt. Für alle Kategorienbewertungen ergab sich, dass die Nutzungsphase allein mehr als ein Viertel der Gesamtwirkungen ausmacht. Als bedeutendste Schadstoffe für die Kategorien „Klimawandel“ und „Natürliche Landumwandlung“ erwiesen sich der Energie- und der Reinigungsmittelbedarf für das Waschen. Da diese Phase bei der Entscheidung, von einer Einweg- auf eine wiederverwendbare Gesichtsmaske umzusteigen, eine entscheidende Rolle spielt, wurde den Empfindlichkeitsszenarien ein eigener Abschnitt gewidmet, um auch anderes mögliches Benutzerverhalten einzubeziehen.

Der Transport leistete bei beiden Maskentypen in fast allen Kategorien einen relativ geringen Beitrag. Bei wiederverwendbaren Masken trugen Transportaktivitäten zur Besetzung städtischer Flächen bei, und bei Einwegmasken trugen sie zur terrestrischen Ökotoxizität und zur Besetzung städtischer Flächen bei.

Ebenso leisteten Abfallentsorgungsaktivitäten einen relativ geringen Beitrag zu den gesamten Mittelwertkategorien für beide Maskentypen, mit Ausnahme der Kategorien Klimawandel und Süßwassereutrophierung. Erstere Kategorie war vor allem durch Verbrennungsaktivitäten betroffen, letztere durch Deponierung.

Die Mittelkategorien lieferten ein vollständiges Bild der Umweltauswirkungen aller Lebenszyklusphasen mit einem hohen Maß an Zuverlässigkeit und Sicherheit. Allerdings könnte die große Anzahl der Wirkungskategorien (dh 18) den Grad der Komplexität beim Ziehen einer direkten Schlussfolgerung erhöht haben. Daher könnten Endpunktkategorien verwendet werden, um repräsentative Bewertungen für verschiedene Alternativen zu erstellen, mit dem Ziel, die Entscheidungsfindung für Ökodesign zu erleichtern32. Endpunktkategorien wurden für drei Schutzbereiche (d. h. Schadenskategorien) bewertet: menschliche Gesundheit, Ökosystemqualität und Ressourcenknappheit. Die Bewertungen für jeden Bereich wurden in behinderungsbereinigten Lebensjahren (DALYs) ausgedrückt; lokaler Artenverlust integriert über die Zeit (species.yr); und die zusätzlichen Kosten, die mit der künftigen Gewinnung mineralischer und fossiler Ressourcen (Dollar) für die menschliche Gesundheit, die Qualität des Ökosystems bzw. die Ressourcenknappheit verbunden sind. Eine abschließende Gewichtung wurde angewendet, um eine repräsentative Einzelbewertung zu erstellen, die die gesamte Umweltbelastung definiert, ausgedrückt in Millionen Punkten (MPt).

Die Bewertungen der menschlichen Gesundheit wurden als gewichtete Summe von Mittelindikatoren für erhöhte Unterernährung und Krankheiten (einschließlich Atemwegs- und Krebserkrankungen) berechnet. Die Indikatorwerte für wiederverwendbare und Einweg-Gesichtsmasken betrugen 268 bzw. 1.559 DALYs. Die Bewertung der Ökosystemqualität wurde als gewichtete Summe von Mittelindikatoren für die Schädigung von Süßwasser-, Land- und Meeresarten berechnet. Die Indikatorwerte für wiederverwendbare und Einweg-Gesichtsmasken betrugen 2,88 bzw. 7,54 Arten pro Jahr. Schließlich wurden die Ressourcenknappheitswerte als gewichtete Summe der Mittelindikatoren für Rohstoffgewinnung und Energiekosten berechnet. Die Indikatorwerte für wiederverwendbare und Einweg-Gesichtsmasken lagen bei 6,91 bzw. 56,56 Millionen Dollar.

Auf Endpunktebene erwiesen sich wiederverwendbare Gesichtsmasken in allen drei Schadenskategorien als überlegen gegenüber Einwegmasken. Die Hauptauswirkungen für den Einwegtyp hingen mit dem erheblichen Rohstoffverbrauch, dem Energiebedarf und Abfallentsorgungsaktivitäten zusammen, die aufgrund einer höheren Abfallmenge eine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellten. Andererseits hatte der Beitrag der Nutzungsphase einen erheblichen Einfluss auf wiederverwendbare Masken. Die repräsentativen Einzelwerte für die Umweltbelastung betrugen 16,16 bzw. 84,20 MPt für wiederverwendbare bzw. Einweg-Gesichtsmasken. Am Ende schnitten wiederverwendbare Gesichtsmasken in Bezug auf die Umweltleistung auf Einzelpunktbasis besser ab (Abb. 2).

Ergebnisse der Folgenabschätzung auf Endpunktebene, ausgedrückt in einer einzigen Bewertung. Die Gesamtumweltbelastung ist eine gewichtete Bewertung aus drei Schadenskategorien: menschliche Gesundheit, Ökosysteme und Ressourcen.

Um die Ergebnisse weiter zu vertiefen, führten wir Sensitivitätsanalysen hinsichtlich verschiedener Nutzerverhalten durch, die tatsächliche Praktiken und alternative Abfallentsorgungsszenarien widerspiegeln. Während hier nur die Scores der Endpunktkategorien (Abb. 3) im Detail besprochen werden, werden die Ergebnisse für alle Sensitivitätsfälle in den „Ergänzungstabellen S3, S4, S5 und S6“ bereitgestellt.

Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse. (a), Benutzerverhalten. (b), Alternativen zur Abfallentsorgung.

Was das Benutzerverhalten von wiederverwendbaren Gesichtsmasken betrifft, so stiegen die Umweltauswirkungen deutlich an, wenn das Handwaschszenario berücksichtigt wurde. Tatsächlich war die Gesamtbewertung der Umweltauswirkungen für die wiederverwendbaren Masken im Vergleich zu den Einwegmasken höher, und dadurch verloren die wiederverwendbaren Gesichtsmasken in diesem Fall ihre überlegene Leistung gegenüber den Einwegmasken. Für jede Schadenskategorie sowie die gesamte Umweltbelastung wurde im Vergleich zum Basisszenario ein durchschnittlicher Anstieg um das Neunfache durch den umfangreichen Einsatz von Wasser, Seife und Energie berechnet (Tabelle S5). Im Vergleich zu den Einwegmasken waren die Werte für die Ressourcenknappheit etwas niedriger, während die Werte für die menschliche Gesundheit bei wiederverwendbaren Masken, wenn sie von Hand gewaschen wurden, etwas höher waren. Der extreme Anstieg wurde bei den Ökosystemqualitätswerten festgestellt – dreimal höher als bei den Einwegwerten (Tabelle S6).

In einem weiteren Schritt wurden die gesamten Umweltauswirkungen getestet, indem die Anzahl der Wäschen vor der Entsorgung der wiederverwendbaren Maske geändert wurde, d Verschiebung von 16,16 auf 12,92 MPt auf Einzelpunktbasis.

Bei Einweg-Gesichtsmasken wirkte sich die Tragedauer direkt auf die gesamten Umweltauswirkungen aus, wobei das Tragen der Maske über zwei Tage erwartungsgemäß alle Endpunktkategorienwerte um die Hälfte senkte. Es ist jedoch zu beachten, dass diese alternativen Verhaltensweisen die Schutzleistung der Masken und damit die menschliche Gesundheit beeinträchtigen könnten.

Bezüglich alternativer Entsorgungsaktivitäten gingen wir von zwei Sensitivitätsfällen für jeden Maskentyp aus: vollständig verbrannt9,30 und vollständig deponiert31. Diese Analyse wurde durchgeführt, um zu prüfen, ob die Mischung aus Deponierung und Verbrennung eine wesentliche Änderung der Umweltauswirkungen bewirkt. Für das Verbrennungsszenario waren die Werte für die Kategorien „Menschliche Gesundheit“ und „Ökosystemschaden“ höher als die Punktewerte des Basisszenarios für beide Maskentypen, während der Wert der Kategorie „Ressourcen“ keinen wesentlichen Einfluss hatte. Im Gegensatz dazu führte das Deponierungsszenario zu geringeren Auswirkungen auf die Schadenskategorien „Menschliche Gesundheit“ und „Ökosystemschäden“ für beide Maskentypen, während die Kategorie „Ressourcen“ nahezu unberührt blieb. Daher verursachte die Verbrennung im Vergleich zur Deponierung auf Einzelpunktzahlbasis immer eine größere Umweltbelastung, mit einer Änderungsspanne von 10,6 – 14,9 % bzw. 5,7 – 17,8 % für die Schadenskategorien „Menschliche Gesundheit“ und „Ökosystem“. Ebenso führten Verbrennungsaktivitäten im Vergleich zum Basisszenario zu einem Anstieg der Gesamtpunktzahlen für wiederverwendbare bzw. Einwegmasken um 5,7 bzw. 8,9 %. Der Hauptgrund für die höhere Umweltbelastung war wahrscheinlich der um 14,1 bis 18,7 % höhere Wert in der Kategorie „Klimawandel“ für wiederverwendbare bzw. Einwegmasken.

Die obige Analyse der Mittel- und Endpunkt-Auswirkungswerte zeigt, dass der Vergleich zwischen Einweg- und wiederverwendbaren chirurgischen Masken im Hinblick auf die Umweltverträglichkeit nicht trivial ist. Abgesehen von dem höheren Rohstoffeinsatz und dem höheren Ressourcenverbrauch, der nötig ist, um mehr Stücke pro gegebener Nutzungshäufigkeit bei Einwegmasken zu produzieren (Nachteil der Zirkularität), zeichnen sich die beiden Maskentypen auch durch unterschiedliche Materialien und Auswirkungen aus Die Anforderungen an die Reinigung wiederverwendbarer Masken sollten umfassend berücksichtigt werden.

Unter Berücksichtigung dieser Hauptunterschiede zeigen unsere Ergebnisse, dass wiederverwendbare Masken Einwegmasken im Hinblick auf die allgemeine Umweltverträglichkeit übertreffen, da Einwegmasken nur bei vier der 18 berücksichtigten mittleren Wirkungskriterien besser abschneiden: terrestrische Ökotoxizität, Besetzung landwirtschaftlicher Flächen, natürliche Landumwandlung und Wassermangel. Wir beobachteten jedoch, dass sich die Ergebnisse völlig veränderten, sodass Einwegmasken in der Gesamtpunktzahl besser abschnitten, wenn Handwaschen anstelle von Maschinenwaschen eingeführt wurde (d. h. das Basisszenario). Dieses Ergebnis verleiht unserer Studie zusätzliche Bedeutung, da es darauf hinweist, dass die Gesamtauswirkungen auf die Umwelt in hohem Maße von den Waschmöglichkeiten abhängen. Tatsächlich ist das Verbraucherverhalten bei Reinigungsaktivitäten nicht nur für medizinische Textilien, sondern auch für normale Kleidungsstücke von großem Interesse, da sich die Nutzungsphase als einer der wichtigsten Faktoren für die gesamten Umweltauswirkungen herausgestellt hat33. Frühere Studien zur Ökobilanz von Textilien berichteten, dass die Umweltbelastungen erheblich von den unterschiedlichen Präferenzen während der Nutzungsphase der Verbraucher beeinflusst werden34.

Bezüglich beider Reinigungsmöglichkeiten für wiederverwendbare Gesichtsmasken gingen die bisherigen Studien9,23 bei ihren Berechnungen von unterschiedlichen Annahmen aus, beispielsweise unterschiedlichen Waschmaschineneigenschaften und Anforderungen an Reinigungsmaterialien. Insbesondere zeichnet sich ein allgemeiner Trend ab, der mit unseren Erkenntnissen übereinstimmt, da die Bewertungen für die wiederverwendbaren Masken immer schlechter ausfallen als für die Einwegmasken, wenn Handwäsche ausgewählt wird. Tatsächlich legt dieses Ergebnis nahe, dass die Einführung wiederverwendbarer Gesichtsmasken von einer Informationskampagne sowie einer klaren Kennzeichnung der bevorzugten Waschoption begleitet werden sollte, um eine positive Gesamtauswirkung auf die Umwelt sicherzustellen. Ebenso wurde betont, dass die Bereitstellung wirksamer Verbraucherberatung zu Aktivitäten mit geringen Auswirkungen unter den Alternativen in der Nutzungsphase als Schlüsselmaßnahme zur Reduzierung der gesamten Umweltauswirkungen normaler Kleidung angesehen wird35.

Ein weiterer interessanter Punkt betrifft das Ökodesign, das verbessert werden könnte, um die Umweltleistung wiederverwendbarer Masken zu verbessern31. Beispielsweise schlugen Tabatabaei et al.30 vor, dass der Ersatz fossiler Kunststoffe durch biobasierte Kunststoffe zu einer erheblichen Verringerung der gesamten Umweltauswirkungen führen könnte. Dementsprechend könnte Polypropylen durch nachhaltige Baumwollfasern ersetzt werden36. Darüber hinaus könnte ein verbessertes Ökodesign bei Abfallentsorgungsaktivitäten auch nützlich sein, um ein maßgeschneidertes Szenario für das Materialrecycling zu schaffen und/oder Gesichtsmasken so herzustellen, dass die Demontage von Komponenten und die Materialtrennung erleichtert werden31. Diese Ergebnisse unterstreichen deutlich die Bedeutung des Ökodesigns, nicht nur im Hinblick auf die Aktivitäten im Zusammenhang mit der Rohstoff- und Abfallentsorgungsphase, sondern auch in der Nutzungsphase, da die Masken immer so gestaltet sein sollten, dass sie in der Maschine gewaschen werden können, ohne zu verlieren ihre Schutzleistung (wie in unserer Fallstudie).

Vor allem die Eindämmung des Klimawandels ist ein entscheidender Nachhaltigkeitsbereich, der unseren Fokus erfordert und einen entscheidenden Kontext für das Verständnis der Auswirkungen von Einweg- und Mehrwegmasken (im Hinblick auf Treibhausgasemissionen) darstellt. Das ehrgeizige Ziel, die CO2-Konzentration in der Atmosphäre einzudämmen und den globalen Temperaturanstieg zu begrenzen, hat bekanntlich dazu geführt, dass sich die internationale Gemeinschaft das Ziel gesetzt hat, bis 2050 (bzw. 2060 für die meisten Länder) Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Dies erfordert enorme Anstrengungen, um die CO2-Emissionen auf globaler Ebene auf etwa 54 Milliarden Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr zu reduzieren. Teilweise ist dieses Ziel immer noch unerreichbar, da die Kurve der Grenzvermeidungskosten nach oben verläuft (dh die Vermeidungskosten steigen erheblich, wenn die Emissionen reduziert werden). Daher ist es von größter Bedeutung, die potenziellen Vorteile (in Bezug auf Emissionsreduzierungen) von Einweg-Gesichtsmasken im Vergleich zu wiederverwendbaren Gesichtsmasken zu analysieren und zu vergleichen. Unter Berücksichtigung der Grundszenarien würde die Umstellung von Einweg- auf Mehrweg-Gesichtsmasken zu einer jährlichen Emissionsreduzierung von mehr als 80 Prozent führen. Dieses Ergebnis scheint im Einklang mit früheren Studien zu stehen28. Um diesen Anteil zu erhöhen, sind darüber hinaus weitere Ökodesign-Praktiken erforderlich, beispielsweise der Einsatz von Bio-Baumwolle (die den CO2-Fußabdruck durch den Verzicht auf Pestizide und fossile Düngemittel verringern würde) oder recycelter Baumwollbestandteile9.

Zukünftige Forschung sollte darauf abzielen, einige der Einschränkungen der vorliegenden Studie zu beseitigen. Zunächst testet unsere Studie ein bestimmtes Maskendesign für ein bestimmtes Produktions- und Abfallmanagementszenario in Italien und ist daher möglicherweise nicht repräsentativ für andere Länder. Die grundlegende Interpretation unserer Ergebnisse lieferte jedoch mehrere Hinweise auf eine Verbesserung der Umweltleistung von chirurgischen Masken. Eine weitere Einschränkung betrifft die Systemgrenzen, die in unserem Fall den Transport von der Produktionsstätte und den landesweiten Vertrieb umfassen. Der Transport von Abfällen zu Entsorgungsstellen und von Seife/Waschmitteln zu Haushalten wurde jedoch aufgrund von Datenmängeln nicht berücksichtigt. Darüber hinaus ist der durchschnittliche Seifenverbrauch der Verbraucher beim Waschen einer Maske schwer zu quantifizieren. Angesichts der stark wachsenden Zahl an Studien und Statistiken sollte daher eine Folgestudie darauf abzielen, die Systemgrenzen auf alle verkehrsbezogenen Aktivitäten auszudehnen. Darüber hinaus stellt das öffentliche Verhalten im Hinblick auf die Nutzungsphase immer noch eine Blackbox dar, die einer gründlichen Untersuchung bedarf; Daher sind auch allgemeine öffentliche Verhaltensstudien erforderlich9, beispielsweise Feldexperimente, um die für die Reinigung verwendete Energie und Materialien (Seife und Wasser) direkt zu messen. Darüber hinaus könnten weitere Sensitivitätsanalysen durchgeführt werden, um andere wichtige Variablen, wie beispielsweise unterschiedliche Baumwollgewichte, zu berücksichtigen.

Schließlich sollten über die Umweltauswirkungen hinaus auch andere Aspekte wie die sozialen Auswirkungen und wirtschaftlichen Kosten von Gesichtsmasken berücksichtigt werden, um ein umfassenderes und erschöpfenderes Bild ihrer Nachhaltigkeit zu erhalten. Der Bedarf an einer integrierten Bewertung, die es ermöglicht, die drei Säulen der Nachhaltigkeit abzudecken, hat in der Literatur tatsächlich an Bedeutung gewonnen37,38.

Insgesamt unterstützt unsere Analyse das „One Health“-Konzept der WHO und betont die Wechselwirkung zwischen menschlicher Gesundheit und Umweltgesundheit. Die Ergebnisse zu den verschiedenen Endpunktkategorien von Einweg- und Mehrwegmasken zeigen deutlich, dass ein Produkt, das zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit während der COVID-19-Pandemie entwickelt wurde, tatsächlich höhere negative indirekte Folgen für die menschliche Gesundheit haben kann, wenn es mit weniger Umweltfreundlichkeit konzipiert ist Standards.

Die methodische Grundlage der Ökobilanz wird durch die von der International Organization for Standardization (ISO) veröffentlichten Standards definiert. Die Norm ISO 14.040 definiert LCA als „Zusammenstellung und Bewertung der Inputs, Outputs und potenziellen Auswirkungen eines Produktsystems während seines gesamten Lebenszyklus“14. Es unterstreicht auch den Nutzen der Ökobilanz für die Untersuchung möglicher Umweltbelastungen eines Produkts oder einer Dienstleistung in allen Phasen des „Lebenszyklus“, einschließlich Ressourcengewinnung, Materialproduktion, Nutzung, Recycling und Entsorgung. Die grundlegenden Anforderungen und Richtlinien werden auch durch die Norm ISO 14.04415 eingeführt. Die vorliegende Studie wurde in Übereinstimmung mit den oben genannten Richtlinien der ISO 14.040/14.044 durchgeführt.

Gemäß ISO 14.040 wird eine typische LCA-Studie in vier aufeinanderfolgenden Schritten durchgeführt: (i) Ziel- und Umfangsdefinition, (ii) Bestandsanalyse, (iii) Folgenabschätzung und (iv) Interpretation.

In diesem ersten Schritt werden die Ziele und der Umfang der Studie sowie die Funktionseinheit definiert. Ziel der vorliegenden Studie war es, die Umweltauswirkungen zu vergleichen, die mit der Verwendung von Einweg- und Mehrweg-Gesichtsmasken über ein Jahr hinweg in Italien verbunden sind. Der Vergleich wurde innerhalb einer Systemgrenze von der Wiege bis zur Bahre durchgeführt, die Rohstoffgewinnung, Transport (von der Produktionsstätte und Verteilung im ganzen Land), Herstellung, Verwendung (z. B. Reinigungsaktivitäten in Bezug auf wiederverwendbare Masken) und Abfallentsorgung umfasste . Die Funktionseinheit bezog sich auf eine quantifizierte Beschreibung der Hauptfunktion des untersuchten Systems, dargestellt durch die Gesamtzahl der von der italienischen Bevölkerung im Jahr 2020 verwendeten wiederverwendbaren und Einweg-Gesichtsmasken.

Die Ökobilanzanalyse umfasst die Quantifizierung von: (i) verwendeten Energieträgern und Rohstoffen; (ii) Emissionen in die Atmosphäre, das Wasser und den Boden; und (iii) unterschiedliche Arten der Landnutzung in Bezug auf die Funktionseinheit. In der vorliegenden Studie wurde ein attributioneller Modellierungsansatz gewählt, um die Umweltauswirkungen zu untersuchen, die während des gesamten Lebenszyklus beider Arten von Gesichtsmasken entstehen, und um die Umweltauswirkungen dieser Gesichtsmasken innerhalb derselben Funktionseinheit zu vergleichen. Während der Bestandsanalyse wurden zwei Arten von Daten (d. h. Vordergrund- und Hintergrunddaten) gesammelt. Die für die Produktionsaktivitäten spezifischen Vordergrunddaten wurden durch Messungen und Berechnungen vor Ort im Rahmen des italienischen Sozialbezirksprojekts für wiederverwendbare Gesichtsmasken bereitgestellt. Bestandsdaten für Einwegmasken wurden von unabhängigen Herstellern über zertifizierte Labore erhoben. Hintergrunddaten, die aus der ecoinvent-Datenbank (v3.01)39 und zuvor veröffentlichten Artikeln stammen, lieferten weitere Details zu allgemeiner Materialproduktion, Energie, Transport und Abfallmanagement. Inventurprozesse wurden als Einheitsprozesse (d. h. eine Kombination aus Emissionen und Ressourceneinträgen aus den Prozessschritten) in die PhD-Software SimaPro 8.2.0.0 eingegeben.

Die Ökobilanz (LCIA) interpretiert und bewertet das Ausmaß und die Bedeutung der Umweltauswirkungen eines Produkts oder einer Dienstleistung. In der vorliegenden Studie wurde die ReCiPe-Folgenabschätzungsmethodik mit hierarchischer (H) Perspektive V1.12 zur Berechnung von Umweltauswirkungen verwendet, da dies die aktuellste Methode darstellt, die sowohl problemorientiert (Mittelpunkt) als auch schadensorientiert (Endpunkt) verwendet. Wirkungskategorien40. Die Ergebnisse der Mittelkategorie weisen aufgrund ihres starken Zusammenhangs mit Umweltströmen eine relativ geringe Unsicherheit auf, während Endpunktwerte potenziell bessere Einblicke in die Relevanz von Umweltströmen liefern, wenn auch mit höherer Unsicherheit32. Insofern ergänzen sich die beiden Ansätze. Die für die vorliegende Studie ausgewählten Indikatoren auf mittlerer Ebene waren: Klimawandel, Ozonabbau, terrestrische Versauerung, Eutrophierung von Süßwasser, Eutrophierung von Meeren, Toxizität für den Menschen, Bildung photochemischer Oxidationsmittel, Bildung von Feinstaub, terrestrische Ökotoxizität, Ökotoxizität von Süßwasser, marine Ökotoxizität, ionisierende Strahlung, Landwirtschaft Landbesetzung, städtische Landbesetzung, natürliche Landumwandlung, Wassermangel, Metallabbau und Fossilienabbau. Diese Indikatoren auf mittlerer Ebene wurden dann in drei Endpunkt-Schadenskategorien zusammengefasst: menschliche Gesundheit, Ökosysteme und Ressourcenüberschusskosten. Schließlich wurden die drei Endpunktkategorien normalisiert, gewichtet und zu einem einzigen Score zusammengefasst, der das Gesamtsystem zum Vergleich von Einweg- und wiederverwendbaren Gesichtsmasken darstellt. Das Softwarepaket SimaPro 8.2.0.0 PhD wurde verwendet, um die Umweltauswirkungen auf Mittel- und Endpunktebene pro Funktionseinheit abzuschätzen.

In der letzten Phase der Ökobilanz werden die Ergebnisse entweder einer Bestandsanalyse oder einer Folgenabschätzung im Kontext der Studienziele ausgewertet. Ziel ist es außerdem, Empfehlungen vorzuschlagen und die abschließende Berichterstattung über die Ergebnisse vorzubereiten. Eine ausführliche Diskussion der Interpretationsphase der vorliegenden Studie finden Sie im Abschnitt „Ergebnisse“.

Alle während dieser Studie gesammelten, generierten und analysierten Daten sind in den „Ergänzenden Informationen“ enthalten. Weitere Fragen zu den Daten können an den entsprechenden Autor gerichtet werden.

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Die Autoren danken Luca Raffaele für die Unterstützung bei der Datenerhebung im Rahmen der Sachbilanzanalyse.

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Piergiuseppe Morone, Gulsah Yilan und Enrica Imbert

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Gulsah Yilan

Abteilung für Wirtschaft und Finanzen, Universität Rom Tor Vergata, Via Columbia 2, 00133, Rom, Italien

Leonardo Becchetti

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Alle Autoren sind gleichermaßen für die Beiträge zum Manuskript verantwortlich, die sich auf Forschung, Datenerfassung, Simulation, Ergebnisse, ergänzende Informationen und Methoden beziehen.

Korrespondenz mit Piergiuseppe Morone.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Morone, P., Yilan, G., Imbert, E. et al. Die menschliche Gesundheit mit der Umwelt in Einklang bringen und gleichzeitig die COVID-19-Pandemie durch verbessertes Ökodesign von Gesichtsmasken bekämpfen. Sci Rep 12, 2445 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-06536-6

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Eingegangen: 26. April 2021

Angenommen: 27. Januar 2022

Veröffentlicht: 14. Februar 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-06536-6

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