Kahawa kwa wengi wetu ni kinywaji cha kila siku; lakini nyuma yake kuna mnyororo mgumu wa ugavi unaoenea kutoka kilimo, uchakataji, ukaangaji, usafirishaji, utayarishaji, ufungashaji hadi usimamizi wa taka. Utafiti huu wa preprint unachunguza alama ya mazingira ya kahawa kwa kutumia mbinu ya Tathmini ya Mzunguko wa Maisha, yaani LCA.

Utafiti unachukua kilo 1 ya maharage ya kahawa yaliyokaangwa kama kitengo cha kazi na kuutathmini mnyororo wa kahawa kwa mtazamo wa “kutoka utotoni hadi kaburini”. Kwa maana nyingine, si kilimo cha kahawa au ukaangaji pekee unaohesabiwa; hatua za mwisho kama matumizi, ufungashaji na mabaki ya kahawa yaliyotumika pia yanaingizwa kwenye hesabu.

Ugunduzi mkuu ni huu: hatua muhimu zaidi katika athari ya mazingira ya kahawa ni kilimo na matumizi. Kilimo hujitokeza kwa sababu ya matumizi ya maji, matumizi ya ardhi, na athari zinazotokana na mbolea na viuatilifu. Matumizi nayo hutengeneza mzigo muhimu wa mazingira kupitia nishati ya kutayarisha kahawa, ufungashaji na taka.

Utafiti pia unalinganisha mbinu za uchakataji wa kahawa kwa njia ya maji na kwa njia kavu. Uchakatishaji kavu unaonekana kuwa na faida zaidi, hasa kwa sababu unatumia maji kidogo na una alama ya jumla ya mazingira iliyo chini. Kutumia mabaki ya kahawa yaliyotumika kupitia biogesi, mboji au mbolea hai kunawasilishwa kama mkakati muhimu wa uchumi mzunguko unaoweza kupunguza mzigo wa mazingira wa kahawa.

Tatizo Ni Nini?

Kahawa ni mojawapo ya mazao ya kilimo yanayotumiwa sana duniani. Hata hivyo, athari yake ya mazingira haianzi shambani tu na haiishii kwenye kikombe. Maharage ya kahawa hupitia hatua nyingi kama vile kulimwa, kuvunwa, kuchakatwa, kukaushwa, kukaangwa, kufungashwa, kusafirishwa, kutayarishwa na kusimamiwa kama taka.

Kila hatua ya mnyororo huu inaweza kuunda mizigo tofauti ya mazingira:

Katika kilimo, matumizi ya maji, uwekaji mbolea, matumizi ya viuatilifu, mabadiliko ya matumizi ya ardhi na matumizi ya nishati hujitokeza. Katika uchakataji, hasa mbinu ya maji inaweza kuzalisha matumizi makubwa ya maji na maji machafu. Ukaangaji unahitaji nishati. Usafirishaji hutumia mafuta ya visukuku. Katika hatua ya matumizi, kupasha maji, matumizi ya umeme, vifungashio vya matumizi moja na kapsuli vinaweza kuongeza athari. Mabaki ya kahawa baada ya matumizi pia hugeuka kuwa mzigo wa taka ikiwa hayatasimamiwa ipasavyo.

Kwa hiyo swali la msingi la utafiti ni hili:

Ili kuelewa mzigo wa mazingira wa kikombe kimoja cha kahawa au kilo 1 ya kahawa iliyokaangwa, ni hatua zipi za mnyororo wa ugavi zinapaswa kuchunguzwa?

Utafiti unatafuta majibu hasa kwa maswali haya:

Sehemu kuu za athari kubwa za mazingira hutokea wapi katika mzunguko wa maisha wa kahawa?

Mbinu za uchakataji kwa njia ya maji na kwa njia kavu zinatofautianaje kwa upande wa athari ya mazingira?

Ikiwa mabaki ya kahawa yaliyotumika yataondolewa kwenye hali ya kuwa taka na kugeuzwa kuwa chanzo cha nishati au mbolea, je, mzigo wa mazingira unaweza kupungua?

Mbinu Inapendekeza Nini?

Makala inatumia mbinu ya Tathmini ya Mzunguko wa Maisha, yaani LCA. LCA ni njia inayojaribu kuhesabu kwa mfumo athari za mazingira za bidhaa kuanzia hatua ya malighafi hadi baada ya matumizi.

Katika utafiti huu, mpaka wa mfumo umefafanuliwa kama “cradle-to-grave”. Hii inaweza kueleweka kama “kutoka bega hadi kaburi”. Kwa maana hiyo, uchambuzi hauhusu tu sehemu ya kahawa hadi lango la uzalishaji; unajumuisha pia matumizi na usimamizi wa taka.

Kama kitengo cha kazi, kilo 1 ya maharage ya kahawa yaliyokaangwa kimechaguliwa. Hili ni muhimu kwa sababu katika LCA athari zote za mazingira hupunguzwa hadi kwenye kitengo mahususi cha kulinganisha. Hivyo hatua tofauti zinaweza kulinganishwa kwa mizani ileile.

Hatua kuu zilizotumiwa katika utafiti ni hizi:

• Kilimo cha kahawa
• Kuondoa ganda la nje na uchakataji
• Uchakatishaji kavu au wa maji
• Ukaangaji na hulling
• Usafirishaji
• Matumizi / utayarishaji
• Usimamizi wa taka
• Tathmini ya mabaki ya kahawa yaliyotumika

Kwa uundaji wa modeli, zilitumiwa programu ya SimaPro, hifadhidata ya Ecoinvent na mbinu ya tathmini ya athari ya Environmental Footprint 3.1. Aidha, katika ulinganisho wa uchakataji wa maji na kavu, tathmini ya hatua ya uchakataji ilifanywa kwa undani zaidi kwa kutumia mbinu ya Ecological Scarcity.

Fomula Zinasema Nini?

Utafiti huu umejengwa zaidi juu ya mtiririko wa mahesabu ya LCA kuliko modeli nzito ya kihisabati. Hata hivyo, fomula za msingi zinazotumika ni muhimu kwa kuelewa jinsi athari ya mazingira inavyokusanywa.

Katika LCA, kwanza hubainishwa mikondo ya pembejeo na matokeo kwa kila mchakato. Kwa mfano, umeme, dizeli, maji, mbolea, ufungashaji, maji machafu, kaboni dioksidi, methane au oksidi ya nitrojeni huhesabiwa.

Kisha mikondo hii hubadilishwa kuwa makundi ya athari za mazingira. Kwa mfano, gesi kama kaboni dioksidi, methane na diazoti monoksidi huchangia kundi la mabadiliko ya tabianchi. Kwa kuwa kila moja ina uwezo tofauti wa kuongeza joto, huunganishwa kwa kipimo cha CO₂ sawa.

Mantiki ya jumla katika utafiti inaweza kurahisishwa hivi:

Athari ya jumla ya mazingira = Kiasi cha mtiririko katika kila mchakato × Kigezo cha athari cha mtiririko huo

Kigezo kingine muhimu ni Net Energy Ratio (NER). NER huonyesha uwiano kati ya nishati inayotolewa na mfumo na nishati inayoingizwa. Kwa ufupi:

NER = Jumla ya nishati inayotolewa / Jumla ya nishati inayoingizwa

Ikiwa NER iko chini ya 1, ina maana kwamba mfumo unarudisha nishati kidogo kuliko unayotumia. Ikipanda juu ya 1, uwiano chanya zaidi wa nishati unaweza kutokea. Katika utafiti huu, inaripotiwa kuwa kupitia matukio ya uboreshaji kama biogesi na mbolea hai, thamani ya NER iliongezeka kutoka 0.82 hadi 2.2.

Jambo la kuzingatia hapa ni hili: Matokeo ya LCA ni nyeti sana kwa hifadhidata iliyotumika, mpaka wa mfumo, kitengo cha kazi, mchanganyiko wa nishati na dhana za modeli. Kwa hiyo fomula hazitoi “thamani ya kahawa ya ulimwengu mzima” iliyo ya mwisho; zinatoa jedwali la mazingira la kulinganisha chini ya dhana maalumu.

Ujumbe Mkuu wa Grafu / Jedwali / Skimu

Vielelezo katika makala vinaweza kufupishwa hivi bila kunakiliwa moja kwa moja:

Skimu ya kwanza ya mbinu inaonyesha jinsi utafiti ulivyojenga modeli ya LCA. Ujumbe mkuu ni huu: Kahawa haikuchukuliwa tu kama bidhaa ya kilimo, bali kama mfumo uliounganishwa unaojumuisha kilimo, uchakataji, usafirishaji, matumizi na usimamizi wa taka.

Skimu ya mpaka wa mfumo inaonyesha safari ya kahawa kutoka shambani hadi kikombeni na hatimaye kwenye taka. Skimu hii humwambia msomaji kwamba athari ya mazingira ya kahawa haitokei katika sehemu moja; hutokea katika viungo mbalimbali vya mnyororo. Kilimo, uchakataji, ukaangaji, matumizi na usimamizi wa taka vinapaswa kufikiriwa pamoja.

Mchoro wa mtiririko wa mzunguko wa maisha wa kahawa unaonyesha jinsi punje inavyosonga kutoka shambani kwenda kwenye uchakataji kavu au wa maji, ukaangaji, ufungashaji, matumizi na usimamizi wa mabaki yaliyotumika. Ujumbe mkuu: Kila hatua hutumia rasilimali na pia inaweza kuzalisha taka au utoaji wa hewa chafu.

Vielelezo vinavyolinganishwa uchakataji wa maji na kavu vinaonyesha kuwa mbinu ya uchakataji kavu ina alama ya jumla ya mazingira iliyo chini. Uchakatishaji wa maji unaonekana kuwa juu zaidi hasa katika matumizi ya maji, uchafuzi wa maji na athari za ongezeko la joto duniani. Ingawa uchakataji kavu unaweza kuonyesha athari za kiasi katika baadhi ya makundi ya matumizi ya nishati na rasilimali za madini, katika picha ya jumla hutoa mzigo mdogo wa mazingira.

Grafu ya ulinganisho wa athari za mazingira inaonyesha kwamba kilimo cha kahawa hutawala katika makundi mengi. Hatua ya kilimo hujitokeza katika makundi kama matumizi ya maji, matumizi ya ardhi, uasidishaji, ekotoksisiti na matumizi ya rasilimali za visukuku. Hatua ya matumizi nayo hutengeneza mzigo usiopaswa kupuuzwa, hasa kutokana na nishati ya kutayarisha kahawa na taka.

Grafu ya tathmini ya uharibifu inaonyesha kwamba mzigo mkubwa zaidi kwa afya ya binadamu, ekosistemi na upungufu wa rasilimali bado hukusanyika katika hatua ya kilimo. Hii inaonyesha kwamba kubadili ufungashaji pekee hakutatosha kuboresha mazingira ya kahawa; mazoea ya kilimo pia yanapaswa kuwekwa katikati.

Grafu za usimamizi wa taka za mabaki ya kahawa yaliyotumika zinaonyesha kwamba mabaki hayo si takataka tu. Njia kama komposti, mmeng’enyo wa anaerobiki na urejeshaji wa nishati zinaweza kutathmini tena taka ya kahawa ndani ya uchumi mzunguko. Hata hivyo, kila njia ya usimamizi wa taka ina gharama yake ya mazingira; kwa hiyo “kutathmini taka” pia lazima kupangwa kwa teknolojia sahihi na hali za ndani.

Majaribio Yalifanywaje?

Utafiti huu si jaribio la kawaida la maabara; ni uchambuzi wa mzunguko wa maisha unaotegemea modeli.

Watafiti kwanza waliamua mipaka ya mzunguko wa maisha wa kahawa. Walichagua kilo 1 ya maharage ya kahawa yaliyokaangwa kama kitengo cha kazi. Kisha waliunda modeli ya hatua za mnyororo wa ugavi wa kahawa moja baada ya nyingine:

• Kilimo
• Uchakataji
• Ukaushaji
• Ukaangaji
• Usafirishaji
• Matumizi
• Usimamizi wa taka

Taarifa zilitokana na vyanzo vya msingi na vya sekondari. Kwa hatua ya ukaangaji, zilitumiwa data zilizo karibu zaidi na muktadha wa Italia; kwa hatua nyingine, hifadhidata kama Ecoinvent na thamani kutoka fasihi ziliingizwa.

Utafiti ulitathmini makundi ya athari za mazingira kwa mbinu ya Environmental Footprint 3.1. Mbinu hii inajumuisha makundi mengi kama mabadiliko ya tabianchi, matumizi ya maji, matumizi ya rasilimali za visukuku, ekotoksisiti, uasidishaji, eutrophication, sumu kwa binadamu, matumizi ya ardhi na chembechembe hewani.

Pia mbinu za uchakataji wa kahawa kwa njia ya maji na kwa njia kavu zililinganishwa. Katika ulinganisho huu zilitumiwa viashiria kama maji, nishati, maji machafu, vichafuzi vya hewa, athari za metali nzito na alama ya jumla ya mazingira.

Mwishowe, matukio ya usimamizi wa taka kwa mabaki ya kahawa yaliyotumika yalichunguzwa. Mikakati ya uchumi mzunguko kama komposti, mmeng’enyo wa anaerobiki, uzalishaji wa biogesi na matumizi upya ya taka kama mbolea au chanzo cha nishati ilijadiliwa.

Matokeo Yanaonyesha Nini?

Matokeo muhimu ya kwanza ya utafiti ni kwamba kilimo cha kahawa ndicho hatua inayotawala katika mzigo wa mazingira. Kilimo kimejitokeza katika makundi mengi kwa sababu ya matumizi ya maji, matumizi ya ardhi, athari zinazotokana na mbolea na viuatilifu, matumizi ya mashine na mabadiliko yanayowezekana ya ardhi.

Matokeo ya pili ni kwamba hatua ya matumizi pia inaweza kutoa mchango mkubwa wa mazingira. Matumizi ya nishati kutayarisha kahawa, kupasha maji, ufungashaji, kapsuli au vifaa vya matumizi moja na taka baada ya matumizi vinaweza kuongeza athari ya jumla. Kwa hiyo alama ya mazingira ya kahawa huundwa si tu katika nchi zinazozalisha, bali pia katika tabia za watumiaji.

Matokeo ya tatu yanaonyesha kwamba usafirishaji si mara zote athari kubwa zaidi. Usafiri wa kimataifa bila shaka huzalisha uzalishaji wa hewa chafu; lakini katika modeli ya utafiti huu, hatua za kilimo na matumizi zinaonekana kuwa kubwa zaidi. Hili linahitaji tahadhari katika kutumia dhana rahisi kama “bidhaa inayotoka mbali lazima ipate athari kubwa zaidi kutoka usafirishaji”.

Matokeo ya nne ni kwamba uchakataji wa maji huunda athari kubwa zaidi ya mazingira kuliko uchakataji kavu. Uchakatishaji wa maji una wasifu mzito zaidi hasa kwa sababu ya matumizi ya maji na maji machafu. Uchakatishaji kavu hujitokeza kwa alama ya jumla ya chini; lakini kwa kila eneo, mambo mengine kama ubora, tabianchi na kiwango cha bidhaa yanapaswa pia kuzingatiwa.

Matokeo ya tano ni kwamba mabaki ya kahawa yaliyotumika ni eneo muhimu la kuingilia kati. Utafiti unasema kwamba mabaki yanaweza kuwa na sehemu inayotambulika katika mzigo wa mazingira na kwamba matumizi kama biogesi, komposti au mbolea hai yanaweza kupunguza athari ya mazingira.

Matokeo ya sita ni kwamba matukio yaliyopendekezwa ya uboreshaji yanaweza kubadili kwa kiasi kikubwa viashiria vya nishati na uzalishaji. Imeripotiwa kuwa mikakati kama uzalishaji wa biogesi na matumizi ya mbolea hai inaweza kupunguza uzalishaji wa gesi chafu, kupunguza matumizi ya rasilimali za visukuku na kuboresha uwiano wa nishati halisi.

Kwa Nini Hili Ni Muhimu?

Kahawa ni bidhaa inayoonekana ya kawaida sana katika maisha ya kila siku, lakini ina mnyororo mkubwa wa mazingira katika kiwango cha dunia. Nyuma ya kikombe kimoja cha kahawa kuna mazoea ya wakulima, matumizi ya maji, usimamizi wa ardhi, teknolojia ya uchakataji, nishati ya ukaangaji, ufungashaji, usafiri na tabia za watumiaji.

Utafiti huu unaonyesha kwamba haitoshi kufikiria uendelevu wa kahawa chini ya kichwa kimoja tu. Kubadili ufungashaji pekee, kuangalia umbali wa usafiri pekee au kusema uzalishaji ni wa kikaboni pekee huenda kusieleze picha kamili ya mazingira. Ni lazima kutazama mzunguko mzima wa maisha.

Ujumbe mkuu kwa msomaji wa Verianla ni huu:

Mzigo wa mazingira wa kahawa huanza muda mrefu kabla haijafika kikombeni; lakini hauishii baada ya kikombe. Athari kubwa mara nyingi hukusanyika katika hatua za kilimo na matumizi. Kwa hiyo, kwa kahawa endelevu, ni lazima kufikiria kwa pamoja mazoea bora ya kilimo na ufanisi wa rasilimali upande wa uzalishaji, pamoja na nishati, ufungashaji na usimamizi wa taka upande wa matumizi.

Uchumi mzunguko unakuwa muhimu hapa. Ikiwa mabaki ya kahawa yaliyotumika hayatakwenda kwenye taka bali yabadilishwa kuwa biogesi, komposti, mbolea hai au bidhaa nyingine za kibaiolojia, mzigo wa taka katika mnyororo wa kahawa unaweza kupungua. Hata hivyo, kwa sababu mabadiliko haya pia yana gharama zake za mazingira, kila suluhisho linapaswa kutathminiwa kando kwa kutumia LCA.

Mambo ya Kuzingatia

Makala hii ni preprint ambayo haijapitia tathmini ya rika. Matokeo yanaweza kubadilika baada ya mchakato wa tathmini ya kisayansi.

Utafiti unategemea modeli ya LCA. Matokeo ya LCA ni nyeti kwa hifadhidata iliyotumiwa, mpaka wa mfumo, kitengo cha kazi, dhana na data za kikanda. Kwa hiyo thamani zilizotolewa zinapaswa kusomwa kama matokeo yanayotegemea masharti ya modeli, si kama athari ya kahawa ya ulimwengu mzima.

Ingawa Italia ni kituo chenye nguvu cha matumizi na uchakataji wa kahawa, kilimo cha kahawa nchini humo hakipo katika kiwango sawa na nchi kubwa zinazozalisha kahawa duniani. Kwa hiyo dhana za uzalishaji katika muktadha wa Italia zinahitaji kutathminiwa kwa tahadhari.

Utafiti unalenga kipengele cha mazingira; haujumuishi kikamilifu vipengele vya kijamii na kiuchumi. Hata hivyo, katika sekta ya kahawa, mapato ya wakulima, mazingira ya kazi, biashara ya haki, uimara wa wazalishaji wadogo na muundo wa soko pia ni sehemu ya uendelevu.

Katika ulinganisho wa uchakataji wa maji na kavu, uchakataji kavu umeonyesha athari ndogo ya mazingira; lakini mambo kama ubora wa kahawa, kufaa kwa tabianchi, aina ya bidhaa na miundombinu ya ndani huathiri utekelezekaji wa mbinu hiyo.

Tathmini ya mabaki ya kahawa yaliyotumika inaonekana kuahidi; lakini kwa komposti, mmeng’enyo wa anaerobiki au uzalishaji wa biogesi, mfumo wa kukusanya wa ndani, lojistiki, miundombinu ya nishati na usalama wa bidhaa lazima vichambuliwe pia.

Hitimisho

Utafiti huu wa preprint unachunguza alama ya mazingira ya kahawa katika mzunguko wake wote wa maisha na unaonyesha kwamba maeneo makuu ya kuingilia kati ni kilimo, matumizi na usimamizi wa taka.

Hatua ya kilimo iko katikati ya athari za mazingira kwa sababu ya matumizi ya maji, ardhi, mbolea, viuatilifu na rasilimali. Hatua ya matumizi nayo ni moja ya maeneo makubwa ya pili ya kuingilia kati kwa sababu ya matumizi ya nishati, ufungashaji na taka. Ingawa usafirishaji na ukaangaji ni muhimu, kulingana na matokeo ya utafiti si tawala kama kilimo na matumizi katika makundi mengi.

Mbinu ya uchakataji kavu inatoa alama ya chini ya mazingira kuliko uchakataji wa maji. Kutathmini mabaki ya kahawa yaliyotumika kama biogesi, komposti au mbolea hai kunajitokeza kama mkakati unaoweza kufanya mnyororo wa kahawa uwe wa kimzunguko zaidi.

Ujumbe wenye nguvu zaidi wa utafiti ni huu: Kahawa endelevu haiwezi kueleweka kwa swali la “ilitengenezwa wapi?” pekee, bali kwa maswali ya “ililimwa vipi, ilichakatwa vipi, ilitayarishwa vipi na taka yake ilisimamiwaje?”.

Dokezo la Chanzo na Mbinu

Maandishi haya ni tafsiri ya ufafanuzi wa Kituruki uliorahisishwa wa utafiti wa preprint ambao haujapitia tathmini ya rika, wenye kichwa “From Bean to Cup: Unveiling the Environmental Footprint of Coffee with Innovative LCA Insights”. Maandishi si tafsiri ya neno kwa neno; lengo la utafiti, mbinu, ujumbe wa grafu na jedwali, matokeo ya LCA, ulinganisho wa uchakataji wa maji na kavu, matukio ya tathmini ya taka na mipaka yake vimeelezwa upya kwa msomaji wa Verianla kwa mtindo asilia.

Utafiti unategemea kitengo cha kazi cha kilo 1 ya maharage ya kahawa yaliyokaangwa, mpaka wa mfumo wa cradle-to-grave, programu ya SimaPro 9.6.0.1, hifadhidata ya Ecoinvent, mbinu ya Environmental Footprint 3.1, ulinganisho wa uchakataji wa maji/kavu na matukio ya usimamizi wa mabaki ya kahawa yaliyotumika. Matokeo ni muhimu kwa kubainisha maeneo yenye athari kubwa katika mnyororo wa ugavi wa kahawa; lakini kwa ujanibishaji wenye nguvu zaidi, zinahitajika data maalumu za kikanda, uchambuzi wa unyeti na tafiti zinazojumuisha vipengele vya kijamii na kiuchumi.