造纸对环境的影响

造纸对环境的影响（Environmental impact of paper）十分显著，而导致造纸业业者和个人层面的行为发生变化。由于采用现代技术如印刷机和高度机械化的木材采伐，让一次性用纸成为一种相对便宜的商品，造成纸张的高水平消耗和浪费，接踵而来的空气和水污染、气候变化、垃圾掩埋场满溢外流和森林皆伐等，也产生环境问题，各国政府为此必须加大监管力度。造纸业现在已朝可持续性发展，例如减少皆伐、用水、温室气体排放、化石燃料耗用，并减除其对产地供水和空气的影响。

根据加拿大公民组织的说法，“人们需要纸制品，也该采用可持续、环保的生产方式。”

目前市面已有用于收集和评估纸制品在环境和社会中绩效的工具（或称产品记分卡），如纸类计分机（Paper Calculator）、环境纸类评估工具 (Environmental Paper Assessment Tool，EPAT)、或纸类概况（Paper Profile）。

美国和加拿大都有网上互动式环境指标地图，可显示各个工厂的污染排放资料。

## 问题

造纸业（包含纸浆和纸类两主要项目）工厂会造成空气、水和土地的污染，废弃的纸张和纸板约占垃圾掩埋场中城市固体废弃物的26%。

造纸业的排放量在加拿大全国排名第3，在美国全国排名第6。加拿大所有产业于2015年的总排放量为330万吨，造纸业排放量为174,000吨（占5.3%）。美国造纸业于2015年的排放量大约有79,000吨（占比约5%）。美国的排放中有66%是释放进入大气，10%进入水中，24%则排放到陆地，而在加拿大，有96%排放物被释放进入大气中。

全球造纸业是第5大能源消耗产业，占能源使用总量的4%。但由于造纸和印刷产业大量使用可再生能源（主要是生物质），而在全球温室气体排放的占比少于1%。

这个产业每生产一吨产品所消耗的水比任何其他产业均高。

由于纸类回收过程中的脱墨所产生的污水流出水会释放化学物质，也是种排放源。欧洲回收纸委员会（European Recovered Paper Council）开发出“脱墨性记分卡”，以识别可回收印刷纸产品中具有最佳脱墨性的类别。

全球纸类消费量在过去40年间增长400%，在采伐的树木当中，有35%用于造纸。大部分用于制浆的木材都产自人工种植者（通常是采单一栽种法），这种做法又引起人们对生态学影响的担忧（例如会对生物多样性不利）。

北美洲采伐木材的大部分均用于制材和生产其他非纸制品。美国每年采伐的树木中有36%用于纸张和纸板，而在加拿大造纸原料中有21%来自树木采伐，其余来自锯木厂残余物 (55%) 和回收纸类 (24%)。

森林砍伐通常被视为是开发中国家的问题，但也会在已开发国家中发生。在澳大利亚，把木材制成木片用于纸浆生产，是个有争议的环境问题（参见澳大利亚伐木制片产业）。新西兰政府在1990年代因受环保主义者的推动，而停止从原生森林伐木以制成木片出口。

美国在2006年砍伐超过650万棵树，以生产160亿个纸杯，只为供美国消费者以盛放咖啡饮料，整个制造过程使用40亿美制加仑（15,000,000立方米）的水，并产生2.53亿磅废弃物。总体而言，北美洲的消费者使用全球58%的纸杯产量，总计有1,300亿个。

### 空气污染

美国国家排放清单（National Emissions Inventory）和加拿大空气污染物排放清单（Air Pollutant Emission Inventory，APEI）都每年汇编有导致烟雾、酸雨、温室气体和空气质量下降的空气污染物的当年排放量，包括悬浮微粒 (PM)、硫氧化物 ( SOx)、氮氧化物 (NOx)、镉、铅、汞和持久性有机污染物 (POP)（例如戴奥辛和呋喃、六氯苯 (HCB) 和多环芳香烃 (PAH)）。另外还有由美国国家环境保护局（EPA）所管理的公开数据库 - 有毒物质排放清单（TRI），用于跟踪美国在某些会对人类健康和环境构成威胁的有毒化学品的管理情况。

美国在2015年排放进入空气中的有毒废弃物总量为6.9亿磅（313,000吨），造纸业占有其中的20%。这个产业排放的物质中，60%是甲醇（并非持久性、生物累积性和毒性物质（PBT），也非致癌物）。造纸业排放几种可测出的PBT，包括铅、六氯苯、戴奥辛、呋喃和多环芳香烃。加拿大造纸业在2015年排放的此类化学品，在总排放量中的占比不到2%。美国造纸业排放的六氯苯占总排放量的22%，但其他PBT排放量在总排放量中的占比少于2%。

造纸业另会排放其他重要物质。悬浮微粒 (PM2.5，由直径为2.5微米或更小的颗粒组成），可穿透人体呼吸系统并对健康产生严重影响。美国和加拿大的造纸业所排放的PM2.5约占总排放量的10%。但空气中的大部分PM2.5系由非工业（例如住家燃烧木材、建筑和未铺砌道路产生的灰尘）所产生，如果将这类来源考虑在内，北美洲的造纸业在2014年所产生的PM2.5大约仅占总数的0.5%。

这个产业的制造过程中均会排放氮氧化物 (NOx)、硫氧化物 (SOx) 和二氧化碳 (CO2)。NOx和SOx是产生酸雨的主要元素，而CO2是导致气候变化的温室气体。北美洲的造纸业在2014年约占工业和非工业来源SOx和NOx总排放量的0.5%。

### 水污染

这个产业产生的污水含有固体、营养物质和溶解的有机物（如木质素）。也含醇类、螯合物和无机材料（如氯酸盐和过渡金属化合物）。如氮和磷等营养物质会导致或加剧湖泊和河流等水体的优养化。溶解在淡水中的有机物会改变生态特征（通过测量生化需氧量 (BOD)而得）。污水也会被有机氯化合物污染，这些化合物有些本来即天然存在木材中，但经纸浆氯漂白过程所产生的数量更大。最近的研究指出对污水进行适当的预处理（例如混凝）是去除化学需氧量 (COD) 以及降低水生环境压力方式中具有成本效益的解决方式。

加拿大的造纸业在2015年把工业废弃物排放进入水中的比例为5%。在2014年，这个产业中的污水流出水样本测试中，针对鱼类毒性、生化需氧量和总悬浮固体的监管要求，合格比例各为97.5%、99.9%和99.8%。

造纸业也与重要的重金属排放有关。例如此产业在加拿大是向水排放铅 (Pb) 的第3大来源。美国造纸业在向水排放工业污染物的占比为9%。美国造纸业在2015年排入水中的有毒物质加权磅当量 (toxic weighted pound equivalents，TWPE)，数量上排名第1。超过92%的TWPE是硫化氢、戴奥辛和戴奥辛类化合物以及锰 (Mn) 和锰化合物。值得注意之处是在总共226个场区中，有7个占硫化氢排放量占80%，5个占戴奥辛排放量占93%。EPA在上一次（2006年）审查锰和锰化合物的排放时，结论是排放量低于需处理水平，但排放水平自那时起并无显著变化。

回收污水流出水（参见黑液，为硫酸盐制浆法副产品）并将其燃烧、使用生物修复池以及在制浆和漂白过程中使用破坏性较小的药剂，皆有助于减少水污染。

排放物还会让水变色，而降低美观性。这种情况在新西兰塔拉威拉河发生，让其得到“黑色排水沟”之名。

### 废纸

美国在2014年产生的2.58亿吨城市固体垃圾中，废弃的纸和纸板占比约为26%（6,700万吨），在最终送进掩埋场的1.36亿吨垃圾中，占比在14%以上。废纸因含有毒油墨、染料和聚合物的额外危害，与其他废弃物一样，经焚烧而产生排放物，或者是运往垃圾掩埋场后，因渗漏而与地下水混合，会具有潜在的致癌性。纸类回收可将此类影响减轻，但不能减轻因制造、运输、掩埋和/或再加工所消耗的能源，及对环境和经济的影响。

### 氯及氯基化学品

漂白纸浆时，通常会用到氯及氯合成物，特别是运用硫酸盐制浆法或亚硫酸盐制浆法时。过去使用元素氯处理木材，会产生大量的戴奥辛，和持久性有机污染物（两者均含剧毒）。从1990年代开始，使用元素氯去除木质素的情况已大幅减少，改以无元素氯法（ECF）和完全无氯法（TCF）进行漂白，把产生戴奥辛的情况大幅降低。

到2005年，全球采含元素氯硫酸盐制浆法的占比为19-20%（远低于1990年的90%以上占比），75%的硫酸盐制浆法采无元素氯法（ECF），其余5-6%采完全无氯法（TCF）。一项根据EPA数据的研究，结论是：“在使用氧化脱木质素和延长脱木质素法，以生产ECF和TCF纸浆的工厂，对流出水进行研究后显示两种工艺对环境的影响均很低。”大多数TCF纸浆在瑞典和芬兰生产，而后销售到德国，这三个市场都具有高度的环保意识。在1999年，TCF纸浆在欧洲市场的占比为25%。

TCF漂白法不使用氯化物，将纸浆厂污水流出水中的氯化有机物减少到与背景水平相似。ECF漂白可大幅减少，但不能完全消除污水流出水中的氯化有机物（包括戴奥辛）。虽然现代采ECF法的工厂理论上每生产一吨纸浆，可达到低于0.05公斤氯化有机化合物 (AOX) 含量的排放，但大多数工厂无法达到这种水平。在欧盟会员国中，ECF工厂的平均氯化有机化合物排放量为每吨纸浆含0.15公斤。

但在ECF和TCF漂白法对环境影响程度的比较，一直存有分歧。一方面是这个产业资助的研究普遍发现，采用ECF和TCF两种工艺，其排放物之间没环境影响的差异。而另一方面是由一独立，同侪评审的研究发现，把采用常规、ECF和TCF法产生的污水排出水经二次处理后，“TCF法排出水所含的毒性最小。”

### 硫、硫化氢和二氧化硫

采硫酸盐制浆法和亚硫酸盐制浆法时，均会用到硫基化合物。除基于氨的亚硫酸盐法之外，一般硫均会被回收，但在黑液（硫酸盐法的副产品）或是亚硫酸盐法的副产品“红液（red liquor）”经燃烧处理时，会以二氧化硫的形式释放出硫。二氧化硫特别值得关注，因其具有水溶性，是造成酸雨的主要原因。加拿大的造纸业在2006年排放约60,000吨硫氧化物 （SOx）进入大气，占加拿大所有产业SOx排放总量的4%以上。

现代硫酸盐制浆厂的自身发电量不仅可自给自足，而且通常有多余电力提供给当地电网。此外会利用单独的锅炉以树皮和木材残渣作燃料，产生蒸汽以供发电。

采用硫酸盐制浆法会排放硫化氢、甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚和其他挥发性硫化合物等气体，是造成纸浆厂具有特殊气味的原因。大多数造纸业工厂释放到空气和水中的其他化学物质包括：

- 一氧化碳
- 氨
- 氮氧化物
- 汞
- 硝酸盐
- 甲醇
- 苯
- 挥发性有机物、氯仿。

漂白机械纸浆并非是造成环境问题的主因，因为大部分有机物质会保留在纸浆中，而使用的化学品（过氧化氢和连二亚硫酸钠）会产生无害的副产品（分别是水和最终的硫酸钠）。

但漂白化学纸浆会造成严重的环境破坏，主要是会把有机物质释放进入水道。纸浆厂几乎均位于大片水体附近（因生产过程需要大量用水）。从1970年代和1980年代开始，公众对环境问题的认识提高（绿色和平组织及类似组织于当时成立），促使制浆业和政府出面处理这些排放问题。与环保相关的非政府组织尤其对瑞典和芬兰造纸业施以巨大压力。

使用元素氯的常规漂白法会产生大量氯化有机化合物（包括氯化戴奥辛），并释放进入环境。戴奥辛是国际公认的持久性环境污染物，受到《斯德哥尔摩公约》签署国的监管。

戴奥辛有剧毒，对人类健康的影响包括造成生殖、发育、免疫和荷尔蒙方面的问题。而且已知这种物质具有致癌性。人类接触方式中，有超过90%是通过食物，主要是肉类、奶制品、鱼类和贝类，戴奥辛会在食物链中动物脂肪组织内积累。

### 温室气体排放量

全球有69%的温室气体排放来自能源和交通行业。印刷和造纸业的二氧化碳排放量约占其中的1%。

这个产业的温室气体排放来自原材料生产和运输、污水处理、外购电力、纸产品运输、印刷品运输、处置和回收，而使用到化石燃料的结果。

在垃圾掩埋场处理纸类，其随后因分解而产生甲烷（一种强效温室气体），也把纸制品的碳足迹升高，因此回收纸类对环境有益。纸类回收（而非掩埋）可将纸的全球变暖潜能值降低15至25%。

美国造纸业生产每吨纸类所产生的温室气体（以二氧化碳当量吨数表示）自1972年以来已减少55.8%，到2000年减再少23.1%，2012年比2010年减少3.9%。美国造纸业在2005年至2012年间每吨产品购买的能源（化石燃料）减少8.8%。

加拿大在2000年到2012年间，直接温室气体排放量下降56%，能源使用总量下降30%。这种下降部分原因是林业的收缩，但很大部分是由于减少化石燃料使用和使用可再生生物质发电量增加的结果。在2012年，产业的生物能源占林业能源使用总量的56%，高于2000年的49%。

### 不可再生资源

某些纸制品会用粘土或碳酸钙当作填料。高岭土是黏土中最常用于涂布纸张的材料。

### 入侵树种

特别适合制浆的树木已被引入世界各地种植。其中有些被公认为是具有侵略性的入侵物种。在马来西亚，Acacia auriculaeformis和Acacia mangium两种相思树属均被视为入侵树种。可用于制浆的桉树生长迅速，能产生丰厚利润，在世界各地广受种植，也该被视为入侵物种。

## 减缓影响

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造纸业产生的的一些环境影响已获得解决，同时也朝可持续发展的方向前进。使用人工林生产的木材可解除对老树林丧失的担忧。

### 可持续森林管理

砍伐树木以生产如纸类产品，会对森林栖息地造成短期或是长期的环境干扰，具体取决于采伐时的谨慎程度。伐木会对植物和动物的生物多样性、土壤肥力和水质产生影响。可持续森林管理的做法是种利用，同时又给予森林照料的方式，以便随着时间演进能兼顾到环境、社会和经济价值及利益。

在美国，由于对尽环保责任所生产纸类的需求不断增加，让土地所有者有经济动机以维持土地绿化，并以可持续的方式管理土地，而非出售土地，用于工业或住房开发之用（根据美国国家森林局，这些是美国以往导致森林砍伐的主要原因）。而经过可持续管理的土地可提供一系列持续的生态系统服务，包括清洁用水、健康土壤（可减缓气候变化），也能提供娱乐休闲活动和增加美感。

在加拿大，可持续森林管理也享有森林管理规划过程 - 基于科学的决策、评估和规划方法，以及法规和政策的支持。

#### 森林认证

促进和支持森林认证和追踪木纤维原料来源的做法，可确保可持续森林的管理和合法采伐。目前采用最多的森林认证系统有：

- 森林认证支持计划 (Program for the Endorsement of Forest Certification，PEFC)，大多数欧洲国家采用，在世界其他地区也在增加采用中。
- 可持续林业倡议（Sustainable Forestry Initiative，SFI）。
- 美国林场系统 (The American Tree Farm System，ATFS)。
- 加拿大标准协会 (Canadian Standards Association，CSA)。
- 森林管理委员会 (Forest Stewardship Council，FSC)。

### 纸浆漂白

在漂白过程改用非元素氯（如过氧乙酸、臭氧、过氧化氢和氧气）可减少致癌有机氯的排放，可生产完全无氯 (TCF) 纸制品。

### 回收利用

可用作制造再生纸原料的纸类有三类：生产过程废纸、消费前废料和消费后废料。生产过程废纸是造纸时的边角料和其他纸屑，会在纸厂内回收使用。消费前废料是在供消费者使用前被丢弃的材料。消费后废料是消费者使用后被丢弃的材料（例如旧杂志、旧电话簿和住宅混杂纸制品）。

对回收木浆纸的一个担忧是纤维会随着每次回收而降解，而降低纸张的强度，但此问题已被逐步克服。近来美国的纸类中已含有40%的回收纸，美国纸厂中有80%会采用回收纸作为部分原料。

EPA发现利用回收废纸造纸，比生产原生纸可把水污染减少35%，空气污染减少74%。纸浆厂是空气和水污染的来源，特别是生产漂白纸浆的工厂。利用回收纸可减少对原生纸浆的需求，而减少相关的空气和水污染总量。回收纸浆可使用与漂白原生纸浆相同的化学品，但最常使用的是过氧化氢和连二亚硫酸钠。如在回收过程中不使用含氯化合物，则回收纸浆或由其制成的纸张被称为无氯工艺（PCF）纸制品。

### 再生纸厂

把废纸回收，以替代送往垃圾掩埋场处置的做法是较不复杂的生产方式之一。虽然目前还无缺乏垃圾掩埋场的危机，但人们普遍认为应采措施来降低掩埋场的负面影响，因为这种掩埋方式会产生以及传播许多有害元素。大多数再生纸的价格会高于原生纸浆造纸，价格往往是消费者的决定性因素。由于大部分回收纸浆是在公开市场上收购，使用特定纸厂生产的原生纸浆，其生产成本可能会较低。原生纸直接由树木或棉花制浆后造成，完全不含回收成分。在初始造纸过程后，由回收材料所造的纸被视为再生纸。由于早期的标准定义不够精细，一些所谓的“再生纸”只包含纸厂内废料，事实上此类“废料”都应归类为原生纸的材料。最近标准已被更新，以防止此类做法让人觉得公司在销售再生纸。收集和回收行业已经开始专注消费者每天扔掉的纸类，以增加回收数量。不同的纸厂会针对不同类型的纸类而建构，大多数“回收办公用纸会送往脱墨厂处理”。脱墨是处理回收纸中的一道步骤。这种工厂把油墨和纸纤维分离，同时也把任何多余的材料从从纸纤维去除。

脱墨厂把废纸涂层剥离后，将干净浆料用来造纸。许多造纸厂把旧的商业文件转化为有用的文化用纸和信封。再生纸的生产过程比使用树木造纸的现代造纸厂成本更高。制造再生纸的过程会更耗时。但生产再生纸在环境角度而言有很多好处。“尽管现代造纸厂采用的是最先进的技术，但该产业的基本结构仍基于一种由19世纪转化而来的世界观，而这种世界观到21世纪已算是过时”。

### 管理法规

造纸业在北美洲是个受到严格监管的行业。美国和加拿大的法规概述如下。

#### 美国

##### 空气和水污染

EPA于1974年根据《清洁水法案》首次发布纸浆和造纸厂的国家污水标准，即流出水指南，为几种常规污染物设定数值限制。EPA在1982年修订法规，加入对五氯酚、三氯苯酚和锌设定数值限制。流出水排放限制透过国家污染物排放消除系统 (National Pollutant Discharge Elimination System，NPDES) 许可证的颁发来执行，该许可证每5年须更新一次。（参见美国对点源水污染的规定。）

EPA在1998年制定“集群规则”(Cluster Rule，CR)，把额外的有毒污水污染物纳入限制之内，并对有害空气污染物排放进行监管。由于空气和水污染法案在同一制定行动中完成，而让纸浆和造纸厂得以为空气和水污染防治技术做最佳组合，而非分开解决。一些要求和技术的目的在减少有毒空气污染物，同时也会减少有毒污水污染物，反之亦然。EPA颁布CR的目的是提供一套协调的监管要求，提高工业界实施的清晰度，并实现更高水平的污染防治。

CR中与空气排放相关的法规包含在《清洁空气法案》之下的国家有害空气污染物排放标准 （NESHAP)），于2001年生效。此法规也称为“能最大实现的控制技术”(Maximum Achievable Control Technology，MACT) 法规，对制造化学纸浆的工厂，要求有害空气污染物减少59%，挥发性有机碳和颗粒物分别减少49%和37%。CR中的污水法规对同时采用氯漂白与硫酸盐制化学纸浆的工厂，要求把戴奥辛、呋喃和氯仿的排放量分别减少96%、96%和99%。EPA增加对12种氯化酚类污染物和可吸附有机卤化物 (AOX) 的排放数字限制。法规还要求产业采行最佳水污染管理措施，例如工业程序控制监控。

美国所有空气排放都在联邦层面受到监管。《清洁空气法案》针对有害于公众健康和环境的污染物制定国家环境空气质量标准 (NAAQS)已为6种主要污染物制定污染标准：铅、一氧化碳、二氧化氮 (NO2)、臭氧 (O3)、悬浮微粒 (PM) 和二氧化硫 (SO2)。EPA于2012年修订造纸业的NESHAP法规。

##### 森林管理

关于指导位于美国联邦土地上的森林管理法律、法规和政策均已完善制定。在1900年颁布的的雷斯法案即对非法采伐订有制裁方式。

#### 加拿大

加拿大的联邦和省级环境法是有关造纸业工厂相关法规的主要来源。下述三个联邦法规与水排放有关：

- 纸浆和造纸厂污水流出水法规（Pulp and Paper Effluent Regulations）：为流出水对鱼类的急性致死率、生化需氧量和总悬浮固体设定标准。工厂还需进行环境影响监测，以确定其排出水对接收水体的影响，并调查与工厂排出水相关的环境影响，其发生原因和解决方案。
- 纸浆和造纸厂污水流出水中氯化戴奥辛和呋喃法规（Pulp and Paper Mill Effluent Chlorinated Dioxins and Furans Regulations）：根据加拿大环境保护法而颁布，适用于工厂污水流出水中的多氯双苯骈对戴奥辛和多氯双苯骈对呋喃的规范。
- 纸浆和造纸厂消泡剂和木片法规（Pulp and Paper Mill Defoamer and Wood Chip Regulation）：对采氯漂白工艺的纸浆和造纸厂使用含有多氯双苯骈对戴奥辛或多氯双苯骈对呋喃的消泡剂做规范。

另有制定控制污染物（包括悬浮微粒和地面臭氧）排放进入空气中的法规，其中有加拿大环境空气质量标准法规（Canadian Ambient Air Quality Standards Regulations）。联邦层级的加拿大环境及气候变化部 (ECCC) 制定一份可公开调阅的污染物排放（包括排放到空气、水和土地）以及处置和回收列表（即国家污染物排放列表（National Pollutant Release Inventory）），在该国运作的公司必须每年为列表做报告。达到须报告标准的经营者必须每年向ECCC报告其温室气体排放量。

加拿大一些省份有自己的监管框架来管理空气质量（例如安大略省标准），以及控制温室气体排放（包括英属哥伦比亚省碳税、艾伯塔省气候领导计划以及安大略省和魁北克省的限额和交易系统）。

加拿大位于公共土地上的森林达到94%。联邦、省和地区的法律、法规和政策框架均强制执行和指导可持续森林管理的做法。

#### 国际层级

“隶属于世界银行的国际金融公司（IFC）提出的环境、健康和安全 (Environmental, Health, and Safety，EHS) 指南是种技术参考文件，其中包含良好国际行业规范 (Good International Industry Practice，GIIP) 的一般示例和行业特定示例。”简而言之，EHS能协助国家对那些会在社会和环境造成大量危害潜力的工厂和公司制定规范。这些环境、健康和安全指南为造纸业列出具体规则，为需要遵循的内容作解释，以限制工厂可能会传播的污染。

### 机械纸浆厂

主要经研磨木材（但并未把木质素去除）而产出的纸浆称为“机械纸浆”，主要用于印制报纸。这种制程使用的化学品比硫酸盐制浆法和亚硫酸盐制浆法少。机械纸浆厂的主要污染源是有机物质，例如木材在加工过程中释放的树脂酸。机械纸浆采用“增亮法（将木材中发色团去除）”，并未漂白，与化学纸浆相较，使用的是具有较低毒性的化学物质。

## 印刷油墨

印刷油墨会对环境产生的三个主要问题是：挥发性有机物、重金属和不可再生的油质。一些监管机构已制定墨水中重金属含量标准。为取得较好的可持续性，近年来均趋向使用植物油以取代以石油为基底的油料。

将再生纸浆脱墨会产生废浆，会送往垃圾掩埋场弃置，或是焚化，也会送往其他纸厂再利用。

美国联邦政府在1970年代颁布法规，针对油墨中所含的铅、砷、硒、汞、镉和六价铬等有毒金属予以规范。

## 参见

- 纸浆漂白#Totally chlorine free
- 无元素氯漂白法
- 环境问题列表
- 生命周期评估
- 塔拉威拉河#Environmental issues
- 福克斯河#Environmental issues
- 石纸
- 面纸#Sustainability
- 卫生纸#Environmental considerations