Reducing greenhouse gas emissions in the European Union through sustainable and healthy diets
Author(s)
Petersson, Tashina
Date Issued
November 17, 2022
Type
Doctoral Thesis
Abstract
Research activities performed over the course of the PhD relate to the implementation of the Su-Eatable Life (SEL) Project (LIFE16 GIC/IT/000038), a three-year project, financed by the EU LIFE program, aimed at reducing greenhouse gases emissions (GHG-e) and water consumption associated with food choices by engaging EU residents in the adoption of a healthier and more sustainable diet. First, in order to retrieve Carbon Footprint (CF) and Water Footprint (WF) values for food commodities, a systematic review (PRISMA protocol) of life cycle assessment (LCA) studies was conducted. Next, as part of a joint effort, a comprehensive database of CF (kg CO2eq/kg) and WF (L eq/kg) values for 323 food items, harmonized to a unique systems boundary (i.e., regional distribution centre, RDC), was compiled. Here, the reliability of CF and WF estimates was assessed by means of an innovative methodology combining the analysis of sample size, outliers (Tukey-test) and adherence to a normal distribution (Shapiro-Wilk normality-test). The database and accompanying research methodology framework were published in May 2021. In order to identify hot spots and mitigation potentials of food choices, an overview of the GWP variability across food groups resulting from the aforementioned database was then provided. Such analysis highlights the central role of protein source in determining diet sustainability; in this regard, the use of alternative functional units (FU) for CF, such as protein-based (kg CO2eq-kg protein-1) or serving size (kg CO2eq-serving-1), was explored. A review of the latest definitions of sustainable and healthy diets as well as of the best practices aimed at engaging citizens in sustainable behaviours was then performed, leading to the development of the Su-Eatable Life (SEL) healthy and sustainable dietary guidelines. Thereafter, the SEL engagement protocol was implemented during 8 and 6 month-long pilot experiments at 2 Italian company canteens (respectively), with the mentioned database providing the basis for calculating the experimental dietary GHG emissions and water footprint reductions. By combining CF and WF assessments of 1400 dishes served in the experimental locations with the associated canteen sales data (namely, sales per dish and influx of customers), the experimentally-induced variation in the impact of customer food choices was estimated as the difference between baseline values and functions of follow-up experimental values. The application of the SEL protocol resulted in an average reduction of 17-36% in GHG-e and 10-33% in WF of food consumption.
Le attività di ricerca svolte nel corso del dottorato sono connesse all’implementazione di Su-Eatable Life (LIFE16 GIC/IT/000038), un progetto triennale, finanziato dal programma EU LIFE, avente l’obiettivo di ridurre le emissioni di gas serra (GHG-e) nonché il consumo di acqua, conseguenti alle scelte alimentari, attraverso il coinvolgimento di residenti dell'UE nell'adozione di una dieta più salutare e sostenibile. Prima di tutto, al fine di recuperare i valori di Carbon Footprint (CF) e Water Footprint (WF) dei prodotti alimentari, si è condotta una revisione sistematica degli studi di analisi del ciclo di vita (LCA) secondo il protocollo PRISMA. Successivamente, nell'ambito di uno sforzo collaborativo, si è costruito un ampio database di valori CF (kg CO2eq/kg) e WF (L eq/kg) per 323 prodotti alimentari, armonizzati ad un confine di sistema univoco, ovvero, il centro di distribuzione regionale. Qui, l'affidabilità delle stime CF e WF è stata valutata mediante una metodologia innovativa combinante l'analisi della dimensione campionaria, degli outliers (test di Tukey) e dell'aderenza a una distribuzione normale (test di normalità di Shapiro-Wilk). Database ed annessa metodologia di ricerca sono stati pubblicati nel maggio 2021. Al fine di identificare gli hotspot e i potenziali di mitigazione delle scelte alimentari, si è poi fornita una panoramica della variabilità del GWP fra gruppi di alimenti contenuta nel suddetto database. Tale analisi evidenzia il ruolo cruciale della fonte proteica nel determinare la sostenibilità alimentare; a questo proposito, si è esplorato l'uso di unità funzionali (FU) alternative per CF, quali contenuto proteico (kg CO2eq-kg proteine-1) o porzione (kg CO2eq-porzione-1). Sono state quindi passate in rassegna le più recenti definizioni di diete sostenibili e salutari, nonché le migliori pratiche vòlte ad incoraggiare l’adozione di comportamenti sostenibili, ciò che ha portato alla definizione delle linee guida Su-Eatable Life (SEL) per un’alimentazione sana e sostenibile. A seguire, il protocollo di intervento SEL è stato implementato nel corso di esperimenti pilota della durata rispettivamente di otto e sei mesi presso due mense aziendali italiane, con il citato database avendo fornito la base di calcolo per le GHG-e e WF alimentari sperimentali. Combinando i valori CF e WF dei millequattrocento piatti serviti nel corso degli esperimenti con i corrispondenti dati di vendita (ovvero, vendite per piatto e afflusso di clienti), la variazione sperimentalmente indotta nell'impatto ambientale delle scelte alimentari è stata stimata come differenza fra i valori baseline e varie funzioni dei valori di follow-up. L'applicazione del protocollo sperimentale SEL ha ridotto in media del 17-36% le GHG-e e del 10-33% la WF del consumo alimentare.
Additional information
Dottorato di ricerca in Scienze, tecnologie e biotecnologie per la sostenibilità
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