Environmental impacts of freshwater use and suspended solids in life cycle assessment

Perturbation of natural ecosystems, namely by increasing freshwater use and its degradative use, as well as topsoil erosion by water of land-use production systems, have been emerging as topics of high environmental concern. Freshwater use has become a focus of attention in the last few years for all stakeholders involved in the production of goods, mainly agro-industrial and forest-based products, which are freshwater-intensive consumers, requiring large inputs of green and blue water. This thesis presents a global review on the available Water Footprint Assessment and Life Cycle Assessment (LCA)-based methods for measuring and assessing the environmental relevance of freshwater resources use, based on a life cycle perspective. Using some of the available midpoint LCA-based methods, the freshwater use-related impacts of a Portuguese wine (white ‘vinho verde’) were assessed. However, the relevance of environmental green water has been neglected because of the absence of a comprehensive impact assessment method associated with green water flows. To overcome this constraint, this thesis helps to improve and enhance the LCA-based methods by providing a midpoint and spatially explicit Life Cycle Impact Assessment (LCIA) method for assessing impacts on terrestrial green water flow and addressing reductions in surface blue water production caused by reductions in surface runoff due to land-use production systems. The applicability of the proposed method is illustrated by a case study on Eucalyptus globulus conducted in Portugal, as the growth of short rotation forestry is largely dependent on local precipitation. Topsoil erosion by water has been characterised as one of the most upsetting problems for rivers. Because of this, this thesis also focuses on the ecosystem impacts caused by suspended solids (SS) from topsoil erosion that reach freshwater systems. A framework to conduct a spatially distributed SS delivery to freshwater streams and a fate and effect LCIA method to derive site-specific characterisation factors (CFs) for endpoint damage on aquatic ecosystem diversity, namely on algae, macrophyte, and macroinvertebrates organisms, were developed. The applicability of this framework, combined with the derived site-specific CFs, is shown by conducting a case study on E. globulus stands located in Portugal as an example of a land use based system. A spatially explicit LCA assessment was shown to be necessary, since the impacts associated with both green water flows and SS vary greatly as a function of spatial location.

A gestão da floresta e o planeamento do uso do solo

A temática desta dissertação é a gestão sustentável da actividade florestal. Tem como objectivo o desenvolvimento e aplicação de metodologias de planeamento e gestão do uso do solo. As preocupações com as intervenções na paisagem e com a incorporação das componentes que a constituem no planeamento e na gestão do território tem vindo a ter um maior desenvolvimento desde a década de 70. Por sua vez, as iniciativas políticas nacionais e internacionais na área do ambiente tiveram um maior impulso a partir dessa época, conduzindo a uma situação em que as preocupações com a sua conservação, gestão e qualificação assumem um papel fundamental. Um aumento da qualidade das paisagens implica um correcto planeamento do uso do solo e um subsequente esquema de incentivos à realidade sócioeconómica, potenciadores de um desenvolvimento sustentável. A gestão e o desenvolvimento sustentável pressupõem, por um lado, uma utilização parcimoniosa dos recursos, mas também uma articulação correcta dos usos às potencialidades do território, num quadro de planeamento e gestão do espaço que permita e promova o desenvolvimento de actividades económicas viáveis. Reconhecendo a forte influência que a acção antrópica tem exercido sobre a paisagem, privilegia-se a avaliação do factor evolução do uso do solo e a relação destas alterações com origem na actividade humana e com causas naturais de forma a determinar as causas específicas das alterações de uso. Nesta perspectiva efectua-se uma avaliação retrospectiva do impacto das diversas medidas de gestão com reflexo nas paisagens do Concelho de Arganil. A metodologia desenvolvida divide-se em cinco fases e tem como resultados os cenários de evolução do uso do solo e da demografia bem como a proposta de um modelo de ocupação sustentável. A escolha deste concelho como território de estudo para aplicação da investigação produzida prende-se com o facto de se considerar que ele é representativo de toda uma realidade da actividade florestal numa região vasta e de características razoavelmente idênticas, na qual existiram mudanças acentuadas de uso do solo e do meio sócio-económico nos últimos 50 anos, e de apresentar tendências evolutivas semelhantes às dos outros concelhos envolventes, o que permitirá aplicar a metodologia desenvolvida a outras áreas.