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生活垃圾分类背后的10个科学原理

日期:2019-8-27 10:43:31 | 阅读:208

生活垃圾分类有科学原理么?生活垃圾分类讲科学么?四分类、干垃圾VS湿垃圾的分类科学么?许多人有完全不同的见解。进一步讲,生活垃圾分类有所谓的科学原理么?对四分类的科学性,特别是对上海干湿垃圾分类的科学性,也有非常多的置疑。生活垃圾分类是习近平总书记提出的新时尚,是一件环境保护的大事,但似乎社会热议背后,来自环境科学专业人士的声音却不多,能从环境科学原理角度提出针对性建议的声音就更少了。难道,生活垃圾分类这事儿,就是一项轰轰烈烈的环保运动,根本就没有什么科学道理或科学原理么?本文认为,生活垃圾分类还是有一定的科学原理的。之前,与不少环境专业老师讨论或交流过生活垃圾分类的科学性问题,很受启发。于是,结合自己前期开展的生活垃圾教学实践、编写上海市中、小学和幼儿园生活垃圾分类知识读本的经历,以及在上海市和全国各类学校、机关、单位、企业和社区进行了100多场科普宣传讲座,以及电台、电视台和新闻媒体的采访,加上本身学习环境科学专业的本科、硕士、博士和工作至今的经历,尝试总结一下,有10个科学原理,请大家批评批正。
原理1
公有地悲剧
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北京市周边垃圾围城情况(图片来自网络)
公有地悲剧是什么?简而言之,公有产权的物品大家都不关心,都想自己方便自己得利,结果造成公有物品或服务受到损害。
生活垃圾分类是一个典型的公有地问题,每个人只关心自己私有产权范围内的生活垃圾及其脏乱差问题,都期望生活垃圾离自己越远越好。于是,私有产权之外的楼道、电梯、楼门口、小区垃圾箱房、小区公共区域、社区等,都成了“公地”,这些地方生活垃圾随意丢放造成的“污染问题”,一直十分突出。范围再大一点,“垃圾围城”成为更大范围内的公有地悲剧;在区域和全球层次上,海洋垃圾污染、发展中国家垃圾进口污染问题,都可以视为公有地悲剧的具体表现。
以上海为例,2400万人口每人每天丢弃的1.2公斤生活垃圾,最终造成了占地达28.9平方公里的老港垃圾填埋场(与澳门市面积不相上下),和很多脏乱差的垃圾箱、污水横流的垃圾中转压缩站、废品回收站,以及由此造成的大量水体、大气、土壤的污染、破坏,还有难以解决的垃圾处理设施邻避效应问题,成为上海生态文明建设中的一个大难题。垃圾分类如何破解公有地悲剧。解决思路之一是建立产权,这一条目前实施起来还很困难;思路之二是加强管理,实现“良治”,这一条成为不少发达国家的做法,中国也是这么做。总结一句,根据公地悲剧原理,城市生活垃圾处理处置成了大问题,生活垃圾分类势在必行,成为是破解这个公有地悲剧问题的必须途径之一。PS1:你愿意自己家里干干净净,一出门就是各种垃圾造成的脏乱差现象么?PS2:你能接受精明的上海人,在寸土寸金、房价超级高的上海,用一个澳门市面积来处理生活垃圾么?如果你是站在上海市的领导的立场呢?
原理2
生产者、消费者和分解者——生态系统中有三种角色
大森林里有垃圾么?
为什么生活垃圾分类的理想状态是什么?分几类最好?垃圾最终应该去哪儿?这是大家经常会讨论的问题,也是最不容易回答的问题。回答好这个问题,需要掌握一些生态学的基本知识和原理,即生态系统的三种角色。一片大森林一般没有"垃圾",即使是经历了几百年、几千年甚至几万年几百万年或更长时间,也没有什么垃圾。这是为什么的呢?因为,大森林是一个完整的生态系统,其中有生产者、消费者、分解者三种成员。生产者负责吸收和转换太阳能,消费者以生产者为食物,而生产者和消费者最终死亡后的遗体,经过分解者的作用,重新以水、二氧化碳、矿物质和能量的形式回收到大自然当中。垃圾分类,也需要遵循这一原理。分类只是手段,回归于大自然或回归于社会,解决好“垃圾去哪儿了”的垃圾出路问题,才是垃圾分类的目的。
湿垃圾回收于大地、干垃圾回收于天空,可回收物回收于社会
以上海为例,湿垃圾通过堆肥变成肥料回归土地、干垃圾通过焚烧回归天空,可回收物通过交易回归社会,有害垃圾需要通过专门处理才能进一步分类和回归。这才是垃圾分类的最终理想状态。这种四分类虽然简单,但也体现了生态学三种角色的基本原理,是以科学为依据的。当然,更细分的科学分类,也体现了生态系统中生产者、消费者、分解者的进一步细分。这种细分在人类社会中有无必要,是原理4要解决的问题。
原理3
污染
各种生活垃圾混杂在一起的情况
污染,是环境科学最核心的一个名词。是指污染物把水、气、土环境污染了,造成环境质量的恶化。在生活垃圾分类中,也体现了“污染”原理。这个污染物就是湿垃圾。
在垃圾不分类的情况下,湿垃圾是一个极其高效的污染物,由于其含水量高、会发酵,产生异味和垃圾液,只要和湿垃圾一混合,可回收物基本上就没有再回收的价值了,只能填埋或焚烧,导致垃圾产生总量变得很大。湿垃圾混合后的干垃圾,也会因为含水量高而导致焚烧过程的耗时增长、前处理产生的垃圾渗滤液难以处理的问题。这两点,都是环境技术、工程上难以很有效,或较经济有效解决的难题。另外,湿垃圾混合后的垃圾,在小区、社区,甚至楼道和电梯里,滴滴洒洒,造成的异味和恶心的情形,是每个人都深有体会和心照不宣的。
因此,生活垃圾分类,把湿垃圾先分出来,即解决这个“污染”问题,是生活垃圾分类能否成功的最关键因素。在2018年6月,笔者写了“湿垃圾十宗罪”的一篇文章,专门讲述了这个问题,得出的结论就是“一定要把湿垃圾先分出来”。现在看来,这个观点还是正确的。
以上海为例,在2019年7月实施垃圾分类的第一个月,全市湿垃圾上升了12.5%,达到8200吨/日,可回收物增加了12%,而干垃圾减少了11.7%,全市垃圾总量显现下降趋势(当然,这也与不同月份垃圾产生和收运量等其它因素相关)。以做的非常到位的某小区为例,严格实施垃圾分类3个月后,干垃圾从63.7吨/日减少到42.2吨/日,湿垃圾由6.35吨/日增长到24.2吨/日,资源化利用率从12.84%上升到40.93%。考虑到可回收物是可以直接卖钱的,而湿垃圾和干垃圾是需要付外运处理费的,因此,把湿垃圾先分出来,是极其必要和有效的。当然,湿垃圾的分类,也是上海垃圾分类工作中困难最大的环节之一。上海市绿化和市容管理局表示,湿垃圾量显著增加是考量垃圾分类成果的重要指标。
学了环境专业,“污染”就是一把能当“锤子”用的基本原理,各种各样的环境问题,都可以用“污染”的源、汇、迁移、转化、外部性、污染者的一套原理来解释。生活垃圾分类,也是这样的一个“钉子”。
原理4
成本最小原理
回收打包的塑料瓶
垃圾分类需要社会投入成本,这种成本投入应该符合成本最小原理。在生态系统和社会经济系统中,都会尽量以最小的成本,获取最大的收益,其物质、能量的利用或转换效率一般是最高的,或是一种最经济的方式。生活垃圾分类也是如此。我们为什么不把垃圾分为100类、200类,比日本还要先进?或是不分类保持现状,这不是最方便大家,节省时间和精力做自己善长或更赚钱的事情,而把分类或不分类的垃圾交由更专业的人士或公司来处理。这不更好么?现在看来,“不分类”看似最省钱最方便,但整个社会的代价太大了,不可以接受;而当前的“四分类”是在“不分类”基础上的第一步改进,成本不那么大,而成效却很明显,是现实可行的选择。以上海为例,垃圾分类中出现了许多高大上的人工智能垃圾桶、垃圾箱、处理设备和措施,另外还有许多嗅觉灵敏的高科技公司纷纷闻风而动,这些都是正确的么?为了垃圾分类,上海人都“疯”了,那么多人,“全身心”的投入到垃圾分类工作之中,这样的工作,经济上合算么?能长久么?或只是一场不计成本的秀一把?昂贵的绿色不是绿色,这是上海一位环境专家的说法。我也想说,昂贵的垃圾分类,不是做环保,而是一场浪费。不管是上海的垃圾分类,还是全国,都应该遵循“成本最小原理”,用合理的社会投入,取得不那么昂贵的环保效果。
原理5
环境整体性原理
上海老港垃圾填埋场作业现场
环境科学讲的环境,是以人类社会为主体的外围世界的总体。环境的综合性,是其最大的特点,用习近平总书记的话就是,山水林田湖草是一个生命共同体,需要统筹考虑,共同保护。垃圾分类这个事情,特别体现了环境保护的整体性。生活垃圾问题极其综合,湿垃圾产生的污水、渗滤液问题,对水环境污染大,对污水处理厂正常运行压力大,这是水的问题。垃圾发酵腐败,有气味,挥发性大,扩散远,吸附性强,又是一个让人讨厌的大气问题。垃圾渗滤液渗入地下,污染地下水和土壤,又变成了土壤污染问题。很多生活垃圾可以回收利用,又变成了循环经济问题。还有一些有害垃圾,又成了固体废弃物问题,甚至是危险废弃物问题。垃圾填埋占地多,影响大,变成了土地利用问题和社会邻避问题;垃圾焚烧污染大,变成了二噁英问题。另外,还是垃圾的越境转移、电子垃圾的进出口,变成了一个国际政治问题;而海洋垃圾,特别是塑料袋对海洋生物和生态系统的影响,又变成了生物多样性损失问题。还有,垃圾中的塑料中的微塑料问题,最终又通过饮用水和食物,变成了人体健康问题。可见,生活垃圾分类,必须遵循环境整体性原理,综合考虑,统筹安排,才能把工作做好。
原理6
生态环境效率原理
上海老港再生能源利用中心二期,每日焚烧能力6000吨,占上海每天生活垃圾产生量的三分之一
生态效率原理或环境效率原理,是指物质能量转换效率要尽可能高。如太阳能转换为生物质能、转换为电能,煤和油燃烧转换为机械能再转化为电能等,提高效率是必须的。垃圾分类中,也需要遵循物质能量转换效率原理。如在垃圾焚烧中,什么是焚烧效率最高的方式?什么是最低的呢?以上海为例,显而易见,目前混合大量湿垃圾的混合垃圾焚烧发电效率很低,每吨垃圾发电约400-450度电;而纯粹的不含有水份的干垃圾焚烧效率是最高的,每吨发电可达600-800度电。另外,混合垃圾焚烧后,产生15-20%的残渣,还需要进一步填埋处理;而分类的干垃圾焚烧后只有约1.5-2%左右的残渣。可见,垃圾分类,让垃圾焚烧的物质能量转换效率大幅度提高了,体现了生态环境效率原理。因此,根据垃圾的最终去向,设计垃圾分类的具体类别,提高各类垃圾的最终能量转换效率,实现较高的生态环境效率,是非常必要的。在这方面,如何处理好湿垃圾,是堆肥,还是发电,还需要根据生态环境效率原理,做更多的探讨。
原理7
环境界面控制原理
垃圾填埋场的填埋坑
不少人对此原理有异议,但小编认为很道理。简单的说,控制污染,关键是控制污染物进入环境的界面,这个“界面”涉及多个社会主体,涉及多个环境要素,更涉及不同利益,是环境保护工作的难点所在。体现在垃圾分类上,界面控制原理有两个应用。以上海为例,湿垃圾应该是居民在家庭分,还是小区保洁来分呢?根据湿垃圾产生的地点,湿垃圾严重污染其他垃圾、一旦混合难以再分离,以及有明显异味的特性,决定了湿垃圾必须在家庭厨房的源头上来分类,才是最经济高效和具有人文关怀的。因此,厨房就是垃圾分类的关键“界面”,这里的主体是居民,必须在厨房这个关键“界面”上,做好干、湿垃圾的分类工作,把湿垃圾单独分出来。这是整个生活垃圾分类系统中最关键的一步。第二个界面是小区的垃圾箱房,是居民把垃圾交投给小区保洁的界面,这个界面很重要,在上海,这个界面上引发的问题也最多,定时定点与“996”们的冲突,湿垃圾是否需要破袋,不同居民距离垃圾箱的远近区别、垃圾箱如何保持整洁、保洁人员工作量增加如何涨工资、多出来的可回收物收益如何分配,如何监督居民干湿分类到位,都是这个界面上需要解决的问题。目前还都在实践进展之中。总之,根据界面控制原理,垃圾分类过的关键环节,就是围绕“家庭厨房”、“小区垃圾箱房”,以及“垃圾运输车”、“垃圾中转站”、“垃圾运输船”、“填埋场”、“焚烧厂”等这样的一个个关键“界面”,协调好各方行为和利益,减少污染,增加收益,把垃圾分类工作做好。
原理8
邻避效应原理
邻避效应
邻避,是环境科学又一个关键词。建设大家都需要的垃圾填埋厂、焚烧场、发电厂、污水处理厂等公共基础设施,但又不希望这些设施建设在自己家的旁边,否则就要反对、抗议、游行甚至更激烈的反对行动。垃圾问题一直是邻避问题的重点。现在老百姓都知道不要让垃圾填埋厂、焚烧厂建在自己家门口或旁边。生活垃圾分类,是解决垃圾处理邻避问题的一个关键。或者说,邻避问题是推动垃圾分类的一个特别大的动力。仍以上海为例,在小区里,大家都不愿意脏乱差的垃圾箱房在自己楼道附近,进进出出都不好看;在社区里,都不希望垃圾中转站在自己小区旁边,否则不光要闻味道,还意味着房子凭白无故的便宜不少钱;在整个城市,由于老港垃圾填埋场接纳了上海近三分之二的垃圾,其运输、作业、填埋、焚烧过程中产生的味道,对周边老港镇居民而言,绝对是一个挥之不去的痛点。因此,生活垃圾分类,一定要关注邻避效应,以减少垃圾全流程中的邻避效应为基本准则,努力减少对居民的影响,提高居民的接受程度。在这方面,日本大阪可以把垃圾焚烧厂变成一个参观景点,挪威瑞典等国可以把垃圾焚烧场变成为社区提供供热服务的基础设施,是我们必须要学习的。
原理9
三方协力原理
上海老百姓极其热情的投入垃圾分类宣传,创作出了无数这样的图片和小段子
三方协力是指解决环境问题,必须政府、企业、公众三方配合,缺一不可。
目前垃圾分类工作中,政府在倡导、民众是主体,企业在迅速跟进,并提供巨大的支撑。但如何处理好这三方的关系,使之形成合力,共同推进垃圾分类工作稳步推进,形成长效的生活垃圾分类系统,需要假以时日。
以上海为例,这次垃圾分类之所以比较顺利,最该表扬是普通的老百姓,是大家真实投入,切实改变了生活方式,把垃圾分类当成了一件大事来做。将近一个多月的垃圾分类启动时间里,变成了一个全民狂欢,数不清的小视频、小图片、小段子、小歌曲,各式各样的垃圾分类小红人,都是人民群众真正实行垃圾分类的直接体现。可以说,没有任何一场环境保护行动,能像上海垃圾分类一样,有全社会所有公众的积极参与、响应、甚至深入的讨论、置疑,最终化为全民垃圾分类的统一行动,取得了重大的阶段性成功。
上海政府在垃圾分类上的决心和投入也是必须表扬的,是他们把习近平总书记说的“垃圾分类就是新时尚,上海、北京这样的地方要带头”变成了现实。政府前期投入是巨大的,但这种投入持续保持下去是不容易的,后面必须有居民的配合,有企业成为垃圾分类运行的主角。这就必须解决好企业的利益回报问题。如在上海,推行“两网融合”,试图用可盈利的可回收物业务补贴一部分不能盈利的干、湿垃圾业务,都是这方面的探索,需要进一步的实践。全国各地,也有许许多多这方面的探索,如国企如何发挥更大作用?中小企业如何发挥作用?之前收废品的海量的个体从业者为垃圾处理做出过巨大贡献,但他们的出路在哪里?这样问题都需要在三方协力的原理下解决好,最终能够形成三方共赢的解决方案。
原理10
可持续发展与生态文明
某小区的垃圾箱房的分类宣传标语
可持续发展是环境专业的根本原则和目标,也是全世界接受的发展模式。生态文明是中国提出来的一种有别于传统农业文明、工业文明的新的发展方式,以绿水青山就是金山银山为主题,以山水林田湖草海是一个生命共同体为对象,对建设人类命运共同体为目标的发展取向。也可以说,是可持续发展的中国方案,具有鲜明的特色和号召力。习近平总书记说,垃圾分类就是新时尚。可以说,垃圾分类是当前中国生态文明建设的一个关键环节。垃圾分类虽然是一件小事,但却非常难做,需要从多个方面统筹考虑、协调安排、齐心协力,才能做好,因此成为一个城市、一个地区生态文明建设成效的一个试金石。生活垃圾分类,必须站在生态文明的政治高度,本着绿水青山就是金山银山的理念,人与自然相和谐的理念,才能最终做好。
最后的建议
生活垃圾分类有所谓的科学原理么?答案一定是众说纷纭。本文做了一些不成熟的探讨,抛砖引玉,希望引起更多专业人士能从科学原理出发,为生活垃圾分类这件事儿出谋划策,真正把生活垃圾分类变成一个生态文明的新时尚。
还犹豫什么,动手垃圾分类吧!
 
 
 
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