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關注 | 生活垃圾分類背后的10個科學原理

發布時間:2019-8-28    來源:本站    點擊次數:67

本文認為,生活垃圾分類還是有一定的科學原理的。之前,與不少環境專業老師討論或交流過生活垃圾分類的科學性問題,很受啟發。于是,結合自己前期開展的生活垃圾教學實踐、編寫上海市中、小學和幼兒園生活垃圾分類知識讀本的經歷,以及在上海市和全國各類學校、機關、單位、企業和社區進行了100多場科普宣傳講座,以及電臺、電視臺和新聞媒體的采訪,加上本身學習環境科學專業的本科、碩士、博士和工作至今的經歷,嘗試總結一下,有10個科學原理,請大家批評批正。

生活垃圾分類講科學么?四分類、干垃圾VS濕垃圾的分類科學么?許多人有完全不同的見解。進一步講,生活垃圾分類有所謂的科學原理么?對四分類的科學性,特別是對上海干濕垃圾分類的科學性,也有非常多的置疑。

生活垃圾分類是習近平總書記提出的新時尚,是一件環境保護的大事,但似乎社會熱議背后,來自環境科學專業人士的聲音卻不多,能從環境科學原理角度提出針對性建議的聲音就更少了。難道,生活垃圾分類這事兒,就是一項轟轟烈烈的環保運動,根本就沒有什么科學道理或科學原理么?

本文認為,生活垃圾分類還是有一定的科學原理的。之前,與不少環境專業老師討論或交流過生活垃圾分類的科學性問題,很受啟發。于是,結合自己前期開展的生活垃圾教學實踐、編寫上海市中、小學和幼兒園生活垃圾分類知識讀本的經歷,以及在上海市和全國各類學校、機關、單位、企業和社區進行了100多場科普宣傳講座,以及電臺、電視臺和新聞媒體的采訪,加上本身學習環境科學專業的本科、碩士、博士和工作至今的經歷,嘗試總結一下,有10個科學原理,請大家批評批正。

原理1

公有地悲劇

公有地悲劇是什么?簡而言之,公有產權的物品大家都不關心,都想自己方便自己得利,結果造成公有物品或服務受到損害。

生活垃圾分類是一個典型的公有地問題,每個人只關心自己私有產權范圍內的生活垃圾及其臟亂差問題,都期望生活垃圾離自己越遠越好。于是,私有產權之外的樓道、電梯、樓門口、小區垃圾箱房、小區公共區域、社區等,都成了“公地”,這些地方生活垃圾隨意丟放造成的“污染問題”,一直十分突出。范圍再大一點,“垃圾圍城”成為更大范圍內的公有地悲劇;在區域和全球層次上,海洋垃圾污染、發展中國家垃圾進口污染問題,都可以視為公有地悲劇的具體表現。

以上海為例,2400萬人口每人每天丟棄的1.2公斤生活垃圾,最終造成了占地達28.9平方公里的老港垃圾填埋場(與澳門市面積不相上下),和很多臟亂差的垃圾箱、污水橫流的垃圾中轉壓縮站、廢品回收站,以及由此造成的大量水體、大氣、土壤的污染、破壞,還有難以解決的垃圾處理設施鄰避效應問題,成為上海生態文明建設中的一個大難題。

垃圾分類如何破解公有地悲劇。解決思路之一是建立產權,這一條目前實施起來還很困難;思路之二是加強管理,實現“良治”,這一條成為不少發達國家的做法,中國也是這么做。

總結一句,根據公地悲劇原理,城市生活垃圾處理處置成了大問題,生活垃圾分類勢在必行,成為是破解這個公有地悲劇問題的必須途徑之一。

PS1:你愿意自己家里干干凈凈,一出門就是各種垃圾造成的臟亂差現象么?

PS2:你能接受精明的上海人,在寸土寸金、房價超級高的上海,用一個澳門市面積來處理生活垃圾么?如果你是站在上海市的領導的立場呢?

原理2

生產者、消費者和分解者——生態系統中有三種角色

生活垃圾分類的理想狀態是什么?分幾類最好?垃圾最終應該去哪兒?這是大家經常會討論的問題,也是最不容易回答的問題。回答好這個問題,需要掌握一些生態學的基本知識和原理,即生態系統的三種角色。

一片大森林一般沒有"垃圾",即使是經歷了幾百年、幾千年甚至幾萬年幾百萬年或更長時間,也沒有什么垃圾。這是為什么的呢?因為,大森林是一個完整的生態系統,其中有生產者、消費者、分解者三種成員。生產者負責吸收和轉換太陽能,消費者以生產者為食物,而生產者和消費者最終死亡后的遺體,經過分解者的作用,重新以水、二氧化碳、礦物質和能量的形式回收到大自然當中。

垃圾分類,也需要遵循這一原理。分類只是手段,回歸于大自然或回歸于社會,解決好“垃圾去哪兒了”的垃圾出路問題,才是垃圾分類的目的。

以上海為例,濕垃圾通過堆肥變成肥料回歸土地、干垃圾通過焚燒回歸天空,可回收物通過交易回歸社會,有害垃圾需要通過專門處理才能進一步分類和回歸。這才是垃圾分類的最終理想狀態。這種四分類雖然簡單,但也體現了生態學三種角色的基本原理,是以科學為依據的。當然,更細分的科學分類,也體現了生態系統中生產者、消費者、分解者的進一步細分。這種細分在人類社會中有無必要,是原理4要解決的問題。

原理3

污染

污染,是環境科學最核心的一個名詞。是指污染物把水、氣、土環境污染了,造成環境質量的惡化。在生活垃圾分類中,也體現了“污染”原理。這個污染物就是濕垃圾。

在垃圾不分類的情況下,濕垃圾是一個極其高效的污染物,由于其含水量高、會發酵,產生異味和垃圾液,只要和濕垃圾一混合,可回收物基本上就沒有再回收的價值了,只能填埋或焚燒,導致垃圾產生總量變得很大。濕垃圾混合后的干垃圾,也會因為含水量高而導致焚燒過程的耗時增長、前處理產生的垃圾滲濾液難以處理的問題。這兩點,都是環境技術、工程上難以很有效,或較經濟有效解決的難題。另外,濕垃圾混合后的垃圾,在小區、社區,甚至樓道和電梯里,滴滴灑灑,造成的異味和惡心的情形,是每個人都深有體會和心照不宣的。

因此,生活垃圾分類,把濕垃圾先分出來,即解決這個“污染”問題,是生活垃圾分類能否成功的最關鍵因素。在2018年6月,筆者寫了“濕垃圾十宗罪”的一篇文章,專門講述了這個問題,得出的結論就是“一定要把濕垃圾先分出來”。現在看來,這個觀點還是正確的。

以上海為例,在2019年7月實施垃圾分類的第一個月,全市濕垃圾上升了12.5%,達到8200噸/日,可回收物增加了12%,而干垃圾減少了11.7%,全市垃圾總量顯現下降趨勢(當然,這也與不同月份垃圾產生和收運量等其它因素相關)。以做的非常到位的某小區為例,嚴格實施垃圾分類3個月后,干垃圾從63.7噸/日減少到42.2噸/日,濕垃圾由6.35噸/日增長到24.2噸/日,資源化利用率從12.84%上升到40.93%。考慮到可回收物是可以直接賣錢的,而濕垃圾和干垃圾是需要付外運處理費的,因此,把濕垃圾先分出來,是極其必要和有效的。當然,濕垃圾的分類,也是上海垃圾分類工作中困難最大的環節之一。上海市綠化和市容管理局表示,濕垃圾量顯著增加是考量垃圾分類成果的重要指標。

學了環境專業,“污染”就是一把能當“錘子”用的基本原理,各種各樣的環境問題,都可以用“污染”的源、匯、遷移、轉化、外部性、污染者的一套原理來解釋。生活垃圾分類,也是這樣的一個“釘子”。

原理4

成本最小原理

垃圾分類需要社會投入成本,這種成本投入應該符合成本最小原理。在生態系統和社會經濟系統中,都會盡量以最小的成本,獲取最大的收益,其物質、能量的利用或轉換效率一般是最高的,或是一種最經濟的方式。

生活垃圾分類也是如此。我們為什么不把垃圾分為100類、200類,比日本還要先進?或是不分類保持現狀,這不是最方便大家,節省時間和精力做自己善長或更賺錢的事情,而把分類或不分類的垃圾交由更專業的人士或公司來處理。這不更好么?現在看來,“不分類”看似最省錢最方便,但整個社會的代價太大了,不可以接受;而當前的“四分類”是在“不分類”基礎上的第一步改進,成本不那么大,而成效卻很明顯,是現實可行的選擇。

以上海為例,垃圾分類中出現了許多高大上的人工智能垃圾桶、垃圾箱、處理設備和措施,另外還有許多嗅覺靈敏的高科技公司紛紛聞風而動,這些都是正確的么?為了垃圾分類,上海人都“瘋”了,那么多人,“全身心”的投入到垃圾分類工作之中,這樣的工作,經濟上合算么?能長久么?或只是一場不計成本的秀一把?

昂貴的綠色不是綠色,這是上海一位環境專家的說法。我也想說,昂貴的垃圾分類,不是做環保,而是一場浪費。不管是上海的垃圾分類,還是全國,都應該遵循“成本最小原理”,用合理的社會投入,取得不那么昂貴的環保效果。

原理5

環境整體性原理

環境科學講的環境,是以人類社會為主體的外圍世界的總體。環境的綜合性,是其最大的特點,用習近平總書記的話就是,山水林田湖草是一個生命共同體,需要統籌考慮,共同保護。

垃圾分類這個事情,特別體現了環境保護的整體性。生活垃圾問題極其綜合,濕垃圾產生的污水、滲濾液問題,對水環境污染大,對污水處理廠正常運行壓力大,這是水的問題。垃圾發酵腐敗,有氣味,揮發性大,擴散遠,吸附性強,又是一個讓人討厭的大氣問題。垃圾滲濾液滲入地下,污染地下水和土壤,又變成了土壤污染問題。很多生活垃圾可以回收利用,又變成了循環經濟問題。還有一些有害垃圾,又成了固體廢棄物問題,甚至是危險廢棄物問題。垃圾填埋占地多,影響大,變成了土地利用問題和社會鄰避問題;垃圾焚燒污染大,變成了二噁英問題。另外,還是垃圾的越境轉移、電子垃圾的進出口,變成了一個國際政治問題;而海洋垃圾,特別是塑料袋對海洋生物和生態系統的影響,又變成了生物多樣性損失問題。還有,垃圾中的塑料中的微塑料問題,最終又通過飲用水和食物,變成了人體健康問題。

可見,生活垃圾分類,必須遵循環境整體性原理,綜合考慮,統籌安排,才能把工作做好。

原理6

生態環境效率原理

生態效率原理或環境效率原理,是指物質能量轉換效率要盡可能高。如太陽能轉換為生物質能、轉換為電能,煤和油燃燒轉換為機械能再轉化為電能等,提高效率是必須的。

垃圾分類中,也需要遵循物質能量轉換效率原理。如在垃圾焚燒中,什么是焚燒效率最高的方式?什么是最低的呢?以上海為例,顯而易見,目前混合大量濕垃圾的混合垃圾焚燒發電效率很低,每噸垃圾發電約400-450度電;而純粹的不含有水份的干垃圾焚燒效率是最高的,每噸發電可達600-800度電。另外,混合垃圾焚燒后,產生15-20%的殘渣,還需要進一步填埋處理;而分類的干垃圾焚燒后只有約1.5-2%左右的殘渣。可見,垃圾分類,讓垃圾焚燒的物質能量轉換效率大幅度提高了,體現了生態環境效率原理。

因此,根據垃圾的最終去向,設計垃圾分類的具體類別,提高各類垃圾的最終能量轉換效率,實現較高的生態環境效率,是非常必要的。在這方面,如何處理好濕垃圾,是堆肥,還是發電,還需要根據生態環境效率原理,做更多的探討。

原理7

環境界面控制原理

不少人對此原理有異議,但小編認為很道理。簡單的說,控制污染,關鍵是控制污染物進入環境的界面,這個“界面”涉及多個社會主體,涉及多個環境要素,更涉及不同利益,是環境保護工作的難點所在。

體現在垃圾分類上,界面控制原理有兩個應用。以上海為例,濕垃圾應該是居民在家庭分,還是小區保潔來分呢?根據濕垃圾產生的地點,濕垃圾嚴重污染其他垃圾、一旦混合難以再分離,以及有明顯異味的特性,決定了濕垃圾必須在家庭廚房的源頭上來分類,才是最經濟高效和具有人文關懷的。因此,廚房就是垃圾分類的關鍵“界面”,這里的主體是居民,必須在廚房這個關鍵“界面”上,做好干、濕垃圾的分類工作,把濕垃圾單獨分出來。這是整個生活垃圾分類系統中最關鍵的一步。

第二個界面是小區的垃圾箱房,是居民把垃圾交投給小區保潔的界面,這個界面很重要,在上海,這個界面上引發的問題也最多,定時定點與“996”們的沖突,濕垃圾是否需要破袋,不同居民距離垃圾箱的遠近區別、垃圾箱如何保持整潔、保潔人員工作量增加如何漲工資、多出來的可回收物收益如何分配,如何監督居民干濕分類到位,都是這個界面上需要解決的問題。目前還都在實踐進展之中。

總之,根據界面控制原理,垃圾分類過的關鍵環節,就是圍繞“家庭廚房”、“小區垃圾箱房”,以及“垃圾運輸車”、“垃圾中轉站”、“垃圾運輸船”、“填埋場”、“焚燒廠”等這樣的一個個關鍵“界面”,協調好各方行為和利益,減少污染,增加收益,把垃圾分類工作做好。

原理8

鄰避效應原理

鄰避,是環境科學又一個關鍵詞。建設大家都需要的垃圾填埋廠、焚燒場、發電廠、污水處理廠等公共基礎設施,但又不希望這些設施建設在自己家的旁邊,否則就要反對、抗議、游行甚至更激烈的反對行動。

垃圾問題一直是鄰避問題的重點。現在老百姓都知道不要讓垃圾填埋廠、焚燒廠建在自己家門口或旁邊。生活垃圾分類,是解決垃圾處理鄰避問題的一個關鍵。或者說,鄰避問題是推動垃圾分類的一個特別大的動力。仍以上海為例,在小區里,大家都不愿意臟亂差的垃圾箱房在自己樓道附近,進進出出都不好看;在社區里,都不希望垃圾中轉站在自己小區旁邊,否則不光要聞味道,還意味著房子憑白無故的便宜不少錢;在整個城市,由于老港垃圾填埋場接納了上海近三分之二的垃圾,其運輸、作業、填埋、焚燒過程中產生的味道,對周邊老港鎮居民而言,絕對是一個揮之不去的痛點。

因此,生活垃圾分類,一定要關注鄰避效應,以減少垃圾全流程中的鄰避效應為基本準則,努力減少對居民的影響,提高居民的接受程度。在這方面,日本大阪可以把垃圾焚燒廠變成一個參觀景點,挪威瑞典等國可以把垃圾焚燒場變成為社區提供供熱服務的基礎設施,是我們必須要學習的。

原理9

三方協力原理

三方協力是指解決環境問題,必須政府、企業、公眾三方配合,缺一不可。

目前垃圾分類工作中,政府在倡導、民眾是主體,企業在迅速跟進,并提供巨大的支撐。但如何處理好這三方的關系,使之形成合力,共同推進垃圾分類工作穩步推進,形成長效的生活垃圾分類系統,需要假以時日。

以上海為例,這次垃圾分類之所以比較順利,最該表揚是普通的老百姓,是大家真實投入,切實改變了生活方式,把垃圾分類當成了一件大事來做。將近一個多月的垃圾分類啟動時間里,變成了一個全民狂歡,數不清的小視頻、小圖片、小段子、小歌曲,各式各樣的垃圾分類小紅人,都是人民群眾真正實行垃圾分類的直接體現。可以說,沒有任何一場環境保護行動,能像上海垃圾分類一樣,有全社會所有公眾的積極參與、響應、甚至深入的討論、置疑,最終化為全民垃圾分類的統一行動,取得了重大的階段性成功。

上海政府在垃圾分類上的決心和投入也是必須表揚的,是他們把習近平總書記說的“垃圾分類就是新時尚,上海、北京這樣的地方要帶頭”變成了現實。政府前期投入是巨大的,但這種投入持續保持下去是不容易的,后面必須有居民的配合,有企業成為垃圾分類運行的主角。這就必須解決好企業的利益回報問題。如在上海,推行“兩網融合”,試圖用可盈利的可回收物業務補貼一部分不能盈利的干、濕垃圾業務,都是這方面的探索,需要進一步的實踐。全國各地,也有許許多多這方面的探索,如國企如何發揮更大作用?中小企業如何發揮作用?之前收廢品的海量的個體從業者為垃圾處理做出過巨大貢獻,但他們的出路在哪里?這樣問題都需要在三方協力的原理下解決好,最終能夠形成三方共贏的解決方案。

原理10

可持續發展與生態文明

可持續發展是環境專業的根本原則和目標,也是全世界接受的發展模式。生態文明是中國提出來的一種有別于傳統農業文明、工業文明的新的發展方式,以綠水青山就是金山銀山為主題,以山水林田湖草海是一個生命共同體為對象,對建設人類命運共同體為目標的發展取向。也可以說,是可持續發展的中國方案,具有鮮明的特色和號召力。

習近平總書記說,垃圾分類就是新時尚。可以說,垃圾分類是當前中國生態文明建設的一個關鍵環節。垃圾分類雖然是一件小事,但卻非常難做,需要從多個方面統籌考慮、協調安排、齊心協力,才能做好,因此成為一個城市、一個地區生態文明建設成效的一個試金石。

生活垃圾分類,必須站在生態文明的政治高度,本著綠水青山就是金山銀山的理念,人與自然相和諧的理念,才能最終做好。

最后的建議

生活垃圾分類有所謂的科學原理么?答案一定是眾說紛紜。本文做了一些不成熟的探討,拋磚引玉,希望引起更多專業人士能從科學原理出發,為生活垃圾分類這件事兒出謀劃策,真正把生活垃圾分類變成一個生態文明的新時尚。

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