【专家观点】赵岩:从生命周期环境影响角度看待垃圾分类

为进一步推动生活垃圾分类工作的持续开展,抓好源头减量,形成长效机制。近日,第三方机构“清研智库”联合河北清华发展研究院京津冀文创协调创新中心在海淀文教产业园举办“垃圾分类与可持续发展”学术沙龙。

北京师范大学环境学院副教授赵岩认为,生活垃圾的处理和管理是一项系统工程,而源头分类是这一系统中不可缺少的一环,但绝不是独立的一环,因此,从系统层面看待生活垃圾的源头分类,才能更客观的认识和实施分类工作。

赵岩,男,博士,北京师范大学环境学院副教授,毕业于清华大学环境学院

长期从事固体废物生命周期管理与环境影响评估领域的科学研究

主持和承担各级科研项目十余项,在固体废物领域发表学术论文60余篇

(一)为什么要垃圾分类?

既然是系统中的一环,开展垃圾分类时就应首先回答这一问题:生活垃圾系统中究竟存在什么问题,需要通过源头分类来解决?

第一,垃圾中的某些组分进行混合收集,对其他组分的处理处置有不利影响。例如,我国大中城市的生活垃圾中厨余垃圾比例普遍较高,混合垃圾含水率高,降低了垃圾的低位热值,对垃圾焚烧技术本身及其能源回收带来不利影响。我们有研究表明,如果50%的厨余垃圾能够分离出来单独收集,就可以使其他混合垃圾的热值显著提高,其热电联产的能源回收效率也有大幅提升。

第二,垃圾中某些组分进行混合收集,对其自身的回收利用有不利影响。例如,原本比较洁净的塑料瓶、纸张、纸板等组分,混合收集时极易被污染,品质很差,使其回收价值大打折扣,削弱了其经济效益。

(二)什么样的分类工作才是科学的?

可见,垃圾源头分类不是为了分类而分类,重点应当针对上述两类组分开展工作。那么,如何从生命周期环境影响的角度来看待垃圾分类呢?

从固体废物的生命周期管理角度而言,我们需要的是一个科学合理的生活垃圾管理系统,这一系统在环境、经济和社会角度均应是合理的。这里不是指系统中每个环节都要追求环境效应或经济效益(例如收集运输环节一定是投入能源和成本的),而是使整个生活垃圾系统的环境、经济和社会效益最大化。那么,将源头分类这一环节加入系统中后,如何提高整个生活垃圾系统的环境、经济或社会效益?

第一,整个生活垃圾系统要在环境、资源和能源上取得平衡。这三方面其实是一回事,消耗资源能源也是破坏环境的一种形式,回收和节约资源能源也是保护环境,都可以统一到环境影响上来。分类投放、分别运输、分类处理,同样有环境成本,但要以小的环境成本换取整个系统更大的环境效益,否则源头分类就是没有意义的。

例如,被污染了的牛奶盒等包装盒,可以直接与混合垃圾一起进入焚烧,也可以经过清洗、回收、再加工为其他纸质产品。清洗会耗费资源能源,回收再加工可以替代原生纸质产品的生产和原料消耗,是有环境效益的;而焚烧可以利用包装盒的热值产热产电,从而替代化石能源的使用,也是有其环境效益的;哪个净环境影响更大?这需要进行定量化评估才能有客观的结论。如果清洗、回收、再加工取得的环境效益不如直接焚烧,那将其分类收集就没有实际意义了。

第二,要针对不同的生活垃圾系统,制定适合自身的垃圾分类策略。每个国家、每个城市的生活垃圾系统均有所不同,城市和乡镇的生活垃圾也有明显差异,源头分类应当适应各自的垃圾组分、技术体系以及经济社会发展水平。

例如,且不说发达国家和我国的垃圾组分差异,在我国大中城市和小城市垃圾组分也差异明显。我国典型大城市的厨余垃圾比例在60%左右,而灰渣含量低于10%,但一些小城市灰渣比例可达30%以上。我们有研究表明,同样是焚烧处理时,高比例的灰渣不但占用运输资源,而且热值低、对焚烧系统和能源回收有不利影响。此时,灰渣部分分类收集后直接填埋,比厨余垃圾分类收集有更大的环境效应。而后端处理技术和相应资源回收设施的覆盖范围、技术水平、再生产品的市场接纳程度等,均是垃圾分类策略制定的重要依据。

第三,垃圾源头分类在强调消费者责任的同时,也应强化生产者责任。当前的垃圾分类参与者主要是消费者,也就是垃圾的产生者。但是,垃圾分类作为全民参与的重要制度,生产者同样需要承担应有责任,从产品设计、加工环节,使消费者垃圾更易于分类和回收,能够提高分类参与度和分类组分的纯度,也是建立垃圾分类长效机制的重要方面。

例如,一些食品包装,外包装为纸板材料、内包装为塑料,一些饮品包装,瓶子是塑料的,瓶盖是金属的,这均可能为消费者垃圾分类带来不必要的麻烦,并且影响分类组分的纯度,从而降低相应组分的回收品质。通过相应的行业政策制定,将垃圾分类的核心理念传递给生产者,使生产环节切实参与到垃圾分类工作中来,能从前端优化提高整个垃圾系统的综合环境效益。

(三)垃圾分类中有什么认识误区?

在垃圾分类工作中仍有一些存在争议的问题,虽然仁者见仁智者见智,但从整个垃圾系统的环境影响角度分析这些问题,更利于得出客观的认识和结论。以下对几个典型的认识误区谈一点我个人的看法。

第一,有报道提到,有的城市提出为了避免转运的环境影响,分类之后的湿垃圾不转运而直接进处理设施。垃圾转运的目的是通过小车换大车,降低运输的成本和单位油耗,从而降低燃料消耗造成的环境影响。因此,是否应当转运,可以通过对比两种方式的环境、经济效益得到结论。通常来讲,对运输距离较近的城镇,直接运输相对更优;而对于运输距离较远的情况,直接运输反而会造成更多的环境影响。

第二,有报道提到,自从强制推行垃圾分类以来,家用厨余垃圾破碎机的销量大幅增加。我们暂且不提厨余垃圾进入下水道可能造成的管道问题,单从环境影响的角度来看,我国大部分城市污水处理采用好氧曝气的活性污泥工艺,当厨余垃圾进入城市污水系统时,将消耗更多的能源进行曝气从而降解垃圾中的大量有机物,我们前面提到,能源消耗也是环境影响的重要形式。而这些有机物在固废系统中,可能通过厌氧消化或填埋产生甲烷加以利用,或者通过堆肥、焚烧等以肥料或能源形式加以利用,是能够取得环境效益的。因此,从环境影响角度来看,厨余垃圾破碎进入污水系统是得不偿失的。

第三,目前垃圾分类常以回收率为单一指标考察分类的效果。回收率反映的是得以分类回收的垃圾组分占该组分总质量的比例。但事实上,任何垃圾分类过程都存在误投情况,分类组分的纯度也显著影响后续回收品质。同时,即便垃圾组分得以有效回收并加工为可再生产品,这些可再生产品的市场接纳程度也直接决定了分类是否有意义。举个例子,如果我们将废弃纸张分类收集并加工为可再生纸,并且做成中小学练习册投放市场,但在市场上接纳程度很低,小朋友不喜欢买也不喜欢用,那这部分的回收没有替代原生纸类产品,除了浪费回收和再加工过程中的能源,没有取得任何环境效益,这样的垃圾分类就没有意义了。因此,垃圾分类必须从整个系统来认识,不能脱离后续技术和市场单独强调分类效果。

(四)对垃圾分类工作有什么建议?

最后,从生命周期环境影响的角度,对垃圾分类工作提出如下两点建议。

第一,垃圾分类首先要解决最初提到的两个问题,重点应当针对最有价值和最有问题的组分来开展,能够以较小的成本投入显著提高整个垃圾系统的环境效益。

对最有价值的可回收物,应以提高分类纯度为目标,提高回收品质。特别地,将最易辨识、不易出错的组分先分出来,而不是混合在“可回收物”中有待后续再分类。例如,对有条件的大中城市,建议一定程度借鉴欧洲先进经验,试点将塑料瓶、金属和纸张等单独分类,特别对不具备机械分选条件的垃圾系统能够有效减小后续处理的压力,提高可回收物的纯度和品质,在回收中取得更好的环境和经济效益。而对于玻璃瓶由于回收的经济价值不高一直未受重视,但其体积大、不可燃、不能降解,作为其他垃圾混合处理处理时对收运、焚烧和填埋系统均有不利影响。鉴于其易于辨识和分类,建议单独分类后由市政系统收集和回收。

对最有问题的组分,分类时应以提高其他组分利用价值为目标,适当降低纯度要求以换取更高参与度。例如,大多城市厨余垃圾的分类目的并非利用厨余垃圾本身,更重要的是降低其他垃圾的含水率、提高热值,因此对分类纯度要求不高,只要分就比不分好。此外要有容错机制,拿不准的废物都可以进入干垃圾或其他垃圾,以焚烧或填埋进行处理处置。

第二,建议在垃圾分类政策制定和策略实施中,从全生命周期环境影响角度认识垃圾分类的过程,各个城市或地区均宜通过对各种固体废物系统和分类策略进行全过程的定量化评估,明确使整个系统环境效益最大化的优化方案。一方面,能够定量化比较不同分类方式、管理策略和技术体系在资源能源消耗和综合环境影响方面的优劣,实现科学的技术比选。另一方面,能够识别垃圾系统中可能存在的问题或关键环节,为系统的优化和技术创新提供科学依据。

总之,从整个固体废物系统层面认识垃圾分类、从全生命周期环境影响角度开展系统评估,是科学认识和实施垃圾分类工作的重要前提和技术保障。

 

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