清研智库:垃圾分类进行时,我们看看垃圾分类的国际学术研究成果有哪些?

清研智库研究员 曹兰天

“清研智库”以“Garbage Classification“为主题进行检索,Databases选择”Web of Science Core Collection”,Document Types选择“Article”,共搜索到201篇论文,近五年68篇,分别为2020(1)、2019(23)、2018(17)、2017(16)、2016(11)。通过专家组筛选与垃圾分类密切相关的部分论文,题目与主要成果内容如下(按时间降序排列):

 

标题:China is implementing “Garbage Classification” action

作者:Yeqing Tong, Jiafa Liu, Sizhe Liu

出版物:《ENVIRONMENTAL POLLUTION

主要内容:

近日,垃圾分类成为我国的热点话题,上海率先在我国实施垃圾分类立法。本文从我国垃圾分类的现状出发,对垃圾分类的法律、数量、经济、管理、资源以及成功经验进行研究,以期对其他国家垃圾分类提供启示和指导。

1. 法律方面:介绍垃圾分类的概念、管理条例、实施目标等

垃圾分四类:“可回收垃圾”、“危险垃圾”、“湿垃圾”和“干垃圾”

管理条例:2019年7月1日起,《上海市生活垃圾管理条例》正式实施

实施目标:到2020年底,我国将在武汉等46个第一批试点城市基本建立垃圾分类处理体系,随后迅速开展大规模的垃圾分类

2.总量方面:中国垃圾数量

人均年产生活垃圾300kg,生活垃圾年产量约4亿吨,且正以每年8%的速度增长

3.经济方面

经济学家估计垃圾分类每年可为我国带来约2000亿元的财政收入

以上海市数据为例:2019年可回收垃圾日产量比2018年增长5倍,湿垃圾量比2018年增长1.3倍,干垃圾量比2018年减少26%

4.管理方面

通过对垃圾分类信息全过程的跟踪,在信息管理系统中实时反映垃圾数量、分类质量、生产调度等数据,为垃圾分类的精细化管理提供基础,这样的垃圾分类信息管理模式大大提高了垃圾分类效率

5.资源方面

可回收垃圾与湿垃圾的资源化是垃圾分类中非常重要的一部分。

可回收垃圾如塑料垃圾、金属垃圾、电子垃圾、纸制垃圾等,可以由专业机构回收,加工成有用的物质。厨房里的剩饭剩菜、家禽内脏、瓜皮、肉骨头等都是有机成分,也被称为湿垃圾和易腐垃圾,这种垃圾可以科学地加工成高质量的有机肥料,在花卉、蔬菜和水果种植中有着广泛的用途,同时,使用有机肥料还有利于改善土壤结构,减少农业肥料的使用。

6.成功经验

列举日本和德国的例子,日本用了27年,德国用了40年才完成垃圾分类,中国应该怎么做

 

标题:Garbage source classification performance, impact factor, and management strategy in rural areas of China: A case study in Hangzhou

作者:Xiangru Li, Feng Bi, Zedong Han, Yong Qin, Haoshu Wang, Weixiang Wu

出版物:《Waste Management

主要内容:垃圾“2+T“来源分类方法

“2+T“来源分类方法:将垃圾分为可降解垃圾、其他垃圾和有毒垃圾。采用“2+T“分类方法,农村生活垃圾中占比最大的可降解垃圾可被有效地分离,以便进行后续的减量化和资源化处理。为了评估这种分类模式以及资源处理模式能否广泛应用于杭州的农村地区,研究人员进行了现场调查、问卷访谈以及要素分析。

根据分析,合理的分类方法和模式、对源头分类行为的持续宣传和监督、以及足够的财政支持,将是农村生活垃圾分类和资源化管理的关键因素。

 

标题:Modeling Group Behavior to Study Innovation Diffusion Based on Cognition and Network: An Analysis for Garbage Classification System in Shanghai, China

作者:Junjun Zheng, Mingyuan Xu, Ming Cai, Zhichao Wang and Mingmiao Yang

出版物:《International Journal of Environmental Research and Public Health

主要内容:

本文的研究成果对于促进垃圾分类具有重要的现实意义,可用于推广垃圾分类的概念。

文章特点:

(1)首先,对创新在群体中的扩散的分析是基于个体有限理性的假设。

(2)其次,个体并不孤立存在,考虑个体与社交网络和社会关系的相互影响。

(3)最后,基于个体有限理性和群体结构,应用多智体仿真技术来模拟群体行为。

仿真结果与创新扩散的分析:

(1)创新的价值和个体的认知能力对创新扩散程度的影响:个体的认知能力越高,对应创新的扩散程度(接受该创新的个体数量)与创新的价值关联程度越高;反之,个体的认知能力越低,则创新的扩散程度与创新的价值关联程度越低。因此,当个体的认知能力达到一定水平,就可以较为容易地识别某项创新是否具有较高的价值,即创新的价值越低,就越不被群体成员接受。

(2)创新的价值和个体的认知能力对创新扩散速度的影响:个体的认知能力一定的情况下,创新价值越趋近0.5(即创新政策与原政策相近),创新扩散达到稳态所需时间越长。

(3)分析了群体结构中节点度与节点数量等因素对创新扩散程度和扩散速度的影响。

结论:

本文通过建立基于个体有限理性和无标度网络的群体行为模型,研究了垃圾分类系统

的创新扩散问题,并在Python平台上运行了仿真实验,从模拟结果看,政府采取有针对性的措施来促进创新的传播很重要。此外,还可以得到以下结论:

(1)在个体具备一般认知能力和高价值创新的情境下,群体中的大多数成员都能够在几轮传播之后接受垃圾分类系统中的创新。

(2)想要促进创新扩散,可以从提高个体认知能力和创新的价值方面入手。

(3)群体越大,创新所需要传播的范围就越大,相应的需要的时间就越多。而通过增加个人之间的联系可以扩大创新传播的范围并减少创新传播的时间。

 

标题:Optimal transportation planning of classified domestic garbage based on map distance

作者:Lou, Catherine Xiaocui; Shuai, Jiangtao; Luo, Liuhong

出版物:《JOURNAL OF ENVIRONMENTAL MANAGEMENT

主要内容:分类垃圾的最优运输问题。

本文主要研究了分类生活垃圾从废物转运中心到垃圾处理站的最优运输。将废物转运中心的位置、各废物转运中心之间的地图距离、不同类型的垃圾处理站以及不同区域的废物数量作为构建加权图模型的关键因素。研究以深圳南山区为例,利用2011年的数据,将文章提出的模型应用于该地区,得到了解决方案:为确定每个垃圾车的可行驶距离和时间,可回收垃圾运输考虑的路径数应不少于5条,对于不可循环利用的废弃物运输不少于2条,有害废物运输不少于4条。本研究为城市生活垃圾的优化处置提供了辅助管理工具,提高了系统的可持续性。

 

标题:A Dynamic Decision Making Method Based on GM(1,1) Model with Pythagorean Fuzzy Numbers for Selecting Waste Disposal Enterprises

作者:Li, Peng; Liu, Ju; Wei, Cuiping

出版物:《SUSTAINABILITY

主要内容:选择合适的垃圾处理企业。

文章提出了一种基于PFNs遗憾理论+GM(1,1)模型的动态决策方法来对企业绩效进行评价,并将所提出的方法应用于上海垃圾处理企业的选择问题。

 

标题:Research on Garbage Classification and Recognition Based on Hyperspectral Imaging Technology 

作者:Zhao Dong-e; Wu Rui; Zhao Bao-guo

出版物:《SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS

主要内容:利用高光谱成像技术对垃圾进行类别划分。

收集可回收的废纸、塑料、木材等样品,使用高光谱成像系统获取样品的红外高光谱图像,进行主成分分析并提取特征波段。研究结果:该方法对纸张、塑料和木材的分类精度分别为100%、98%和100%,平均为99.33%,证明了将高光谱成像技术应用于垃圾分类的可行性,对今后垃圾的有序、自动回收利用具有重要意义。

 

标题:Multi-Scale CNN Based Garbage Detection of Airborne Hyperspectral Data

作者:Zeng, Dan; Zhang, Shun; Chen, Fansheng

出版物:《IEEE ACCESS

主要内容:提出了一种利用航空高光谱数据监测大面积垃圾分布的方法

文章针对垃圾检测,提出了一种新的高光谱图像分类网络MSCNN (Multi-Scale Convolutional Neural network, Multi-Scale Convolutional Neural network,多尺度卷积神经网络),对HSI数据的像素点进行分类。首先生成二值垃圾分割图,然后基于垃圾分割图,利用NMS算法提取的垃圾区域的位置和大小。实验结果表明,该算法在大范围内具有良好的垃圾检测性能。

 

标题:Bonus Point System for Refuse Classification and Sustainable Development: A Study in China

作者:Guo, Shijie; Ding, Guomin; Zhao, Qian

出版物:《SUSTAINABILITY

主要内容:

文章采用半定量的案例研究方法,研究垃圾分类加分制度对提高垃圾分类精度和居民环境意识的效果。在该系统中,居民在正确分类垃圾后会收到一些礼物。研究人员采用了各种方法来分析垃圾分类数据、居民填写的问卷和采访记录。研究结果显示,使用积分制可提高生活垃圾分类的准确性,提高垃圾分类的意识,从而影响生活垃圾的管理。总体而言,居民对制度的支持和受益,提高了参与和环保意识。但是,为了促进该制度的广泛实施和可持续发展,需要不断地宣传和协调各项政策。

 

标题:Research on the Issues of the Municipal Solid Waste Classification and Resource Utilization in China

作者:Song, Xuping; Zhu, Yan

出版物:《AGRO FOOD INDUSTRY HI-TECH

主要内容:

城市化导致城市人口快速增长,随之而来的是城市基础设施不足,造成生活垃圾处理困难,城市生活垃圾的科学分类和资源利用已成为当务之急。我国城市垃圾分类立法工作尚处于起步阶段,立法工作与法律实践之间存在着巨大的差距。从中国当前垃圾分类的现状出发,本文提出三个建议以改进“城市固体废物管理方法”:统一城市垃圾分类标准、提高城市固体废物运送的准确度和模式的创新。做到让广大市民、企业和政府充分参与到城市垃圾分类中来,从而实现城市生活垃圾的资源利用,最终形成可持续发展的模式。

 

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