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本文考察了中国城市垃圾分类、收运、处置及特殊废弃物处理的现状,分析了其中存在的问题,并就改善途径提出若干建议。关键还是要加强前端的垃圾分类工作,以提高后端的资源化利用水平,从而减少最终处置量。
一、中国城市垃圾的分类模式
——再利用价值较高的废弃物自动分流
再利用价值较高的废弃物,如纸张、塑料袋、玻璃瓶、易拉罐、废旧家电,由废品收购人员、拾荒者收集,然后被转卖给进行废弃物回收利用的工厂或作坊。但目前的问题是,正规工厂往往得不到这些废物,它们中的大部分流入到不正规的作坊中,其回收利用方式的二次污染比较严重。
在进入环卫部门的中转和处置系统之前,再利用价值较高的废弃物已经经过了三道分流环节。第一道分流环节是居民或企事业单位将有较高价值的包装废弃物直接分拣出来并出售。第二道分流环节是小区或企事业单位的垃圾箱看管人员和上门收集人员对尚具有一定回收利用价值的垃圾进行分拣后出售。第三道分流环节是拾荒者在公共场所的垃圾收集容器或垃圾收集点挑拣有一定回收价值的废品。进入环卫部门的中转和处置系统之后,有些城市还会在垃圾中转站或分拣中心组织分拣;但此时再利用价值较高的垃圾几乎已经分流殆尽,进一步分拣的难度很高,如机械化分拣只能分出其中4-5%的废品。
通常,城市中废旧物资回收的从业人员以下岗失业人员和外地农民工为主,而且多为无证上岗。这些无证回收的个体户再将废品转移到郊区或者外省市,以原始落后的技术进行废品再生加工,进行低水平的循环利用,而且在加工过程中产生严重的二次污染,再生产品质量低下。这些小作坊式的废品再生利用企业以低劳动力成本和低环境成本取得价格优势,使得正规的废品再生利用企业处于竞争的弱势,并且反而因得不到足够的原料而经营困难。
更重要的是,由于经过废品收购人员、拾荒者的垃圾“大分流”后,进入处置系统中的再利用价值较高的废弃物已经很少;对于正规的垃圾处置单位而言,要想通过废弃物循环利用获得一定的经济效益,难度很高。
——官方推进的垃圾分类试点差强人意
2000年6月,原建设部城市建设司下发《关于公布生活垃圾分类收集试点城市的通知》(建城[2000]12号),确定将北京、上海、广州、深圳、杭州、南京、厦门、桂林等8个城市作为生活垃圾分类收集试点。2009年3月住房和城乡建设部城市建设司委托上海环境卫生工程设计院对上述8个垃圾分类试点城市垃圾分类收集工作进行调研,发现效果有诸多不如人意处。
调研结果显示:8个试点城市根据各自情况,对生活垃圾分类收集进行了探索和尝试,在开展垃圾分类收集工作上投入了大量的人力、物力、财力,加强了对分类收集的宣传教育培训投入,并且根据末端处理设施的建设对垃圾分类类别进行了调整。其中,北京、杭州、厦门等城市确定了将厨余垃圾从生活垃圾中分离出单独收运处理的思路。目前的问题是,虽然大多数城市都选择了少量有条件的小区开展分类收集试点工作,但十年来覆盖范围还非常有限,分类收集的示范效应没有进一步扩大。在公共场所、街道设置的分类收集废物箱基本上没有实现分类投放、收运处理。
除了8个试点城市外,许多城市也积极开展垃圾分类收集试点。如苏州(2002年)、青岛(2002年)、威海(2003年)、无锡(2004年)、三亚(2008年)、兰州(2008年)等城市,都在各市建成区范围内全面或局部推行分类收集。
由于重视程度、资金投入等方面的差异,8个试点城市在分类收集工作上逐步拉开差距。调研结论将8个城市分类收集工作分为几个级别:
第一级别为北京市和上海市,其中北京市建立了较完善的四级组织管理体系,资金投入也较大,同时,建立起市、区两级资金配套机制,保证分类收集。上海市是分类收集成效较突出的城市,分类收集覆盖范围高达60%以上。上海市在世博会前期开展的“椅我为荣”(收集利乐包装制成环保椅)、“绿色账户”等活动取得了很大成效。上海市的垃圾分类志愿团体在不断发展壮大,如“太太主妇团”、“提篮垃圾箱”都是环保志愿者自发组织的社团。第二级别为厦门、广州市,试点区域分类收集成效较好,但覆盖范围较窄,收运处理尚未配套。第三级别为深圳、杭州、南京、桂林市,初期投入较大但持续性不强,目前仍然为混合收运处理。
——从社区层面看垃圾分类难以推广的原因
垃圾分类必须以社区为基础,但是从社区层面看,现有的两种主要分类模式缺乏强制性,其可持续性以及与后续的运输、处置模式之间的衔接性都堪忧,这些也是垃圾分类难以推广的主要原因。
第一种是物业公司分类模式。不少小区配置了两种或两种以上的分类收集垃圾桶(如有机垃圾和无机垃圾),但居民并不事先进行分类,而是将垃圾混和袋装后投放到垃圾房,由保洁员对垃圾进行分类,再由环卫公司收运;对废电池和有毒有害垃圾有专门的回收容器,由居民自觉投放,环卫作业公司按周收集。
这种物业派专人负责分类的模式短期内具有一定的合理性,但长期而言不可持续。因为我国劳动力成本较低,由保洁员负责分拣垃圾所需支付的报酬很低,对于物业公司或居民而言,这样的支出是很划算的。但是劳动力成本的上升是社会经济发展和福利增长的必然趋势,而且集中分类收集还存在显著的负外部性,分拣人员的健康受损的同时小区环境也受到一定的影响。因此,这样的分类收集模式不具有可持续性。
第二种是居委会组织的分类模式。不少居委会会在上级(如街道办)的要求下组织居民自行分类投放垃圾,为监督居民的分类投放行为,居委会发动各楼楼组长和退休党员组成志愿者队伍,在垃圾房前轮岗值日检查。在熟人监督的情况下,大多数居民家里都能做到源头分类。但是当有的居委会认为居民已基本养成垃圾分类习惯而将志愿者轮岗监督制度取消后,分类投放的质量有所下降,更多的是由小区保洁员负责,可见居民自身还是缺乏将垃圾分类的自觉性。
居委会组织志愿者监督居民将垃圾分类需要一定的财力保证,因此可持续性同样较差。该模式下,尽管轮岗监管者为小区志愿者,但仍需投入一定的财力投入,如发放慰问品、劳保用品等一些激励手段的运用。一般居委会的财力有限,很难长期实施。
由于种种原因,中国还未对居民实行垃圾收费,更不用说对未分类垃圾和已分类垃圾实行差别收费政策,导致垃圾分类缺乏强制性,在居民自觉性不够高的情况下,垃圾分类的效果自然不如人意。
而且,前端的垃圾分类收集和后端的垃圾运输、处置模式不衔接,也是现在中国城市社区垃圾分类难以有效运转的重要原因。
一是垃圾分类收集和垃圾运输模式不衔接。有些居民发现尽管本小区已经实行了垃圾分类,但环卫部门的运输车辆仍然将不同垃圾混装,就感到自己之前的垃圾分类工作全白做了,积极性自然受到严重挫伤。
二是垃圾分类收集和垃圾处置模式不衔接。前端的垃圾分类模式应当根据后端的垃圾处置模式来设置。如对应于焚烧模式,在前端,就应该按照可燃垃圾和不可燃垃圾来进行分类。再如,对应于堆肥模式,在前端,就应该按照餐厨垃圾和非餐厨垃圾来进行分类。但目前,在绝大多数中国城市中,垃圾分类模式的设计都是“一刀切”,没有考虑到在不同垃圾处置设施(如焚烧厂、堆肥厂)的服务范围内,应该相应地设计不同的分类模式,导致垃圾分类并没有起到提高垃圾处置设施运行效率的效果。
图1:中国城市生活垃圾收运系统及去向
——垃圾未能有效分类降低资源化利用水平
垃圾分类水平低,会增加垃圾处置成本,降低垃圾再生利用产品的经济价值。如不能将可燃物拣出,会提高垃圾焚烧厂的运营成本。又如,由于垃圾中含有重金属,垃圾堆肥产生的有机肥就不能用于农田,应用范围狭窄,其市场价贬值近60%。以上海为例,在前端进行垃圾分类并采取先进适用技术的情况下,进入环卫处置系统的生活垃圾中有90~95%可以资源化利用(不包括在进入环卫处置系统前被收购、拾荒的废品);然而,因为前端垃圾未能分类导致后端再进行分拣和分类处理的成本过高而变得不经济,最终被资源化利用的垃圾比例仅占25-30%。
二、环卫部门的垃圾收运和处置模式
——多样化的垃圾收运模式
中国城市中社区、企事业单位和公共区域清扫收集的垃圾将会和环卫部门的垃圾收运体系对接,该部门会采用因地制宜的、利用不同技术手段的多样化收集、中转和运输方式。
目前,城市中的垃圾收集方式有压缩收集站、垃圾间、单放桶、管道、拉臂箱以及自行投放、上门收集等其他方式。市区生活垃圾由于处理处置设施分布较广,且处理处置设施基本实现区域共享,因此,市区垃圾的收运系统较为复杂,既有直接运输,又有中转站陆运和码头水运,同时还有通过中转站后再通过码头水运。对于远郊区而言,由于各区县处理处置设施基本处理各自区域垃圾,相对而言收运系统较为简单,只有直接运输和中转站陆运2种方式。具体收运流程如图1所示。
经过环卫部门的收集、中转和运输,垃圾最终将以简易堆放、填埋、焚烧和堆肥四种主要方法处置。
——简易堆放法(Simple Dumping)
中国垃圾年增长率达到10%以上,已成为世界上垃圾包围城市最严重的国家之一。全世界每年产生4.9亿吨垃圾,而仅中国每年就产生近1.5亿吨城市垃圾。与此相对应的,是仅为50%左右的城市垃圾处理率,即一半左右的垃圾只能简单堆放。
目前,全国城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨,占地约80多万亩,近年来又以平均每年4.8%的速度持续增长。全国600多座城市,除县城外,已有三分之二的大中城市陷入垃圾的包围之中,且有四分之一的城市已没有合适场所堆放垃圾。
而这种直接堆放的简易处理方式,不仅使得堆放区域气味难闻,垃圾渗漏液流入周围水体和土壤后,还会对环境造成严重污染,给城市居民的身体健康带来极大威胁。
——卫生填埋法(Landfill)
卫生填埋法是国内外应用广泛的垃圾处理方法,此方法处理量大,方便易行,但填埋场占用大量的土地资源,不发达国家和发展中国家由于经济落后,大多采用简易填埋法,其产生的垃圾渗滤液对地下水和地表水造成严重的二次污染。卫生填埋是指能对填埋场气体和渗滤液进行控制的填埋方式,卫生填埋与简易填埋的根本区别主要在于卫生填埋过程中采取了底、侧层防渗与废气收集处理,垃圾表层覆盖压实作业等措施,从而避免了目前采用的简易填埋方式下产生的二次污染。在我国卫生填埋是垃圾处理必不可少的最终处理手段,也是现阶段我国垃圾处理的主要方式。
垃圾卫生填埋处理的优点有:技术成熟,运行管理简单,处理量大,灵活性强,适用范围广,投资及运行费用较低。缺点有:选址较困难、减容效果差、占地面积大、对周围环境会有一定影响。
卫生填埋方法适用于选址容易、生活垃圾混装的城市。
——垃圾焚烧(Incineration)
焚烧法是将垃圾中的可燃成分在高温(800℃~1000℃)条件下经过燃烧反应,可燃成分充分氧化,最终成为无害稳定的灰渣。焚烧法一般可使垃圾大幅度减容,大大减少了占地并能回收热能用于生活取暖和发电。焚烧是目前世界上一些经济发达国家广泛采用的一种城市生活垃圾处理技术。
焚烧处理的优点有:1、垃圾焚烧处理后,垃圾中的病原休被彻底消灭,燃烧过程中产生的有毒有害气体和烟尘经处理达标后排放,无害化程度高。2、经过焚烧,垃圾中的可燃成分被高温分解后一般可减容80~90%,减容效果好,可节约大量填埋场占地,经分选后的垃圾焚烧效果更好。3、垃圾被作为能源来利用,垃圾焚烧所产生的高温烟气,其热能被转变为蒸汽,用来供热及发电,还可回收铁磁性金属等资源,可以充分实现垃圾处理的资源化。4、垃圾焚烧厂占地面积小,尾气经净化处理后污染较小,可以靠近市区建厂。既节约用地又缩短了垃圾的运输距离,对于经济发达的城市,可因地制宜,发展以焚烧、减容为主的综合处理。5、焚烧处理可全天候操作,不易受天气影响。
焚烧处理的缺点有:1、焚烧法投资大,占用资金周期长。2、焚烧对垃圾的热值有一定要求,一般不能低于5000kJ/kg,限制了它的应用范围。3、焚烧过程中产生的“二恶英”问题,必须有很大的资金投入才能进行有效处理。
由此可见,焚烧处理方法适用于卫生填埋场地缺乏、生活垃圾热值高、经济条件较发达的城市。
——堆肥(Composition)
堆肥是使垃圾中的有机质在微生物的作用下进行生物化学反应,最后形成腐殖质,可作肥料或土壤改良剂。堆肥包括好氧发酵和厌氧发酵两种方式。一般常用好氧发酵工艺,周期短、无害化效果好。
堆肥法依靠自然界中广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物,人为地、可控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。通过堆肥化我们可以把有机物转化为有机肥料,这种有机肥料作为最终产物不仅稳定,而且不危害环境。
堆肥法的优点有:投资较低,技术简单、有机物分解后可作为肥料再利用从而达到资源的循环利用,垃圾减量明显。堆肥法的缺点有:对垃圾分类要求高、有氧分解过程中产生的臭味会污染环境,堆肥成本过高或质量不佳影响堆肥产品销售。
堆肥法适用于卫生填埋场地缺乏,城市生活垃圾分类系统较完善且生活垃圾中可生物降解的有机物含量大于40%的城市。
三、当前城市固废处置模式的负面影响
——大气污染
垃圾焚烧、填埋和堆肥都会产生一定的大气污染,给处置场所的工作者和周围居民的健康带来损害。
1吨的垃圾焚烧后会转变成4000~7000立方米的气体到空中。这些气体有一部分在空中被降解了,但相当一部分,包括二恶英、烟尘、恶臭和HCl、SO2、HF、Cd、NO2、CO等几十种有害的气体,是无法降解的。这些气体吸附在颗粒物上,受地球引力影响又回到地面,在空气里、土壤里聚集。据上海江桥垃圾焚烧厂的相关技术数据,在非正常排放或不利气象条件下,HCl和NO2的最大落地浓度可能会超过环境空气质量标准的限值,如在影响范围内有敏感点的话,将直接威胁人体的生命安全。
卫生填埋场中的生活垃圾含有大量有机物,这些有机物被微生物厌氧消化、降解,会产生大量的垃圾填埋气。填埋气主要成为为CH4、CO2以及其它一些微量成分,如N2、H2S、H2和挥发性有机物等,其中CH4的含量达到40%-60%。CH4和CO2是主要的温室气体,CH4对O3的破坏是CO2的40倍,产生的温室效应比CO2高20倍以上,CH4和CO2产生的温室效应会使全球气候变暖。甲烷易燃易爆,当其与空气混合比达到5~15%时,极易引发爆炸和火灾事故。填埋气的恶臭气味会引起人的不适,其中含有多种致癌、致畸的有机挥发物。国内的一些垃圾填埋场正逐渐被居民区包围,而填埋场造成的恶臭污染范围一般在2公里的区间内,在不利的逆温条件下恶臭范围可达6公里以上。我国329个城市生活垃圾处理场的调查结果表明,主要的含硫恶臭气体为硫化氢,各填埋场的无组织排放废气中硫化氢的超标率为7.6%,超标倍数为0.5~24倍。此外,填埋场还会排放空气微生物(空气中细菌、霉菌和放线菌等有生命的活体),构成疾病传播的媒介。