垃圾处理 焚烧后填埋才环保

来源:科普中国发布时间:2019-07-12

目前,日本PET饮料瓶的回收率已经超过95%,塑料容器包装的回收率也在90%上下。 

  随着经济的持续增长和人口的不断增加,全球范围内都在面临严峻的废弃物挑战。这些废弃物数量庞大且种类繁杂,如果不进行适当的处置,必然会导致生活环境和公共卫生的恶化,甚至造成严重的公害事件。 

  发达国家在各自的发展历程中,无一例外都经历过生活环境饱受垃圾污染的时代。如今,中国也面临着同样的情形。 

  那么,发达国家历史上在应对垃圾处理方面,有过哪些惨痛的教训?又有哪些可以借鉴的经验?发达国家目前垃圾分类,无害化处理以及资源回收的现状如何? 

  这篇文章我们将以邻国日本作为参照,解读上海市即将实施的“史上最严”垃圾分类条例。 


  表面同是垃圾分类 背后却暗藏玄机 

  今年早些时候发布的《上海市生活垃圾分类投放指引》及《上海市可回收物回收指导目录》2019版中,明确规定了上海市生活垃圾将主要分为下列四种:湿垃圾干垃圾有害垃圾可回收物,除此之外,还包括大件垃圾、装修垃圾、电子废弃物等。 

  而日本各地以地市为单位,一定程度上具有自主决定垃圾分类方式的权利,因此各地分类方式差异颇大。不过归结起来,日本的生活垃圾分类主要是以可燃垃圾不可燃垃圾资源垃圾作为主要依据,除此之外还包括粗大垃圾、电子废弃物等。 

日本国内生活废弃物的资源化量和回收率(图片来源:https://www.env.go.jp/recycle/circul/venous_industry/ja/history.pdf 

  我国采用干湿垃圾为主的分类方式,主要是基于我国仍然采用填埋为主、焚烧为辅的垃圾处理模式。其中的湿垃圾以厨余垃圾等来自动植物的有机质为代表;而干垃圾主要为纸尿裤、卫生纸、一次性筷子和破损塑料袋等,即湿垃圾以外基本没有回收利用价值的生活废物。 

  这种分类方式如果能够得到民众的良好配合,将形成湿垃圾填埋发酵分解和干垃圾直接填埋或焚烧后填埋的处理路线 

  湿垃圾富含大量有机质,经过微生物分解可以作为肥料或者生物质燃料的来源;而干垃圾经过适当处理后再焚烧填埋,同样可以最大限度地降低处理成本和环境压力。 

  作为对比,日本受到“人多地狭”的国情制约,无法大规模建设垃圾填埋厂,所以垃圾处理只能采取以焚烧为主,再将焚烧后的碳化产物进行填埋的思路。因此,日本部分拥有先进垃圾焚烧中心的地区对资源垃圾之外生活垃圾的干湿分类要求相对简单,大部分情况下不作具体区分,均按可燃垃圾对待。最终,绝大部分可燃物都在焚烧处理后再予以填埋。 


  填埋or焚烧?垃圾处理的外界阻力不小 

  实际上,从面向未来的角度而言,焚烧后填埋才是生活垃圾处理的终南之径。 

  经过焚烧,生活垃圾中含有的大量水分被蒸发,有机物在高温下分解回归元素形态,同时释放出二氧化碳和水蒸气等。焚烧后,垃圾的重量将减少到之前的几分之一,体积更是减少到几十分之一。虽然无法避免最终填埋造成的土地资源消耗,但与未经焚烧的原始状态相比,填埋垃圾对土壤和地下水源的危害性将极大降低 

  根据日本环境省发布的《国内生活垃圾处理报告书2017年版》中提供的数据显示,当年日本共计产生生活垃圾4289万吨,每人每天排放垃圾0.92千克,全国垃圾焚烧设施共计1103处,直接焚烧率达到80.3% 

日本国内垃圾的减量化量和最终处理量(图片来源:https://www.env.go.jp/recycle/circul/venous_industry/ja/history.pdf) 

  谈到这里,我们必须指出一个我国群众在认识上的严重误区,即垃圾焚烧过程必然会产生大量以二恶英类化合物为主的致癌物。 

  虽然类似致癌物质的致癌性早已被世界卫生组织所明确,而且垃圾焚烧过程确实有产生此类化合物的可能性,但随着人类科技水平和认识水平的不断进步,目前的大型垃圾焚烧中心早已将向环境中释放的二恶英类化合物的水平降低到安全限值以下的程度 

  以日本为例,从80年代二恶英类化合物对环境和人体的危害性开始被报道之初,就展开了一系列相关的科研工作。例如,对此类物质来源的研究,环境危害性评价,先进的焚烧处理技术,被污染地区的净化处理,二恶英类物质的无害化分解技术,简易测定技术等相关课题都进行了持续至今的密集研究。到2011年为止,日本垃圾焚烧设施的二恶英类物质排放量已经降低到了1997年的百分之一,真正实现了垃圾的无害分解。 

日本国内二恶英类物质的排放总量及其在大气和水体中的浓度变化(图片来源:https://www.env.go.jp/recycle/circul/venous_industry/ja/history.pdf) 

  所以说,垃圾焚烧带来的环境风险完全可控,高温焚烧后再填埋的技术路线对环境造成的风险和压力最小。 

  然而,在我国类似处理项目的兴建过程中,却一再遭遇来自民间的阻力,进展缓慢。不明真相的群众谈癌色变,却丝毫没有意识到如果垃圾无法得到有效处置,唯一的出路就是向城市周围的填埋地转移。 

  可是随着城市规模的扩张、填埋地范围不断被侵蚀的同时,与有人社区间的距离也不断缩短,最终演变为不同利益集团间的激烈对峙。实际上,这样的剧本早在数十年前的日本就已经上演。 

  50年代开始,日本走上战后经济腾飞的大道。随着民众生活水平的提高,到60年代末,生活垃圾的产生和处理日益成为严峻的社会问题。以东京都为例,垃圾焚烧处理设施的建设在选址地附近民众的抗议下一再流产,无法得到有效处置的垃圾只能露天堆放或者就地填埋。这样一来,填埋地附近的民众又不得不承受蚊蝇、恶臭以及随之而来的环境风险。 


50年代东京都江东区梦之岛作为垃圾填埋(堆放)地之一,号称“苍蝇天国”(图片来源:https://ja.wikipedia.org/wiki/ファイル:Minamisuna_1965.jpg 

https://ja.wikipedia.org/wiki/ファイル:Dai5sunamachi_sho_1965.png) 

  当时,东京都江东区承接了其它23区的大部分生活垃圾,区内民众及区议会反应强烈。恰好这时临近的杉并区爆发了抗议垃圾焚烧厂的大规模群众运动。于是,江东区群众在相关团体的率领下,作出了拼死抵抗杉并区垃圾进入江东区的行动。这就是日本近代史上“东京垃圾战争”的缩影之一。 

“东京垃圾战争”时的场面(图片来源:https://mainichi.jp/graphs/20171012/hpj/00m/040/001000g/1) 

  进入70年代后,经过数次类似的群众运动,日本全国上下终于形成了以集中焚烧作为垃圾主要处理方式的基本共识。 

  如今,日本大部分县市都拥有自己的垃圾焚烧中心,这些焚烧后的垃圾再送到最终填埋地进行填埋。以大阪府所在的关西地区为例,1981年起,附近24县及港湾管理者共同出资,以沿海岛屿为基础建设了一处巨型垃圾填埋设施,这里目前的垃圾填埋量达到了24168个市町村2000万市民生活垃圾的60%以及90万家企业产业废弃物的50% 

关西地区的大型垃圾最终填埋场——大阪湾广域临海环境整备中心(图片来源:作者自制) 

  与日本相比,上海垃圾分类条例还不算严格 

  上海垃圾分类新条例公布之初,包括上海人民在内的全体中国人民都表示“压力山大”。不少在上海的朋友都说,如此繁复的分类方式,怕是以垃圾分类著称的日本也难以企及了吧? 

  事实上,与日本相比,上海的分类条例还真的远远算不上细致入微 

  看到这里不少读者可能会有疑惑,文章之前都在讲日本垃圾处理以焚烧为主,但凡可燃垃圾一起丢掉就好,为什么忽然又来了垃圾分类标准细致一说?实际上,从是否可燃这一角度来说,日本的分类的确更加简单,但是不要忘记垃圾处理过程中还有非常重要的一环,那就是资源的回收利用 



大阪府丰中市垃圾处理条例对垃圾分类和资源回收的规定检索 

(图片来源:http://www.city.toyonaka.osaka.jp/kurashi/gomi_risaikuru_bika/bunbetsu_dashikata/bunbetsusasshi.files/H29_ALL_sashi.pdf) 

  日本各地详尽具体的垃圾分类标准,大多数针对各种资源类垃圾,纷繁琐碎的要求背后,用意便是尽可能从源头提高资源再回收的比例和再回收资源的品位 

  以PET饮料瓶为例,通常的回收要求是撕去外包装,去掉瓶盖(包装和瓶盖归为可燃垃圾),将内部剩余液体倒完,再用水冲洗干净。如下图所示,日本PET饮料瓶的标签设有易撕部分,图中是两种形式,左图手指处没有胶水,可以揭开,右图手指绿色箭头处可以沿下面加工的易撕线(小孔)撕开。这样一来,对回收塑料品位可能造成影响的染料和有机杂质等就能得到相当程度的去除,回收重熔后的PET仍然能够保持较高品位,即便不再用于饮料瓶用途,也可以制作塑料手袋、塑料绳等制品。 

日本PET饮料瓶标签处的易撕部分(图片来源:作者拍摄) 

  目前,日本PET饮料瓶的回收率已经超过95%,塑料容器包装的回收率也在90%上下。 

  下图是笔者在大阪大学学园祭(相当于校园开放日)活动中从学生经营的模拟店铺买到的一份炒面。这个炒面的包装盒大有玄机,它的下方有一个透明的盖子,盖子和白色的泡沫塑料容器属于不同的塑料材质。 

  正常来说,吃完食物剩下的塑料容器会被污染,按照上海的标准只能作为干垃圾丢弃,在日本也同样可以作为可燃垃圾进行处理。不过这个白色容器的表面有一层易撕膜,丢弃时,从左下角的凸起处一折,就可以把易撕膜除去,易撕膜本身作为可燃垃圾丢弃,而盖子和下方的白色容器独立回收。这种方式能够尽可能保证塑料制品在利用后仍能保留极高的品位和再回收价值。 

白色塑料餐盒表面的易撕膜可以保证塑料餐盒本身不被污染地回收(图片来源:作者拍摄)  

    

  都是“湿垃圾”,日本的处理方式更具可操作性 

  另外,日本的食品垃圾回收与上海的湿垃圾有类似之处,相关经验可以借鉴。 

  众所周知,日本消费者对于食品的鲜度有着全世界首屈一指的要求,随之而来的是食品资源的大量消耗(很大一部分是“过期食材”)和厨余垃圾的大量产生。此类垃圾如果直接丢弃,不光是资源的浪费,也会对焚烧和填埋的处理能力形成压力。对此,日本政府颁布了《食品回收利用法》,明确规定了食品工业相关各主体的责任和义务。 

  例如,食材工厂要尽量降低废弃物的产生,同时要配合专业公司严格做好相关食材作为资源垃圾的再回收利用工作;超市等食品销售商要严格控制废物排放,做好回收工作;饭店等餐饮业经营者要倡导消费者合理消费,避免食材的过度消耗和浪费,同时要严格做好食品资源的分类回收;作为终端的消费者,应改善食物调理方式,避免过度浪费。 

  上海提出湿垃圾单独分类的出发点之一便是潜在的生物能源再利用。不过实际上基于广大市民的初次分类,很难保证湿垃圾中有机质的高品位,一旦混入塑料等杂质或有毒有害物质,填埋发酵过程中可能还有环境风险。 

  但日本的湿垃圾回收主要针对食品工业从业主体,具有集中性强、单一来源再回收量大和便于规范监管等特点。从下图中也可以看出,日本食品行业的资源再生利用率逐年升高,源头处的食品工厂已经有90%以上的废弃物实现了生物质能再生利用。 

  另一方面,我们也要看到食品工业从源头到终端的资源再生利用率下降很快。如食品工厂2010年已经达到了94%的循环利用率,而餐饮行业却只有17%,具体到消费者,能够将厨余垃圾有效转化为资源的可能性就更低了。 

日本国内废弃食品资源再生循环利用比例(图片来源:https://www.env.go.jp/recycle/circul/venous_industry/ja/history.pdf 

    

  上海的垃圾分类新政是“跟风”还是百年大计? 

  最后,结合日本目前的情况谈谈上海在实施垃圾分类新标准后城市市容将可能出现的变化。 

  来过日本的人都会惊讶于城市和农村干净整洁的环境,虽然公共垃圾箱极少,但是人人都能自觉处理在外产生的垃圾,而严格的垃圾分类标准也给后续的资源回收带来了极大的便利。 

  笔者认为:上海市在严格实施垃圾分类后必然会成为中国城市中市容市貌方面的优良典范。同时,严格的垃圾处理给社会各主体带来的思维方式转变,一方面让上海搭上绿色发展的高速列车,另一方面让民众展现真正的“乐活”姿态。 

日本废弃物排出量的变化趋势(单位:万吨)(图片来源:https://www.env.go.jp/recycle/circul/venous_industry/ja/history.pdf) 

  严格规范的垃圾分类措施能让民众的目光不得不聚焦到垃圾分类问题上,从而对眼下的生活方式和整个城市乃至国家的生态文明建设做出反省和思考。相信在以上海为代表的大型城市不遗余力的推动引领下,未来中国民众能如习主席所说的那样:走出践行垃圾分类“新时尚”的第一步。 

    

  参考文献: 

  1.東京ごみ戦争 「行政の原点」資料館、杉並に完成 

  2.日本の廃棄物処理の歴史と現状 

  3.環境省 『日本の廃棄物処理 平成29年度版』 ごみ総排出量は4,289万トン、1人1日当たりのごみ排出量は920グラム(焼却施設1,103施設、直接焼却率80.3%) 

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