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關注 | 生活垃圾分類背后的10個科學原理

發(fā)布時間:2019-08-28 17:41:02 發(fā)布人:本站

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(huán)境專業(yè)老師討論或交流過生活垃圾分類的科學性問題,很受啟發(fā)。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(jīng)歷,以及在上海市和全國各類學校、機關、單位、企業(yè)和社區(qū)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(huán)境科學專業(yè)的本科、碩士、博士和工作至今的經(jīng)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(huán)境保護的大事,但似乎社會熱議背后,來自環(huán)境科學專業(yè)人士的聲音卻不多,能從環(huán)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(huán)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(huán)境專業(yè)老師討論或交流過生活垃圾分類的科學性問題,很受啟發(fā)。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(jīng)歷,以及在上海市和全國各類學校、機關、單位、企業(yè)和社區(qū)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(huán)境科學專業(yè)的本科、碩士、博士和工作至今的經(jīng)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(qū)垃圾箱房、小區(qū)公共區(qū)域、社區(qū)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(qū)域和全球層次上,海洋垃圾污染、發(fā)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(xiàn)。
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(tài)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(xiàn)“良治”,這一條成為不少發(fā)達國家的做法,中國也是這么做。
總結一句,根據(jù)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(xiàn)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(tài)系統(tǒng)中有三種角色
生活垃圾分類的理想狀態(tài)是什么?分幾類最好?垃圾最終應該去哪兒?這是大家經(jīng)常會討論的問題,也是最不容易回答的問題?;卮鸷眠@個問題,需要掌握一些生態(tài)學的基本知識和原理,即生態(tài)系統(tǒng)的三種角色。
 一片大森林一般沒有"垃圾",即使是經(jīng)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(tài)系統(tǒng),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(jīng)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(tài)。這種四分類雖然簡單,但也體現(xiàn)了生態(tài)學三種角色的基本原理,是以科學為依據(jù)的。當然,更細分的科學分類,也體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)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(huán)境科學最核心的一個名詞。是指污染物把水、氣、土環(huán)境污染了,造成環(huán)境質量的惡化。在生活垃圾分類中,也體現(xiàn)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(fā)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(huán)境技術、工程上難以很有效,或較經(jīng)濟有效解決的難題。另外,濕垃圾混合后的垃圾,在小區(qū)、社區(qū),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”?,F(xiàn)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(xiàn)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(qū)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%??紤]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(huán)節(jié)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(huán)境專業(yè),“污染”就是一把能當“錘子”用的基本原理,各種各樣的環(huán)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(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)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(jīng)濟的方式。
生活垃圾分類也是如此。我們?yōu)槭裁床话牙譃?00類、200類,比日本還要先進?或是不分類保持現(xiàn)狀,這不是最方便大家,節(jié)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(yè)的人士或公司來處理。這不更好么?現(xiàn)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(xiàn)實可行的選擇。
以上海為例,垃圾分類中出現(xiàn)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(jīng)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(huán)境專家的說法。我也想說,昂貴的垃圾分類,不是做環(huán)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(huán)保效果。
原理5
環(huán)境整體性原理
環(huán)境科學講的環(huán)境,是以人類社會為主體的外圍世界的總體。環(huán)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(tǒng)籌考慮,共同保護。
垃圾分類這個事情,特別體現(xiàn)了環(huán)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(huán)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(fā)酵腐敗,有氣味,揮發(fā)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(huán)經(jīng)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(tài)系統(tǒng)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(huán)境整體性原理,綜合考慮,統(tǒng)籌安排,才能把工作做好。
原理6
生態(tài)環(huán)境效率原理
生態(tài)效率原理或環(huán)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(fā)電效率很低,每噸垃圾發(fā)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(fā)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(xiàn)了生態(tài)環(huán)境效率原理。
因此,根據(jù)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(xiàn)較高的生態(tài)環(huán)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(fā)電,還需要根據(jù)生態(tài)環(huán)境效率原理,做更多的探討。
原理7
環(huán)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(huán)境的界面,這個“界面”涉及多個社會主體,涉及多個環(huán)境要素,更涉及不同利益,是環(huán)境保護工作的難點所在。
體現(xiàn)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(qū)保潔來分呢?根據(jù)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(jīng)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(tǒng)中最關鍵的一步。
第二個界面是小區(qū)的垃圾箱房,是居民把垃圾交投給小區(qū)保潔的界面,這個界面很重要,在上海,這個界面上引發(fā)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(qū)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(jiān)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(jù)界面控制原理,垃圾分類過的關鍵環(huán)節(jié),就是圍繞“家庭廚房”、“小區(qū)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(xié)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(huán)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(fā)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?,F(xiàn)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?;蛘哒f,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(qū)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(qū)里,都不希望垃圾中轉站在自己小區(qū)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(yè)、填埋、焚燒過程中產生的味道,對周邊老港鎮(zhèn)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(qū)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(xié)力原理
三方協(xié)力是指解決環(huán)境問題,必須政府、企業(yè)、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(yè)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(wěn)步推進,形成長效的生活垃圾分類系統(tǒng),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(shù)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(xiàn)??梢哉f,沒有任何一場環(huán)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(tǒng)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(xiàn)實。政府前期投入是巨大的,但這種投入持續(xù)保持下去是不容易的,后面必須有居民的配合,有企業(yè)成為垃圾分類運行的主角。這就必須解決好企業(yè)的利益回報問題。如在上海,推行“兩網(wǎng)融合”,試圖用可盈利的可回收物業(yè)務補貼一部分不能盈利的干、濕垃圾業(yè)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(fā)揮更大作用?中小企業(yè)如何發(fā)揮作用?之前收廢品的海量的個體從業(yè)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(xié)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(xù)發(fā)展與生態(tài)文明
可持續(xù)發(fā)展是環(huán)境專業(yè)的根本原則和目標,也是全世界接受的發(fā)展模式。生態(tài)文明是中國提出來的一種有別于傳統(tǒng)農業(yè)文明、工業(yè)文明的新的發(fā)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(fā)展取向。也可以說,是可持續(xù)發(fā)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??梢哉f,垃圾分類是當前中國生態(tài)文明建設的一個關鍵環(huán)節(jié)。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(tǒng)籌考慮、協(xié)調安排、齊心協(xié)力,才能做好,因此成為一個城市、一個地區(qū)生態(tài)文明建設成效的一個試金石。
生活垃圾分類,必須站在生態(tài)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(yè)人士能從科學原理出發(fā),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(tài)文明的新時尚。
 

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