我国城市固体废物处理情况及温室气体减排启示，本文主要内容关键词为：温室论文,气体论文,启示论文,固体废物论文,情况论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：X705 文献标志码：A 文章编号：1001－6929（2011）08－0909－08
MSW（城市固体废物）包括生活垃圾、花园/公园垃圾和商业公共机构垃圾等[1]。在我国，工业固体废物和建筑固体废物一般是独立处理或采用特殊方式处理（如资源再利用等），不与MSW相混淆[2-3]，故文中讨论的MSW主要指城市生活垃圾。对MSW处理通常采用物理、化学、生物、物理化学及生物化学方法，将其转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。目前我国MSW处理技术有卫生填埋、焚烧、堆肥以及生物处理等[4-6]。据《中国城市建设统计年鉴》，卫生填埋是我国处理MSW的主要手段，2008年全国卫生填埋量占总处理量的62.9％，其中北京市的卫生填埋量比重为93.34％，吉林最小，仅34.17％[7]。MSW厌氧消化产生的填埋气体中有40％～60％为甲烷（CH[,4]），是重要的温室气体之一，其100年的全球增温潜势（GWP）为
的21倍[8-11]。
笔者对我国MSW的资料进行了统计分析，揭示了其处理现状和演变趋势，同时分析了联合国气候变化框架公约（UNFCCC）官方网站[12]公布的《京都议定书》附件1中部分国家在MSW处理领域方面的温室气体减排数据，通过对比研究，以期为我国开MSW卫生填埋处理温室气体减排方面提供有益启示。
1 资料与方法
1.1 数据
数据选自《中国城市建设统计年鉴》中MSW和城市人口等数据，所有数据均未包括台、港、澳地区的数据。UNFCCC官方网站公布的《京都议定书》附件1国家自1990年以来温室气体排放数据以及相关资料。
1.2 研究方法
采用统计学方法，对整个时间序列的MSW清运量、无害化处理量、卫生填埋量、焚烧量、堆肥量的变化进行了趋势分析和相关分析；对相关结果进行时空分布分析。
2 分析与讨论
2.1 我国MSW清运量历史演变
2.1.1 历史清运量情况
MSW清运量是指在一定区划范围内的MSW被运送到处理场所或运出区划范围的量；产生量是指在一定区划范围内人们在生活和社会活动过程中产生的固体废物量。
从图1可知，我国MSW逐年增长，但在不同的时间段增速有所不同。MSW清运量从1979年的2.51×10[7]t增加到2008年的15.44×10[7]t。20世纪90年代以前我国MSW清运量增加较快，1995年达到10.67×10[7]t，比1979年增加了4倍多；1995—2000年增速变缓，2000年为11.82×10[7]t，仅比1995年增加10.8％；2000—2005年增速又有所加快，2005年达到15.58×10[7]t，比2000年增加了31.8％；2006—2008年清运量虽然比2005年有所减少，但总体而言仍处于增长趋势。我国MSW清运量高峰值尚未达到，这与其他研究结论相一致[13-19]。
图1 1979—2008年我国MSW清运量
注：统计数据未包括港、澳、台地区数据。
图1 1979—2008年我国MSW清运量
Fig.1 The MSW transportation amount in China during 1979-2008
2.1.2 人均MSW清运量
人均MSW清运量是估算MSW处理温室气体排放的一个重要参数，其定义为一个城市平均每人每年的MSW清运量，其值可在一定程度上反映城市的经济发展水平。图2为1979—2008年我国人均MSW清运量的变化趋势。由图2可知，除了1980年异常以外，在整个时间序列里我国人均MSW清运量基本逐年增加，在整体上分3个阶段：第一阶段为1981—1990年，人均MSW清运量为0.21t/（人·a）；第二阶段为1991—2000年，人均MSW清运量为0.29 t/（人·a）；第3阶段为2001—2008年，人均MSW清运量为0.43 t，（人·a）。可以看出，随着我国社会经济的发展，人均MSW清运量的增加非常明显。
图2 1979—2008年我国人均MSW清运量
注：统计数据未包括港、澳、台地区数据。
图2 1979—2008年我国人均MSW清运量
Fig.2 The MSW transportation amount of per capita in China during 1979-2008
2.2 MSW处理情况
2.2.1 无害化处理情况
2.2.1.1 无害化处理量和处理率
MSW无害化处理在我国地域性分布较明显。东部沿海地区的产生量和无害化处理量相对较高。由于这些城市的人口比较密集，经济较发达，物质要求相对较高，导致这些地区的MSW产生量比较高，因此对处理的方法和技术也有较高的要求。
图3为我国1980—2008年的MSW无害化处理量。从图3可知，在1990年前我国MSW无害化处理量很低，之后逐年增加，尤其是1992年我国第一座MSW无害化填埋场投入使用之后，其增加趋势明显加快，直到1996年才有所减缓，2006年之后又继续呈现快速增长。由《中国城市建设统计年鉴》可知，我国2008年的无害化处理率（MSW无害化处理量占总处理量的比值）已达66.76％。
图3 全国MSW无害化处理情况
注：统计数据未包括港、澳、台地区数据。
图3 全国MSW无害化处理情况
Fig.3 The MSW innocent treatment situation about our country
表1为2008年我国各省MSW的无害化处理情况。从表1可知，卫生填埋是各省采用的主要处理方式，其次是焚烧。
图4为我国在2002年，2004年，2006年和2008年MSW的无害化处理情况。在统计资料中无害化处理量不等于卫生填埋量、焚烧量和堆肥量之和。图4中为各分量占三者之和的比例。由图4可知，MSW的卫生填埋量远大于焚烧量和堆肥量的总和，随着时间的推移，卫生填埋占总处理量的比例稳定中略有增长；而堆肥量和焚烧量分别呈减少和增加的趋势，表明近几年来随着焚烧处理技术的发展，焚烧处理越来越重要。
注：统计数据未包括港、澳、台地区数据。
图4 我国MSW无害化处理情况
Fig.4 The MSW innocent treatment situation in China
许多省份的MSW无害化处理率已很高，部分达到90％以上。由表2可知，在全国MSW无害化处理中，卫生填埋率（即卫生填埋量占无害化处理量的比例）为81.73％，远高于其他2种处理方式，其中湖北和黑龙江高达96％以上，甘肃、青海等地的卫生填埋率达到100％。但各省份的堆肥率较小，如河北的堆肥率最大，但未超过9％。各省的焚烧率高于堆肥率，尤其是在较发达的地区，如浙江和江西的焚烧率达到40％以上。
2.2.1.2 人均MSW无害化处理量
人均MSW无害化处理量为一个地区平均每年每人的MSW无害化处理量，其值可反映一个地区的MSW处理能力。
由表3可知，人均MSW无害化处理量最大值出现在北京、青海和上海，分别为0.205，0.204和0.133 t/（人·a），最小值出现在甘肃和西藏，分别为0.057和0 t/（人·a）。大多数省份的人均卫生填埋量与人均MSW无害化处理量十分接近，说明大多数城市无害化处理采用卫生填埋；MSW无害化处理量高值均出现在经济发达地区，但是部分地区如广东由于经济发达地少人多，人均无害化处理量并不高，仅有0.010 t/（人·a）。
2.2.2 MSW卫生填埋量分析
从2001开始住房和城乡建设部统计年鉴中有MSW不同处理方式的资料，据此可分析2001—2008年的MSW卫生填埋量变化。2001—2008年我国MSW卫生填埋量逐年增长，从2001年的6.98×10[7]t增加到8.42×10[7]t，且在2007—2008年间增速较之前更快。表4给出了2004年，2006年和2008年的我国各区域MSW卫生填埋量分布对比情况。由表4可知，MSW卫生填埋量较大的地区一般分布在人口密度大、经济比较发达的东部沿海地区。除个别省份以外，各省份的MSW的卫生填埋量均逐年增加。
2.2.3 我国卫生填埋场所发展及趋势
1992年第一座MSW无害化处理场建成后，各地都开始建设MSW无害化处理场。随着MSW清运量的增速越来越快，填埋场逐渐饱和。从图5可知，我国MSW填埋场从2001年的571座减少为2006年的324座，减少了43％。主要原因是，最初建设的MSW填埋场大多为非正规填埋场，不完全符合卫生填埋的要求，随着我国对MSW填埋场的要求越来越严格，不符合条件的小场逐渐关闭，导致数量减少；其次，从2006年开始《中国城市建设统计年鉴》在进行统计的时候采用了新的认定标准（GJJ 109—2006），符合条件的场所减少。为减少填埋压力，新填埋场开始建设并陆续启用，2008年增加到407座，数量虽未达到2001年，但由于填埋技术的提高，每个填埋场的处理能力远高于2001年。
注：统计数据未包括港、澳、台地区数据。
图5 2001—2008年MSW填埋场数量
Fig.5 The landfill sites during 2001-2008
IPCC温室气体清单指南[20-21]将MSW填埋场分为厌氧管理MSW处置场所、半有氧管理MSW处置场所、未管理MSW处置场所（深度≥5 m和/或高地下水位近似地平面）、未管理浅MSW处置场所（所有不符合管理标准的，深度不足5 m）。目前，虽然无法得到我国实际垃圾填埋场的分类情况，现阶段（2005年左右）根据市政和废物部门专家的判断，根据我国的实际情况将我国填埋场分为3类，其中管理的MSW填埋场占40％左右，未管理（深度大于5 m）占30％左右，未管理（深度小于5 m）占20％左右。
虽然我国MSW卫生填埋场在2001年的数量较多，但其厌氧管理水平的比例与2008年相比较低，因此对温室气体产生而言，填埋场数量的减少对其影响不大。随着经济的发展和政府部门的重视，我国MSW卫生填埋场的填埋标准会越来越高，厌氧消化产生气体量也会逐渐增加，因此其温室气体减排方面的潜力也会更大。
2.2.4 我国MSW卫生填埋量与经济发展的关系
图6为2001—2008年我国各省MSW卫生填埋量与其国内生产总值（GDP）的拟合关系图。由图6可知，二者的相关系数为0.75。表明我国MSW填埋量与经济发展关系高度相关。若我国经济发展保持持续增长势头，在没有相关限制政策的情况下，MSW卫生填埋量会一直持续增长或呈平缓状态。
注：统计数据未包括港、澳、台地区数据。
图6 2001—2008年MSW卫生填埋量与GDP的关系
Fig.6 The relationship between GDP and sanitary landfill amount of MSW during 2001-2008
3 部分发达国家废物领域的温室气体减排情况的启示
3.1 废物领域的温室气体减排分析
对UNFCCC网站发布的1990年（基准年）一2008年附件1中40个国家的各领域温室气体排放数据分析可知，温室气体减排最为明显的领域为能源和废物，在废物领域有明显减排的有22个国家，占总数的55％。选择保加利亚、德国、日本和澳大利亚4个具有代表性的国家进行详细分析。图7为这4个国家废物领域在1990—2008年的温室气体排放情况。
图7 1990—2008年保加利亚、德国、日本和澳大利亚MSW温室气体减排趋势
Fig.7 The GHG reduction tendency in the MSW field in Bulgaria,Germany,Japan and Australia during 1990-2008
在UNFCCC的排放清单中，废物领域包括MSW卫生填埋、废水处理和废物焚烧以及其他处置4个部分。德国MSW的产生和放置情况见表5[22-23]。
表6给出4个国家MSW卫生填埋、废水处理、废物焚烧以及其他4种处理方式下的温室气体减排量占固体废物总减排量的比例。
由表6和图7可知，德国在MSW领域的温室气体减排量最为明显，其次是日本、保加利亚和澳大利亚，这3个国家温室气体减排量相对比较平缓，只是略有减少。德国MSW填埋处理的减排量占本国废物部门减排量的96.03％，分别是其他两部分温室气体减排量的13.92和32.66倍；保加利亚MSW填埋处理的温室气体减排量占本国废物部门减排量的70.93％，是废水处理温室气体减排量的2.44倍；日本MSW填埋处理的减排量占本国废物部门减排量的73.23％，分别是其他三部分温室气体减排量的4.32，10.14和23.93倍；澳大利亚MSW填埋处理的温室气体减排量占本国废物部门减排量的89.76％，分别是废水处理和废物焚烧减排量的10.39和56.45倍。由此可知，在废物领域中起决定性作用的是填埋处理，在进行废物部门减排时可把工作重点放在MSW填埋处理上。
3.2 对我国MSW卫生填埋处理温室气体减排工作的启示
对我国MSW处理工作的启示：①虽然MSW卫生填埋场所近2 a迅速增加，但条件相对较差，应该在其数量增加的同时保证质量提高。②有机成分的厌氧填埋处理是MSW产生温室气体的重要来源，像日本等发达国家的MSW分类回收利用的比例相当大，可很大程度上削减了有机垃圾进入MSW卫生填埋场的量。我国MSW分类系统比较薄弱，因此加大卫生填埋的MSW分类以及回收利用的力度是很好的减排方法。③目前我国。MSW增加量较大，而国外MSW却逐渐减少，因此减少MSW的产生量，走低碳之路是必然的。
4 结论
我国MSW的清运量和填埋量逐渐增加，甚至在以后的很多年中都将继续保持增加的趋势。目前处理技术除填埋、焚烧和堆肥外，新技术比较缺乏，需要发明新处理技术，以减缓卫生填埋压力。
我国MSW卫生填埋场条件和标准逐渐提高，厌氧管理废物处置场所占的比例会继续增大，因此，其厌氧消化产生温室气体的能力加强，随着温室气体产量逐渐增加，减排压力逐渐加大。
目前，发达国家最大的减排领域在能源和废物领域。在废物领域，其MSW卫生填埋占绝大比重，在保加利亚、德国、日本和澳大利亚4个国家中，减排量均占其领域总减排量的70％以上。我国的MSW处理能力现在还达不到发达国家水平，但是随着经济和科学技术的发展，无论MSW的人均产生量和填埋量还是MSW填埋处理场所的条件和水平都会越来越趋于发达国家的水平。因此，未来我国很可能走能源和废物减排的道路。在废物管理部门，可以加大对固体废物填埋处理温室气体减排方面的资金和技术支持。