摘要：据了解，上海市每日湿垃圾总量约为湿垃圾分出量已达到9200吨/日，较2018年底增长了130%，未来还有进一步增加的趋势。2019年7月1月，上海市颁布了《上海市生活垃圾管理管理条例》并强制实行垃圾分类。上海作为国内首个践行垃圾分类的城市，面临着执行史上最严格的垃圾分类管理，其示范效应巨大。通过日常观察和问卷调查，我们发现上海市某小区的垃圾分类工作，人员配备、机器设备配置都能十分迅速到位，但是在湿垃圾过程，一些居民感到了困扰。主要存在问题为：1、部分湿垃圾容易残留在垃圾袋中，容易造成湿垃圾混入干垃圾中；2、投放湿垃圾容易把手弄脏，居民一般需要另外再额外使用擦手纸巾，增加了物资的使用等。我们经过走访观察、发放调查问卷发现，在社区垃圾分类处理中，干湿垃圾的分类以及湿垃圾的投放问题是整个垃圾分类管理的重要环节和关键步骤，而湿垃圾的分类投放存在较大改善空间。我们大胆设想、认真对比、反复实验，自主研发固定式可翻转湿垃圾破袋装置，通过简单装置增加湿垃圾桶的功能性，以最经济便利的方式，来解决社区在湿垃圾投放过程中面临的问题，具有广泛的现实作用和推广意义。
关键词：垃圾分类；湿垃圾投放；破袋装置
一、引言
“垃圾分类”是今年上海两会期间的“热词”。在上海市第十五届人民代表大会第二次会议上，正式通过了《上海市生活垃圾管理条例》法案，并将于2019年7月1日起实施。条例规定，如果个人没有将垃圾分类投放，最高将面临高达200元人民币的罚款，单位混装混运最高罚款5万元人民币，堪称“史上最严垃圾分类措施”。
2018年上海市每日生活垃圾清运量接近2.6万吨，年均生活垃圾产生量超过900万吨，给资源环境和经济社会可持续发展带来很大压力。干湿垃圾分类后，据有关部门统计上海市每日湿垃圾总量约为湿垃圾分出量已达到9200吨/日，较2018年底增长了130%。实施垃圾分类，垃圾处理流程细化，提高了垃圾利用速率，缓解一定的环境压力，但在实际投放中也存在痛点，比如湿垃圾投放不便捷，居民存在畏难情绪。为了解决湿垃圾投放中遇到的问题，进一步减少投放困扰，利用好垃圾资源。我们通过改造垃圾桶，制作湿垃圾破袋装置，让居民实现快速投放湿垃圾，不再脏手，节省物资，更加愿意参与垃圾分类活动。
二、背景引发的需求问题
1.问题的发现
2019年3月，在学校老师的大力倡导和社区居委会的大力支持下，我们和其他同学组成垃圾分类宣传小分队，深入社区向居民宣讲垃圾分类要求。我们化身小小讲解员，热心为小区居民答疑解惑。在宣传的同时，我们做了个小小有心人，通过问题归纳分析垃圾分类的难点，为居委会提供第一手居民反馈材料。自2019年3月之后，我们感到垃圾分类是一件可以让世界更好的事情，出于对这项环保公益活动的兴趣，我们结成小组持续关注垃圾分类问题。
2019年7月1日，小区启动垃圾分类工作。分类实施以后，整体上看，居民积极参与，迅速形成了垃圾分类规模和运作模式。但是在日常的操作和管理的过程中也出现了因为干湿垃圾引发的部分居民不配合情况，甚至新闻中报道了一些小区出现了殴打垃圾分类志愿者的事件。如何才能让垃圾分类减少难度，顺利推进上海地区垃圾分类工作，为全国推广做好表率，我们决定深入调研找到此项活动的痛点。
通过对某小区垃圾分类工作和开展的持续观察，通过走访、询问、发布调查问卷等方式，我们发现在参与问卷调查的48名受访者中，50%以上存在垃圾分类困扰，其中64.58%的受访者表示湿垃圾沾手不卫生为湿垃圾分类带来的较大不便。我们认为虽然小区在人员配备和分类盛具等方面已经及时、足额到位，在湿垃圾的日常投放等方面却给居民带来了一些困扰有待解决，主要表现在：
（1）盛放湿垃圾的垃圾袋属于干垃圾范畴，在投放过程中必须干、湿分离；
（2）即使在干、湿分离的前提下，仍有部分湿垃圾容易残留在垃圾袋中，容易造成干、湿垃圾分离不彻底；
（3）在日常投放湿垃圾的过程中，很容易倾倒湿垃圾的时候将手弄脏，如果选择使用纸巾等擦拭的方式，则增加了纸巾等干垃圾的产生和成本的提升。
在学校和家长的鼓励和陪同下，我们也带着疑问，走访了其他小区试图寻找出相对比较有效的解决方法。在走访的过程中，我们逐渐发现这些貌似有效的解决办法也存在着一定的问题：部分社区破袋装置标准不一，存在割伤手臂的安全隐患；社区有居民使用厨房垃圾粉碎机，成本较高，不利于未来推广。
2.需求的提出
在学校班主任老师、自然老师的帮助和引导下，我们决定采用一种可固定的、可翻转的新型湿垃圾破袋装置来解决上述问题，该装置既要满足可以通过装置达到湿垃圾破袋的需求，也要达到安全性、保护性、经济性的标准。
三、应对的措施
1.需求所面临的关键点
在构想初期，摆在我们面前的问题是这个解决方法所涉及的装置所面临的关键要素（关键点）是什么？那就是在不影响社区居民原有投放习惯的前提下既要满足破袋的需求，又要提升装置的安全性。具体总结如下：
（1）对装置功能需求的关键点：
●湿垃圾破袋方便
●不影响原有湿垃圾投放习惯
（2）对装置使用需求的关键点：
●可固定且结构稳定
●破袋装置可翻转，提升安全性
2.应对措施的技术思路
考虑到目前垃圾分类的湿垃圾桶从外观和内部结构等方面与其他垃圾桶无差异，仅通过桶外观的标识（干垃圾、湿垃圾、有害垃圾、可回收垃圾）进行区分，其对湿垃圾的作用仅仅停留在储放等，功能性较少。如果采用对湿垃圾桶进行整体的改造等方式，则无疑会增加成本，也破坏了整体的外观。所以我们拟采用在现有湿垃圾桶的基础上增加外部装置的方式来进行改造，既节省人力物力，又不会破坏原有整体的协调性。其整体的技术思路如下：
第一步：在现有垃圾桶的基础上，增设一个破袋装置，带有锯齿，能够割破湿垃圾袋，进一步增加湿垃圾桶的功能性；
第二步：新增的破袋装置为非固定式，利用脚踏可以轻松旋转，默认尖锐部分背对日常投放垃圾方向；
第三步：在湿垃圾桶上增加脚踏板和连接杆等装置，通过力的转换，使得脚踏板被人为踏动的一瞬间，破袋装置尖锐部分的方向发生变化，指向居民习惯进行垃圾投放的方向；
第四步：当投放者离开脚踏板松开的一瞬间，破袋装置尖锐部分随即恢复至默认状态（即背对日常投放垃圾方向）。
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以下为该装置的运动原理介绍：
垃圾箱整体功能简述：具有破袋功能，可以完成湿垃圾在投送时垃圾本身与垃圾袋分离功能；
运态工作原理：通过脚踏板在打开垃圾箱上盖的同时，将破袋齿转到90°，将装有是垃圾的袋子在齿上划破，是垃圾掉入垃圾箱，垃圾袋可投入其他种类垃圾箱；
静态工作原理：脚踏松开时破袋齿自动转动90°，贴紧垃圾桶下壁，防止以其他方式投送垃圾时对人体造成伤害；
设计细节：防止长条形是垃圾卡入齿间，影响下次破袋效果，破袋齿采用圆形齿。
3.已开展的探索性实验
经过老师和家长的协助，我们顺利地将设计构想和思路绘制为为设计图纸，并在近一个月的时间内，完成了选材、标准件采购以及非标准件的外协加工工作，有条不紊地进行了 “固定式可翻转湿垃圾破袋装置”探索性实验，实验过程，主要分为四个阶段工作，具体如下：
●图纸设计阶段：根据最初设想，画出设计草图，并在家长帮助下，绘制设计图；
●选材加工阶段：按照图纸，通过网上采购，购买了垃圾桶及五金配件；
●自行装配阶段：通过自己动手，并找到相应的工人，组装配件，完成装置主体部分；
●结果验证阶段：利用家用垃圾袋，进行多次测试，优化改进装置。
四、结论
此次调研活动及解决方案（固定式可翻转湿垃圾破袋装置）的设计和制作，经过前期知识积累，调研分析和实施论证三个环节。我们通过发现生活中的问题并提出解决方案，从现象出发，找到解决方案，既提升了我们的动手和协作能力，又提高了垃圾分类和环境保护的意识。虽然在整个实施过程中，我们遇到了很多意想不到的困难和问题，例如自己发现了很多叔叔阿姨在投放湿垃圾时随手带上一张洁净纸巾，但我们在最初并不能确切准确地设计调查问卷并得出结论；我们在图画本上画出垃圾桶的样子，却不知道如何在设计和制作中进行设计和购买零部件，使构思最终成为一件真正的垃圾桶等等。但是我们利用手头的工具，不断接近设想。我们利用折纸的方式制作了垃圾桶样品，让父母老师理解我们的想法并协助我们，最终将设想成为了现实。
我们设计的固定式可翻转湿垃圾破袋装置在不影响社区居民投放垃圾习惯的同时，又将安全理念融入到日常的点滴生活之中，简单、便捷、成本低，相信在不远的将来具有很大的推广价值和社会效益。
作者简介：王易宸（2012.06-），男，上海市人，小学，华东师范大学附属紫竹小学，环境科学与工程。
指导老师：孙晓丽，茅菲菲
论文作者:王易宸 张宥勤
论文发表刊物:《知识-力量》2019年12月60期
论文发表时间:2020/3/4
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