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垃圾填埋场:温室气体减排新战场

2018-10-10 09:01来源:科学网

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  提起垃圾填埋场,你第一反应或许是挥之不去的恶臭。殊不知,除了臭味,垃圾填埋场还是温室气体甲烷的重要来源。

  为此,科研人员正试图开展垃圾处理领域污染物跟温室气体协同减排的研究。

  减排压力带动技术革新

  甲烷在近200年内呈加速上升态势,水稻田、反刍动物、垃圾填埋等成为甲烷主要的人类活动释放源。

  而垃圾填埋场就是最大的人类活动甲烷释放源,垃圾填埋场内的有机物在厌氧微生物的作用下,分解产生含有大量二氧化碳和甲烷的垃圾填埋气。

  “通过垃圾处理方式的优化,减排潜力巨大。”清华大学环境学院教授刘建国接受《中国科学报》采访时说,“英国、德国能够‘模范’地完成《京都议定书》的减排目标,很大程度上得益于他们在废物领域所做的工作。”

  这给了我们一些启发。

  垃圾填埋场是中国重要的甲烷人为排放源。我国生活垃圾总体呈现含水率高(40%~60%)、易降解有机物含量大(50%~70%)等特征,在厌氧填埋过程中,将产生大量甲烷。

  “一方面,我们产生垃圾的量大;另一方面,容易降解产生甲烷的垃圾比例又高。”因此,在刘建国看来,借鉴欧洲国家的成功经验,我们在废物领域可以“做文章”的地方很多。

  减排目标带动了垃圾处理技术的革新。近年来,垃圾填埋场温室气体减排技术正在成为国内外竞相研究开发的热点,如收集垃圾填埋气用于锅炉供热或并网发电、经火炬燃烧后排放等。

  刘建国表示,甲烷减排技术既包括对填埋气的直接捕集氧化去除,也包括通过源头的有机物分流处理和替代填埋方法等来降低有机垃圾的直接填埋量。

  城乡与东西部现状“两重天”

  统计显示,2017年我国城市的垃圾无害化处理率已经达到了97.1%,也就是说,接近100%都进入符合国家相应规范标准的设施中去处理。

  “我国在垃圾处理领域整体上已接近世界先进水平。”刘建国在实地调研中发现,国内大中型填埋场的建设水平、运营管理,特别东部、中部等经济较发达地区,总的来说还是不错的。

  “但自然经济社会条件各方面的地方差距很大。”他说,“有好的设施但没有足够的资金运行好,有的还没有专业的技术,比如西部地区。这种不平衡的问题特别突出。”

  他同时指出,农村又是另外一回事了,跟城市是“两重天”。“由于长期在管理体制上没有理顺,农村的小填埋场好多都是不太规范的。”

  生态环境部环境规划院副研究员蔡博峰等研究发现,京津冀、长三角、珠三角这些发达地区,由于城市化的进程较为成熟,生活垃圾排放量相对较大且集中,是填埋场甲烷排放较集中的区域,且很大一部分来源于Ⅰ类填埋场(填埋量≥1200吨/天),其他地区的甲烷则多来自于Ⅱ类(填埋量为500-1200吨/天)和Ⅲ类填埋场(填埋量为200-500吨/天),其中西南、华中、西北地区尤为显著。

  研究表明,填埋场规模和甲烷排放模式受经济水平影响最为显著。在一些欠发达地区,例如西北和西南地区,垃圾主要以填埋方式进行处理,再加上随着经济和消费结构的改变,直接导致固体废弃物产量急剧升高,填埋场的甲烷排放量也有所上升。

  垃圾分类及预处理减排效果最佳

  生态环境部环境规划院气候与环境政策研究中心联合清华大学等,在垃圾填埋场甲烷排放和环境健康影响领域开展了近6年研究工作,相关成果日前发表在《科学进展》上。

  他们的结论是:中国垃圾填埋场实施低碳情景可减排54%的甲烷,同时可使近1000万人免受填埋场恶臭影响,温室气体减排与环境健康协同效益显著。

  “能够减排污染物的技术措施或者技术路径,通常也能减排温室气体,因为机理是一样的。比如,垃圾填埋场厌氧降解产生甲烷、二氧化碳,过程中同时产生恶臭气体、高浓度的有机废水等。”刘建国表示,无论处理系统的优化,还是单项技术的提升,都同时具有污染物减排和碳减排的双重效果。

  事实上,为了把恶臭控制住,垃圾填埋场普遍都采取了很多技术措施,投入了很多资金。

  “但如果进入填埋场的垃圾的特性不改变,还是含水率很高、可降解的有机物含量很高,控制起来难度就很大。”刘建国坦言。

  为此,他认为,最有效的还是源头控制。“根本上解决这个问题,还是要通过垃圾分类、预处理等,改变进入填埋场的垃圾的性质。”

  这也正是欧洲国家采取很多措施来做的事。“如果从源头减少易降解物质进入填埋场的量的话,就可以从源头控制温室气体的产生。”刘建国说,“垃圾分类对于温室气体减排有很重要的意义。”陆琦

[责编:赵清建]

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