馬凱強,胡友彪
(安徽理工大學 地球與環境學院,安徽 淮南232001)
隨著我國經濟快速發展,城市化進程大跨步前進,人口開始大量向城市遷移,城市環境問題也日益凸顯出來。城市人口的急劇增加,物質文化的極度豐盛,使得人們在城市生產、生活中產生了大量的垃圾,這些垃圾很難被自然環境所分解﹑凈化,一旦產生,將很難消失,最終危害人體健康。隨著社會的進步,人們在“可持續發展”和“循環經濟”的方針指導下,利用新老技術推進垃圾再利用、造福人類。因此,城市垃圾的處理得到了各部門和群眾的重視。本文對城市垃圾的產生與處理現狀進行論述,相應地提出一些建設性的想法,以期待城市垃圾的管理與處理能得到更好的發展。
城市垃圾主要指城市居民的生活垃圾、商業垃圾、市政維護和管理所產生的垃圾,它不包括工業固體垃圾[1]。城市垃圾與城市廢氣﹑廢水相比有著不同的特點:①時空的相對性;②生物的特異性;③危害時間的長久性。城市垃圾既影響城市居民生活,又影響城市市容建設。
張玉凱[2]和鄭斯坤[3]研究指出:垃圾在堆放﹑運輸過程中會有細末和粉塵飛揚以及釋放氨﹑甲烷和硫化物等,污染周圍環境的同時有可能發生爆炸;垃圾滲濾液中的有機物和重金屬會造成地表水或地下水的污染、地下水硬度升高和病原體的傳播,一旦污染,很難得到人工修復,導致當地癌癥和傳染病的高發[4]。
李鐵峰[5]和李里[6]總結指出:垃圾露天堆放會滋生蚊蟲、老鼠等,把疾病傳染給人民群眾;造成土壤微生物的死亡﹑改變土壤性質與結構﹑破壞土壤分解能力﹑土壤板結﹑植物無法生長﹑作物減產﹑堵塞河道﹑漁業面積減少﹑排澇能力下降,加劇人類與水土資源的矛盾。
2013年建設部調查表明,目前全國1/3以上的城市被垃圾包圍[7],有1/4的城市不得不把垃圾運輸到郊外,導致城鄉結合帶區域生態環境的惡化[8],使得一些地方出現了“癌癥村”。2014年9月20日,河南商報就有某小區與露天垃圾為鄰,垃圾堆成山﹑臭氣熏天的報道,可見現在的城市垃圾問題仍然嚴峻。
城市垃圾的產生量主要與城市的人口數量﹑經濟水平、居民收入、消費習慣、能耗結構和地理位置等因素有關。表1[9]列出了我國部分城市垃圾產出的基本情況。

表1 我國部分城市垃圾產生狀況
目前,城市垃圾管理所面臨的一大難題就是如何將垃圾減容﹑減量和分類回收。常亮[10]對我國城市垃圾管理現狀總結如下:城市垃圾基本上屬混合回收,需要進行分選,才能集中回收資源。城市垃圾中的無機成分多于有機成分,資源化難度大,經濟效益差。城市垃圾處理費用主要來于政府,金額有限。我國對資源化重視不夠,管理法規與制度還需完善。人們淡化了資源回收觀念,需要加大宣傳和教育力度。
現在,分類回收是一種很好的管理手段,是各種垃圾處理技術的基礎和前提,不僅可以降低后續的工作量,而且有利于資源的集中回收和針對性處理。表2[11]列出了廣州某天城市垃圾分類回收效益。目前分類回收的速度正在逐漸加快,既給人類帶來了文明,又減少了污染和土地利用,有益健康和資源回收。

表2 廣州某天的城市垃圾分類回收效益
張益[12]對我國城市垃圾無害化處理現狀描述如下:2008年城市生活垃圾的無害化處理約為50%。全國城市生活垃圾無害化處理設施大約500座。表3[13]列出了我國各種處理設備的基本概況。目前只有少數城市建成達到無害化標準的處理場,仍有大部分城市以簡單填坑﹑填充洼地﹑地面堆放﹑投入江河湖海﹑露天焚燒處理垃圾,使城市垃圾成為即時且潛在的長期污染源[14]。

表3 國內各種處理方法的基本概況
現在,世界各國主要采用填埋﹑堆肥﹑焚燒和熱解等方法處理垃圾。但在現實處理中,人們漸漸發現有些方法存在著不足:產生污染物﹑危害環境和人體健康或者不能滿足經濟發展的需要。故需要探討﹑改進方法,讓人類和環境少受垃圾危害的同時又能為人類創造利益。
4.1.1 填埋
垃圾填埋是現在國內普遍采用的處理方法,須達到衛生填埋標準。在進行填埋之前,需要進行減量化處置,而且還要根據相關政策規定,保證不對周圍環境造成危害。優點:方法簡單、投資少、操作靈活、消納量大,能夠對所有生活垃圾進行處理,是垃圾的最終處理手段。缺點:占用大量土地,填埋地越來越少,運行過程中容易給周圍環境造成不同程度的污染,包括殘留大量的細菌、病毒和重金屬,逸出有害氣體,污染大氣環境;垃圾滲濾液的滲漏和排放將污染地下水與地表水。需要防護措施、定期監測及后續維護和管理,存在著潛在危害。
4.1.2 堆肥
堆肥是提供一種使微生物活躍生長的環境,以加速微生物分解,形成一種類似腐殖質土壤的過程。堆肥工藝比較簡單,適于易腐有機質含量較高的垃圾處理,可對垃圾中的部分組分進行資源利用,投資適中。好氧堆肥產生的溫度可達60~70℃,能殺死垃圾中的病菌和寄生蟲卵,有機物分解完全、惡臭成分轉化,得到的有機肥能改善土壤質量,提高農作物產量,但存在處理量小、周期長、效率低、堆肥出路難等問題。
4.1.3 垃圾焚燒
焚燒是指垃圾中的可燃物在焚燒爐中與氧進行燃燒,釋放熱量,使可燃廢物氧化分解,達到去除毒性、消滅病原體[15]、回收能量以及副產品的過程。優點:占地小、廠址的選擇余地大、周期短、處理量大、減容性好、無害化較徹底以及有可觀的熱能回收價值,是世界發達國家普遍采用的垃圾處理方法,尤其是對有毒有害的可燃性物質處理最合適。缺點:會產生有害氣體(劇毒物質二噁英)和固體廢渣,需要再進行處理,工藝流程較多,技術含量高。
4.2.1 熱解
在無氧或缺氧條件下對有機物進行加熱﹑蒸餾,使有機物裂解,經冷凝形成可燃氣﹑燃料油和炭黑的過程。優點:可將垃圾中的有機物轉化為儲存性能源;排放的廢氣少,對空氣污染小;廢物中的硫、重金屬等有害成分大部分被固定在碳黑中,幾乎無二次污染;占地面積少;資源回收高;經濟效益好。缺點:有機組分需要達到一定數量,不然,難以運營;設備投資和運行費用很高,地方財政難以承受[16]。
4.2.2 活性污泥法
活性污泥是由細菌、微型動物以及其它微生物在一起具有強烈吸附、氧化、分解有機物的絮凝體。生活垃圾中的淀粉、纖維素、蛋白質、殼多糖等物質均可被微生物所利用,一部分通過微生物體內的氧化、還原、分解、合成等代謝作用,轉化為微生物所需的營養物質,另一部分被分解為CH4、CO2、H2S、NH3等簡單無機物,同時釋放微生物所需能量[17]。在對城市垃圾處理時,微生物反應溫度不高,不會使電池熔化,能順利地通過反應罐與有機肥分離,那些潛在的有毒化學物質就不會釋放到有機肥中;高濃度Cd、Cr、Cu、Pb、Ni在微生物的代謝活動中可以被轉化,分散均勻且含量很低。但是,這些微生物需要經過篩選和馴化,正在處于實驗研發期。
4.2.3 蚯蚓處理
有機質通過蚯蚓的消化系統,在蛋白酶、脂肪酶、纖維酶和淀粉酶的作用下迅速分解,轉化成蚯蚓自身或其它生物易于利用的營養物質。該技術既可以生產優良的動物蛋白,又可以生產肥沃的生物有機肥,節約原料和能源、投資少、運行費用低、經濟回報高。但是,蚯蚓處理的前提必須保障蚯蚓的生長,在處理之前需要觀察、分析。
4.2.4 氣化熔融焚燒
將生活垃圾中的有機成分氣化、完全燃燒,同時熔融焚燒后的無機灰渣,能回收灰渣中的有色金屬等資源,能滿足更高的垃圾焚燒排放標準,使二噁英、呋喃類和重金屬等劇毒二次污染物排放值接近零排放;熔融后的熔渣是一種優良的建筑材料,不僅提高了資源利用率,而且減輕了填埋場的負擔[18]。但是,處理技術高,投資較大。
要處理好城市垃圾問題,全民的資源節約意識是一個至關重要的因素。我國現處于經濟轉型期,以前的粗放型經濟,讓人們養成了粗放性的物質文化,現在國家正向集約型經濟轉型,更需要各部門加大宣傳節約型文化,教育人們與自然界的和諧之道,讓人們養成良好行為的同時從產量上實現垃圾的減量化。盡管在實際調查中,很多人樂于保護環境、也知道亂丟垃圾是不良行為,但是有時人們為了圖一時的方便,就默許自己隨意的丟棄垃圾。故,政府及各部門還需通過電視、廣播、雜志、報紙等媒介宣傳環保美德輿論,使人們在外界輿論的作用下,自覺養成良好的環保行為。2015年的《穹頂之下》紀錄片對環保宣傳大有幫助,在社會中已成為了流行性話題,畫面深入人們的心中,就連初中生也很關注《穹頂之下》,可見青少年們的環保覺悟已經大有提高,他們是未來社會風氣的傳遞者,也是未來環保意識的決定者,我們要支持、肯定他們的優良作風。
現在,人們的物質生活豐裕,垃圾有機成分逐漸增高,再加上網購和物流的興起,使得有機成分在垃圾中所占比例也越來越可觀。正確的分類回收可以在垃圾產生的過程中實現減量化、資源回收和形成針對性的專業化處理,降低處理成本。在有條件的大城市,可以對垃圾收集和處理進行產業化運營,實現垃圾自動化收運,避免病原體的交叉感染和疾病傳播的風險。在垃圾成分中,金屬、紙類、塑料、玻璃被視為可直接回收利用的資源;食品殘渣、草木和織物可以堆肥,生產有機肥料;垃圾焚燒可以發電、供熱或制冷;垃圾熱解,可以產生儲備性能源;磚瓦、灰土可以加工成建材。所以,垃圾山經過合理的分類回收﹑利用,可以成為真正的金錢山。
目前,我國城市垃圾管理的相關法律還不夠健全,垃圾分類后,要對各類垃圾進行針對性規定。比如:廢紙類,要在分類﹑運輸中盡量不被浸濕,這樣可以減少后續處理成本以及不用擔心淋濾液污染周圍環境、滋生蚊蟲等問題。現在,我國城市化進度還在繼續,城市人口正在增加,垃圾數量也在增多,可以在特大城市的郊區建立垃圾處理站,不用外運,直接資源化,減少運輸成本。在城市垃圾管理過程中,要優化管理體制,明確職責范圍,落實各部門責任,避免出現多部門都管理、各部門又都不管的現象。地方政府可以結合實際制訂相關法規,使環保部門能依法加強管理。
在城市垃圾處理中,要做到政企分離,企業承包垃圾處理工作,政府及環保部門監督企業工作,人民群眾參與政策制定和監督管理過程。這樣在市場競爭下,有利于提高垃圾處理效率。按照“誰污染,誰付費;誰違規,誰受罰”的原則,環保部門可以作為第三方協調企業征收垃圾處理費用,減輕財政負擔,使企業和居民意識到垃圾處理與自身利益相關,增強環保意識。雖然在2002年,國家四部委已經開始在全國范圍內推行城市垃圾處理收費制度。但是,效果并不明顯,政府還需完善垃圾收費體系,對無法以產生量為衡量收費標準的地區,可以按照人員數量進行收費。
在現實生活中,雖然我國城市垃圾的有機成分在逐漸增加,但是我國有一些以撿拾廢品垃圾為生的人們,他們會把有價值的廢品撿拾走,撿拾走的廢品雖然得到了資源回收,但是余下垃圾的有機成分就會減少,故,我國城市垃圾收集站中的有機成分實際增幅不大,在未來幾年里垃圾中的含水率和含渣量改善不明顯。對于含水率和含渣量改善不明顯的問題,我們建議如下:垃圾收集箱可以設計為餐廚、可燃和其它三大類;收集箱和運輸車輛盡量密封,防止雨水浸入;對撿拾后的垃圾進行綜合處理:先將垃圾晾干、風選,根據情況用蚯蚓法處理,再堆肥,然后把剩余的可燃有機物進行焚燒,最后把殘渣進行衛生填埋。
[1]姚 謙.城市垃圾處理的現狀和對策[J].中國高新技術企業,2008(22):171.
[2]張玉凱.城市垃圾處理問題及措施分析[J].科技創新與應用,2014(24):154.
[3]鄭斯坤.城市垃圾的水土保持綜合預防和治理[J].山西水土保持科技,2014(1):27.
[4]杜 森.城市垃圾的危害及其處理對策探討[J].美與時代·城市,2013(5):32.
[5]李鐵峰.城市垃圾的危害與處置[J].石河子科技,2010(3):5.
[6]李 里,曹 雪.城市生活垃圾無害化資源化處理[J].現代農業科技,2008(5):233.
[7]趙 菁,譚鵬宇.我國城市垃圾分類回收的現狀及建議[J].河南科技,2013(19):177.
[8]王學強,王忠良,王 洪.新時期對城市生活垃圾處理的應用[J].科技研究,2014(17):349.
[9]周立祥.固體廢物處理處置與資源化[M].北京:中國農業出版社,2007.
[10]常 亮.城市垃圾處理的現狀與處理方法[J].中國科技博覽,2010(25):276.
[11]李紅梅,陳立權,陳 貴.淺談城市垃圾的危害及污染控制[J].中國高新技術企業,2008(16):150.
[12]張 益.我國城市生活垃圾處理現狀及對策[J].建設科技,2010(15):39.
[13]張英民,尚曉博,李開明,等.城市生活垃圾處理技術現狀與管理對策[J].生態環境學,2011,20(2):389.
[14]洪堅平.土壤污染與防治(第三版)[M].北京:中國農業出版社,2011:129.
[15]石文偉,趙玉柱,吳振宇.城市垃圾廢棄物處理概述[J].綠色科技,2014(1):162.
[16]吳衛芬.城市生活垃圾熱解技術為何在我國難以推廣[J].產業與科技論壇,2013,12(18):122.
[17]吳 昊,喬德陽,徐惠彬.活性污泥中微生物降解生活垃圾的探討[J].中國資源綜合利用,2007(25)10:162.
[18]胡建杭,王 華,劉慧利,等.城市生活垃圾氣化熔融焚燒技術[J].環境科學與技術,2008,31(11):78~81.