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关键词:水泥窑 处置 生活垃圾
随着经济的高速发展,城市生活垃圾的处理问题已经成为所有城市面临的一大难题。据统计,我国每年垃圾总量已达2.5亿吨,城市人口人均每天产生垃圾1kg/天,加上历年的垃圾堆存量已达80亿吨以上,并以每年8%的速度在增长。目前比较常用的垃圾处理方式有卫生填埋、焚烧和堆肥。由于填埋对场地的需求、堆肥对垃圾的种类局限性等问题,焚烧技术越来越多的被使用到垃圾处理中,其中使用最多的就是垃圾发电及水泥窑协同处置。由于水泥窑窑内温度较高,处理过程彻底,所以越来越多的企业开始转向采用水泥窑来协同处置生活垃圾,技术也日趋成熟,但仍存在一些问题。
1 政策上的支持
现在很多水泥企业都在上水泥窑协同处置生活垃圾项目,除了更好的处理城市生活垃圾,减少垃圾处理压力的社会责任外,还有就是为了利润。水泥窑协同处置生活垃圾可以部分免税,还有垃圾处理补助,所以利润还是比较可观的,但是前提是地方政府的支持。
很多地方不是很倾向于建垃圾处理项目,主要是对于水泥窑处理生活垃圾工艺系统并不熟悉,认为会造成二次污染,所以项目在立项和审批上有很大难度。水泥窑协同处置生活垃圾项目的生产成本和折旧成本非常高,包括生产成本、电能消耗、冷却费用、热能损失费用、人工成本、运输、日常检修维护费、折旧、管理费等多项费用。尤其是夏天处理含水量较高的生活垃圾,更使得热耗加大,给企业带来明显成本压力。
目前很多企业还面临着生活垃圾处置资金难以落实的问题。目前很多国内生活垃圾处置费用都是由市政部门提供。国内垃圾处理补助不明确,各地标准也不统一,没有形成完善的补贴扶持机制。因此,全国推广水泥窑炉协同处置生活垃圾亟待政策“开口”。
2 处理技术
现在国内比较成熟的垃圾处理技术,一是焚烧炉与水泥窑联合焚烧系统,如铜陵海螺生活垃圾处理示范线;二是垃圾破碎后直接入窑尾烟室焚烧,如秭归华新水泥三峡漂浮物处理;但是两项技术也不是完全成熟的,其中主要是氯过高、重金属离子迁移问题及垃圾堆存转运过程中的气味、处理量偏小等问题。
首先生活垃圾中还有较多氯离子,进入水泥窑后会造成系统不稳定、熟料氯离子超标等。虽有部分公司采用脱氯技术等一系列手段尽可能的降低氯离子含量,但目前技术来说,还没有从根本上解决这个问题。
其次是进入水泥熟料的重金属离子。通过各种渠道进入水泥窑煅烧的重金属,有三个流向:固结在水泥熟料中;与窑灰一起排出;和烟气粉尘等一起排出。其中随着烟气一起排出的重金属离子,还有对环境的潜在威胁。水泥制成品在使用过程中,由于老化、风化等因素影响,重金属会发生迁移现象,虽然经过研究发现,金属离子的浸出率非常低,但这也势必也会对周边环境造成一定影响。
国外发达国家已经建立从重金属产生源头到水泥产品中重金属含量的测量方法,相关的法规及标准也比较完善。国外经验证明,只要控制得当,重金属的浸出、迁移对环境的影响会很小,甚至没有。但是我国还没有针对水泥材料中重金属浸出行为的试验方法及评价标准,垃圾分类也不如国外彻底,所以在水泥制品中重金属离子控制方面,还有很多工作要做。
第三就是垃圾转运及储存过程中的气味问题。尤其夏天气候炎热,垃圾变质较快,转运过程中不可避免的出现恶臭。现在尽量避免垃圾的储存,收取垃圾后马上进入水泥厂进行处理。虽然采用的全封闭车间、系统负压、除臭喷雾等方法来限制,但是气味问题仍然严重。
第四就是垃圾处理量问题。由于水泥窑系统主题是水泥熟料的生产,而且熟料中各种化学成分都是有指标控制的,所以处理过程中生活垃圾掺加量不宜过多,否则会影响熟料性能。而且垃圾掺加量过大,会造成热工系统紊乱,影响生产稳定。
3 群众认知
水泥窑协同处置生活垃圾技术现仍被很多人所误解,从认识上就比较抵制此类项目,所以很多项目在建设过程中遭到了当地群众的强烈反对而延期或搁浅。其实此类处理技术有很多技术优势,只是不为广大人民群众所了解。
首先水泥窑协同处置生活垃圾基本不用对垃圾做任何分类,不需要复杂的垃圾分类设备,这也符合中国人处理生活垃圾的习惯。很多工艺都是采用破碎后入窑焚烧的方法来处理。垃圾中含有轻飘物质很大多数为可燃物,可以通过在水泥窑中燃烧处理,由于窑中温度高达1400℃,不会产生二英之类的有毒气体对环境造成二次污染。我国于2001年颁布《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2001),其中明确要求,焚烧炉中烟气出口温度≥850摄氏度环境下,烟气停留时间需≥2秒,在在≥1000摄氏度环境下,烟气停留时间需≥1秒,窑尾烟室温度一般在1000~1100摄氏度之间,分解炉温度在850~900摄氏度之间,停留时间均超过2秒。由此可见,利用水泥窑窑尾烟室或分解炉来处置生活垃圾,完全符合《生活垃圾焚烧污染控制标准》规定要求,无需另外增加焚烧炉。
处理过程中不产生其他固体废料及液体废料。除了使用新鲜垃圾外,也可将以前填埋的陈旧垃圾作同样处理。在水泥窑燃烧垃圾时产生的多余热量一是用来烘干湿法处理垃圾过程中的固相沉淀物,二是可以用来余热发电,同样也可利用其它燃烧温度高于1000℃以上锅炉焚烧垃圾的可燃部分,燃烧后所产生的渣子可直接作为水泥混合材料使用。
[关键词]垃圾处理焚烧卫生填埋堆肥
中图分类号:X7文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120129-02
随着世界经济的进一步发展、城市化进程的加快和人民生活水平的提高,垃圾的排放量迅速增加。每年新增垃圾100亿t,2003年,我国660个城市生活垃圾清运量达1.5亿t,每年以约4%的速度增长。按各地上报的数据统计,目前,我国历年垃圾堆存量已达60亿t,占用耕地5亿m2。全国660个城市中有200个城市陷入垃圾包围之中。如何进行有效的垃圾处理已经成为城市政府面临的最棘手的问题之一。对垃圾泛滥成灾的现实,只有采取积极的态度和有力的措施,着手科学地处理、利用垃圾,将垃圾列为社会发展的可利用资源,才能从根本上解决垃圾处理的问题。
一、城市垃圾处理方法现状
目前国外发达国家的城市垃圾在处理方面广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、焚烧、堆肥三种处理方式。
(一)垃圾焚烧处理
焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧过程。实质是碳、氢、硫等元素与氧的化学反应。垃圾焚烧后,释放出热能,同时产生烟气和固体残渣。热能要回收,烟气要净化,残渣要消化,这是焚烧处理必不可少的工艺过程。焚烧处理技术的特点是处理量大,减容性好,无害化彻底,焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化,因此是世界各发达国家普遍采用的一种垃圾处理技术。
对垃圾进行焚烧处理减容、减量及无害化程度都很高,焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化,是一种较好的垃圾处理方法。但对焚烧条件控制不当会存在烟气污染问题,且设备投资巨大。国外目前通过改进焚烧系统工艺及强化民气处理等手段已经较好地解决了尾气污染问题,但投资也相应增加。如果引进国外技术进行垃圾焚烧发电,每处理100吨/日垃圾的建设成本通常在4干万元以上,我国的地方财政难以承受。焚烧是销毁垃圾利用热能的一种垃圾处理技术。但是,只有对那些不能回收有价物,只能回收热能的垃圾,垃圾焚烧处理才是科学、合理的。
(二)卫生填埋处理
所谓卫生填埋,就是能对渗滤液和填埋气体进行控制的填埋方式。早期的垃圾填埋处理由于未控制其对环境的污染,造成了严重的后果。直到本世纪30年代,在美国的加利福尼亚才首次提出“卫生填埋”的概念。由于垃圾产量大增加,而且含有有毒有害物质,因此造成环境污染的可能性也大增加,所以人们对垃圾填埋场的环境影响越来越重视,垃圾填埋场的操作运行管理越来越严格。
卫生填埋首先要防止从废物中挤压出的液体滤沥及雨水径流对地下水的污染。一般规范要求回填地最低处的标高要高出地下水位3.3m以上,并且回填地的下部应有不透水的岩石或粘土层。否则需另设粘土、沥青、塑料薄膜等不透水层。其次,填埋场应设置排气口,使厌氧微生物分解过程中释放出的甲烷等气体能及时逸出,避免发生爆炸。回填后的场地,一般在20年内不宜在其上修建房屋,避免由于回填场不均匀下沉造成的结构破坏,但可作绿地、农田、牧场等使用。填埋处理用地,尽量选用天然的或人工挖出的洼地,开发资源后的废粘土坑、废采石场、废矿坑等。将垃圾填埋于坑中,有利于恢复地貌,维持生态平衡,但如果在大面积的洼地、港湾、山谷等回填,则需考虑是否会破坏生态平衡。
(三)堆肥处理
堆肥处理是利用微生物分解垃圾有机成分的生物化学过程。在生物化学反应过程中,有机物、氧气和细菌相互作用,析出二氧化碳、水和热,同时生成腐殖质。堆肥的关键,在于提供一种使微生物活跃生长的环境,以加速其致菌分解过程,使之达到稳定。堆肥主要受废物中的养分、温度、湿度、pH等因素的控制。
根据堆肥原理,可分为厌氧分解与好氧分解两种。厌氧分解需在严格缺氧条件下进行,厌氧微生物分解生长较慢,故不多用。好氧分解过程可同时产生高温,可以杀灭病虫卵、细菌等,我国主要采用好氧分解法。
现代堆肥技术是从30年代开始发展的,已经形成了各种完善的工艺系统和成套设备。由于堆肥产品的市场等原因,垃圾堆肥处理特别是城市生活垃圾的堆肥处理在发达国家曾一度处于停滞甚至萎缩状态。进入九十年代以后,由于以下几方面因素,堆肥处理又呈上升的发展趋势。欧美发达国家垃圾填埋场的标准和焚烧处理的排放标准都不同程度的进行修订并进一步提高,焚烧处理和填埋处理成本也随之增加;垃圾分类收集的普遍推行,为垃圾的再生利用也包括堆肥处理的发展提供了良好基础条件;垃圾再生利用得到广泛地重视。近几年来,欧美发达国家把垃圾堆肥也看作为可降解有机物的再生利用。垃圾的再生利用是垃圾减量和垃圾资源化的最佳途径。
堆肥技术的工艺也比较简单,适合于易腐有机质含量较高的垃圾处理,对垃圾中的部分组分进行资源利用,且处理相同质量的垃圾投资比单纯的焚烧处理大大降低。堆肥技术在欧美国家起步较早,目前已经达到工业化应用的水平。但引进国外技术投资巨大,不适合我国国情。发达国家由于生活垃圾中的易腐有机物含量大大低于我国的一般水平,因此靠堆肥只能处理15%左右的垃圾组分,这在一定程度上阻碍了堆肥技术的推广。但就我国垃圾的具体情况来看,生活垃圾中的易腐有机物含量较高,采用堆肥技术可以达到比较好的处理效果。
但堆肥技术也存在明显的缺点不能处理不可腐烂的有机物和无机物,因此减容、减量及无害化程度低。因此仅仅依靠堆肥处理仍然不能彻底解决垃圾问题。
二、对城市垃圾处理方法的思路调整
解决垃圾问题的目标是将垃圾减量化、资源化及无害化处理。通过选择较高层次的管理目标,达到垃圾处理可持续发展的目的。首先,最优先方案是避免产生垃圾;如果必须产生,产出量要最小。其次是按实际情况最大可能地进行回用或回收。然后,处理的目标应当是能源回收和减少最终处置量。
(一)对生活垃圾特性的再认识
我国生活垃圾的主要特性不同于发达国家。第一,我国生活垃圾含水高,一般为55%-65%,一些南方城市在夏季高达70%,而西方国家一般为30%-35%。第二,我国生活垃圾中厨余和餐饮等有机废物比例大,为45%-55%,西方发达国家一般在20%左右。第三,我国生活垃圾依然以混合收集为主,尽管近年来大力推行生活垃圾分类收集,但收效甚微。全国绝大部分城市处理的都是混合原生垃圾。而发达国家生活垃圾分类收集率在60%以上,德国等一些欧洲国家超过80%。
我国生活垃圾的这些特性,使我们面临的问题比发达国家更加棘手。一是垃圾填埋产生的渗沥液量大,污染物浓度高;二是生活垃圾发热量低,大部分不宜直接焚烧;三是混合垃圾具有“黏稠”性,难以进行机械化分选,资源回收率低,堆肥质量差。多年来,我们十分注重借鉴或引进国外的技术和设备,但是,实践表明,国外的技术和设备在我国并不完全适用。当务之急,要进一步认识我国生活垃圾的特性和产生的影响,加强针对性研究和实践,开发适合国情的技术和设备。
(二)对技术路线的反思
多年来,我们的技术研究和资金投入着重在两方面,一是在引进国外技术和设备的基础上,进行必要改造和国产化,使之适用于中国垃圾处理;二是强化末端污染的治理,使之达到环境标准的要求。
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在填埋处理中,为了防止渗沥液对地下水的污染,我们采用了国际流行的人工防渗措施,就如三峡库区那些贫困地区,也普遍采用了土工布加高密度膜的防渗结构;为净化渗沥液,一些地区引进了昂贵的“反渗透”技术设备,处理每吨污水的投资近10万元,运行成本达数十元。在焚烧处理方面,我们多年研究低发热量垃圾的适应性问题,但不可能改变燃烧科学的一些基本规律,燃烧的效率低和费用高是难以避免的;由于混合生活垃圾成分复杂,焚烧污染严重,目前采取了国际先进的治理技术,烟气处理的投资几乎和焚烧主体相当。在生物堆肥方面,一些城市引进了美国、德国等机械设备,但依然解决不了生活垃圾的分选问题。
在调查研究、科学试验和工程实践的基础上,我们提出了调整技术路线的建议:首先,大部分城市生活垃圾适宜生物预处理,重点削减垃圾中的水分和有机物,改善垃圾特性,为后续处理和减少污染物创造条件;第二,强化垃圾的机械分选,提高混合垃圾分拣和分类效率;第三,合理选用分类处置技术,优势互补;第四,审慎发展混合垃圾焚烧技术,加强技术经济的综合评估;第五,限制混合垃圾直接填埋,源头控制污染,减少土地消耗。
(三)关于资源回收利用
一般认为,我国庞大的“拾荒大军”基本解决了垃圾中资源回收问题,在最终处理过程中,可直接回收的废物寥寥无几,主要通过焚烧发电进行资源利用。但是,调查表明,在生活垃圾最终处理环节,可以直接回收的废物超过20%,其中塑料和橡胶占6%-9%,纸类4%-6%,还包括一定量的织物、金属和玻璃等。这些可回收物资一烧了之,不仅利用效率低,还造成严重的烟气污染。实践证明,只要解决了机械分选和筛分技术,垃圾中的可用资源绝大部分能够直接回收,同时可生产约占垃圾总量8%的高质量基肥,可以首先用于城市绿化和林业。我国是一个资源匮乏的国家,应当大力发展循环经济,注重垃圾资源的直接回收利用,着力把生活垃圾处理发展为资源再生产业。
三、结论与建议
1.加强垃圾预处理技术的科学研究。
通过生物预处理,实现水分和有机物的减量,改善生活垃圾特性,将对后续的焚烧、填埋等都可能产生积极的影响。根据我们对北京顺义垃圾焚烧厂的初步测试,生活垃圾经过简单生物发酵和筛分后,减量近50%,发热量提高约2.5倍,具有显著的技术经济效益。
2.鼓励使用再生有机肥。
城市政府要制定政策,对于符合标准的垃圾堆肥,鼓励在城市绿化和林业方面优先使用,逐步减少化肥使用量。
3.在实践验证的基础上,调整并完善技术政策。
提倡对生活垃圾进行生物预处理,重点削减垃圾中的水分和有机物,为后续处理和减少污染创造条件;强化垃圾的机械分选,提高混合垃圾分拣和分类效率;合理选用分类处置技术,大力发展垃圾处理资源再生产业,逐步限制混合垃圾直接填埋,注重源头控制污染,减少土地资源消耗。
4.建立完善的城市垃圾管理法规体系。
建立与社会主义市场经济相适应的城市垃圾管理体系,进一步完善城市垃圾管理的经济政策,利用合理的经济手段来促进垃圾的减量化、资源化、和无害化处理。要坚持可持续发展战略,大力推广清洁生产,尽可能避免垃圾的产生,实现垃圾源头减量。大力推选垃圾的分类收集,促进废品的回收利用,提高垃圾的资源化水平。
参考文献:
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关键词:生活垃圾 综合处理 研究现状 发展趋势
随着我国经济实力和技术储备的增强,各种生活垃圾处理处置技术在我国得到了不同程度、不同范围的研究和应用,很多经济发达地区已经建立了现代化填埋场、机械化堆肥厂和焚烧厂等多种处理设施。但对于某一地区来说,不同处理设施往往处理同样的混合生活垃圾。由于每种生活垃圾处理技术均具有各自的优势和局限性,从技术本身、经济性和环境影响角度分析,均只适宜处理生活垃圾中的某些组分,因此这种单一处理模式不仅难以满足数量日益增长、成分日益复杂的生活垃圾无害化、减量化、资源化的处理要求,而且使得生活垃圾处理设施运行效果差,前处理和二次污染控制技术复杂,处理费用高。
为了解决这种单一处理方式的不足,生活垃圾需要采取综合处理方式。所谓综合处理,就是将多种生活垃圾处理处置技术以适当的方式有机地结合在一起,形成完整的处理系统,每种处理技术或设施仅处理适宜的生活垃圾组分,从而改善生活垃圾处理的效果,降低生活垃圾处理的费用,在生活垃圾无害化的基础上,实现生活垃圾的资源化。
1 单一处理与综合处理的比较
1.1 卫生填埋
卫生填埋法由于技术比较成熟,操作管理简单,处理量大,投资和运行费用低,是当今世界各国主要的垃圾处理方式。但填埋混合垃圾有以下缺点:(1)生活垃圾中的可回收物、可焚烧组分或可堆肥组分等可以实现资源回收的部分被一并填埋,即使考虑填埋气的回收利用,混合垃圾填埋的资源化水平仍很低。(2)我国混合垃圾含水率和有机物含量都很高,因此渗滤液产生量大,处理成本高;沼气产生量大,控制其排放也增加了处理成本。因此限制进入填埋场的有机物含量是填埋法的发展趋势之一。目前欧盟、日本和美国等国家的有关政策,都提出了进一步限制进入填埋场垃圾有机物含量的规定[1]。(3)在场址选择日益困难,填埋费用不断增加的情况下,混合垃圾会大量占用填埋场的空间资源。
1.2 堆 肥
高温堆肥可以使生活垃圾中的有机成分成为可供施用的农田肥料,同时消除其环境污染,杀灭垃圾中的病菌,具有无害化和资源化特征。但我国的堆肥厂主要处理混合生活垃圾,其局限性主要表现在:(1)由于我国目前还没有开展普遍的生活垃圾分类收集,因此入厂垃圾中含有石块、金属、玻璃、塑料等多种不可降解组分,这些废弃物必须分拣出来,另行处理,分选工艺复杂,费用很高。(2)即使采用了分选工艺,生活垃圾中的不利于堆肥处理的组分也不能完全剔除,许多有毒、有害物质会进入堆肥,如农田长期大量使用堆肥,可能会造成潜在污染,特别是一些重金属在土壤中富集将随食物链进入人体。受到堆肥产品成本和质量的约束,堆肥产品存在销路不畅的问题。
1.3 焚 烧
焚烧法具有减量化程度高,处理周期短,占地面积小,选址灵活,燃烧的热量可用来发电等优点。近年来焚烧法在我国得到了迅速发展,但焚烧混合垃圾有以下缺陷:(1)我国生活垃圾含水率高,热值低,需要更多的辅助燃料,此外生活垃圾中灰土含量多也会影响焚烧效果,最终导致焚烧成本上升。我国目前除少数经济较发达的城市外,其它城市的混合生活垃圾热值低,含渣量高,不适宜焚烧。(2)另一方面,由于我国混合垃圾中厨余垃圾较多,含盐量较高,对烟气中氯化物贡献较大,HCl会腐蚀焚烧炉,也增加了烟气处理的难度和污染控制成本。
1.4 综合处理
综合处理方式可以解决混合处理方式出现的问题。采用综合处理方式后,易腐物和可燃物都得到了利用,故填埋物的量很小,只占总体积的15%~20%,填埋物主要为砖头、瓦砾等无机垃圾,不会带来严重的二次污染,节省了填埋空间;综合处理中仅可燃垃圾进行焚烧,焚烧物易燃,产生的烟气少,二次污染小;采用综合处理方式后,堆肥法只处理易腐有机物,成分单一,容易堆腐,而且处理费用低,产品质量好。
2 综合处理的不同概念及研究内容
由于生活垃圾综合处理的诸多优势,国内很多研究者和管理人员对综合处理系统进行了大量研究,但由于对综合处理概念理解的不同,其研究方向存在很大区别。
2.1 生活垃圾综合处理系统
在发达国家,生活垃圾综合处理系统(MSW integrated processing system)的概念是多种处理设施(收运车辆、转运站、分选中心、回收站、焚烧厂、堆肥厂、填埋场)构成的完善的生活垃圾处理体系。对应于这一概念,研究者希望通过系统分析方法和数学工具的应用,提高综合处理系统运行的效率,减少系统运行的费用,减少系统运行造成的环境和社会影响[2-4]。主要研究内容包括:
处理方式的优化选择。在对不同生活垃圾处理方式适用性分析的基础上,可以针对不同地域的具体情况选取不同的处理方式及其组合。实践中常采用定性分析的方法,从必要性、可行性等方面对多种生活垃圾处理方式及其组合进行分析。生活垃圾处理方式的选择本身也是一个如何进行决策的问题,因此一些研究者在实践中也引入系统决策方法,如层次分析法[5]、模糊数学决策方法[6]、多目标动态模型[7,8]等,其中多目标动态模型选取的目标是综合效益最高,费用最小,通过该模型可以得出每年各种生活垃圾处理方式的处理量和比例。
处理设施的优化设置,包括确定其位置、数量及规模。生活垃圾处理设施的选址一般结合当地自然条件、社会经济发展和现有处理设施等情况综合考虑得到,没有固定的技术路线。处理设施的优化设置与生活垃圾处理方式的优选结合紧密,在确定了可能的选址后,依据确定的生活垃圾处理方式和当地的生活垃圾产生量、组分可以确定各个处理设施的类型和规模,尤其是采用多目标动态模型后可以确定不同处理方式的最佳处理量,从而为结合实际情况优化设置处理设施的数量和规模提供了依据。
垃圾物流的优化分配。垃圾物流优化分配是综合处理系统研究的核心内容,优化手段包括多种规划方法和数学模型[3]。最常用的垃圾物流优化模型为最小费用模型。模型目标为总费用最小,总费用为运输费用、填埋费用、堆肥费用、焚烧费用、回收费用之和减去回收材料收入、堆肥肥料收入、焚烧能量收入。在实践中,陈炳禄等[9]对广州市的生活垃圾物流利用最小费用模型进行了优化分配。
由于我国生活垃圾的特点以及混合收集的影响,目前从国外借鉴的一些模型和规划成果难以在实践中应用。如在选择处理方式及其比例时常用的多目标动态规划模型,由于是在垃圾分类的基础上进行设计,模型仅按生活垃圾中厨余物的数量设计可堆腐参数,按可燃物的数量设计可焚烧参数,但实际中混合垃圾一般不进行分选,或者仅进行简单分选,得出的结果实际意义不大。此外由于模型中存在很多主观参数,对市场等因素缺乏考虑,模型结论也难以在规划中实施。
2.2 生活垃圾综合处理工艺
从20世纪90年代起,我国的研究者为解决单一处理方式的不足从生活垃圾综合处理的角度进行了研究,提出了多种生活垃圾综合处理的构想,但是这种构想区别于国外广泛应用的综合处理系统概念,而是指通过分选等预处理技术把不同垃圾组分进行分离,分别进入不同的处理单元,这些处理单元集合在一个厂内甚至一条生产线上,希望通过这种方式实现不同垃圾分别采用适宜的处理方式的目的,为了便于区分,本文称其为综合处理工艺(comprehensive treatment technology)。根据综合处理工艺采用预处理技术的不同,可以分为预分选合处理工艺、预堆肥综合处理工艺、预消解综合处理工艺等,其中前者一般采用物理分选技术,经过多次分选将垃圾分为几类,其分类类别根据后续处理工艺确定,而后两者虽然也有一些分选步骤,但是其预处理技术核心为堆肥或消解。此外,综合处理工艺的能量回用和自给也是其研究方向之一,为了便于说明,本文称其为能量自给综合处理工艺。
预分选综合处理工艺是指利用物理分选技术把混合垃圾中的不同组分按处理目的进行分离,使不同组分分别进行处理,这也是应用最多的综合处理工艺,研究重点集中在分选系统[10]。它面临的问题有:一是我国生活垃圾实行混合收集,在发达国家由产生者进行的分类工作不得不由厂内的分选系统完成,分选系统的投资和运行费用很大;二是目前的生活垃圾综合处理厂处理规模均较小,焚烧量和填埋量也很少,在这种情况下,相对于单一焚烧或填埋,综合处理如何实现经济上的比较优势也是需要重视的问题。
预堆肥综合处理工艺。堆肥过程可以降低生活垃圾的有机物含量和含水率,因此可以把堆肥过程作为生活垃圾综合处理系统的预处理步骤。对焚烧而言,经堆肥处理后垃圾易于燃烧,热效率高,产生的有害气体量较小;对填埋而言,经堆肥处理后减少了填埋量,降低了渗滤液的产量和处理难度,减少了填埋气的排放[11]。虽然堆肥预处理对于综合处理工艺具有明显的益处,但是尚未有深入研究,更没有投入运行的工程项目,此外,堆肥预处理工艺还存在成本高、堆肥时间长、周边环境差等缺点。预消解综合处理工艺与预堆肥综合处理工艺类似,相对于堆肥预处理,消解预处理的最大优势是可以减少堆肥的时间,其环境影响也较小,但是成本更高。
能量自给综合处理工艺也是一种结合多种生活垃圾处理技术的工艺,它以系统能量的完全自给为目标[12],因此与垃圾焚烧厂的余热利用系统不同。系统中的能量一般来自焚烧系统产生的热能或电能,也可以利用厌氧发酵产生的沼气产热发电。国内一些研究者已经提出了一些设想,但是缺乏对系统能量流的深入研究和经济性分析,而且由于现有技术能源利用效率较低,尚不能利用垃圾自身的能量解决工艺过程的高能耗问题,实际生产中难以实现。
总的说来,十多年来大多数这类综合处理研究还停留于简单的构想阶段,缺乏系统化的深入研究,对综合处理工艺的组织特性、环境特性、经济特性等内容基本没有涉及,对于分选垃圾区别于混合垃圾进行焚烧、填埋的特性也没有研究。工程实践中,我国目前运行的综合处理厂很少,规模也不大(处理量一般小于300 t/d),而且限于分选工艺与填埋、焚烧和堆肥的结合,吨投资一般在20万元/t以下。由于这种综合处理厂整体规模不大,其中的焚烧量、填埋量都很少,焚烧工艺效果较难控制,二次污染控制较差。其次,这些综合处理厂大多以堆肥或其它制肥工艺为核心,但由于我国堆肥质量和市场的原因,堆肥处理在很多地区面临困境,这也影响到综合处理厂的运行效益。另外不同区域在自然条件、经济实力、社会发展水平、生活垃圾特性等方面存在差异,适用的生活垃圾处理处置技术也有所不同,而目前有些地区盲目照搬发达国家和其它地区的经验,使得部分生活垃圾处理处置设施不能正常运行。由于这些原因,这类综合处理技术没有得到广泛的应用。
3 综合处理的发展趋势
对于国内提出的综合处理工艺(comprehensive treatment technology),虽然现有项目的投资成本较低,但其处理规模小,运行费用高,二次污染不能得到有效控制。另一方面,虽然垃圾处理的能量回用是资源化的一个重要方面,但是系统的能量自给从目前的技术水平看来难以实现。从生活垃圾处理的经济性分析,这种“小而全”的综合处理工艺难以获得持久的生命力和广泛的推广。
发达国家生活垃圾处理的历史和经验说明,源头分类(产生者分类)是最经济有效的垃圾分类手段,在此基础上建立生活垃圾综合处理系统,并通过数学模型优化设置各种收运处理设施、分配车辆和垃圾物流,可以实现城市生活垃圾的低成本、高效率管理,并最大限度的实现生活垃圾的资源化。虽然我国目前普遍采用生活垃圾混合收集模式,但分类收集对于垃圾处理、资源回收等的重要意义已经得到了广泛认知,全国很多大中城市开展了分类收集的试点工作,并制定了城市生活垃圾分类收集规划。随着经济实力的增强,生活垃圾收运处理设施的完善,分类收集和综合处理系统将互相促进,得到更为广泛的推广。
在这一前提下,深入分析城市生活垃圾综合处理系统的系统特性、运行规律,提炼总结适应我国现阶段及发展需要的系统模型和优化方法,将大大提高我国城市生活垃圾的管理水平。我国目前采用混合收集方式,基于这一前提,利用数学方法优化不同处理设施的数量和选址,优化生活垃圾物流在不同处理设施之间的分配都具有重要的意义。
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关键词:城市;生活垃圾;处理;立法;执法
中图分类号:D922.683 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2015)08-0085-02
随着城市规模、人口的迅速扩张,经济发展和生活水平的提高,穗港都面临着日益严重的生活垃圾处理难题。在生活垃圾处理上有许多需要相互借鉴的地方,也有许多需要通过合作解决的问题,对两地的生活垃圾处理法进行比较,可为解决诸如此类问题奠定基础。
一、广州市生活垃圾处理法治概况
广州市生活垃圾处理主要法律依据有:一是《广东省城市垃圾管理条例》。该条例规定了广东省行政区域内城市垃圾的清扫、收集、贮存、运输、处理及其设施的规划、建设、管理。二是《广卅市固体废物污染防治规划》。该规划全面制订了广州市城市固体废物处理的计划、方针,提出了垃圾减量化、资源化,分类收集的理念和目标。三是《广州市城市生活垃圾分类管理暂行规定》。该规定按照城市生活垃圾的组成、利用价值以及环境影响等,根据不同处理方式的要求,规定了对它的分类投放、分类收集、分类运输和分类处置。虽然广州市的城市生活垃圾处理法律依据比较多,但这些规定比较原则和概括,缺乏可操作性的实施规范。
广州市城市管理委员会负责对生活垃圾的收集、运输和处理实施监督管理;负责从事生活垃圾清扫、收集、运输、处置和建筑垃圾清运、处置企业的资质审批;负责对生活垃圾减量化、资源化、无害化处理和粪便、死禽畜、变质肉类等无害化处理的组织实施和监督管理;负责市区水域市容环境卫生执法管理等。
城市生活垃圾的处理是一个世界性难题。近年来广州市在走新型城市化道路的前提下,勇于开拓进取,取得了很大的成绩,但显然跟不上城市垃圾增长的速度,造成目前垃圾围城的严峻局面。其中一个重要问题是城市生活垃圾处理法律法规和相关制度缺位,比如,生产者责任延伸制度、押金制度、生态补偿制度等。
二、香港的城市垃圾处理法治概况
香港的城市生活垃圾处理的法律依据主要有《废物处置条例》、《产品环保责任条例》,其他相关法例还有,《简易程序治罪条例》管制乱抛垃圾,《公众卫生及市政条例》防止及管制乱抛废物,并可于任何地方移去垃圾及废物。《郊野公园条例》禁止任何人士在郊野公园乱抛垃圾,《海岸公园条例》禁止任何人士在海岸公园和海岸保护区乱抛垃圾。
《废物处置条例》是管制废物处置的基本法例,监管范围包括废物的收集、处置及废物进出口,加上其他相关的环保法例,提供了一套完备的架构,从废物产生直至最终弃置的阶段,全面地管理香港废物。《产品环保责任条例》为实施生产者责任计划提供法律基础,并以塑胶购物袋环保征费作为条例内首个生产者责任计划。
特区政府主要通过执行性立法管制废物。政府制订了许多计划来贯彻执行立法,如废物处理计划、塑料购物袋环保征费计划、废电器电子产品生产者责任计划、自愿性生产者责任计划(包括电脑回收计划、充电池回收计划、旧电器回收计划、玻璃樽回收计划等)、家居废物源头分类计划、工商业废物源头分类计划等。
香港政府对废物的处理采取减量化、资源化和循环利用的措施。《废物处理计划》是香港都市固体废物处理策略的纲领。按照这项计划,废物处理设施全部南环保署负责管理,包括3个策略性堆填区和废物转运站网络。都市固体废物的管理策略是以各个策略性堆填区以及邻近市区的废物转运站网络为基础的。策略性堆填区是处置废物的主要场所,废物转运站,是从人口聚居的主要市中心所收集的废物会运往废物转运站压缩,然后装入特制的货柜内,再运往策略性堆填区处置。用这种方法运送大量废物既可降低整体运费,又町大大减少大量小型废物收集车在道路上行走对交通及环境造成的滋扰。已关闭的堆填区需至少30年才可全面修复,在此期间堆填区的土地将持续沉降,不适宜发展建筑物。修复承办商必须确保堆填区在期内状况安全,并符合环保标准及作合适的土地使用。已修复的堆填区将陆续发展成康乐设施,例如游乐场、运动设施、休憩公园等。把堆填气体用作非矿物燃料的做法,既环保,又有助减少本地的能源需求。把抽取出来的堆填气体燃烧或加以利用,能大幅减少已关闭堆填区所释出的温室气体。《减少废物纲要计划》制订多种减少废物的方法,提升都市固体废物(特别是家居废物)的回收率。
香港政府重视公众参与废物处理,在都市固体废物处理的信息公开方面非常完善。比如,就废物的收集,公众可通过环保署的网站,查询到每一个废物收集点的具置,甚至连废物分类回收桶/三色桶位置都可以查询到。全香港设立5个环境资源中心和一个流动环境资源中心,负责对公众进行环境健康教育,宣传环保理念。除此之外,香港政府通过举办各种公众咨询会,邀请公众参与,比如都市固体废物收费公众咨询、关于扩大塑胶购物袋环保征费计划公众咨询、建议医疗废物管制计划公众咨询、检讨化学废物处理中心提供收集及处置化学废物服务的收费公众咨询。环保署还筹办工作坊,邀请公众参与讨论香港综合废物管理设施的发展;在环保署网站建立重要的二手物品交易平台,促进旧物免费转赠或象征性收取费用。
三、比较和借鉴
穗港两地都高度重视对现有城市垃圾采取分类处理,主要以填埋方式或焚烧方式,实行垃圾减量化和资源化,尽量减少现有城市生活垃圾的产生量。然而,穗港受不同的文化背景、法律传统、现实立法、执法体制不同之影响,针对城市生活垃圾的处理也不相同。
(一)主管机构、分类和处理方式不同
城市生活垃圾处理,广州市的主管机构是广州市城市管理委员会,而香港归属于环保局。广州市把城市生活垃圾作为单独一个类别,又可分为4个小类别:可回收物、餐厨垃圾、有害垃圾和其他垃圾,对上述4小类垃圾分类后再行处理,目前主要采用填埋处理。而香港把城市生活垃圾称为家居废物,主要采用堆填处理。
(二)城市生活垃圾的收集和运送方式不同
广州市采取分类收集容器,实行责任人制度。在从收集容器运往垃圾处理厂的过程中,并没有具体规定如何避免二次污染,只是笼统的规定。香港是采取从人口聚居的主要市中心所收集的废物先运往废物转运站压缩,然后装入特制的货柜内,再运往策略性堆填区处置。以这个方法运送大量废物既可降低整体运费,又可大大减少大量小型废物收集车在道路上行走对交通及环境造成的滋扰。
(三)管理方式方法不同
广州市城市管理行政主管部门主要根据《广州市城市生活垃圾分类管理暂行规定》和其他相关法规,根据城市总体规划,会同发展改革、经贸、国土房管、环保、城乡建设、规划等有关部门,依照城市生活垃圾分类工作安排,制定城市环境卫生专业规划。香港环境保护署则是通过严格立法,如《产品环保责任条例》为推行生产者责任计划提供法律基础。《都市固体废物管理政策大纲(2005-2014)》提出一套策略解决严峻的废物问题。生产者责任计划是《政策大纲》内一项主要政策工具,透过落实“污染者自付”的原则和“环保责任”的理念减少废物,并把有用的物料回收和循环再造。在生产者责任计划下,制造商、进口商、批发商、零售商和消费者须分担回收、循环再造、处理和弃置废弃产品的责任,以期避免和减少有关产品对环境的影响。
(四)公众参与程度不同
香港环保署通过多个不同的伙伴计划,鼓励和引诱公众参与,实施废物立法。如充电池回收计划、电脑回收计划、玻璃樽回收计划、家居废物源头分类计划、旧电器回收计划、绿色乡郊减废计划等;另有引诱企业参与订立自愿性的协议,如自愿性月饼包装管理协议等。环保署在作出决策前广泛举行公众咨询活动,开展公众咨询事项。如都市固体废物收费公众咨询、堆填区扩建计划可行性研究、扩大塑胶购物袋环保征费计划公众咨询等。
(五)分析和借鉴
严格、全面、细致的立法是城市垃圾处理法治的基础。香港为处理都市固体废物,制定并颁布了《废物条例》、《产品环保责任条例》、《都市固体废物管理政策大纲》等。在健全立法基础上的依法治理是城市生活垃圾处理的关键。香港为严格执行都市固体废物处理立法,港府环保局制定和执行了丰富多样的执行计划,如废物处理计划、减少废物处理计划等。
广州市由城市管理委员会专门负责城市生活垃圾的处理,权力比较集中,责权分明。但不利之处在于城市生活垃圾中包含很多有害废物、可回收物,而这些需要环保部门专门处理,因此就存在城市生活垃圾分类后在部门之间的移交问题。同时,由于城市生活垃圾处理有很强的环境专业技术性的要求,城市生活垃圾处理需要严格的环境监测和监管,如对垃圾填埋场沼气危险的评估和预处置,国外的经验一般是由环保部门统一处理,这样可以降低管制成本、集约资源、提高处理效率,香港即由环保局具体负责城市生活垃圾处理,并对填埋场沼气危险进行评估和回收处理。
【关键词】杭州市滨江区 社区居民 垃圾分类 对策研究
近年来,随着我国人口数量的不断增长,城乡各类垃圾尤其是生活垃圾的年产生量也在不断增长。我们每天都投放大量的垃圾,在我国工业化和城市化发展过程中,由于生活垃圾投放所导致的城市环境问题越发地凸显出来,因此也受到社会广泛的关注。垃圾分类是杭州市“十二五”规划的重要工作, 同时也是我们每个社区居民为保护城市生态环境所能做的小事情。当前,把垃圾分类作为社区管理的内容有着重要意义。
一、垃圾分类的概念
垃圾分类就是将垃圾分别投放,并通过分类清运和回收使之重新变成资源。大致是根据垃圾的成分构成、产生量,结合本地垃圾的资源利用和处理方式来进行分类。
二、滨江区垃圾分类的实施情况
杭州市在2004年便已颁布《杭州市城市市容和环境卫生管理条例》,其中第五十七条规定本市逐步实行生活垃圾的袋装分类投放、收集、运输和处置。并在2012年通过的《杭州市城市生活垃圾管理办法》则明确规定生活垃圾必须全面实行分类投放。可见杭州政府在这十年间逐步实施并加强了垃圾分类的政策。2014年8月1日,滨江区出台了《“清净在源头”家庭生活垃圾分类三年行动计划》,计划到2016年底,家庭生活垃圾分类小区中,家庭宣传普及率达到100%。由此可见,垃圾分类的政策已由市政府落实到区政府,滨江区也加大了垃圾分类前端投入力度,开展了居民垃圾分类工作。
但是就目前滨江区生活垃圾分类的情况来看,情况并不乐观。社区居民在排放垃圾时分类的工作做得并不好,垃圾的分类工作大多数还停留在二次分拣阶段,这不仅加大了工作人员对垃圾分类工作的繁重程度,还造成了资源的极大浪费。为此,我们对滨江区社区居民对于垃圾分类的认知进行了调研。
三、滨江区社区居民垃圾分类的现状
笔者于2014年8月至2014年10月,在杭州市滨江区主要社区(包括东冠社区、联庄社区、西兴社区等),通过问卷调查、随机访问和实地调查三种方法对滨江区社区的垃圾分类参与者进行了调研。调研采取问卷发放的形式进行,共发放400份问卷,有效问卷378份。我们针对居民对于垃圾分类的态度、在垃圾分类工作中的处理方法以及垃圾分类工作难以有效进行的原因进行了调研,基本摸清了社区居民对于垃圾分类的认知。
(1)居民对于垃圾分类的态度。笔者通过调查发现,居民对待垃圾分类的态度有较大差别。只有17%的居民在投放垃圾时,会刻意区分垃圾桶的分类,42%的居民则不会刻意去注意,如果注意到了标识,则会将垃圾分类投放。19%的居民表示在注意到了垃圾桶的标识之后会分类处理垃圾,但是基本上不会注意到垃圾桶的标识。其余的22%的居民则完全不在意垃圾桶的标识,不会关注垃圾的分类。
在另一项调查中,31% 的被调查者认为生活垃圾分类是一种环保行为,应该自觉进行生活垃圾分类。27%的被调查者表示并没有养成生活垃圾分类的习惯,但是如果政府出台了相关的法律法规,则会积极配合。其余41% 的居民则表示生活习惯已经定下来,很难真正做到生活垃圾分类投放。
(2)居民在垃圾分类工作中的处理方法。将有价值的垃圾出售是垃圾处理的一个方法,也可以说是垃圾分类的一个初步环节。其中有63%的居民在处理家庭垃圾时会将有价值的废品出售。在这其中,15%的居民会将剩下的垃圾分类投放,48%的居民则不会分类投放生活垃圾。另外有37%的居民对于生活垃圾一般既不会分类也不会做卖废品处理,而是将生活垃圾整袋直接扔进垃圾桶。
(3)居民对生活垃圾分类的看法。在所做的调查中,居民普遍认为滨江区目前垃圾分类的工作做得并不好,在许多方面都存在问题,对此我们也进行了调查。有9%的居民认为相关法律法规不够完善,而且政策的落实也不到位;21%的居民认为政府或者社区监管的力度不够,从而不能很好地实现垃圾分类处理;另有11%的居民认为宣传的力度不够,导致部分居民对于垃圾分类的相关知识和规定并不了解,7%的居民认为政府的资金投入不足,不能有效扩大的垃圾分类监管队伍,增加、更新垃圾分类设施设备,开展垃圾分类新技术的研究等。然而在这些原因中,所占比重最大的仍是群众缺乏垃圾分类的意识,52%的被调查者认为这是垃圾分类工作做的不好的主要原因。通过调查可以看出,人民群众意识的欠缺是最重要的主观因素了。
四、滨江区社区居民在垃圾分类中存在的问题
(1)垃圾分类注重规章制度层面,缺乏可操作性。我国目前还没有针对垃圾分类方面的专用法规,只有一些指导性的条文,且均缺乏对垃圾如何分类、如何收集和处置等实施细则的规定。分类责任主体模糊,垃圾分类缺乏国家强制力保障实施,总体可操作性较差。
(2)垃圾分类标准制定不够详细,居民各自对垃圾分类的标准都有差别。通过问卷调查,笔者了解到,居民对可回收垃圾概念的理解仅仅是凭自己的生活经验。这使得居民的投放垃圾选择不一样,从而达不到垃圾分类的效果。
(3)部分居民的垃圾分类意识不强,积极性不高。很多居民都是将所有生活垃圾放在同一个垃圾袋中,然后将整袋直接丢到垃圾桶,没有细致的将可回收的、有毒的、厨房垃圾等分开来,他们觉得那样分类太复杂太费力。
(4)居民对垃圾分类的正确率不高。部分居民会在家中会对垃圾进行分类投放,投放的正确率却很低。比如厨余垃圾是指厨房做菜或日常饮食剩下的垃圾,而食物的包装盒(豆腐盒、水饺袋等)不属于厨余垃圾。
(5)宣传方式单一、力度小。垃圾分类的宣传主要在社区进行,这样的宣传方式较为单一,影响力有限。政府缺乏监督,宣传力度不足,未能在社会上引起重视。同时,大众媒体的支持和宣传大大不够,垃圾分类在深度、广度、频繁度上急需加强。
五、根据滨江区垃圾分类实施情况及出现的问题提出建议
(1)加强政策引导和立法。尽快完善杭州市城市垃圾管理的法律、法规体系,将垃圾从产生到最终处理各环节纳入依法管理轨道。可以结合滨江区的自身情况,具体制订操作性强的制度规定和实施细则。滨江区出台的《“清净在源头”家庭生活垃圾分类三年行动计划》就是一个好的开始。
(2)增加垃圾分类的财政投入。政府应加大对垃圾分类的资金投入,来断扩大的垃圾分类监管队伍,增加、更新垃圾分类设施设备,开展垃圾分类新技术的研究等。
(3)建立垃圾分类奖励制度。对垃圾分类较好的居民,采用多种形式给于一定奖励,如发放垃圾分类补贴给做的好的家庭等。这样有利于大大提高居民垃圾分类的积极性。
(4)统一完善垃圾分类标准。在垃圾分类尚未成熟的阶段,分类标准应以方便居民理解和投放为主。对垃圾分类划分的标准,应当参考社区的实际情况进行。对于一些可回收的有利用价值的垃圾,比如废纸、塑料瓶,社区可以设立专门的回收点,社区居民可以直接将这些垃圾变卖给回收点;对于那些有害的垃圾,比如废电池等,社区应专门派工作人员定时上门回收。这样垃圾分类的效率将大大提升。
(5)加强多渠道宣传,公众参与。很多居民的垃圾分类意识不强是由于政府、社区、媒体等对垃圾分类的宣传做的不到位。对于垃圾分类的宣传,不应局限在社区内部,政府应当发放垃圾分类的宣传手册,增大垃圾分类的普及面。大众媒体也应大力宣传垃圾分类教育工作。学校也应当加入其中,一个人的习惯是慢慢养成的,应从小就教育孩子进行垃圾分类。只有全民参与进来了,才能更有效地实行垃圾分类,达成目标。
六、总结和展望
通过这次调查实践,以及笔者的所见所闻所感,充分见证了滨江区居民垃圾分类的实施状况。如同大家所料想的,垃圾分类正处于发展阶段,各方面的体制和设备尚不成熟,未来要走的路还很漫长。垃圾分类是一个社会问题,应举权社会之力,由政府、社会、家庭共同来参与。
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