《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Scenario analysis of environmental and climate impacts of solid waste management in Davao City, Philippines
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达沃市固体废物管理通过生命周期评估发现，当前填埋依赖导致显著环境负担，引入生物废物收集、废物分流及填埋气回收可大幅降低全球变暖潜力和毒性影响，其中综合策略效果最优。
Ruben W. Salvador | Ruey-An Doong
国立清华大学分析与环境科学研究所，台湾新竹县光复路2段101号，300044
摘要
达沃市的市政固体废物管理面临着严重的环境挑战，这主要是由于收集量有限、露天倾倒以及过度依赖填埋处理。这些做法对全球变暖、人类健康和淡水生态系统产生了重大影响。本研究采用生命周期评估方法来评估不同的废物管理策略，特别关注减少对填埋的依赖。结果表明，生物废物收集、废物分流策略和填埋气回收是降低环境影响的最关键因素。通过堆肥、焚烧或改进回收等方式将废物从填埋场转移的方案，其效果明显优于现有系统。研究提出了一种综合方案，结合了这些措施，在不同影响类别中实现了最平衡的结果，显著降低了总体环境影响（20.94 Pt）和全球变暖潜能值（487.66 kg CO2-eq）。这些发现表明，在菲律宾的背景下，从以填埋为中心的处理方式转向综合的、针对特定废物流的处理方式对于实现可持续和高效的城市废物管理至关重要。
引言
市政固体废物（MSW）管理对发展中国家来说是一个复杂的环境问题。除了温室气体排放外，它还导致空气污染、渗滤液产生以及潜在的地下水污染，进而威胁人类健康和生态系统[28]。因此，应优先实施能够同时减少气候和非气候影响的废物管理策略。
尽管存在环境风险，但由于成本效益高且操作简单，填埋仍然是菲律宾及许多其他发展中国家的主要废物处理方式[8]。2024年，达沃市（位于菲律宾东南部）每天产生约1,100公吨的MSW，其中近80%来自居民区，可生物降解物质占总废物的大约一半，此外还有大量可回收物和残余废物（见图1）。废物收集覆盖率仅约为总废物量的68%，大部分收集到的废物被处置在New Carmen社区的卫生填埋场。该填埋场没有甲烷捕集设施，这既浪费了减少环境影响的机遇，也错过了可再生能源生产的潜力。关于达沃市MSW情况的详细信息见补充材料的附录A。
焚烧虽然在减少废物体积和能源回收方面有效，但在废物管理系统中的应用仍然有限，目前主要应用于小规模或非市政场合。虽然1999年的《菲律宾清洁空气法》并未明确禁止焚烧作为废物处理方式，且先进的空气污染控制技术也使其成为可能，但由于对长期环境和人类影响的担忧以及公众的强烈反对，焚烧并未成为菲律宾的主要废物处理方式[19]。能源部和环境与自然资源部最近的法规将废物转化为能源（WtE）技术视为有条件允许的，特别是用于处理生物性和残余废物，前提是必须实施适当的空气污染控制系统。然而，缺乏统一的法规和公众的持续反对仍然限制了基于焚烧的WtE项目的实际实施[5]。
最近的研究为菲律宾的废物管理提供了宝贵的见解，特别是在识别关键挑战和差距[10]、政策理解和意识[24][7]以及废物特征分析[20]方面。尽管有这些进展，相关研究仍较为分散，大多数研究仅关注特定问题、意识提升活动、行业废物特征或单一技术，而未能全面综合评估MSW管理系统。
相比之下，东南亚邻国进行了大量关于MSW管理的生命周期评估（LCA）研究，这些研究表明系统性能主要受处理和处置方式的影响。堆肥、回收、生物机械处理和废物转化为能源等替代方案通常优于基于填埋的系统。然而，这些研究往往依赖于预设的情景，并主要关注气候变化影响，未能充分探讨关键操作参数的变化和更广泛的环境权衡对系统性能的影响[15][16][31]。
在菲律宾，生命周期评估也被用于评估MSW管理系统，例如达沃市的相关研究。Olalo等人[27]评估了未来MSW情景下温室气体（GHG）排放对废物分离率和塑料废物产生变化的敏感性。尽管这些分析提供了有关气候影响的见解，但它们的范围有限，仅考察了一小部分参数，并主要关注GHG排放。因此，未考虑与非气候影响相关的潜在权衡，如人类健康风险、生态系统退化和资源枯竭等问题，尽管这些问题与废物处理技术和处置方式密切相关。这些局限性表明，需要一种全面的、基于敏感性的LCA方法，以考虑系统各组成部分之间的相互作用，并在城市层面评估多种环境影响。
因此，仍需要一项能够同时评估多个操作参数、考虑不同组成部分之间相互作用，并涵盖更广泛环境影响的综合分析。为填补这一空白，本研究旨在利用LCA方法评估达沃市的现有MSW管理系统，结果将以终点和中间影响类别的形式呈现。同时，还评估了其他废物管理策略（如填埋气收集、堆肥和焚烧）作为对比方案。为了增强和检验假设的合理性，通过在不同低限和高限范围内调整特定输入参数进行了敏感性分析。量化这些多方面的影响有助于识别环境负担的关键驱动因素，并为地方层面的综合MSW管理提供基于证据的决策支持。
方法论
本研究遵循ISO 14040生命周期评估框架，包括四个关键阶段：目标和范围定义、生命周期清单分析、生命周期影响评估和解释。详细的方法论信息（包括假设和计算程序）见补充材料的附录B。
结果与讨论
本节中的所有结果均以每1000公斤MSW的功能单位表示。正贡献值表示有害影响，归类为“负担”；负贡献值表示避免的影响或改进，视为“收益”[14]。
结论
本研究评估了达沃市当前的市政固体废物管理实践，并通过生命周期评估将其与其他策略进行了比较。结果显示，现有系统在多个影响类别中产生了最大的环境负担，尤其是在全球变暖潜能值和毒性相关类别方面。引入填埋气收集显著减少了与气候相关的影响，当捕获的填埋气得到利用时，还能带来进一步的效益。
作者贡献声明
Ruey-An Doong：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、验证、监督、项目管理、资金筹集、数据整理。Salvador Ruben Wong：初稿撰写、可视化展示、验证、方法论设计、调查、数据整理、概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益冲突或个人关系。
致谢
作者感谢台湾国家科学技术委员会（NSTC）在项目编号NSTC 114-2223-E-007-002下的财政支持。
