《Journal of Environmental Management》:A framework to assess plastic recycling efficiency of the primary and final processors
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为应对工业化国家塑料回收效率评估标准缺失的问题,研究人员构建了集成初级处理器(MRF)与最终处理器(回收商)的综合评估框架,提出PDR、EPP、EFP三项指标并整合为EPRS。研究发现加拿大高回收量塑料组(如PET、HDPE)的回收效率相对较高但呈下降趋势,而低回收量塑料组(如ABS、热固性塑料)的分流率与系统效率均显著偏低,揭示了分流不足与分拣效率恶化是制约整体回收效率的关键瓶颈,为优化塑料废物管理策略提供了量化依据。
在全球塑料消费量持续飙升的背景下,仅有约9%的塑料废弃物被有效回收,其余大多被填埋或焚烧,这对环境造成了持久压力。加拿大作为人均塑料废物产生量最高的工业化国家之一,其塑料回收率长期停滞在9%左右,远低于部分欧盟国家及中国、印度等新兴经济体。尽管加拿大实施了“零塑料废物”战略及生产者责任延伸(EPR)制度,但整体回收效能仍不理想。现有评估指标如分流率(DR)虽能反映废物分流情况,却难以识别回收链条中分拣、加工等关键环节的瓶颈。因此,开发一套能够全面量化初级处理器(材料回收设施,MRF)与最终处理器(回收商)协同效率的评估框架,成为提升塑料废物管理水平的迫切需求。
本研究基于加拿大统计局2012–2021年的塑料物质流账户数据,将19种树脂按累计回收量划分为高(如PET、HDPE)、中(如PVC、PS)、低(如ABS、热固性塑料)三组,提出初级分流率(PDR,衡量废弃物分流至MRF的比例)、初级处理器效率(EPP,MRF分拣压包效率)、最终处理器效率(EFP,回收商产出再生颗粒的效率)三项指标,并整合为塑料回收系统效率(EPRS)指数。通过曼-肯德尔(Mann-Kendall)趋势检验与线性回归分析各组效率的时序变化,并利用Pearson相关性分析揭示指标间关联。
3.1 塑料生产与回收趋势
加拿大塑料产量在2012–2021年间增长27.5%,而回收量波动较大,回收率仅维持在4.83%–6.52%。2014年因中国“绿色围墙”政策收紧,加拿大塑料产量临时下降,随后通过增加对美出口部分抵消冲击;2020–2021年COVID-19疫情期间,再生塑料需求下降与回收设施关停导致回收量进一步缩减。
3.2 分组效率指标分析
3.2.1 初级分流率(PDR)
高、中组别的PDR中位数分别为26.12%与23.72%,且呈上升趋势(Sen斜率S=+29.00与+25.00),而低组别PDR中位数仅9.19%且逐年下降(S=-7.00),反映其分流严重不足。
3.2.2 初级处理器效率(EPP)
高组别EPP中位数最高(47.67%),但所有组别EPP均显著下降(S介于-35.00至-3.00),表明MRF分拣能力随废物复杂性增加而恶化。
3.2.3 最终处理器效率(EFP)
三组EFP中位数稳定在78.91%–80.72%,且波动较小(四分位距1.88–4.60),说明回收商加工环节效率较高且稳健。
3.3 指标相关性
高组别PDR与EPP呈显著负相关(r=-0.73),提示高分流率可能伴随分拣效率降低;而三组间EPP高度正相关(r>0.90),表明MRF整体性能受共同因素(如技术瓶颈)驱动。
3.4 回收系统综合效率
EPRS在高中低组别均呈下降趋势(年降幅0.09%–0.24%),其中低组别降幅最大且效率最低(39.42%–41.98%),凸显其回收系统脆弱性。高组别虽效率相对较高(50.79%–52.81%),但持续下滑趋势警示现有政策与技术投入不足。
本研究揭示加拿大塑料回收系统效率整体衰退的核心矛盾:低回收量塑料分流严重不足,而普通塑料的分拣效率持续恶化。尽管最终处理环节表现稳定,但初级处理阶段的瓶颈直接导致EPRS下降。研究呼吁针对低、中组别塑料制定专项分流政策,并推动MRF技术升级以优化分拣精度。该框架为工业化国家塑料回收系统的多环节诊断提供了标准化工具,对实现循环经济目标具有关键政策意义。