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高分辨率概率物质流分析揭示中国2022年农村79%的塑料泄漏主因是处理设施不足，城市则因乱扔和操作泄漏占比较大。情景分析表明单独源头限制效果有限（3.28%），需结合生产者责任延伸与农村基建升级，强调空间差异化政策对循环经济转型的必要性。
张瑞琪|尹志斌|刘桂英|刘涵|刘瑶辉|朱明|郭建波|冯秦中|刘立远|陈阳
中国科学院大学资源与环境学院，北京 100049，中国
摘要
本研究采用高分辨率的概率物质流分析（PMFA）方法，量化了2022年中国的大塑料泄漏机制。研究发现，农村地区占总泄漏量的79%，主要原因是废物处理基础设施的不足；而城市地区的泄漏则主要源于乱扔垃圾和操作过程中的泄漏。情景分析表明，如果单独实施上游源头减排措施（如禁令），其减排效果有限（约3%）。相反，将生产者责任延伸制度与农村基础设施升级相结合的综合方法最为有效。这些发现强调了从“一刀切”政策转向差异化策略的必要性：优先加强农村地区的能力建设，并改进城市中心的运营管理，以有效实现向循环经济的转型。
引言
全球塑料产业的生产和消费持续增长。由于塑料的成本效益、耐用性和多功能性，它们已成为现代社会不可或缺的材料，广泛应用于工业、家庭和农业领域（Williams和Rangel-Buitrago，2022）。然而，塑料污染已成为全球环境治理的紧迫问题。1950年至2015年间，全球共产生了约63亿吨塑料废物；其中约9%被回收，12%被焚烧，79%堆积在垃圾填埋场或泄漏到环境中（Geyer等人，2017）。这使得塑料污染成为一个需要国际协同应对的全球性挑战（MacLeod等人，2021；UNEP，2021）。
为应对这一日益严重的污染问题，联合国环境规划署第5.2委员会于2022年通过了第5/14号决议，启动了关于塑料污染的国际具有法律约束力的文书（ILBI）的谈判，旨在规范塑料的整个生命周期（UNEP，2022）。尽管这些谈判具有重要意义，但政策分歧仍然存在（Barrowclough和Birkbeck，2022）。一部分利益相关者主张减少源头排放，强调限制初级生产；另一部分则优先考虑产品生命周期末期的管理，重点加强废物处理系统（Gómez-Sanabria和Lindl，2024；Spring等人，2025；UNEP，2024）。这些相互矛盾的观点反映了更深层次的系统性辩论：源头限制意味着生产模式的转变，而生命周期末期的控制则侧重于通过下游干预措施保护工业产能。这种二元对立仍然是建立统一全球框架的巨大障碍。
在此背景下，塑料泄漏到环境中（PLE）成为了一个关键的跨学科研究前沿。它作为连接上游源头限制和下游废物管理之间的关键指标（Cottom等人，2024；Hu等人，2025）。虽然这些缓解措施常被视为争夺政策资源的竞争者，但PLE量化了下游基础设施的功能限制，揭示了即使在受监管系统中也会系统性地逃逸的废物比例。通过识别这些“无法管理”的泄漏热点，PLE提供了证明有针对性源头限制合理性的实证依据，从而将这些不同的策略整合到一个连贯的治理框架中。
物质流分析（MFA）和生命周期评估（LCA）被广泛用于量化这些流动。这些框架有效地绘制了全球包装流动图，并描述了塑料在经济系统与环境系统之间的交换（UNEP，2019；WEF，2023）。然而，尽管有如MFA-LCA耦合框架等改进措施，但在空间分辨率方面仍存在显著局限性。大多数全球和地区性评估依赖于汇总的转移系数或通用的“损失率”，无法捕捉到当地的地理和社会经济差异（Abbasi等人，2023；Drewniok等人，2023）。因此，现有模型在评估泄漏聚合物的潜在影响方面表现良好，但在精确确定泄漏发生的地点和原因方面存在困难。它们通常将复杂的上游驱动因素（如农村收集基础设施的崩溃或当地处理行为）简化为静态平均值（Brooks和Havas，2025；Cottom等人，2024；Sun等人，2022），从而无法准确理解人类活动与环境释放之间的具体界面。
这一挑战在中国尤为突出，中国是世界上最大的塑料生产和消费国（Houssini等人，2025）。近年来，中国实施了一系列积极的多层次治理政策——从源头禁令到生产者责任延伸（EPR）——以减少泄漏风险（Sun等人，2022）。然而，这些自上而下的干预措施的有效性受到社会经济发展不平等的深刻影响。主要大都市区已经建立了“零废物”系统，成功抑制了泄漏，而农村地区往往缺乏足够的基础设施，成为明显的泄漏热点（Chen等人，2025；Yan等人，2022）。现有研究往往忽视了这种城乡差距，将整个国家视为具有统一管理参数的单一整体。这种缺乏空间区分的情况成为实现有效国家污染控制的主要障碍。
为弥补这些差距，基于最近的研究（Hu等人，2025；Ren等人，2025），本研究提出了一个高分辨率框架，旨在量化塑料泄漏的路径。以中国这一发展差异显著的代表性案例进行研究，我们整合了文献数据、统计记录和本地化的废物管理参数，重建了14种聚合物类型和47类产品类别在各种区域系统中的生命周期流动。通过超越汇总的全国性估计，本研究旨在提供一个基于证据的工具，以支持制定有针对性和公平的塑料污染控制政策，为面临类似发展挑战的其他国家提供可借鉴的见解。
章节摘录
系统边界和范围
在之前关于中国塑料物质流的研究基础上（Chen等人，2023；Ren等人，2025），本研究开发了一个高分辨率的概率物质流分析（PMFA）模型，以量化2022年中国塑料聚合物的流动及其向环境的泄漏（PLE）。系统边界涵盖了中国大陆塑料价值链的下游部分，从聚合物生产到最终处置，包括以下阶段：（i）初级聚合物的生产，（ii）
PLE中的主要产品
2022年，中国消耗了157.0 ± 6.3百万吨（均值 ± 95% 贝叶斯可信区间）的塑料产品，其中绝大多数在使用后进入了正式的废物管理系统。在整个生命周期中，估计有5.18 ± 0.38百万吨——约占所有塑料废物的3.28%——逃逸了这些系统。为了确定主要的泄漏路径，我们按聚合物类型和消费部门分解了全国总量，然后进一步将物质流细化到具体产品
低价值塑料废物的PLE
模型结果显示，2022年中国整体的PLE为5.18 ± 0.38百万吨（每年每吨3.5公斤），占年度塑料废物流入量的3.28%。这一估计值大约是Cottom等人（2024）报告值的1.8倍（Cottom等人，2024），主要是因为我们的分析考虑了2022年释放的所有塑料废物，而没有假设泄漏事件仅限于某个特定时间段。此外，本研究计算的泄漏率（3.28
结论
本研究建立了一个全面的生命周期和代谢模型，量化了中国塑料泄漏到环境中的规模、路径和驱动因素。通过将物质流分析与情景模拟相结合，我们得出了三个关键见解，这些见解重塑了塑料污染控制的战略框架，并为中国正在进行的政策努力提供了实证支持。
首先，上游干预措施的有效性在结构上依赖于下游
总结
本研究通过指导废物管理策略来支持可持续发展，以防止中国的塑料污染。
CRediT作者贡献声明
张瑞琪：撰写——初稿，可视化，验证，监督，软件，项目管理，方法论，调查，正式分析，数据管理，概念化。尹志斌：可视化，资源，数据管理。刘桂英：调查，数据管理。刘涵：数据管理。刘瑶辉：数据管理。朱明：软件，数据管理。郭建波：撰写——初稿，正式分析，数据管理。冯秦中：撰写——审阅与编辑。刘立远：
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者衷心感谢全球环境基金项目“中国塑料行业的生命周期管理”（项目编号：11543）和中国国家重点研发计划（授权号：2022YFC3902300的支持。
