《城市生活垃圾管理》_文前_.doc

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1 福特基金会公共政策研究项目资助 图书在版编目 (CIP) 数据 城市生活垃圾管理 : 推进循环经济的前沿领域 / 江源, 刘运通, 邵培著. 北京 : 中国环境科学出版社, ISBN 城市生活垃圾管理 推进循环经济的前沿领域 江源刘运通邵培著 Ⅰ. 城 Ⅱ.1 江 2 刘 3 邵 Ⅲ. 垃圾处理 研究 Ⅳ.X705 中国版本图书馆 CIP 数据核字 (2004) 第 号 三叶草工作室 即中国环境科学出版社环境科学编辑部 工作室以出品环境类图书为宗旨, 服务社会 工作室同仁愿成为您的朋友 中国环境科学出版社 北京 责任编辑 : 黄晓燕 封面设计 : 陆臻 版式设计 : 郝明 出版发行中国环境科学出版社 ( 北京崇文区广渠门内大街 16 号 ) 网 址 : 电子信箱 :sanyecao@cesp.cn 电 话 : 传真 : 印 刷 经 销各地新华书店 版 次 2004 年 6 月第一版 2004 年 6 月第一次印刷 印 数 开 本 /32 印 张 8.5 字 数 240 千字 定 价 元 版权所有, 请勿翻印 转载, 违者必究 如有缺页 破损 倒装等印装质量问题, 请寄回本工作室更换

2 序 在本出版物中所记述的研究工作是由福特基金会支持的公共政策研究资助竞争项目资助的 在这个改革时期, 政府职能的转变对中国公共政策的形成提出了新的挑战 随着政府逐渐从经济单元中退出直接管理, 其角色也逐步转向对经济环境和公共物品及服务提供的管理上 因此, 良好的公共政策的形成就需要政府官员 研究人员和那些受政策发展影响的群体之间形成一种新型的互动模式 公共政策研究资助竞争项目于 1998 年开始支持研究人员和政策制订者们从事特定的政策问题及公共政策形成方法的分析 最终的优胜者是由国内外高级经济学家和社会学家组成的委员会经过严格的评审后决定的 我们福特基金会为中国有这么多学者愿意致力于有关中国当代公共政策应用问题的研究而感到高兴 研究只有在被沟通和理解后才能为政策的决定提供依据 因此, 福特基金会同样通过该竞争项目资助出版其中一些优秀的研究成果 在此, 我们祝贺在本出版物中发表自己著作的学者, 并非常高兴能使其研究成果为更多公众所了解 Sarah Cook 福特基金会北京代表处 i

3 前言 综观发达国家的工业化历史和我国的发展历程, 以资源高消耗和牺牲环境为代价的经济发展模式具有明显的不可持续性 我国人口多, 资源相对不足, 经济增长快, 发展与资源可持续利用和环境保护之间的矛盾十分突出 因此, 调整发展模式, 将循环经济的理念贯穿到区域发展 产品生产和环境管理中, 是推进可持续发展 实践科学发展观的重要保证 在发达国家中, 循环经济实践已经获得了一些成功经验, 如杜邦化学公司的企业内部清洁生产和资源循环利用 丹麦卡伦堡生态工业园的企业或产业间生态工业网络 从 1980 年代末期以来, 德国在一些城市先后进行试点研究, 探索在垃圾管理和处置领域实践循环经济的有效途径, 形成了体制独特的 德国二元系统 在这个系统的经营与管理中, 循环经济的理论研究和实践模式获得不断提高和发展 生活垃圾资源再利用问题, 不仅仅是在生产和消费末端出现的问题, 而是贯穿于产品设计 生产工艺 流通 销售和消费过程中的问题, 运用循环经济理论实现生活垃圾减量化和资源化管理目标, 已经成为现代城市生活垃圾管理的发展趋势 本项研究的重点在于探讨如何使循环经济理念在中国生活垃圾管理中得以实践和应用, 探讨如何使城市生活垃圾的可持续管理政策措施和生活垃圾处理工程项目的费用分析理论及其应用 全书共分 13 章 第 1 章主要介绍生活垃圾管理和处置简史 ; 第 2 3 章主要论述 LCA 理论在生活垃圾管理中的作用以及法律和行政措施在生活垃圾管理中的有效性 ; 第 4 5 章重点分析了中国城市生活垃圾 iii 的特点及其处置与管理现状, 同时提出了部分政策建议 ; 第 6 7 章对国外生活垃圾减量化管理措施和生活垃圾收费制度进行了全面介绍和分析 ; 第 章针对中国生活垃圾管理中的收费和国外有效政策的推行等问题进行了专题性讨论 ; 第 章论述了生活垃圾处理工程项目费用分析理论并给出了实例分析 ; 书末列出了被引用的参考文献 本书资料和数据丰富充实, 既有理论分析, 也有研究案例 可供相关专业的大专院校学生和教师在学习和教学中使用, 也将为城市环境管理工作人员提供数据和思路, 对于相关部门制定环境管理政策具有重要的参考价值 本项研究受到福特基金会的资助, 也受到美中学术交流委员会的大力支持 没有他们的支持与帮助, 是不可能获得这项研究成果的 福特基金会北京代表处负责人 Sarah Cook 女士, 对本项研究给予了高度关注, 并亲自为研究成果的出版作序 美中学术交流委员会北京办事处主任 Keith Clemenger 先生, 对项目研究工作给予了很多鼓励, 项目的顺利完成与他的支持是分不开的 项目在案例研究 工程设计和问卷调查与分析中, 受到了来自多方面的合作和支持 特别值得提到的是原北京市环境卫生局王维平高级工程师热情地提供了许多很有价值的参考资料, 参与了多次讨论, 对本项目的完成起到了至关重要的作用 ; 原北京市南宫堆肥厂王渝晋厂长为项目调研工作提供了很多方便 ; 北京工业大学程静教授 德国不莱梅大学的 Schmidt 教授 德国哈勒大学的 Will 博士提供了大量国内外相关文献, 丰富了项目工作组人员的研究思路 ; 中国国际工程咨询公司的陈文晖博士 樊明远处长 上海市环境卫生管理局徐振渠高级工程师 西安市市容环境卫生管理局益南处长在资料收集方面给予了大力支持 ; 上海交通大学陈迪教授 赵旭教授 北京师范大学谢云教授 深圳市刘小霞女士等对问卷调查提供了很多帮助 ; 北京地球村主管蓼晓义女士 清华大学胡秀仁教授和施祖麟教授对项目研究提出了许多宝贵建议 ; 北京师范大学张先根 周燕芳 刘峥 陈科 侯会乔 冯伟 曹彤等同学, 西安交通大学江南等同学, 在问卷调 iv

4 查和数据分析中发挥了重要作用 ; 在此我们一并表示衷心感谢 还要特别感谢的是北京师范大学梁进社教授, 在城市生活垃圾定价及计量收费案例研究方面, 为本课题作出了重要贡献 北京师范大学康慕谊教授不仅在数据分析中给予了很多指导, 而且对数据进行了全面审核并提出了许多改进建议 借此机会我们向给予过我们直接或间接帮助的所有同事和朋友一并表示衷心感谢 由于本书涉及内容广泛, 限于我们的理论水平和实践经验, 错误和不足之处在所难免, 敬请各位读者批评指正 北京师范大学资源学院 教授 博士江源 北京工业大学建筑工程学院 教授 博士刘运通 北京市北清机扫集团有限责任公司董事长 邵培 2003 年 6 月 2 日 v

5 5 城市生活垃圾收集过程的管理 : 现状 问题 建议 国际经验 : 德国收集固体垃圾的二元系统 中国城市生活垃圾分类收集可行性与政策建议...86 目录 1 生活垃圾处置与管理发展简史 生命周期评价与生活垃圾全过程管理 生命周期评价理论的产生和发展 生命周期评价的方法 生命周期评价的需求动力 生命周期评价对具体产品的应用 生命周期评价在环境和垃圾管理公共政策中的应用 生命周期评价在我国垃圾管理中的应用案例 工业化国家的垃圾管理立法及其作用 宏观环境政策和法规 德国固体垃圾管理的法律和政策 循环经济与垃圾法及其实施效果 美国固体废弃物管理法规 中国城市生活垃圾变化 管理与处置概况 中国城市概况 中国城市生活垃圾处理与管理基本体系 中国城市生活垃圾概况 中国城市生活垃圾变化与国外城市生活垃圾变化对比 生活垃圾处置和管理的变化与发展 铁路站车垃圾现状与管理...72 vii 6 可利用物质回收和再生产品的市场分析 回收产业构成与回收物质及其再生产品市场分析 中国城市生活垃圾资源化利用现状及其产业化前景 生活垃圾减量化管理的国际经验 垃圾减量的间接措施 垃圾减量的直接措施 生活垃圾减量试验 生活垃圾收费的核算方法与效果评价 收费对垃圾排放量的作用 收费对物质再利用的影响 清运和消纳垃圾的费用分析 德国垃圾收费系统案例 收费标准与收费对象 收费模式的对比分析 企业经营中的费用构成 中国城市生活垃圾收费政策初步研究 垃圾收费政策的目标与现行收费模式 垃圾收费数额的确定与案例研究 生活垃圾收费模式探讨 环卫作业市场价格体系探索 垃圾全过程管理规划与公众态度 规划过程步骤 全过程规划与中国城市生活垃圾管理体系的比较 viii

6 10.3 城市生活垃圾管理政策的公众认同度 垃圾处理项目的经济评价 垃圾处理项目经济评价的目的与意义 垃圾处理项目经济分析原理 垃圾处理项目经济评价方法 垃圾处理项目的费用构成 垃圾处理项目经济评价实例 项目概况 评价方法与参数 项目费用计算 经济评价结果 垃圾转运站和堆肥厂的经济评价 参考文献 ix

7 1 生活垃圾处置与管理发展简史 垃圾通常被定义为 : 对拥有者无用而丢弃的物品或材料 (Tchobanoglous et al,1993;bilitewske et al,2001) 垃圾是人类生活过程中不可避免的产物, 随着社会经济和科学技术的发展, 人类对垃圾的认识不断深化, 处理方法和手段也在逐步改进和不断提高 早在公元前 9000 前 8000 年, 人类就开始在居住地之外的场所寻找生活垃圾 ( 如贝壳 骨头或碎陶片等丢弃物 ) 的堆放地 到公元 15 世纪, 在欧洲和亚洲的一些城市中已经形成了城市生活垃圾处理系统的雏形, 如定期清扫街道 生活垃圾容器化收集以及对感染瘟疫而死亡的动物和人的尸体进行焚烧处理等等 然而随着人类社会的发展, 城市化过程不断加剧, 垃圾的排放量也迅速增加 由于大量生活垃圾在居住区周围的简单堆放, 居民点卫生条件恶化, 使居住区的生活环境受到严重破坏, 水源污染 疾病流行等事件时有发生 公元 年, 在人口密集的欧洲, 由于居住环境恶化引起瘟疫流行, 导致了当时大约 1/3 人口 (2 500 万 ) 的死亡 年, 仅仅在普鲁士就有 38 万人死于霍乱 (Hösel,1991), 在汉堡 1892 年大约有 人由于饮用了受到霍乱病毒严重污染的水而失去了生命 人类在付出了巨大的代价之后, 逐步认识到妥善处理垃圾的必要性 随着科学技术的发展,19 世纪中 后期人类对于细菌和病原体导致疾病传播等问题有了突破性认识, 同时也认识到生活卫生条件与细菌和病原体的产生和传播密切相关 因此, 净化水源 保护居住环境 改善卫生条件等问题开始逐步引起各有关方面的高度重 1 视, 人类由此开始了垃圾处理技术工程研究 1876 年在英国首次建立垃圾焚烧设施 (Erhard,1991) 此后, 世界各国不断改进垃圾处理技术, 到 19 世纪末, 已开始尝试垃圾焚烧过程中的可利用能量和材料的回收 1898 年, 美国纽约市首先建立了垃圾分选场, 使占生活垃圾总重量 37% 的成分被作为可再次利用的物质得到回收 (Vesilind & Rimer,1981) 几乎在同一时期, 德国的汉堡 柏林和慕尼黑等大城市也开始尝试进行垃圾的分类和回收 1960 年代以来, 随着经济的飞速发展和消费观与需求观的变化, 垃圾产量骤然增多 为了安全有效地处理垃圾, 世界各国不仅采用焚烧, 而且采用填埋和堆肥等方法对垃圾进行有效处理 1970 年代之后, 人类对环境问题日趋重视, 环境监测手段和技术也不断提高, 由垃圾处理造成的新的环境问题又成为社会各方关注的焦点 如垃圾焚烧炉排放废气中的烟尘 氯化物 硫化物 重金属以及被认为是迄今毒性最大的物质二口恶英, 垃圾填埋场产生的渗沥液等对土壤和水质的污染, 由于使用质量不佳的堆肥产品, 或因使用方式不当而造成的重金属污染等, 已被列为迫切需要解决的问题 因此从 1970 年代末, 各个发达国家普遍对垃圾的无害化处理给予高度重视, 并投入大量资金进行技术开发与研究 进入 1980 年代以来, 人们明确地认识到, 垃圾问题不仅与物质利用和生产活动有关, 也与社会组织 生活习惯以及消费行为等密切相关, 因此垃圾问题的解决不可能靠某一项技术或某几项工程, 只能通过由全社会参与的系统工程逐步实现, 其主要目标为实现垃圾减量化 垃圾资源化和垃圾处理无害化 综观国内外生活垃圾处理和管理中的理论探索与实践经验, 不仅都经历过从以工程技术措施为主的末端处理, 到以减量化 资源化利用为重心的全过程管理的转变过程, 同时也大都实现了在国家优惠政策的支持下, 充分利用市场机制, 依靠健全的垃圾产业解决生活垃圾问题的管理模式 建立这种管理模式的思路主要体现在以下几个方面 ( 江源,1998,2002) (1) 通过宣传转变公众意识是实现生活垃圾源头减量的前提 2

8 无论采取何种手段提高垃圾中资源成分的利用和垃圾处理能力, 都属于补救性的方案, 也都避免不了为此付出经济和生态方面的双重代价 因此采取有效措施, 实现垃圾源头减量, 已成为很多国家所重视的主动性垃圾对策, 它构成了垃圾管理的第一目标 人是生活垃圾排放的主体, 垃圾排放量的增加与整个社会的行为密切相关, 特别是个人和家庭管理行为对之影响极大 因此, 在生活垃圾管理中, 只有用宣传教育手段转变公众意识, 才有可能实现生活垃圾的源头减量 (2) 产业化道路是实现垃圾资源化利用的有效途径无论是垃圾物质回收还是垃圾能量回收的实施, 都需要通过企业活动才能完成 1970 年代以来, 很多国家都采取各种措施, 如通过税收返还 提高工资级别 给予财政补贴和低息贷款等, 促进垃圾产业的发展 ; 同时不断严格管理制度, 确保部分税收收入用于垃圾处理 回收和循环利用体系的开发 ; 不仅如此, 同时还在用地方面给予地价优惠, 提供无偿业务和技术咨询, 设立专项研究基金, 支持关于垃圾回收 分选 物质再生利用和最终无害化处理技术等方面的科学研究 至今, 很多国家垃圾中可利用成分的回收和利用等, 都由相关产业部门进行实施 日本的 产品责任法 规定, 包括包装行业在内, 企业不仅必须对产品使用质量负责, 而且必须对产品使用后形成的垃圾负责 这就迫使企业在开发新产品 新包装的同时就将废弃物的回收和资源循环利用一并进行考虑 联邦德国的 DSD 系统也是一个推行循环经济的成功实践 由于德国法律对包装品的回收和再利用等有明确规定, 因此 1990 年在德国由商业 消费品工业 包装品工业和材料供给商等行业共同成立了 DSD 有限责任公司, 其任务是完成法律规定的分选和回收比例, 负责对玻璃 废纸 金属和人造物等包装品材料进行回收, 从而保证了可再生利用物质的回收和利用 自 DSD 系统工作以来, 可再生利用的包装品物质的回收利用率不断提高, 到 1995 年各类物质的回收率均超过 80%, 分选率均超过 60% (3) 法律和经济措施是达到垃圾源头减量目的的有效手段 3 垃圾资源化利用, 虽然具有极其重要的环境和生态效益, 但如果完全由企业判断是否使用垃圾资源, 那么只有当利用垃圾资源比利用新资源能给企业带来更多利润时, 才能保证获得实现 然而由于技术 经济和社会等各方面因素的影响, 再生资源的利用受到原生资源开采利用的竞争, 常常使企业难以作出利用再生资源的选择 因此为了保证废弃物资源化利用, 必须制定相关法规, 运用法律的强制手段, 规范人们对资源的开发 节省 回收与利用 法律具有强制性作用, 从 1970 年代起, 美 日 英 法 德 丹麦 瑞士等国家都采取有效的法律措施, 以保证垃圾的有效处置和科学管理 如丹麦规定 : 废汞电池由商店回收, 送回生产部门, 以便再生利用 美国国会于 1976 年通过了 资源保护与回收法, 1989 年美国法律还规定, 对每一种主要纸产品都要有最小的废纸配比量 德国是关于垃圾立法较为完备的国家,1972 年首次颁布垃圾法, 对垃圾清除问题作出了有关规定,1986 年增加了有关垃圾减量和再利用的规定, 特别是对包装品的回收进行了明确规定, 禁止单向流程 ( 即不可回收利用 ) 的包装品在市场上的使用, 禁止对可回收物品的非回收性处理 ( 如填埋 焚烧等 ) 和垃圾的非法堆放 在法律法规的制约下,1990 年德国包装品行业成立了 DSD 股份有限公司, 一方面负责包装品的回收利用, 另一方面通过向有关企业发放包装品绿点标记征收费用, 以控制包装品生产量并保证使用材料的可回收性和可再利用性, 不仅对垃圾中包装品成分的回收利用而且对垃圾总量的减少产生了明显影响 除了立法之外, 采取必要的经济措施, 如实行合理的垃圾收费制度等, 对垃圾排放量的控制和减少也具有明显效果 4

9 2 生命周期评价与生活垃圾全过程管理 资源高效利用和环境保护是维持人类生存环境 社会稳定和经济发展的基本保证, 已引起世界各国政府的高度关注, 在我国经济高速发展的今天, 树立科学发展观, 强调可持续发展, 提倡循环经济, 也已在全国范围内获得共识 然而, 如何实现可持续发展, 实践循环经济, 则需要在理论和实践上不断探索和尝试, 需要与之相配套的管理体系和有效措施 理论上, 我们需要重新认识环境问题与人类生产方式及消费模式之间的关系, 探讨绿色 GDP 核算体系 ; 在实践中, 应该探索资源保护和环境治理中企业成本与社会受益冲突的可能解决途径, 探索通过制度变革和管理创新协调人与自然 经济发展与环境保护的矛盾 在需要探索的诸多问题当中, 正确评价生产过程中资源与环境的损耗是不可缺少的重要基础 生活垃圾一方面含有大量可重复利用的资源, 另一方面对环境造成影响, 其管理系统具有相对完整的体系, 并能够形成较为清晰的生产 消费 排放链, 为探索推进循环经济的管理系统提供了条件 作为资源与环境管理中的一种有效措施, 生命周期评价在世界很多国家城市生活垃圾及其相关领域的管理中获得应用 2.1 生命周期评价理论的产生和发展生命周期评价的基本思想始于 1960 年代后期, 最早是以在美国开展的一系列针对包装品的分析 评价, 当时称为资源与环境状况分析 (REPA) 为开端的 生命周期评价研究开始的真正标志是, 美国中西部资源研究所 (MRI)1969 年对可口可乐公司饮料包装瓶进 5 行评价的研究 该研究尝试从最初的原材料采掘, 到最终的废弃物处理, 进行全过程的跟踪与定量分析, 即通常所称的 从摇篮到坟墓 分析 (Cradle to Grave Analysis) 正是由于 MRI 针对饮料瓶的研究结果, 使得可口可乐公司在大容量包装方面放弃了过去长期使用的玻璃瓶, 转而采用至今仍然使用的塑料瓶 年, 整个 REPA 的研究焦点是包装品废弃物问题 1972 年由美国国家环保局委托 MRI 进行的饮料包装瓶研究是 REPA 研究的一个里程碑 该研究涉及了玻璃 钢铁 铝 纸和塑料等工业部门以及其他相应的支持部门, 分析了大约 40 种材料 研究结束后, 美国国家环保局于 1974 年发表了一份公开的研究报告, 在此报告中提出了一系列较为规范的生命周期评价的研究框架 随后欧洲一些国家的研究机构和私人咨询公司也相继开展了类似研究, 如英国的 Boustead 咨询公司 瑞典的 Sundstrom 公司等 然而,1970 年代环境问题的核心是能源问题, 人们一方面开始意识到化石燃料的有限性, 提出必须进行资源保护, 另一方面认识到能源生产是污染物主要排放源, 因此 REPA 在这一时期的研究普遍采用了能源分析方法 然而, 就生产系统而言, 如果一个在系统内部不进行物流的测算, 就不可能进行能源平衡分析, 同时随着 1970 年代末到 1980 年代中期出现的全球性的固体废弃物问题, 这种研究方法便逐渐成为一种资源分析工具 1975 年以来, 美国国家环保局开始放弃对单个产品的分析评价, 继而转向于如何制订能源保护和固体废弃物减量目标 同时欧洲经济合作委员会 (EEC) 也开始关注生命周期评价的应用, 并于 1985 年公布了 液体食品容器指南, 要求企业对其产品生产过程中的能源 资源以及固体废弃物排放进行全面的监测与分析 1990 年由 国际环境毒理学与化学学会 (SETAC) 首次主持召开了有关生命周期评价的国际研讨会 在该会议上首次提出了 生命周期评价 (Life Cycle Assessment,LCA) 的概念 在以后的几年中,SETAC 又主持和召开了多次学术研讨会, 对生命周期评价从理 6

10 论与方法上进行了广泛的研究和探讨 我国的生命周期评价应用研究与国外相比, 还存在着相当大的差距 到目前为止, 还仍然处在起步阶段, 应用性研究也并不广泛, 只是在某些领域进行了初步探讨 如南昌航空工业学院的陈士明等 (2000) 对包装材料 塑料与纸进行了生命周期评价研究, 他们通过简式生命周期矩阵对这两种包装材料进行了分析和评价, 结果表明, 通过 以纸代塑 来缓解 白色污染 现象并不是最佳方案 ; 徐成等 (1999) 对生活垃圾的不同处理方式进行了 LCA 评价, 并对这几种处理方式的环境影响潜力和处理成本进行了详细的计算和分析, 结果表明, 综合法处理垃圾在环境效益和经济效益方面都优于焚烧 简单填埋和卫生填埋 2.2 生命周期评价的方法关于 LCA 的准确定义, 目前还存在一些争论 但其核心都是 对材料或产品从制造 使用 回收 废弃与处置等全过程中的环境影响进行综合评价 ISO14040 草案中的 LCA 定义是 : 在产品或服务系统整个生命周期中, 对产品或服务系统功能直接相关的环境影响 物质和能源的投入产出进行汇集和测算的一套系统方法 1993 年,SETAC 在 生命周期评价纲要实用指南 中将生命周期评价的基本结构归纳为四个有机联系的部分 ( 图 2-1): 定义目标与确定范围 ; 清单分析 (inventory analysis); 影响评价 (impact assessment) 和改善效果评价 (improvement assessment), 其目标是环境 经济和效益的三赢效果 ( 杨建新等,1998) 此外, 各个国家和地区都在发展自己的生命周期研究方法 目前, 生命周期研究方法的主要代表有以美国为代表的北美生命周期研究方法 以荷兰等国家为代表的西欧生命周期研究方法以及国际标准化组织发展的 ISO14000 的生命周期研究方法 各种方法有各自的特点, 但从整体上都是以产品为基础, 研究产品从摇篮到坟墓的全过程的环境影响 7 8 影响 评价 定义目标确定范围 清查分析 改善 评价 经济 目 标 环境 效率 图 2-1 生命周期评价的基本结构和评价目标 ( 王毅等,1998) 定义目标与确定范围是生命周期评价的第一步, 它直接影响到 整个评价工作程序和最终的研究结论 定义目标即清楚地说明开展 此项生命周期评价的目的和原因, 以及研究结果的可能应用领域 研究范围的确定应保证能满足研究目的, 包括定义所研究的系统 确定系统边界 说明数据要求 指出重要假设和限制等 清单分析是对一种产品 工艺和活动在其整个生命周期内的能 量与原材料需要量以及污染物的排放 ( 包括废气 废水 固体废弃 物及其他环境释放物 ) 进行以测定数据为基础的客观量化过程 这 是 LCA 评价定量化的开始, 是最终得到一个指标来表征该系统的环 境负荷基础 进行清单分析首先要选择清单项目, 其具体内容取决 于具体的过程和评价目的 通常包括过程中的资源消耗 能源消耗 和向环境输出的废弃物与污染物三大类 其后是进行实际数据的采 集和汇总计算 影响评价是对清单阶段所识别的环境影响或者环境压力进行定 量或定性评价, 即确定产品系统的物质 能量交换对外部环境的影 响 这种评价应考虑对生态系统 人体健康以及其他方面的影响, 影响评价通常分成三步 : 分类 量化和评价 改善效果评价 系统地评估方案改进后的产品在工艺或活动的 整个生命周期内消减能源消耗 原材料使用以及污染物排放的需求 与机会 这种分析包括定量和定性的改进措施, 例如改变产品结构,

11 重新选择原材料 改变制造工艺和消费方式以及废弃物管理等等 目前清单分析的理论和方法相对比较成熟, 其中最有权威的是美国国家环保局于 1993 年发表的一份研究报告 : 生命周期评价 : 清单分析的纲要与原则 影响评价的理论和方法正处于研究探索阶段, 而改善效果评价的理论和方法目前研究较少 ISO 于 1994 年制定了 生命周期评价一般原则与实践 ( 草案 ), 1995 年制定了 环境管理 生命周期评价原则与准则 ( 草案 ), 1996 年又制定了 ISO14040 生命周期评价 ( 草案 ) ISO14040 生命周期评价 ( 草案 ) 的技术框架把 LCA 也分成互相联系的四个部分 : 确定目标和研究范围 (Goal and Scope Definition) 清单分析(Inventory Analysis) 影响评价(Impact Assessment) 和解释说明 (Interpretation) 前三个部分与 SETAC- LCA 技术框架中的前三部分基本相同, 惟有第四部分与 SETAC- LCA 技术框架有明显差别 ISO LCA 第四部分, 即解释说明部分由敏感分析和一般评价两个部分组成 其中敏感分析是对 LCA 研究的数据的不确定性和选择不同方法而获得的 LCA 结果的可靠性分析 ; 一般评价则是把 LCA 评价的结果与研究的目的和目标进行比较, 如果未达到研究的目的和目标, 则重新收集相关数据, 重新进行 LCA 评价 各种生命周期评价虽然有所不同, 但方法总体上基本相似, 都是以产品为基础, 考虑体系是从摇篮到坟墓的全部过程, 并以功能单元为单位对产品进行比较和评价 到目前为止, 各国虽然都在发展自己的生命周期评价方法, 然而在国际范围内仍无公认的标准方法 ISO 国际标准化组织正准备制定统一的生命周期评价方法, 但也只能制定一个标准框架, 对具体的生命周期评价方法尚无法制定统一标准 2.3 生命周期评价的需求动力在最近几十年的经济发展和环境保护中, 对生命周期评价的需 9 求日趋明显, 并且持续不断 最早的需求驱动力主要是为了改进产品 改进生产工艺和降低成本, 其中, 由于垃圾处理或生产中废弃物以及污染物处理费用的不断增加, 以降低生产成本为目标而进行的生命周期评价案例不断增多 生命周期评价的第二个需求动力是政策制定过程中的决策需求 此外, 由于环保意识的增强, 近年来迅速出现了一个特殊的市场需求, 即消费者实现环境友好生活理念的需求, 这种需求已经显示出了潜在的增长趋势 目前, 国内外很多企业已经向市场投放 环境友好 或 绿色 产品 为了满足消费者的需求, 欧盟很多国家已经开始要求生产商 供应商提供关于环境友好的原材料和成分以及构建的信息 为了满足来自各方面的要求, 产品的生命周期评价所涉及的领域和产品类型愈来愈广泛 市场研究数据表明 : 同等条件的两种产品, 环境友好型产品通常能够赢得更大的市场份额 企业在生产环境友好型产品的同时, 也正在努力通过生命周期评价厘定消费者倾向于选择环境友好产品时应该承担的成本份额 虽然生命周期评价的运用面临着很多问题和挑战, 但其框架仍然提供了一个环境友好产品和环境友好服务体系的全过程综合评价的可能 如果将这种评价方法进一步推广, 无论是私人还是公众, 只要努力使该方法趋于完善, 并不断地提供各类有关环境影响的基础数据, 就必将使生命周期评价在促进环境友好型消费方面发挥更大作用 2.4 生命周期评价对具体产品的应用当对一项活动或者一种产品进行环境影响研究时, 通常会有许多不同的可供选择的方法 根据研究目的不同, 我们可以从中进行选择 如果选择的方法恰当, 可以获得事半功倍的效果 (van den Berg et al.,1996) 生命周期评价是其中的重要方法之一, 主要应用在以下方面 : (1) 对具有相同使用功能的不同产品进行环境影响方面的比较 ; 10

12 (2) 将一种产品与一种标准参照物进行环境影响方面的比较 ; (3) 为产品生命周期的不同阶段寻求改善其环境影响的机会 ; (4) 为设计开发新产品提供帮助 ; (5) 为新产品的发展方向提供指导 近年来, 生命周期评价已广泛应用于产品战略规划 产品或工 艺设计的改进决策, 也还被应用于评价产品或系统环境性能的优劣 欧洲在 1993 年就完成了大约 130 个以上产品或服务的 LCA, 美国 自首例 LCA 研究以后, 也已经进行了数百项 LCA 研究, 仅 年, 在美国市场上的消费工业品就有 100 多种进行了 LCA 评 价, 表 2-1 列出了美国进行过 LCA 研究的部分产品 又如, 仅美国 Franklin 协会至今已完成了 150 多项 LCA, 德国的 Stuttgart 大学已 进行了 100 多项与汽车相关的 LCA 此外, 一些大型的跨国公司也 开始使用 LCA 或 LCI 对产品进行改进, 如美国的可口可乐公司 IBM 公司以及加拿大北方电讯公司等等 表 2-1 美国的部分 LCA 研究实例 年份 委托者 实施者 研究对象 1969 可口可乐公司 MRI 饮料容器 1974 美国环保局 MRI 饮料容器 1974 MRI 啤酒容器 1974 SPI 公司 MRI 塑料 1978 Good Year 公司 Franklin 协会 饮料容器 1988 Procter & Gamble 公司 Franklin 协会 洗衣粉包装 1989 Procter & Gamble 公司 Franklin 协会 表面活性剂 1989 Franklin 协会 软饮料 1990 美国固废委员会 Franklin 协会 泡沫饮料 1990 美国纸张研究所 Franklin 协会 布和尿布 1991 乙烯研究所 化学系统 乙烯包装物 1991 国家尿布服务协会 Lehrberger & Jones 尿布 1991 州政府委员会 Tellus 包装物 普通尿布和一次性免洗尿布的对比分析是一个典型的研究案 11 例, 这个案例对 LCA 比较分析中应该注意的关键问题提供了很好的 例证 12 首先, 它强调消费者选择哪一种产品更有利于保护环境很难一 概而论 如果以减少垃圾排放量为目的, 表 2-2 的数据表明 ( Franklin Associates,1990), 与一次性免洗尿布相比, 使用普通尿布产生的 固体垃圾的数量相对较少 如果对水或者能源更为关注时, 则可以 看出使用普通尿布将导致水的使用量增多 如果考虑到普通尿布也 许会在消费者家中熨烫或是在它被出售前曾经熨烫过, 那么两种产 品的使用所造成的能源需求量也会有所不同 因此, 除非把与之有 关的因素, 如能量的需求 水的需求 固体垃圾的排放量等进行准 确的评估, 否则难以确定哪个产品更有利于保护环境 但从垃圾管 理的目标出发,LCA 比较分析的结果却能够明确说明哪一类产品是 更值得受到鼓励的 表 2-2 普通尿布与一次性免洗尿布的环境影响程度 环境影响 一次性免洗尿布 普通尿布商业过程中家庭使用中 能源需求 固体废弃物 废水 需水量 第二, 需要强调的是两种尿布的可重复使用性比较 普通尿布 使用后还可以有许多用途, 包括代替纸巾当抹布 用这种方法能将 材料 能量和浪费的资金归于最终的使用, 从而影响到普通尿布所 能涉及到的所有环节 而一次性免洗尿布是不能重复利用的 因而, 将二者看成是一样的, 这是不符合实际情况的 第三, 确定功能单位是非常重要的 为了有效地比较任意两个 产品必须在材料的使用 能量的消耗和排放物的产生上制定出完善 的基本功能单位 就尿布产品的对比而言, 功能单位或许是一个星 期的婴儿尿布使用量 可以此为首要因素来确定平均每个婴儿对普

13 通尿布和一次性免洗尿布的需求量分别是多少 在实际生活中, 产 品的使用量并不像所估计的那么简单, 例如使用普通尿布时对婴儿 更换尿布的频繁性因消费者而异 对一次性尿布的使用也有类似问 题, 如某些者消费者在更换一次尿布时会使用多片尿布等 另一个应用实例表明, 饮料包装品的不同回收率和包装单位大小 的选择同样能够对垃圾排放数量产生显著影响 LCA 比较分析能够 为提供合理的选择提供重要的参考数据 表 2-3 中的数据表明了不同 的包装方式对固体废弃物的影响 (Franklin Associates,1989) 表 2-3 不同送货和售货包装对固体废弃物排放的影响评分 以 加仑为单位送货 以单个容器为单位送货 包装容器类型 回收比率 (%) 及评分 回收比率 (%) 及评分 PET 塑料瓶 (64 盎司 ) 铝罐 (12 盎司 ) 玻璃瓶 (16 盎司 ) 生命周期评价在环境和垃圾管理公共政策中的应用 立法 立法是减少污染物排放 保护环境的重要措施 在很多国家中, 大多数的环境法案都是针对于单一介质的, 如美国的 净化空气法 和 净化水法 但是, 当一部法律对于介质之间的相互影响考虑不全面时, 就可能影响该法律条例的效果 例如美国针对管道烟囱排放废气的 净化空气法 就是一个典型案例 该法实行之后, 公司或企业为了遵守 净化空气法 都纷纷调整其生产流程 然而, 生产流程的调整可能使得废气的排放方式发生变化, 从一种介质 ( 如空气介质 ) 转入另一种介质 ( 如水体 ) 当中 这种转变至少在当时 13 是合法的, 通过这种转变可以逃避高额的罚款 这种多介质的环境问题的提出, 使 LCA 的理论和分析框架在后来的立法过程中也愈来愈多地受到重视 美国在政府行政和立法分支机构提倡运用生命周期评价研究框架 1993 年 10 月, 前美国总统克林顿签署了获取 回收物品以及废品控制的联邦行政命令 这项命令提供了一个在法律制订中应用生命周期评价框架的案例 该行政命令要求环保机构 说明政府机构在选择和购买环境友好产品及选择环境友好服务决策中运用的指导原则 而产品或服务的环境友好性应该通过对比产品或服务造成的环境破坏的严重程度和对人类及生态健康的影响进行判定, 即, 遵循生命周期评价的原则, 从原材料的获取, 到产品制造 包装 运输 使用和最后丢弃进行全过程评价 该法令旨在达到以下目标 : 作为最大消费者的联邦政府, 应该通过再循环产品的收集和减少浪费, 为保护自然资源 减少垃圾排放做出贡献 1994 年 3 月 8 日克林顿总统签署 号行政法令, 提出联邦政府使用的设备应提高能源使用效率和保护水资源 该法令旨在达到更多的目标 : 降低能源的消耗, 联邦政府设备将以 1985 年能源消耗为基础线, 在 9 年内减少 30% 在提高能源利用率方面, 以 1990 年作为基础线,9 年内提高 20% 在联邦政府部内设备无论什么时候都要实施有效的节约和保护水资源措施 在 309 条款中, 能源部负责报道 涉及使用生命周期评价的联邦能源和产品购买的问题, 应详细说明购买产品的全部的燃料循环费用, 包括的问题涉及到能源的勘探 开发 加工 运输 贮藏 分配 消费和最后的处理以及对环境的影响 美国众议院对 1994 年环境技术法令起草了附件, 指出发展生命周期评价和环境资源设计, 促进更大程度上的环境可持续能力 垃圾管理政策法国环境部于 1993 年夏季开展了一个研究项目, 其研究主要是根据包装品生命周期案例进行的 当时欧盟和欧洲议会正在展开有 14

14 关包装和包装垃圾管理条例的讨论, 旨在协调不同国家的包装和包装垃圾管理方式 制定该条例的目的在于 : 第一, 减少欧盟国家包装品垃圾体积增加所带来的环境影响 ; 第二, 避免贸易障碍, 限制欧盟内部的竞争 因为, 自从实行再生利用计划以来, 循环经济受到关注, 而进口产品可能处于不利的竞争地位 条例初稿中所规定的目标为 : 在 10 年之内,90% 的包装垃圾都要实行分类收集, 其中 60% 应该被用于制造再生产品, 也就是说包装垃圾应该达到 54% 的回收利用率 当时正在大力推行减量化 资源化 无害化 末端填埋的垃圾处理过程, 法国环境部决定使用 LCA 方法对管理目标进行分析 该研究选择具有代表性的垃圾进行了三个案例研究, 主要依据以下系列类型进行选择 : 垃圾类型系列 ( 初级垃圾 次生垃圾和三级包装品 ) 材料系列( 玻璃 纸类 塑料 ) 和垃圾管理技术系列 ( 可重复使用的 可回收材料的 可回收能量的以及填埋 ) 根据以上标准所选择的三个研究案例分别是 : 玻璃瓶 瓦楞纸盒和聚乙烯包装布 为了进行分析, 首先收集了不同技术过程中的数据, 根据这些数据建立了循环利用模型 由于生命周期评价属于系统分析, 分析中必须考虑到所有生产步骤 令人不可思议的是, 分析结果却对习惯上所认为的循环利用的环境效果提出了质疑 通过分析所得出的主要结果是, 严格按照环境等级要求的包装品处理过程选择会导致大规模的环境污染 具体表现在以下几个方面 : 首先, 由于清洗玻璃瓶会造成水污染, 因此推行玻璃瓶的重新使用导致水污染的增加, 如果运输距离增加, 则也会导致空气污染增加 ; 第二, 当纸板的再生使用率很高时, 会增加空气污染, 出现这一结果的原因是运输量的增加 ; 第三, 在塑料品垃圾处理方式方面, 能量回收利用的环境影响明显低于循环利用的影响 该研究的最终结果表明 : 循环利用是一个以消耗能源 水和化学物品为基础的典型的制造过程 ; 在整个循环利用过程中, 运输是造成环境污染的重要环节 ; 在污染方面, 现代化的回收垃圾中能量的垃圾焚烧厂通常比大多数燃烧化石燃料的发电厂更清洁 15 这个研究结果确立了法国环境部在欧洲谈判条例和修正案方面意见的权威性, 条例的制定是以 LCA 分析结果为依据的, 于 1994 年 12 月 14 日以多数票通过 该条例提出 : 再利用 循环处理 焚烧 填埋这种传统的包装品垃圾处理程序, 将在欧洲法令中被取消, 同时提倡以充分考虑地方条件并以具体案例研究为基础制定的垃圾处理措施和程序 法令还在最低回收利用率的基础上提出最大回收利用率, 明确规定在其后的五年当中将被填埋处置的垃圾中 50%( 最低限量 ) 和 65%( 最高限量 ) 的包装垃圾都应该被分离出来, 而这其中有 2%~45% 的部分应该被回收利用, 而每种成分的回收利用率不得低于 15% 以上实例说明,LCA 分析对垃圾管理具有非常重要的指导意义 在美国,LCA 分析也在利用固体废弃物管理中起着重要作用 回收利用在技术和经济方面并非易事, 德国垃圾处理二元系统运作初期在垃圾管理中的教训就提供了一个例证 由于处理技术和能力有限, 被回收的成千上万吨废旧塑料不能被及时处理, 二元系统因此蒙受了数亿美元的损失, 不得不将收集到的废旧塑料向第三世界出口 然而, 补贴和税收优惠政策将有可能激励企业从事回收利用活动并努力开发再生产品市场, 这将意味着公民应该为回收利用缴纳更多的税款 如果回收利用有利于环境保护, 那么, 这种政策是一个非常好的选择 环境标志环境标志实际上可能是一个影响最为广泛的公共政策, 生命周期评价已经成为实施和制定环境标志等公共政策的一个重要理论支柱 LCA 在欧盟国家环境管理中已经广泛地应用于评价环境标志产品, 欧洲国家一致认为,LCA 应当作为评价某一产品是否可授予环境标志的准则 如德国环境标志制度文件中明确指出, 在确定环境标志产品标准时, 必须始终考虑产品生命周期的 三废 排放 资源消耗和能源消耗 很多发达国家已经借助于生命周期评价, 制定 16

15 面向产品的环境政策 特别是 欧盟产品环境标志计划, 根据生命周期评价的效果已经对一些产品颁布了环境标志, 如洗碗机 洗衣机 卫生间用纸巾 浓缩土壤改善剂 油漆 洗衣粉以及电灯泡等, 而且正在准备对更多的产品授予环境标志 欧盟国家明确规定, 无论是政府推行还是国际认证的环境标志, 在其认定程序中必须以 LCA 为基础, 同时欧盟也给其成员国颁布了他们有责任实施 LCA 的详细的产品分类 环境标志的意义是向消费者提供可靠的产品生态质量, 它要求企业在产品上粘贴标志, 而每一个标志的标准是根据每个产品而分别制定的 ( 国家环境保护局科技标准司,1994) 一些国家已经有了自己的环境标志, 如法国的 NF 环境标志 德国的 蓝色天使 加拿大的 环境选择 北欧议会的 白天鹅 和日本的 生态标志 等等 其中法国的 NF 环境标志的决策工具就是生命周期分析, 在决定是否授予生态标志的过程中, 生命周期评价被用于对产品设计 工艺选择等进行分析, 其档案资料可在一定范围内共享 生命周期评价由政府专门机构执行, 其运行费用由实施者 企业和政府机构 ( 环境管理 工业 消费协会和节能管理部门等 ) 共同承担 在欧洲, 生态标志和生命周期评价已经为各类产品的包装材料满足垃圾处理标准作出了重要贡献 ( 表 2-4) 表 2-4 欧洲部分国家环境标志档案具有领先标准的国家产品类型欧洲共同体洗衣机 洗碗机 高级办公用品 除臭剂 护发用品等丹麦多功能吸纸 相纸 书写纸 手纸 绝缘材料 纺织品德国服装清洁剂 家用清洁产品 照相器材等意大利包装材料 建筑材料 水箱等法国油漆 印刷油墨 干电池 蓄电池 洗发水等荷兰鞋 干草 ( 供饲养小动物用 ) 环境管理系统与产品管理应用 公共政策中 LCA 的应用并不仅限于环境标志 在瑞典, 由瑞典废物研究会的废品学会 (AFR) 承担了一项研究, 通过生命周期评价研究固体废弃物管理, 其成果也为制订公共政策提供了有力支持 此外, 欧洲经济委员会提出了环境产品的信息流程图的概念, 这个流程图将促进供应商 生产者以及产品的使用者之间就环境问题进行信息交换 在这个系统支持下, 环境信息被按照生命周期的各个阶段进行收集 储存 应用该系统进行管理, 可以达到的效果是 : 企业不仅要注重其自身生产活动的环境影响, 还应对后一个阶段生产活动的环境影响给予考虑 因此, 如果该系统真正投入使用, 将有利于减少对能源和自然资源的消耗, 并有效控制整个生产流程中的固体垃圾和污染物 ( 废气 废水 ) 的排放数量 虽然该系统没有被整个欧洲所采纳, 但是荷兰正在对某些消费品实施着一套相似的管理系统 1993 年国际标准组织 (ISO) 成立了环境管理系统标准技术委员会 这个委员会担负着制订国际环境管理系统 (EMS) 标准的任务, 从而运用管理手段提供与环境目标 资源需求等内容有关的服务 在制订 EMS 特定的审核与认证标准时, 这些标准包括生命周期评价 环境适宜性评价以及环境标志 在生命周期评价领域中,ISO 正在努力使生命周期评价程序标准化, 他们认为由 ISO 进行生命周期评价有两个明显优势 首先, ISO 有大批为一个共同目标而努力的国际支持者, 因而委员会将有可能制定出一个被大家共同接受的标准 ; 第二,EMS 可以提供一个新的标准化机构或者是生命周期评价实验室 使用者采用标准一致的方法可以为生命周期评价提供改进评价方法而迫切需要的实用数据 虽然, 目前为生产产品制订的 EMS 标准草案中尚不需要特定的生命周期评价模型或标准,EMS 所进行的只是用生命周期评价为某个机构的环境目标服务 然而, 一旦 EMS 的标准得到采纳, 就 18

16 有可能在国际上相似的结构认证程序中得到更多的生命周期评价需要的标准数据 生命周期评价的改进与应用前景由于生命周期评价在公共政策中的运用仍处于萌芽阶段, 也由于运用 LCA 的潜在效益, 因此, 在垃圾管理政策制定过程中, 鼓励运用 LCA 的思想非常重要 LCA 的使用者和研究者应该共同努力, 促进这种新兴工具在政策决策中的广泛应用 生命周期评价概念已经提出了近 30 年, 但无论是在其技术框架还是评价方法方面都存在许多有待完善之处 这些问题主要表现在以下几个方面 : 首先, 产品生命周期统一界定很困难, 目前非常需要建立一个标准化的清单分析模型, 用以确定生命周期的边界 ; 第二, 生命周期评价需要大量相关数据, 数据的收集和获取工作量极大, 而且很多数据的质量和可信度不高, 因此, 常常导致生命周期评价的结论产生偏差, 甚至可能造成错误结论 此外, 生命周期评价方法在应用中不可能考虑到所有的环境影响因素, 所以还应该在解决环境问题时结合其他的有效工具, 如 : 风险评价方法 环境审计方法及其他环境影响评价的方法 总之, 生命周期评价仍然十分年轻, 随着不断地积累经验和数据, 将会使更多产品 工艺和材料的生命周期评价得以实现 由于生命周期评价既可用于企业产品开发与设计, 又可有效支持政府环境管理部门的环境政策制定, 同时也可提供明确的产品环境标志, 指导消费者的环境产品消费行为, 因此当前国际社会各个阶层都十分关注生命周期评价方法的发展和应用 很显然, 生命周期评价在环境管理领域将成为一种很有潜力的重要工具, 其定量化的分析评价特性将会被广泛的理解和接受 在公共政策中更多地应用生命周期评价, 还可以促进公众联合并共同建立基础信息数据库, 使评价结果更具有普遍意义 提高数据对公众的开放程度, 可以提高生命周期评价工具的使用效率, 也将有利于克服与个人有关的知识产权问题 因此, 生命周期评价应该被视为政策制定者的可选工具之一, 19 它可以为政策制定者提供一个更为整体与综合的框架 在运行生命周期评价的机制方面, 存在三类可能的运行方案 : 普通的商业运作 专业组织运作和多主体的共同合作 他们在运作途径和可行性方面具有各自的特色 (1) 企业运作途径从 1960 年代后期以来, 生命周期评价大都以这种运作方式开展工作 在这个方案中生命周期评价由许多企业组织进行 由于评价是在各个企业或组织内部进行的, 因此评价的目标和分析技术也各不相同 该途径的优点是能够为生命周期评价提出明确要求 进行评价的企业和组织已经积累了能够满足他们需要的生命周期评价数据和条件, 并具有进行评价的内部程序和方法 这些程序和方法通常与大部分其他部门的和政府环保局的基本一致, 但在不同行业之间也具有很多不同之处 这个途径的最大缺点是缺乏高质量的 标准统一的 可被公众获得的数据 由于任何一个组织都不可能有能力承担开发一个全面而广泛的工业数据库, 因此, 许多人建议采取更加合理的评价运作途径 (2) 权威机构领导途径这个途径不同于企业运作途径, 在这种运作途径中由一个权威性的机构组织并领导进行生命周期评价 这个权威机构将在评价方法和数据标准化方面发挥关键性的领导作用, 其工作的重点之一将是拟订最终实现标准化的生命周期评价方法的每一个重要发展阶段的时间表, 包括 : 涉及范围 总量 影响和改进阶段等等 在许多情况下这个权威机构角色由政府环保部门担当, 然而, 该权威机构也可以是工业协会 贸易协会或环境协会等 为了使生命周期评价能够被用于所有领域, 权威机构将承担在公共数据库中的数据获取 组织以及开发所需要的标准软件等任务 为此, 该机构需要有巨大的资金和广泛而准确的数据来源 对巨额资金的需求以及庞大的数据库建设工作, 是该权威机构所面临的最 20

17 大困难 除以上困难之外, 该途径也具有较大的风险性 由于政府机构和各种协会或者联合会的不稳定性, 权威性领导机构很有可能突然进行改组, 从而使数据库的建设和软件开发以及生命周期评价的标准化工作不能够始终如一, 甚至半途而废 (3) 多伙伴滚动式合作途径这个途径能够降低上述途径中的不稳定性风险 该方案要求生命周期评价中的所有既得利益者进行合作, 企业 政府和学术团体等都应该扮演一部分角色 虽然这个方案具有很多优点, 但也是最难执行的 实现该途径的关键是能否对所有相关主体提供一个开放的动态参与过程 由于所有相关机构均能够参加合作, 使得由此产生的生命周期评价数据 方法和软件工具更有可能受到广泛的认可, 同时也由于广泛的合作, 整个工作不完全依赖于一个权威机构, 因此单一组织的机构变动或退出合作, 将不会对整个运作过程造成严重影响 共同合作的模式, 也有利于减轻每个参与者的资金负担 然而, 要达到不同利益群体长期合作的目标, 无疑需要大量的组织和协调工作 参与者越多, 相互之间的协调工作越重要 2.6 生命周期评价在我国垃圾管理中的应用案例与国外相比, 我国的生命周期评价在应用方面还存在着很大差距 到目前为止, 仍然处在起步阶段, 尚无关于企业完成 LCA 研究的报道, 仅有一些探索性的案例研究 武汉理工大学的硅酸盐水泥研究专家刘顺妮 林宗寿等对硅酸盐水泥进行了生命周期评价, 通过运用环境影响指标标准化和层次分析权重定量法对硅酸盐水泥进行了较为系统的 LCA 评价, 得到了硅酸盐水泥环境综合指标, 并提出水泥环境性能改善的关键在于提高能效, 减少碳酸质原料用量以及改进工业燃烧技术等 ( 刘顺妮等, 1998) 21 重庆建筑大学的陈仲林等采用定性与定量相结合的层次分析方法对电光源产品进行了生命周期评价 电光源生命周期评价方法可以较为合理 明确地评价照明产品, 对准则和指标的全面深入研究, 将有利于确定现阶段适宜的绿色照明产品标准, 同时也有利于节约资源和保护环境 该项研究认为, 推广使用电光源产品生命周期评价方法, 必将有利于绿色照明工程深入开展 ( 陈仲林等,2000) 此外还有清华大学的黄蕾 (1998) 对棉纺品进行了生命周期评价研究 ; 重庆大学的林衍 (1997) 对矿冶产品中的钢铁材料进行了生命周期评价分析 ; 大连理工大学的陈郁 (1998) 对城市污水处理进行了生命周期评价 ; 清华大学的刘炳江 (1999) 对煤中硫的生命周期控制研究 ; 南京烷基苯厂的李杰对烷基苯磺酸钠进行了生命周期分析等 ( 李杰,1997) 在产品工艺方面, 同济大学的杨健等运用生命周期评价对如何选择废水处理工艺进行了评估 他们通过对污水处理中的生物滤池法和活性污泥法的设施 材料和能源的获取 施工建设 运行管理和报废拆除的全过程的生命周期评价, 将技术 经济 社会和心理等因素与环境保护联系起来, 比较全面地揭示了两种处理方案的优缺点 ( 杨健,2001) 以上资料表明, 我国对生命周期评价的研究仍然处在以理论学习和研究探索为主的起步阶段, 目前还没有企业完成生命周期评价研究的报道 然而, 作为一种对包括生活垃圾处理在内的环境管理具有明显效益的研究和评价方法, 如果能够得以应用, 必然会对我国城市生活垃圾和环境管理等提供理论和科学支持 为了说明生命周期评价方法的效果和作用, 我们特选择介绍以下研究案例 塑料与纸包装材料的生命周期评价评价应用了简式生命评价矩阵这种半定量方法 ( 辛志伟等, 1996), 对塑料和纸质包装材料的分析采用了 5 8 的二维矩阵, 其中一维代表产品生命周期的五个阶段 : 原料获取阶段 产品生产 销售 产品使用 回收处置 ; 另一维代表环境因素, 通常选择 8 个 22

18 环境因素 : 有害物质 大气污染 水污染 土壤污染 固体废物 噪声 能源消耗和资源消耗 塑料包装材料的整个生命周期过程包括 : 石油的开采和运输 石油的炼制和热裂解 聚合 塑料制品的加工 聚乙烯包装材料储运销售 使用与废塑料的最终处理 纸质包装材料包括的过程有 : 原木的砍伐和运输 制浆抄浆 纸品加工 纸包装材料的储运销售 使用与废纸的最终处理 ( 陈士明等,2000) 根据简式生命周期评价矩阵的原理, 在分析比较的基础上, 对塑料和纸质包装材料的环境影响进行, 评价得出如表 2-5 所示的结果 由于聚乙烯在塑料成分组成中占 52% 以上, 因而可以将聚乙烯作为塑料包装品的主要原材料成分, 纸质包装品的原料则以木材为主要成分 表 2-5 包装材料环境影响评价矩阵评分结果比较 ( 陈士明等,2000) 生命周期阶段原料获取产品生产销售 ( 包装运输 ) 使用回收或处置总计 原材料有害大气水土壤固体能源资源噪声总计类型物质污染污染污染废物消耗消耗 聚乙烯包装材料 纸质包装材料 聚乙烯包装材料纸质包装材料 2 0 聚乙烯包装材料 4 纸质包装材料 4 聚乙烯包装材料 4 纸质包装材料 4 聚乙烯包装材料 4 纸包装材料 4 聚乙烯包装材料 17 纸质包装材料 在原料获取阶, 对原木的砍伐造成的环境影响的评分比较严格, 如资源消耗只给 2 分, 这主要是由中国的森林保护现状决定的 ; 另 23 外, 砍伐原木对水土保持及净化空气有一定的影响 在产品的生产阶段, 塑料和纸的生产均产生较多的有害物质和大气污染物, 相比之下, 纸的生产更为严重 ; 纸张生产中废水量大, 且有黑液产生,COD BOD 含量高, 处理困难 在回收或处置阶段的评分过中, 由于中国的塑料只有 10% 被回收利用,20%~30% 被焚烧或填埋,60%~70% 被堆放或任意抛弃倒入江河湖海, 而纸产品尤其是包装纸的回收率也不高, 故在评分时只考虑垃圾处理过程 由于塑料包装材料难降解, 会产生 白色污染, 这一阶段的结论是纸包装有利于环境, 假如纸与聚乙烯包装材料均可以 80%~90% 的回收率利用的话, 则有可能得出其他结论 由表 2-5 可知, 这两种包装材料的环境影响的差距在于原料获取和产品生产阶段, 例如, 在生产阶段, 用石油生产聚乙烯包装材料评分结果为 20 分 ( 满分为 32 分 ), 而由木材生产的纸包装材料仅得 8 分, 这说明在生产阶段, 两者对环境产生污染最严重, 但前者远优于后者, 从总的评分结果来看, 也是前者 (131 分 ) 优于后者 (112 分 ) 现在我国是最多使用非木材纤维制浆造纸的国家, 主要是草类制浆, 而草类原料, 含硅量高, 蒸煮废液粘度较高, 使碱回收困难, 一般回收率较低, 且苛化后白泥含硅量高, 不适宜于回收利用 因此, 相对于木材制浆来说, 草类制浆所排废水污染更严重, 不论是有机物还是悬浮物均比木浆厂废水高, 废水量也更多 生活垃圾处理措施中的生命周期评价徐成等 (1998) 以四川广汉市生活垃圾处理为例, 运用 LCA 分析对卫生填埋 简单填埋 焚烧并回收部分热能和综合处理四种垃圾处理方案进行了环境影响评价 该项研究根据清单分析结果, 将生活垃圾的环境影响类型分成全球变暖 酸化和富营养化三种, - 并分别以 CO 2 SO 2 NO 3 为参照物 ( 表 2-6), 根据各环境影响因子与参照物之间的当量关系 (Wenzel,1997), 计算出每种影响类型的环境影响潜力, 然后对其进行标准化和赋权重, 得到总环境影响 24

19 潜力 赋权评估中权重大小的确定, 通常采用 目标距离 法, 即 某种环境效应的严重性用该效应当前水平与目标水平 ( 标准或容量 ) 之间的距离来表征 权重的大小反映了针对 1990 年的标准化基准要 削减到多少才能达到 2002 年的削减目标 权重越大, 说明削减得愈 快 杨建新等 (1998) 采用目标距离法计算出我国全球变暖 酸化 和富营养化的权重因子分别为 和 0.74 表 2-6 各环境因子与参照物的当量关系 ( 徐成等,1998) 影响类型全球变暖酸化富营养化 影响因子 CO CO 2 CH 4 NO x SO 2 HCl HF H 2 S NH 3 NO x NH 3 COD 参照物 CO 2 SO 2 NO 3 当量值 影响评价结果表明, 广汉市生活垃圾卫生填埋 简单填埋 焚 烧和综合处理的总的环境影响潜力分别为 和 卫生填埋和简单填埋相比, 由于前者对填埋场 的甲烷气体及渗沥液进行收集利用, 使得垃圾卫生填埋处理对全球 变暖和富营养化两种环境影响类型的贡献较简单填埋分别降低 32.4% 和 36.0%; 与填埋处理相比, 焚烧处理中绝大部分物质燃烧后 以 CO 2 的形式释放到环境, 对全球变暖产生一定影响, 同时焚烧还 会产生一些酸性气体, 如氮氧化物和硫化物等造成酸化, 焚烧处理 对酸化的贡献分别是卫生填埋 简单填埋和综合处理的 10 倍 6 倍 和 4 倍 综合处理法对生活垃圾进行分类焚烧 堆肥和填埋处理, 易被微生物分解的有机物通过堆肥转化成腐殖质, 从而减少了垃圾 的焚烧量和废气的排放, 其环境影响潜力也相应为最小 ( 表 2-7) 影响类型 表 2-7 广汉市城市生活垃圾处理 LAC 影响评价 ( 徐成等,1998) 环境干扰因子 参照物质 环境排放量 / kg ( 人 a) -1 影响潜力 基准值 /kg( 当量 ) ( 人 a) -1 标准化 权重 赋权后环境影响潜力 总环境影响潜力 影响类型 卫生填埋 简单填埋 综合处理 焚烧 环境干扰因子 参照物质 环境排放量 / kg ( 人 a) -1 影响潜力 全 CO 球 CO 2 CO 变 2 暖 CH NO X SO 酸化 富营养化 HCl SO 2 HF H 2S NH NO X NO NH COD 全球变暖 CH 4 酸化 富营养化 CO CO 2 CO NO X SO HCl SO 2 HF H 2S NH NO X NH 3 NO COD 全 CO 球 CO 2 CO 变 2 暖 CH 酸化 富营养化全球 NO X SO HCl SO 2 HF H 2S NH NO X NH 3 NO COD 基准值 /kg( 当量 ) ( 人 a) -1 标准化 权重 赋权后环境影响潜力 CO CO CO 总环境影响潜力

20 影响类型 变暖 酸化 富营养化 环境干扰因子 参照物质 CH 4 0 环境排放量 / kg ( 人 a) -1 影响潜力 NO x SO HCl SO 2 HF H 2S NH NO x NH NO COD 基准值 /kg( 当量 ) ( 人 a) -1 标准化 权重 赋权后环境影响潜力 总环境影响潜力 全球变暖 酸化 富营养化的环境影响潜力的单位 (CO 2 当量 ) 分别为 kg/( 人 a) kg(so 2 当量 )/( 人 a) kg(no 3 当量 )/( 人 a) 该研究最后得出的结论为 : (1) 与填埋和焚烧相比, 综合法处理垃圾的优点在于将垃圾的 无害化处理与对其中资源的利用有机地结合起来, 减少了垃圾焚烧 和填埋量, 既降低了污染, 又节约了处理成本 (2) 填埋法处理垃圾的关键在于对填埋产生的渗沥液进行收集 处理, 防止对地下水造成污染 ; 对产生的甲烷气体收集利用, 避免 甲烷在空气中的浓度达到 5%~10% 而引起爆炸 广汉市垃圾处理厂 建成以前, 生活垃圾主要采用简单填埋的方法进行处理, 填埋场无 甲烷的收集和渗沥液的处理设施, 清单分析的结果表明, 与这种简 单的填埋相比, 采用卫生填埋法可使甲烷气体进行回收利用 (3) 对垃圾焚烧过程中产生的气体进行净化处理是焚烧法成功 与否的关键, 特别是垃圾产生的二口恶英是一种剧毒的致癌物, 给人 体健康带来极大危害 焚烧过程中产生的大量 CO 2 气体及 NO x 和 SO x 等酸性气体会影响到全球变暖和酸化, 在排放前应给予适当地 净化 玻璃生产中的生命周期评价 我国平板玻璃产量已连续 10 年位居世界首位, 但是我国玻璃工业产品生产中能量和原料消耗高, 对环境造成了一定程度的污染 产品的生产加工过程不同或者相同产品的不同工艺过程对环境的污染程度也不同 在玻璃行业中, 要进行环境污染治理就应该充分了解不同产品 不同工艺的环境影响因素, 以便更好地进行污染物总量控制, 从改进生产加工工艺方面和调整产品结构方面有效地促进玻璃行业减少环境污染 随着玻璃工业的迅速发展, 随之而来的是大量废旧玻璃的产生 废旧玻璃是一种固体垃圾, 它的存在既给人们的生产和生活带来了不便, 又对环境造成了污染, 占用了宝贵的土地资源, 增加了环境负荷 据估计, 我国每年产生的废玻璃占城市生活垃圾总量的 2% 左右 ( 曾利群等,2000) 过去废玻璃大多由一些小平拉玻璃厂进行回收利用, 但小平拉生产工艺是一种设备简陋 环境污染严重 能耗较高的落后生产工艺, 生产出的平板玻璃质量低劣 因此, 废玻璃的合理再利用, 再生玻璃何去何从, 成为目前非常有争议的问题 针对以上问题, 北京师范大学资源科学研究所以 SETAC LCA 和 ISO14000 LCA 方法为基础, 对我国平板玻璃的生命周期评价进行了研究 在详细了解平板玻璃各方面背景资料的基础上, 通过确定玻璃产品的生命周期体系和清单分析, 并对收集的数据采用数学方法进行整理计算, 最后对原生玻璃和再生玻璃以及原生玻璃的不同工艺进行了环境影响综合评价, 分析了各种产品的环境影响因素, 就原生玻璃和再生玻璃环境排放物的处理成本分析 再生玻璃的环境管理以及今后的改进方向等进行了探讨 评价标准的选取要以能合理地区分出不同类型产品或不同的生产工艺在生命周期阶段中的资源消耗和环境负荷为原则 为此, 参考其他产品的生命周期评价研究中所选取的评价指标, 在研究中也选取了五种指标来表示不同类型产品或不同的生产工艺的特性, 分 28

21 别为 : 影响很小 影响较小 有一定影响 影响较大 影响很大 ( 表 2-8), 其中各类评价指标具体数值如表 2-9 所示 表 2-8 评价指标的等级划分 Ⅰ 类指标 Ⅱ 类指标 Ⅲ 类指标 Ⅳ 类指标 Ⅴ 类指标 环境负荷 影响很小 影响较小 有一定影响 影响较大 影响很大 资源消耗 影响很小 影响较小 有一定影响 影响较大 影响很大 表 2-9 各类评价指标值 (/ 重箱 ) Ⅰ 类指标 Ⅱ 类指标 Ⅲ 类指标 Ⅳ 类指标 Ⅴ 类指标平均值 原料 /t 油耗 /t 电耗 /kw h 煤耗 /t 水耗 /m 废水 /m 烟尘 /(mg/m 3 ) 粉尘 /(mg/m 3 ) SO 2 /(kg/h) NO x/(kg/h) 由于生命周期中各环节影响因素的综合性与影响程度的模糊 性, 使环境评估分析往往无法得到定量的分析结果 ( 李东波等, 2000) 因此在评价中采用了模糊数学方法, 根据隶属度函数描述各 评价等级的界限 同时也对各单项因子进行评价, 并且根据各单项 因子在总体影响中的作用, 给予不同的权重, 从而实现环境影响评 价由定性向定量的转化 分析结果表明 : (1) 垂直引上工艺综合的资源消耗和环境影响均大于浮法工艺 通过进行综合评价, 垂直引上工艺的影响等级为 Ⅴ 类, 而浮法工艺 的影响等级为 Ⅳ 类 在这两种工艺中, 浮法工艺对环境的最大影响 因素依次为重油消耗量 NO x 产生量 烟尘产生量和废水排放 由 于在浮法工艺的玻璃生产中, 熔窑的熔化部和冷却部都是以重油为 燃料的, 所以重油消耗量很高, 相应的 NO x 产生量和烟尘的浓度也 29 比较高 较高的排水量主要来源于保护气体车间 浮法联合车间以及余热锅炉房和燃煤锅炉房等 垂直引上工艺对环境的最大影响因素依次为煤消耗量 NO x 产生量 粉尘产生量和 SO 2 在垂直引上工艺的玻璃生产中, 熔窑主要是以块煤为燃料的, 所以煤消耗量很高, 产生的 SO 2 和 NO x 数量也很大, 因为煤中的平均含 S 量高达 80% 较高的粉尘浓度主要来源于原料破碎以及块煤粉碎等 通过上述研究结果可以得出结论, 原生平板玻璃行业未来应向浮法工艺方向发展, 原有的垂直引上工艺生产线的生产量应尽量缩减, 或在原有基础上改建为浮法工艺, 不宜再新建垂直引上生产线 (2) 通过对浮法玻璃工艺各生产过程的进一步 LCA 分析, 采用 AHP 分析计算方法得出的结果认为 : 玻璃生命周期环境污染主要来自玻璃制造阶段和能源生产阶段, 其影响比例分别为 33.4% 和 33.3%, 主要环境影响在于对不可再生能源的消耗以及由于 CO 2 排放所导致的温室效应 CO 2 主要来源于能源生产用煤的燃烧 运输阶段的排放以及玻璃制造阶段燃煤 燃油等 此外,NO x SO 2 等气体的排放也是环境影响的重要因素, 它们主要来源于燃料燃烧 因此, 提高能源利用效率 降低对不可再生能源的消耗 进行清洁生产是改善玻璃工业环境污染的主要途径 (3) 通过采用模糊数学方法对再生玻璃进行 LCA 分析, 结果表明再生玻璃的影响等级为 Ⅴ 类, 高于原生浮法工艺玻璃 从权重矩阵中可以看出再生玻璃对环境的最大影响因素依次为水消耗量 废水排放量 煤消耗量和烟尘产生量 通过原生浮法工艺玻璃和再生玻璃的环境排放物处理成本分析, 结果表明浮法工艺玻璃要比再生玻璃需要的费用低 虽然从原材料来看, 再生玻璃节约了矿产资源, 但是由于目前的从事再生玻璃生产的一般为小厂家, 采用的能源多为煤炭, 生产工艺简单, 所以导致再生玻璃的环境影响等级高 环境排放物处理成本高的结果 如果能够提高工艺, 建立大型生产线, 采用清洁能源, 加强环境管理, 那么其环境污染影响程度可以大幅度下降 30

22 3 工业化国家的垃圾管理立法及其作用 3.1 宏观环境政策和法规 环境政策的目标和原理必须通过政府制定的一系列具体环境保护措施才能得以实现, 环境保护措施的目标是在产品的生产和消费中, 避免 减少或清除其所产生的生态损害 环境政策和环境法的主要原理是 : 预防原理 责任原理和协作原理 ( 王金南,1995) 预防原理是指制定具体的环境政策, 通过事先采取有效措施预防对人类和环境产生危害的过程发生 责任原理是有关费用问题的基本原理, 也是环境政策首先应该遵循的原理 它是指污染者应该承担对环境造成影响和损失的责任, 并负担改善和恢复环境的费用 值得注意的是这个原理似乎非常合理, 然而当进行深入分析时, 会发现有很多难于实施之处 任何一种污染物通常都是许多排放者直接或间接参与排放的结果, 环境影响是商品在制造 使用和消纳多个过程中产生的, 对每个参与者的责任进行厘定通常是不可能的, 因此污染造成的损失也只能由所有参与者共同承担 从这个事实出发, 能够便于实施的实际上是共同负担原理, 而不是真正意义上的责任自负原理 因而, 责任原理也并不是从根本上减少环境损害的基本原理 与此相悖, 责任原理常常导致个人损害环境, 集体承担责任的结果 协作原理是以协调所有参与者的行动为基础的, 比如通过自我约束达到环境友好的目标, 这种原理同样可应用于各级之间的协调行动 根据责任原理, 可将环境政策措施划分为以下几种类型 31 (1) 非财政性措施 : 环境义务 与环境有关的产权变化 环境政策的协调方案 环境规划政策以及其他非强制性和非财政性的环境政策 ; (2) 以公共支出为基础的环境政策 : 包括公共承担费用的环境保护政策 以税收为资金来源的和由其他资金支持的环境保护政策 体现环境意识的国家形象政策 环境友好的经济活动 环境保护研究发展基金 对环境保护机构的资助 ; (3) 以公共收入为基础的环境政策 : 环境许可 环境税 ; (4) 根据共同负担原理所归纳出的环境政策, 包括 : 1 通过税收收入投资的直接和间接的环境保护 ; 2 对放弃危害环境行为的津贴制度 ; 3 对于采用环境友好措施的生产 消费和原材料利用实行环境补助金 ; 4 环保技术革新的国家津贴支持 ; 5 对可持续的环境保护措施的公共资金支持 总之, 对现有的环境政策进行分析, 可以归纳为如下三种主要类型 : 干预措施, 如提倡和禁止某些行为 ; 通过公共机构鼓励 咨询或补偿等实现的引导性措施 ; 以项目为基础的规划性措施 3.2 德国固体垃圾管理的法律和政策在经济发达的工业化国家中, 垃圾清除问题作为可持续发展的瓶颈问题之一, 引起了法学界的重视 如德国垃圾法的不断发展和完善, 对于认识实施立法手段在将城市生活垃圾纳入可持续发展体系中的作用, 是一个很好的例证 第二次世界大战以后, 伴随着德国经济发展出现了严重的环境问题, 最严重的是旧工厂所在地的污染, 除此之外便是工业和农业生产中的废弃物对土壤和地下水的影响 当时政府就已经认识到固 32

23 体垃圾堆放和填埋, 在地下水污染和空气污染中的作用不可忽视, 而那些不断被发现的 难以彻底清除的各种物质, 更是人们关注的焦点 垃圾和有害物质不仅在种类和类型上不断增加, 而且数量也在不断变化 根据德国环境管理局 环境数据 1992/1993, 在 1990 年代初, 前联邦德国的垃圾排放量大约为 t/a, 生活垃圾大约为 t/a, 与 1980 年代相比具有微弱的下降趋势 德国统一之后, 生活垃圾上升到 t/a, 需要特殊监控的垃圾数量也显著增加 为了寻找在生态和经济两方面都能承受得起的垃圾消纳措施, 需要有一个全面的垃圾经济学计划 随着对垃圾问题认识的不断深入, 德国的垃圾法从 1970 年代初立法以来, 几经修改完善, 从最初的 垃圾清除法 发展到 1996 年最新修订完成的 循环经济和垃圾法, 目标在于实施垃圾从减量 利用到最后清除的全过程管理, 保证人类健康不受伤害, 确保在垃圾收集和处理过程中不造成环境污染 垃圾清除法有关垃圾清除的规定是垃圾法的重要组成部分 联邦德国从 1972 年开始颁布 垃圾清除法, 对垃圾清除进行了有关规定 这部法规的主要内容包括 : (1) 接受清运垃圾是公民的基本任务 ; (2) 各州有义务实行跨地区的垃圾清除计划 ; (3) 垃圾清运不得破坏公众的利益 ; (4) 垃圾只能在获得许可的处理设施和场地中进行处理和堆放 1976 年 1982 年和 1985 年在法律修订的过程中增补了部分内容, 规定特种垃圾必须在垃圾运输中采用特殊标志, 同时对粪便处理利用以及垃圾越境运输也进行了规定 垃圾管理法在 1986 年 8 月 27 日第四次补充之后, 垃圾法已经从 垃圾清除法 发展为 垃圾管理法 经过修订的垃圾法将垃圾减量和垃圾资源化利用列在各类垃圾管理和处理方式的首位, 涉及的主要内容包括 : 鉴别垃圾类型的规定 残余物定义与规定 对垃圾和残余物实施监督的规定 垃圾运输规定 包装规定 污泥处理规定 垃圾处理技术指南和生活垃圾技术指南 鉴别垃圾的规定主要是指鉴别那些需要进行特别监督的垃圾种类, 即特种垃圾 ; 残余物的鉴别是指对那些不具备垃圾特征的残余物的鉴别 ; 在垃圾和残余物的监督管理中, 对运输和清除上述残余物和垃圾的文件以及审批过程进行了规定 垃圾技术指南和生活垃圾技术指南中的规定更为详细 垃圾技术指南中对于需要监督的特种垃圾在中转 堆放 物理 / 化学或生物处理 焚烧和填埋等方面的技术和组织进行了规定 因此该规定通常也被称为特种垃圾技术指南 生活垃圾技术指南主要对生活垃圾进行了如下规定 ( 图 3-1): 无法避免的垃圾应该尽量进行资源化利用 ; 尽量减少垃圾中有害物质的含量 ; 对于不能利用的垃圾应该进行无环境危害的处理和堆放 ; 提供垃圾清运的保障 ; 垃圾的堆放不得造成清运困难和未来环境影响 同时, 生活垃圾技术指南还根据现有技术条件对生活垃圾处理进行了规定, 如对资源成分的利用 对有害物质的去除, 并由此作出垃圾分类收集的规定 对使用不同垃圾消纳方式的规定指出, 只有当垃圾不再能够被利用并符合一定要求时才允许进行填埋处理, 如当生活垃圾的有机物含量超过 3% 时, 便不允许未经处理而进行填埋 33 34

24 能充分循环利用物质的经济体系 虽然德国在垃圾管理方面付出很 废旧物品 多努力, 也取得了一系列成果, 然而垃圾清运的压力在过去几年中 避免 是 市场 仍然没有减轻, 其根本原因在于垃圾减量措施不力和可利用物质未充分利用, 垃圾的排放量仍然巨大 ; 另一方面高质量的垃圾处理设 否利用 是 市场 施的审批和建设速度缓慢 更进一步的分析表明, 这种状况的出现在很大程度上是由于垃圾定义的含糊不清造成的, 从而导致了运输 否 量的增加和处理设施能力的不足 为此循环经济与垃圾法对 垃圾 处理 进行了更加明确规定, 不仅说明垃圾是 被丢弃的东西, 而且是不 地表填埋地下填埋 禁止混合 能够被再次作为次生原材料利用的物品 有关垃圾减量化 资源化和最终处理法律的制定促进了垃圾政策的发展, 将垃圾政策从 垃圾清除 推进到 循环经济 1996 年 10 月 7 日颁布了 循环经济和垃圾法, 并以此取代了旧的垃圾 管理法 循环经济与垃圾法 的完整名称为 : 鼓励循环经济和保 过程检验 证垃圾无害化处理法 图 3-1 垃圾处理方式的选择过程为了确保垃圾管理法的有效执行, 联邦政府还做出了有关规定, 如对有助于回收利用的产品进行标记 ; 分类收集义务 ; 对不同垃圾类型的性质和利用的限制 ; 实行回收和押金制度等 在此之后 1988 年联邦政府颁布了塑料包装材料回收规定,1989 年颁布了废弃溶液规定,1991 年颁布了包装品规定并成立了 德国二元系统 (Duales System Deutschland) 其中包装品规定指出, 包装品的生产和经销者, 必须承担用于运输和销售等环节的包装品的逐步回收和再利用的义务, 对某些包装品应实施强制性押金制度 如果销售者能够证明包装品不进入公共垃圾收集和再利用系统, 则可以申请不承担上述义务, 为此必须向德国二元系统出具有效证明 循环经济与垃圾法 颁布 循环经济与垃圾法 的主要目的是建立有利于环境保护 循环经济与垃圾法及其实施效果与垃圾管理法相比较, 循环经济在有关垃圾的概念和义务方面都有所扩展 该法包括九个部分, 其主要特征是加强垃圾减量化和资源化利用, 对与垃圾排放有关的各个环节, 都根据有利于减量化和再利用作出了详细规定, 主要表现在以下几个方面 垃圾与循环经济 本部分内容包括第一章概论和第二章循环经济 在这部分中对制订该法律的目标 对垃圾及其有关概念和使用范围进行了界定 同时也对垃圾减量和物质回收利用给予了详细规定 制定循环经济与垃圾法的目的是鼓励减少垃圾排放量 保护自然资源的循环经济 实现这个目标应该从两个方面进行考虑, 一方面是考虑从生产和消费源头开始的垃圾排放量控制, 鼓励有利于垃圾减量的生产过程 鼓励产品的多种用途以及回收利用 ; 另一方面是对 循环 中排放 36

25 的垃圾应该进行严格的无害化处理, 并要求排放者支付相应的处理费用, 促使生产者提高垃圾减量和回收利用的积极性 在这些方面, 循环经济与垃圾法规定, 垃圾排放者和垃圾处理者应该根据一定顺序完成各自的义务 首先是避免产生垃圾的义务, 在联邦污染防治法和过去的垃圾法中对这一义务都有过规定 ; 其次是技术和经济上可行的 不造成有害物质积累为前提的垃圾利用义务 ; 最后是清除垃圾的义务, 如果垃圾利用会对环境造成严重危害时, 有义务实行垃圾清除 此外, 根据欧共体垃圾法的制定框架, 也鼓励生产次生原材料 垃圾法与垃圾处理第三章中对产品提出了一定要求 循环经济有助于垃圾的源头减量, 它通过物质以及能量再利用得以实现 在工业生产活动中应该采用能够被循环利用的材料, 或在产品生产和设计中考虑减少垃圾排放和延长使用寿命, 对能够回收的产品实行回收义务 在循环经济与垃圾法的第四章中对垃圾利用和垃圾清除的区别给予了明确的界定, 指出垃圾利用的主要目的是利用而不是清除, 在利用中物质和能量的利用是具有同等意义的 相对困难的是将能量利用和清除垃圾的热处理手段进行区别 对此, 该法律在第四章中认为能量值的高低是进行区别的关键 当处理的目的是以利用有害物质中的丰富能量为主时, 应当被认为是垃圾物质利用 ; 相反, 当目的是以消除有害物质为主时, 则可被认为是垃圾清除的一种手段 然而在垃圾利用中, 虽然从原则上讲物质利用和能量利用是同等重要的, 并无优先性而言, 但事实上, 物质利用是具有优先权的 能量利用只有在满足了以下条件之后才能获得允许 : 垃圾的热值必须达到 kj/kg; 利用设备必须能够达到或超过 75% 的能量利用率 ; 所获得的热量必须被利用 ; 利用后剩余的垃圾, 特别是灰粉和烟尘应能够在尽量不需要预处理的情况下被填埋 37 第四章中另一个非常重要的部分是在国家和私人企业之间的新的责任分配方式 过去的模式是企业或私人排放垃圾, 国家进行垃圾的处理和消纳 在新的法规中规定垃圾的排放者应该承担垃圾利用和处理的义务, 他们可以自己承担这一义务, 也可以委托第三者 ( 协会组织或私营企业 ) 进行垃圾利用和清理 如果这些都不能够得以实施, 则应该委托国家垃圾清理机构进行清理 在责任承担方面有两种不同情况应予以区别 第一, 当垃圾排放者或拥有者将利用和清除垃圾的任务委托给他人完成时, 只是如同开了一个子公司, 利用和清除垃圾的责任仍然应由委托方负责 第二, 垃圾排放者或拥有者, 特别是当他们是企业或公司时, 不仅可以自己承担他们的义务, 而可以将这种义务完全或部分转让给被委托方 ( 协会或企业 ), 被委托方也可以将这种责任再次转让给另外的第三者 这种转让必须在具备一定前提条件时方可进行, 即被委托方必须保证垃圾的利用和无害化处理, 他们必须具有专业水平 具有可靠性, 对公众利益不造成损害 要实现责任和义务向委托方的转让, 必须经有关主管部门的批准 而要获得主管部门的同意, 必须证明被委托方具备上述前提条件 地方政府可以进行宏观调控, 确定到底应该有多少比例的垃圾处理企业可以私有化 通过转让责任能够使大多数循环经济的措施维持赢利, 因此也能够使垃圾管理中的责任原理在企业中的贯彻得到保证 特种垃圾的控制和垃圾减量与利用第五章重点对控制特种垃圾的申报 运输 处理审批等一系列环节进行了规定 第六章重点对与垃圾减量和利用有关的问题进行了规定, 本部分中涉及到多种可利用物质如废油 废溶液 包装品 建筑垃圾 电器 电池等的回收利用问题 38

26 废油的管理为了对废油进行更好的利用,1987 年 11 月 1 日联邦政府颁布了废油规定, 环境保护部门同时也制定了管理条例,1990 年又颁布了废油处理的补充条例 该补充条例对废油进行了详细的分类, 共划分出 19 种来源和用途不同的废油类型 规定废油的拥有者负有清理的责任, 废油应该被送回给产品的销售者, 以下是对废油使用者 回收者等提出的各项要求 (1) 分类存放 凡以不同方式使用过的废油应该分类存放, 废油应该被作为 特种垃圾 进行处理, 并只能通过被环保部门认可的设备进行处理或再加工 (2) 禁止混合 分类收集的废油是能够被加工或进行能量利用的, 因此它们不应该与防冻液 电池 油漆等其他溶液混合 植物油因其与矿物油有不同的性质, 因此也不允许与之混合 (3) 废油样品的提取 检查和保存 废油收购者有义务对他们收购的样品进行抽样, 同时也有义务对废油的加工处理 燃烧以及废油的进出口进行检查 没有检查义务的垃圾收集站, 应该将来自废油收购者的废油样品保存起来, 直到收购者出具有关废油的检查证明之后才能实施进一步处理 (4) 保存有关说明和证明 废油回收者在将其交给处理者时必须填写规定的表格, 保证在回收中对禁止混合问题给予了足够的重视, 有关说明应该保留三年以上 (5) 对于废油收集和运输的批准 自从 1990 年 1 月 1 日以来, 废油的收集和运输必须经过审批才能进行 对于废油运输的审批由州政府负责进行, 其审批在全国范围内有效 (6) 发布信息和回收的义务 企业在送回废油时必须说明回收者是谁, 如回收站 产品销售商 产品经销商等 销售商必须回收与出售的油产品相同数量的废油, 回收者必须有一定的回收机构, 对那些在出售或使用油产品的过程中产生的含油垃圾, 如容器 过滤器 抹布等也必须进行回收 废溶液的管理对废溶液的规定基本与对废油的管理方式相似 该规定主要是针对企业活动而制定的, 目标是防止将含氟溶液与其他溶液混合, 从而影响其再利用的可能 该规定指出, 溶液的生产者和消费者有义务回收使用过的废溶液, 同时规定只有那些证明溶液回收遵循了禁止混合的规定, 并标明溶液的主要成分和沸点等信息时, 才准予回收 只有当生产者和经营者遵循了这些规定之后, 才可被确认为完成了其回收义务 禁止含氟溶液的规定有关禁止含氟溶液的法规是在 1990 年正式颁布的 1992 年德国就要求制造和销售商在 1993 年末完全放弃制造和使用含氟溶液的产品 当时汽车制造商 建筑商和制冷器制造商都作出了承诺 到 1994 年初各类产品确实完全实现了无氟目标 实现这个目标主要经历了以下过程 在 1988 年秋季联邦政府要求各州政府和一些社团组织制定措施回收小型空调和制冷设备 要成立专门的机构负责清理家庭垃圾中的制冷设备, 以保证对含聚四氟乙烯溶液和制冷液的有效回收 这个专门机构可以将回收工作委托给第三者实施 随着该政策的出台, 出现了很多承当这个任务的专业化公司和企业, 每户居民家中都有全年免费回收制冷冰箱 / 冰柜的日期表 回收费用被包含在家庭垃圾收费中, 冰箱中的制冷液处理是严格按照专业部门或协会的技术规定进行的 1990 年 5 月 30 日化工协会从三个大的制冷溶液制造商开始, 对含氟溶液进行回收和处理, 他们在 年推出了替代旧产品的无氟产品 此后, 汽车业也承诺从 1993 年秋季开始不再生产含氟汽车用空调,1994 年初家用冰箱也实现了无氟化 目前存在的最大问题是在建筑垃圾中有大量旧建筑材料, 它们当中有一部分是用于隔热的含氟泡沫塑料, 这些材料已经被填埋, 它们将长期向大气释放温室气体 现有技术有可能做到的是将此类 40

27 垃圾进行有技术控制的焚烧处理 对饮料包装的押金规定和包装法对饮料包装品的回收和押金规定是德国政府推出的第一个有关包装品的规定, 于 1988 年 12 月正式颁布 塑料饮料包装瓶只有被经销商回收并被再次利用时才允许使用 1991 年 12 月 1 日的新规定指出, 生产者和销售者以及送货商必须对运输中所使用的包装品进行回收 1992 年 4 月规定购买者有权将包装物留给商店, 或者商场自己应该在收款时收取包装物 这样不但可以回收包装品, 而且可以有效地防止商店中的物品被偷窃, 销售者必须保证这些包装品的再利用 从 1993 年 1 月开始, 商店必须将其自身或其附近消费者用过的包装品进行回收, 以利于再次进行利用 为了鼓励包装品回收, 从那时起对很多容器实行了押金制度, 其押金等级的设定如下 : <1.5 L 的一次性使用的包装盒 / 瓶 : 0.50 马克 ; 1.5 L 的一次性使用的包装盒 / 瓶 : 1.00 马克 ; <1.5 L 的洗涤用品包装容器 : 0.50 马克 ; 1.5 L 的洗涤用品包装容器 : 1.00 马克 ; 2 kg 的涂料容器 : 2.00 马克 此外, 还可利用多种渠道来补充回收系统的不足 首先是企业参与的包装品回收, 企业可以提供方便消费者的垃圾收取系统, 对每户的废包装品进行定期收取 按照法规要求, 这些企业必须保证收集 分类和将分类获得的各类材料进行循环利用, 绝对禁止对含有可回收利用包装品的垃圾进行焚烧处理 企业必须向各州政府的垃圾管理最高机构出具其按照规定进行回收 分类和利用的证明, 如果企业没有按照规定进行垃圾处理, 管理机构将不再委托该企业进行垃圾处理或取消该企业的垃圾处理资格 社区也可以建立社区内部的回收系统 社区可设立回收系统, 也可以通过适当付费接受回收服务 另外规定可被多次利用的饮料包装也是一个重要内容 在整个联邦政府的管辖范围内, 可被重复使用的饮料包装占所有饮料包装的比例不得低于 1991 年的水平, 即 41 72%, 这一规定的主要适用范围是啤酒 矿泉水 可进行多次灌装 的果汁和葡萄酒 对于牛奶包装则要求有不得低于 17% 的包装品是 可以重复使用的 年 12 月由各州的环境部长共同确定, 在各个州中实行德 国二元系统 (DSD), DSD 通过给予 绿点标记 许可获得运转资 金, 拥有 绿点标记 的包装品都将通过 DSD 系统进行回收利用 因此从 1993 年 1 月 1 日起, 凡是加入了 DSD 的生产企业和经销商 可以免于在其商店中回收包装品 为了保证实现包装品规定中所要 求的回收和再利用比例 ( 表 3-1), 州政府要求 DSD 对 1994 年的执 行情况进行报告 作为检查对比的基本数据资料, 联邦政府对 1992 年的回收利用状况进行了公布 ( 表 3-2) 表 3-1 对包装品回收 分类和再利用的比例要求 从 1993 年 1 月 1 日起从 1995 年 7 月 1 日起回收回收分类再利用回收分类再利用物品比例 /% 比例 /% 比例 /% 比例 /% 比例 /% 比例 /% 玻璃 白铁皮 铝 纸板 纸 塑料 混合材料 与此同时联邦环境部还进行了两项研究, 对实施状况进行评估, 并以此为基础提出了优化管理效果的建议 1993 年 9 月进行的 饮 料包装品生态预算 研究结果表明, 由于很多因素之间的关系错综 复杂, 以至于很难得出一个明确的研究结论 其他正在制定的政策与法规 根据新的垃圾法, 还有一些垃圾种类也被认为是应该纳入减量 化和资源化利用范畴的, 这些垃圾主要包括以下七种类型

28 首先是建筑工地中含有有害成分的垃圾 从 1990 年以来就已经 开始制定对含有害成分的建筑垃圾实行分类收集和利用的规定 对 废旧电器也正在制定有关规定, 在 1991 年制定的草案中已经规定, 销售商有责任免费回收废旧电器 1992 年在相关专业范围内对关于 废旧电器 的文件进行了讨论, 形成了管理草案, 其中对材料再利 用和对一定的零部件进行再利用等进行了规定 表 年包装品再利用的概况 ( 单位 :1 000 t) 含有害多次使其余的外个人和厂家材料消费运输物质的用的包消费包商店包销售类型总量包装包装品装品总量装装包装 玻璃 白铁皮 铝 塑料 纸板盒 混合材料 小计 小铁片 木材 其他包装 小计 总计 电池回收也是正在讨论的重要问题之一 废旧电池带来的问题 早在十多年前就已经引起了广泛关注,1988 年 9 月电池工业和经销 商就已经开始自发地采取措施, 对许多仪器所使用的电池进行回收 和再利用, 并着手减少电池中的汞含量 回收措施对减少生活垃圾 中的汞含量起到了重要作用 到 1988 年底, 一些电池生产者就已经 推出了低汞电池和无汞电池, 其电池中的含汞量仅仅为 0.025% 这 样消费者在购买电池时便有可能在含有害物质和不含有害物质的产 43 品之间进行选择 目前无汞电池已经不仅不再被作为特种垃圾进行管理, 而且获得了可回收标志 虽然从 1988 年以来就已经开始了废旧电池的回收, 而且也有企业专门从事回收旧电池的再利用, 但是这种回收和利用对公众而言并未被完全了解 因此, 在 1992 年夏季开始讨论有关旧电池回收和利用的法规, 此外欧共体也对电池和蓄电池问题作出了有关规定 对报废车辆的处理也有相关规定 1990 年 9 月联邦环境部提出了回收利用报废车辆的目标 1992 年制定了关于减少和利用废旧车垃圾的规定 同年对废纸的回收利用也向相关部门颁布了法规草案, 在此草案中规定废纸的利用率应在所有可回收利用物质中达到最高, 为此应该进一步推广和开发造纸业中的废纸利用技术, 而且应该开拓造纸之外的废纸利用新市场 垃圾处理设备的审批和环境影响评价使用和建设垃圾处理装置应该履行审批手续 过去的垃圾处理设施审批时间可以长达 8 年之久, 为了满足垃圾处理的需要, 联邦政府于 1993 年 4 月颁布了有关简化审批程序的法规 根据垃圾管理法, 垃圾处理设施的审批必须经过以下程序 : 提出申请, 同时必须附有准确的技术路线 ; 政府审查 ; 向公众公开申请材料 ( 大约持续一个月 ); 申诉期限与讨论时间 ( 约 14 天 ); 对反对意见的审查 ; 申请的审定 ( 批准或否决计划 ); 合法性检验 ( 大约一个月 ) 环境政策的预防原理主要是通过 环境影响评价 的手段实现的 美国从 1970 年开始实行环境影响评价 欧盟委员会于 1985 年提出进行环境质量评价, 德国虽然在 1988 年法律上通过有关环境影响评价的规定, 但实际上直到 1990 年才开始实施 有关垃圾设施的 44

29 建设项目, 也应该进行环境影响评价, 应该在比较不同技术路线环境影响的基础上, 最终确定合理的技术方案 垃圾管理整体规划按照垃圾法规定, 当需要特殊监管或需要一般监管的垃圾年排放量超过一定数量时, 就必须对垃圾减量 垃圾利用和垃圾清除实施专业化垃圾管理规划 垃圾规划是实现科学管理的有力措施, 也是垃圾管理部门制定垃圾工程计划的重要基础 垃圾规划至少应该包括以下内容 : 有关垃圾排放量 垃圾类型 需要特别监管的垃圾和需要一般监管的垃圾及其利用和清除 ; 制定出相应的垃圾减量 利用和清除的计划与措施 ; 说明清除垃圾的理由, 特别要注重从不可利用性方面进行论证 ; 对今后五年的垃圾处理途径给予论述, 当计划对垃圾进行自行处理时, 必须对处理地点的状况 设备条件和建设计划以及时间安排进行说明 ; 对境外进行利用和处理的垃圾进行单独特别说明 首次的五年规划期到 1999 年, 之后应对每个五年进行规划, 直到现行垃圾法中的规定被修改为止 州政府在听取各方面意见的基础上通过议会以法律的形式对垃圾规划进行审批 垃圾法要求负责垃圾管理的部门每年都要对垃圾进行有数据支持的结算, 其结算内容包括垃圾的种类 垃圾数量和垃圾利用和清除的状况, 并提出完整的结算报告 垃圾排放者和垃圾处理企业等有义务提供所需要的数据, 垃圾结算由州政府进行规定, 政府有关部门完成结算报告 如果有关部门没有按照要求完成垃圾结算报告, 主管部门有权追究其责任, 并责成其在一定时间内补作结算报告 在进行垃圾管理规划和结算报告的基础上, 州政府应该制定更加详细和具体的垃圾管理计划 垃圾管理计划的目标是垃圾减量 垃圾利用和保证垃圾的境内处理 在垃圾管理计划中必须说明的内容包 45 括被批准的垃圾处理设施和适合垃圾处理设施如填埋场或其他设施的场所 计划中还应对垃圾处理的实施者和处理设施承担的责任进行规定 计划还应该对至少未来 10 年垃圾处理的发展进行论述, 在必要的情况下还要进行相应的垃圾规划和垃圾结算 在制定计划的同时还应考虑到区域规划和土地整理的目标和要求 各州应该共同对垃圾规划逐个地进行审查, 如果哪个规划与法律相抵触, 则应由相应的州政府根据要求对垃圾规划进行调整 3.4 美国固体废弃物管理法规 20 世纪后期以来, 在强大的公众健康意识推动下, 美国联邦政府开始垃圾立法行动 联邦现代固体废物法规源于 1965 年由国会制定的公共法律 (Ⅱ), 即, 固体废物处理法案 这一法案的目的是 : 促进固体废物管理和资源再利用系统的论证 建设和应用, 以保持和提高大气 水和土地资源的质量 ; 为积极进行资源恢复和固体废物处理方案的设计与发展的地方政府及管理机构提供技术和资金支持 ; 促成国家研究和发展计划, 提高管理技术和组织行动的有效性 ; 提高固体废物收集, 分选和重复使用方法的组织 管理和技术, 改进不可被再利用的剩余垃圾的环境安全处理方法 ; 为固体废物处理系统的设计 操作和维持提供培训拨款 1969 年制定了国家环境政策法 (NEPA), 该法案影响了所有由联邦基金支持的以及受联邦机构控制的工程 尽管这一法案在当时尚存在一些不足, 并且延迟了一些工程的工期, 但是它却为公众提供了参与环境保护相关决策过程的机会 这一法案明确说明在总统办公室设立环境质量委员会, 这一团体有权监督管理每一联邦机构所主持的 46

30 工程及其实施过程, 要求每一项工程提供一份环境影响报告书 ( EIS), 工程代理商必须遵循委员会有关环境影响方面的决议 在环境影响报告书中对所有可能存在的环境影响都必须予以考虑 提供固体废物管理与设备运行的环境影响报告自然也是每一个承包代理人的责任, 该环境影响报告不仅要由包括生态与土地利用计划 水生与陆地生物保护 土壤资源保护和经济与社会学等方面专家参加的专业工作者进行制定, 而且需要公众参与 寻求公众支持 否则工程将不会受到国家环境政策法案或者环境管理委员会的支持与批准 1970 年的资源再利用法的完成, 使固体废物管理计划的重点由以末端处理为主要目标转向为可回收物品的循环和再利用, 或能源转化利用 此后, 许多关于固体废弃物管理的各方面的报告也被不断出版, 如国会关于资源重复利用的年度报告及其附件 固体废物管理决策制定者手册等 以资源再利用法为基础, 美国国会在 1976 年通过了公共法律 , 即资源保护和再生利用法 (RCRA) 这一法案对固体废物管理有着深远的影响, 该法案为固体废物的储存 处置 销毁提供了标准, 并且规定在各个过程中应该将普通固体废弃物与危险废弃物进行分离 在 年, 资源再利用法被多次修订 1981 年的公用事业规则和政策法 (PURPA) 是一项由国会通过的法律, 在它的条文中涉及到制定能源价格的有关方式, 其目的在于精确地评估由固体废物燃料作能源的工厂产生的电能的销售价格, 使从事利用垃圾能源的企业获得有效收益 实际上, 一些相关法律都涉及到了鼓励循环利用和资源回收的经济激励措施 这些激励措施或者是针对生产者, 或者是针对消费者和固体废物管理者, 例如, 在产品购买说明书中优先说明可循环材料的折扣等 联邦法规的影响与作用联邦法律和相关的政策鼓励在各州实施固体废物管理计划, 然而, 该法案对各个州的影响程度并不完全一致 由于缺乏资金, 所 47 以各州只能根据自身情况, 在充分考虑到环境需求和本州居民支付管理费能力的前提下, 制定其固体废物管理计划 加利福尼亚州出于对公众健康和环境的考虑, 属于最早建设垃圾填埋场的州 新泽西州将固体废物控制 分离和循环利用作为固体废物管理计划中的主要目标, 新泽西州 1975 年在修订后的法律中明确规定地方政府对固体废物管理 处置和堆放具有控制和责任权 固体废物管理法并未直接限制产品生产 然而, 产品制造者则必须考虑其产品对固体废弃物排放量的影响, 为此, 产品制造商要接受来自多方面的约束, 如包装税 包装标准 产品中可循环材料的最低含量 对苯乙烯泡棉容器 一次性尿布和液体包装袋的生产禁令等 由于法律和政策的约束作用, 许多纸张生产商已经增加了新闻用纸和更高级别用纸中的可循环纤维的含量, 也有许多塑料生产商增加了工厂使用可循环塑料容器的能力 法律最明显的作用之一是影响产品的消费 如瓶子法案, 特别是州水平上的法案, 普遍对消费者实施了归还液体容器的经济刺激政策, 并建立了回收中心 在加利福尼亚州, 法律规定, 如果产品生产者不能够完成所要求的产品包装容器的回收率, 则会受到经济制裁, 如对该包装容器提高税收标准等 此外, 无论是联邦还是地方政府的法律, 都对消费者提出垃圾分类的要求 垃圾管理中资金不足是普遍存在的问题 为了弥补资金不足的问题, 联邦政府和地方政府在法律或管理政策中, 都提出了一些新的可供选择的规则, 它们包括 : 生产限制 这是一个从源头控制垃圾排放的选择, 主要控制目标是那些在垃圾排放链中排放有毒物质和材料的企业 为此可以采用的手段包括生产禁令 警戒标签等 生产许可 当生产商引进一种新产品或包装时, 都要经政府的测试或有关机构论证该产品对垃圾排放的影响 如果产品在垃圾填埋场环境下 在焚烧炉中以及在混合的废物循环 / 加工系统中的转化, 较其他同类产品对环境的影响较弱, 则可发放生产许可 48

31 对现行产品与生产过程的评估 针对产品生产或者使用中废弃物对环境危害的程度, 政府将建立标准对该产品和材料的环境影响进行评估, 根据评价结果对被评估产品采取的对策, 可能是从标签标注到彻底禁止生产之间的任何一种措施 采购限制 政府控制着大批量物品的采购权, 因此有可能通过选择那些有利于减少污染物排放或者有利于垃圾减量和资源循环利用的商品, 对产品生产实施导向 总之, 法律将是未来垃圾管理的一个重要组成部分 未来的垃圾综合管理体制将更加致力于从源头减少排放量 资源循环利用和卫生填埋处理几个方面的努力 固体废弃物管理由于垃圾排放量的不断增长以及社会环境意识的不断增强, 政府制定的有关废弃物管理的法律也受到愈来愈多公众的支持 美国的循环再利用不受经济利益驱动的作用, 而是法律和政策约束的结果, 年, 共有 31 个州实施了废物循环利用法 目前的各项管理政策中大都强调将减少排放量和循环利用作为垃圾管理的重点目标, 同时管理者也必须认真考虑社区的选择权, 设定符合社区能力的转化目标, 即同时考虑满足法律要求和社区对设备的支付能力 通常设定固体废物服务的费用之后, 社区的付款能力将由公众听证会进行确认 为此, 建设一个编写固体废物管理系统报告和社区垃圾排放管理报告的数据库是非常重要的, 表 3-3 中的内容表明数据库应该包括的主要信息 废物管理机构在垃圾减量方面应该解决的首要问题是寻求途径和方法去减少那些在源头产生的大量废物, 最有希望的方法可能是 : (1) 采纳使用较少材料的产品生产和包装的工业标准 ; (2) 通过法律使消费产品对原始材料的使用降到最低限度 ; (3) 向社区收取使用废物管理服务费用, 通过收费措施减少居民的垃圾排放量 49 在方法 (1) 中, 产品的生产和包装标准问题应该包括选择那些 可以最大限度地减少废物的包装材料, 并比较材料的价格 为此, 废物管理机构应该考虑如何对辖区企业在相关决策方面产生影响, 使其采纳被建议的能够减少垃圾排放量的方法 怎样度量社区中的 资源转化量, 是否应该帮助偿付教育垃圾排放者减少废物来源所需 的教育费用, 也是垃圾管理者应该讨论的重要问题, 这些都需要进 行大量的市场调查和发展预测 表 3-3 评价固体废物管理选择权的数据库应该包含的内容 目标要素 主要设备 数据需求 源头减量 如双面复印和使用电子邮 源头数量 ; 排放量减少的百分比等 件 废弃物的混合收集 垃圾罐头 卡车 不可滚动的容器 数目 大小和容器的容量位置 ( 按街道地址划分 ); 运输卡车数目和型号 分类收集 可循环使用的收集箱, 运输卡车 来源的数目 ; 材料的类型和数量 ; 按街道地址分的罐头和容器的数目 大小和位置 ; 卡车使用期和型号 转运站 进入路线 ; 地秤地板 ; 翻滚储存 ; 转运拖车 ; 危险物品储存区域 站长 ; 允许容量 ; 可接受的废弃物 ; 地秤类型 ; 主管 材料处理设 储存滚筒 ; 传送驱动装置 ; 站长 ; 允许容量 ; 可接受的材料 ; 被 备 混合材料的分离机械 ; 压缩木材机器和可供销售物 分离的废物的类型和容许能力 ; 储存能力 品的储存物 转化设备 生物反应堆 ; 混合材料的 站长 ; 允许容量 ; 可接受的废物 ; 倾 机械分离 ; 焚烧炉 汽锅 斜地板的类型 ; 主管 涡轮机 / 发电机 终端处置 垃圾填埋场 场主 ; 允许容量 ; 对车辆和运送时间的限制 ; 对接收的废物的类型的限制 ; 容量契约 材料采购员大量船运 纯度的说明 ; 销售契约 ; 材料的售价 最低限度使用原生材料是实现源头减量的一种间接方法, 因为 50

32 当再生材料代替了原生材料时, 生产消费产品所使用的材料总量将会减少 为了达到减量目标, 垃圾管理机构应该设法影响原生材料的使用, 如通过购买由再生材料制成的产品或对那些希望优先使用再生材料产品的社区制定购买规范, 并最好能够提供不同产品的价格信息 采用不同的垃圾管理系统可以直接影响所承担的废物收集 循环和处理的费用 有些社区使用的减少废物的策略是征收废弃罐头瓶的回收服务费, 以通过经济手段达到使生产者进行源头减少废物排放量的目的 实施可变费用措施时应该考虑的问题包括生产者偿付设备费用的能力 复杂的监测和报告工作服务网的管理等 在这些问题中, 废物管理者可以通过厘定固定费用, 收取装备和设备所需的投资, 可变费用可以根据提供服务的数量进行核算 但收费也会带来一些负面影响, 如垃圾排放者为避免支付费用而将垃圾非法堆放 ; 另外增加收费事实上只是惩罚性措施, 并没有触及到问题的本质 51 4 中国城市生活垃圾变化 管理与处置概况 4.1 中国城市概况 中国是一个有悠久文化历史的国度, 城市发展至今已有 多年的历史, 并曾有世界上最发达的城市 ( 如 年前的唐朝长安城 ) 然而, 在近代, 旧中国的城市发展速度减慢, 政治 经济 文化等方面发展亦不平衡, 截至 1949 年, 中国仅有城市 69 个 ( 康慕谊,1997), 经济相当落后 新中国成立以来, 尤其是 1978 年以来, 随着社会经济的发展与科学技术的进步, 同世界各国一样, 中国城市化进程逐年加快, 城市规模空前扩大, 城市人口与城市数量大幅度增加, 到 1998 年底, 中国拥有城市总数为 668 个 ( 国家统计局 年 ), 根据官方估计, 城市化水平达到 28% 其中 200 万人以上的超大城市有 13 个,100 万 ~200 万人的特大城市有 24 个, 大多分布于经济发达的东部与中部地区,50 万 ~100 万人的城市 49 个,20 万 ~50 万人的中等城市 205 个,20 万人以下的小城市 377 个, 城市总人口中永久居民人数达 亿, 加上临时居民人数 0.8 亿, 共占全国总人口的 28% 预计到 21 世纪, 中国城市数量将达到 800 个, 小城镇 2 万余个, 城市人口将达 2.8 亿, 城市化整体水平将超过 35%( 国家环境保护总局污染控制司,1999) 按地理位置可将中国城市分为东 中 西三类城市, 其中东部城市经济相对发达, 中部城市次之, 西部城市更次之 ; 按距海距离可将中国城市分为沿海城市与内地城市两类, 前者较后者经济要发达, 尤其是近 20 年来更是如此, 差距甚远 无论是东中西部城市还 52

33 是沿海内地城市, 它们的经济发展状况与各城市的发展政策 自然条件以及传统文化等紧密相关 随着中国城市建设和社会经济的发展, 城市化进程的加快等, 城市垃圾的排放量不断增加 虽然中国不同城市中生活垃圾的变化 组成以及生活垃圾清运与消纳等有很多共同之处, 但由于经济发展水平 城市历史 文化和风俗以及城市管理措施等方面的不同, 因此在一些方面也存在着明显差别 市容环卫处 城建 市建 ( 负责全国环卫行业管理 ) 国务院国家环保总局 污染控制司固体废物防治管理处 ( 负责全国固体废物污染环境的防治和监督管理 ) 4.2 中国城市生活垃圾处理与管理基本体系 中国城市经济迅速发展, 居民的生活水平日渐提高, 居民的生活方式发生变化, 导致城市生活垃圾产量急剧增加, 城市生活垃圾成分发生较大变化 城市生活垃圾的成分变化使得垃圾问题更为复杂化, 加大了垃圾管理工作难度及处置的复杂性 目前, 中国城市人均垃圾日产量约为 1.2 kg,1998 年全国城市垃圾清运量为 万 t, 此数字还在以每年 8%~10% 的速度增长 ( 国家统计局, 年 ) 据不完全统计, 中国城市生活垃圾的历年堆存量达 60 多亿 t, 造成全国有 200 多个城市陷入垃圾包围之中 从全国来看, 城市垃圾自产生之后, 随即进入垃圾处理系统, 即进入垃圾收集站 垃圾转运站 垃圾处理设施 垃圾最终处理场 多年来, 在计划经济体制下, 城市生活垃圾处理一直被作为一种社会福利事业来管理 从垃圾的清扫 收集 运输到处理, 全部费用和管理均由政府包办 1980 年代以来, 城市生活垃圾的污染防治得到国家和政府主管部门的重视, 陆续出台了一些政策, 逐渐形成了我国现行的城市垃圾管理体制 ( 图 4-1) 由于该管理体系的建立和完善, 近些年来, 城市垃圾污染问题在少数城市有所缓解 然而, 在很大程度上, 该体系仍然是传统计划经济下管理体制的延续, 因此, 存在一些有待解决的问题 53 省政府, 直辖市 政府 54 制定政策 法规 规划 制定技术标准 规范 研究开发 教育培训 信息 市容监察 环卫局或其他市政部门 环保局和市政部门 制定政策 法规 制定污染控制标准 规范和防治污染 规划 建立环境污染监督制度和监测网络, 组织监测 参与重大建设项目的申请与检查 垃圾清扫 收集 运输 贮存和处理 垃圾的利用与处置 市容监察 技术培训 城市垃圾处理计划与项目申请 垃圾处置场地的选址 环境影响评价与审查垃圾填埋项目 垃圾处理场滤液 地下水 地表水 废气排放的监测 垃圾污染控制 垃圾处理关键项目的改进 图 4-1 中国城市生活垃圾现行管理基本体系 ( 国家环境保护总局污染控制司,1999) (1) 垃圾管理一直被作为社会公益事业由政府包揽, 环境卫生 部门既是监督机构, 又是管理和执行单位, 政企合一, 不利于形成 有效的监督和竞争机制 (2) 环境卫生法规不健全, 全国人大 国务院 建设部和国家 环境保护总局均对城市固体废弃物污染环境的防治制订了相关的法 规 条例与标准, 但是由于缺少相应的 子法 与实施细则, 依法

34 管理有一定困难, 现有管理体制不利于改变城市垃圾管理困境 (3) 垃圾治理缺乏资金, 收费制度尚未在各城市建立 (4) 垃圾减量化未引起足够重视, 过度包装和一次性商品造成资源浪费 (5) 垃圾混合收集, 增大了资源化 无害化处理的难度 (6) 废旧物资回收种类少 价格偏低, 城市垃圾中废品含量增高, 因未加以回收再利用而引起大量浪费 (7) 缺少处理处置设施, 城市垃圾无害化处理程度低 处理处置体系建设远远落后于实际发展的需要 (8) 设施人为破坏损失严重, 全民环境卫生意识有待提高 4.3 中国城市生活垃圾概况 基本状况近年来, 中国城市生活垃圾数量不断增长 1986 年中国城市生活垃圾总量为 万 t,1998 年达 万 t, 呈直线上升, 年平均增长速率约为 8% 1990 年代以来增长速度有所下降 ( 图 4-2) 万 t 140 数量变化趋势 R 2 = ( 线性 ) 年份 图 4-2 中国城市生活垃圾清运量年变化情况 ( 国家统计局, 年 ) 据有关资料表明, 以往中国城市生活垃圾同工业发达国家相比, 55 垃圾成分中可燃物 可再利用物的含量相当低, 而煤灰的含量较高 换言之, 无机成分多于有机成分, 不可降解物质多于可降解物质, 垃圾的热值较低, 在大多数城市中仅为 226.8~ kj/kg 近年来, 随着城市居民生活水平的提高, 食品结构的变化, 尤其是能源结构的改变, 中国城市生活垃圾的构成发生了明显的变化 : 无机成分减少, 有机成分逐渐上升, 可回收利用成分不断增加, 如废纸 废玻璃 废塑料和废金属等可回收利用物质已占 30%~40%, 而且可燃物含量亦明显上升, 个别城市中生活垃圾热值等表征参数已经超过了 kj/kg 区域差异中国幅员辽阔, 城市与城市 地区与地区之间发展不平衡, 虽然各城市生活垃圾特性基本相似, 但东 中 西部城市生活垃圾在产量和构成上仍有明显区别 在垃圾排放量增长方面, 本研究选取了 10 个有代表性的典型城市进行统计分析 其中东部选取沈阳 天津 北京 无锡 上海 广州, 中部选取武汉, 西部选取西宁 西安 成都, 以获得有关东 中 西部城市的生活垃圾区域差异和影响因子等数据 上述 10 个城市的生活垃圾总量 1990 年为 万 t,1997 年为 万 t, 八年间增长了 万 t, 年平均增长率达 4.33% ( 表 4-1) 其中东部增长了 万 t, 年均增长率为 3.89%; 中部增长了 77 万 t, 年均 6.38%; 西部增长了 68.6 万 t, 年均 5.79% 在城市生活垃圾产生量都增长的情况下, 中 西部城市近期的增长要高于东部城市 这是由于东 中 西部城市经济发展阶段不同, 东部城市经济发展起步较早, 城市生活垃圾产量增长的第一高峰期 ( 生活能源结构以煤为主阶段 ) 已过, 中 西部城市经济处于发展阶段, 正值第一高峰期的缘故 如果以北京市为例, 将城市的垃圾排放量数据变化序列向前延长, 可以看出在 1990 年之前, 生活垃圾排放增长速度约为 9%, 明显高于目前 1990 年之后大约为 4% 的增长速度 ( 图 4-3) 56

35 表 4-1 中国东 中 西部十个典型城市生活垃圾清理情况 ( 万 t) ( 国家统计局, 年 ) 比上年的增长 年份 沈阳 天津 北京 无锡 上海 广州 武汉 西宁 西安 成都 合计 速度 /% 垃圾排放量 ( 万 t 位 ) 年份 图 4-3 北京市生活垃圾年排放量变化 垃圾成分的变化在垃圾组成成分方面, 近 10 年来, 中国各城市生活垃圾在产量迅速增加的同时, 垃圾构成及其理化特性也发生了相应变化 根据中国几个城市近年来城市生活垃圾构成成分的分析, 我国城市生活垃圾成分中可燃物 可再利用物的含量相对较低, 大多数城市的有机物含量少, 而无机物含量较高 例如对西安市历年江村沟垃圾填埋场混合垃圾的分析结果表明, 有机物含量为 35%~40%, 无机物含量约 60%~65%( 表 4-2) 表 4-2 西安市生活垃圾成分构成垃圾成分重量百分比 / % 厨余 14.1 纸类 3.5 木竹草类 4.9 布质纤维 1.2 合成纤维 0.8 塑料 7.5 小计 32 灰土 60 砖石水泥 4.9 玻璃陶瓷 1.7 金属 0.8 其他 0.6 小计 68 深圳市是近 20 年发展起来的现代化城市,1979 年深圳还是一个沿海边防小镇 特区成立以来, 深圳市垃圾数量随着人口增加和经济发展迅速增长 1986 年垃圾产生量为 400 t/d,1995 年垃圾产量增至 t/d,1999 年又增加到 t/d 居民家庭 道路清扫 商场饮食业和事业单位是生活垃圾的主要来源 ( 广东省深圳市环境保护局, ; 唐永銮,1997) 在深圳市生活垃圾的构成中, 以厨余物占比例最大, 大约可占到总重量的 60%, 不可燃物所占比例只有约 10%( 图 4-4) 特区成立初期, 开始实行垃圾桶取代垃圾池措施, 生活垃圾的清运主要使用垃圾吊桶车, 后从日本 德国 美国等引进自动化垃圾装卸压缩车, 用于市区生活垃圾清运 1985 年开始新建改建 61 个密封型垃圾转运站,1987 年开始实行生活垃圾袋装化试点,1988 年在全市推广至今 1998 年 3 月在罗湖区大头岭住宅区试行垃圾分类收集试点工作 57 58

36 纸类 10% 塑料 12% 不可燃物 10% 竹木 6% 纤维 2% 厨余物 60% 图 4-4 深圳市生活垃圾成分构成 (1997 年 ) 在垃圾处理和消纳方面, 深圳市从 1982 年以来, 分别在清水河 玉龙坑和罗湖区建设了两座现代化垃圾卫生填埋场, 目前约有 80% 的生活垃圾通过卫生填埋进行消纳 深圳市也是我国最早采用焚烧 技术处理城市生活垃圾并利用其余热发电的城市, 现约有 15% 的生 活垃圾以焚烧方式进行处理 此外还有大约 5% 的生活垃圾以简易 填埋方式处理 不同规模的城市, 经济的发展程度不同, 垃圾成分的构成也不 一样 西安 哈尔滨 武汉 福州等城市生活垃圾中无机物成分明 显高于其各自的有机成分, 同时亦高于北京 上海 广州 深圳等 比较发达的城市生活垃圾中无机物的含量 可见经济愈发达的地区, 生活垃圾中有机物含量愈高, 经济发展程度较低的地区, 其垃圾中 有机物含量也相对较低 再以北京市 1988 年 1990 年 1995 年和 1998 年以及广州市 1988 年 1991 年 1995 年与 1997 年垃圾成分变化为例 ( 表 4-3), 可以看出, 食品 纸类 塑料 织物等有机物含量逐年增加, 而灰 土等无机物含量呈明显下降趋势 对广州 西安 北京 深圳以及上海等某些年份的垃圾成分进 行区域上的比较和时间上的对比表明, 中国城市生活垃圾成分的变 化概况为 :1990 年代初以前垃圾中无机成分多于有机成分, 不可燃 59 物多于可燃物, 不可堆肥物多于可堆肥物 ; 而现阶段, 随着国民经 济发展, 城市居民生活水平的提高, 食品结构的变化, 尤其是能源 结构的改变, 城市生活垃圾的构成成分发生了明显的变化 60 城市位置 东部 ( 北方 ) 东部 ( 南方 ) 中部 北京 上海 广州 武汉 表 4-3 中国几个大城市生活垃圾组成及变化情况 年份 成分 / % 厨余纸布塑灰土玻璃金属砾石 西部西安 统计数据显示 :1 无论东 中 西部城市还是南 北方城市, 城市垃圾成分均表现出一致的变化趋势 无机成分随时间推移明 显减少, 易腐物及可回收利用物品比例大幅度增加 ;2 在同一年份 里, 东部城市生活垃圾中的有机成分 可燃物以及可回收利用物含 量均明显高于中西部城市的相应成分, 而无机物含量相对较低, 表 明其可利用价值高于中 西部城市 ;3 东南地区的城市, 其生活垃 圾构成中灰土等无机物含量低于西北地区的城市 垃圾成分的变化不仅反映了我国城市居民生活水平的提高, 也 对我国城市生活垃圾的管理和处理提出了新的要求 城市生活垃圾排放量增长及成分变化的影响因素分析 影响城市生活垃圾排放量的因素通常包括地理位置 人口 经