——以杭州市為例
摘 要：為探索適宜推廣的農村生活垃圾分類收運方法, 以杭州市的10個行政村為調研對象, 通過座談訪問、問卷調查、實地檢測以及生活垃圾物理組成分析等方式, 研究杭州市農村生活垃圾組成特征, 以驗證其源頭分類方法的適用性, 并分析不同分類收運方式對垃圾分類工作的影響, 從經濟性、運行狀況以及管理與社會評價等方面綜合評估杭州市農村主要的生活垃圾分類收運模式。結果表明:杭州市農村生活垃圾中主要組分為廚余類、紙類、橡膠塑料類、紡織類、灰土類和玻璃類, 分別占垃圾總量的55.9%、9.0%、10.8%、5.7%、4.0%和7.2%;易腐垃圾、有害垃圾和可回收物的比例分別為55%、1%和20%, 且易腐垃圾適于用堆肥化方式處理;在農村生活垃圾分類工作推進初期, “二分法” (分為易腐垃圾和其他垃圾兩類) 是較理想的源頭分類方法;杭州市農村生活垃圾主要通過3種模式分類收運, 且采用不同的分類收運模式明顯影響了垃圾分類工作的經濟成本和易腐垃圾的有效收運比例, 顯著影響了基層管理執行人員的管理效能、農村居民分類投放垃圾的正確率及其對垃圾分類工作的接受度。研究表明, 在農村生活垃圾分類工作實施初期, 較適宜的分類收運方法是上門收運農戶門前分類垃圾桶中易腐垃圾和其他垃圾。
在傳統農業模式下, 農村產生的大部分生活垃圾, 特別是易腐垃圾, 往往通過各種方式就地消納, 循環利用[1,2]。然而, 隨著城鎮化和新農村建設的持續推進, 鄉鎮工業、商貿流通業及旅游業等非農業活動在農村經濟中的地位越來越重要[3,4], 使得農村生活垃圾產生量明顯增加, 組分趨于復雜, 就地消納能力下降[2]。另外, 由于缺乏完善的分類處理機制, 農村生活垃圾處理負荷持續升高, 由垃圾引起的農村面源污染不斷加劇[5,6], 農村人居環境日益惡化。因此, 治理“垃圾圍村”, 并通過推進垃圾分類實現農村生活垃圾就地減量化資源化迫在眉睫, 對推動我國美麗鄉村建設具有重要意義。
杭州市作為全國首批垃圾分類試點城市之一, 在推進農村生活垃圾分類及減量化資源化工作中走在全國前列。2015年, 杭州市制定了《杭州市農村生活垃圾分類及減量化資源化處理三年行動計劃 (2016—2018年) 》, 要求將農村生活垃圾按“二分法” (分為易腐垃圾和其他垃圾兩類) 分別收運, 并廣泛采用堆肥化方式處理易腐垃圾。眾所周知, 生活垃圾分類方法的適用性由其組成特征決定。盡管以往的研究已表明我國農村生活垃圾中廚余類組分的比例在30%～60%之間[7,8,9,10], 但是由于年代和地域的局限性, 未從垃圾分類的角度出發, 仍缺乏對農村生活垃圾組成特征的整體認識。因此, 仍需著眼于垃圾分類, 深入研究杭州市農村生活垃圾組成特征的現狀, 以驗證“二分法”的適用性。
同時, 在“二分法”的背景下, 杭州市農村各地區正逐漸形成各具特色的生活垃圾分類收運模式。分類收運是串聯生活垃圾分類投放和分類處理的重要步驟, 其形式通常因分類投放形式不同而相異。研究表明, 選擇適宜的分類收運模式對降低生活垃圾收運成本[8,11], 提高群眾參與垃圾分類的積極性[10,12,13,14], 減少垃圾二次分揀以及提高垃圾資源化率有重要意義[15]。因此, 科學評估杭州市農村生活垃圾分類收運模式, 對農村生活垃圾分類及減量化資源化工作的進一步推廣, 具有重要的指導作用。
本研究通過實地調研, 以杭州市農村生活垃圾物理組成特征和農村生活垃圾分類工作現狀為依據, 驗證“二分法”的適用性, 并從經濟性、運行狀況以及管理與社會評價等3個方面評估杭州市農村主要的生活垃圾分類收運模式, 以期為長三角地區乃至全國農村選擇生活垃圾分類收運模式提供參考。
1、材料與方法
1.1 調研地點
于2017年7月至9月, 就杭州市農村生活垃圾分類及減量化資源化工作開展狀況, 對杭州市蕭山區、余杭區、富陽區、臨安區、桐廬縣和建德市等6個區 (縣、市) 的10個典型行政村展開實地調研, 調研地點的分布情況見圖1。
1.2 調查方法與內容
實地走訪杭州市農村生活垃圾分類工作管理單位和易腐垃圾堆肥化處理站, 并對部分農戶和農村居住環境開展了實地調研, 采用座談訪問、問卷調查及實地檢測等方法, 深入了解農村生活垃圾分類工作現狀。
1.2.1 座談訪問
實地走訪6個區 (縣、市) 的10個行政村及其易腐垃圾堆肥化處理站, 通過座談訪問和發放調查表格, 收集各村生活垃圾分類工作經濟成本及易腐垃圾堆肥化處理站運行狀況的相關數據, 包括各地區開展生活垃圾分類工作的覆蓋范圍和人數, 在設施建設、工具配備、宣傳獎勵、運維管理和處理處置等環節的經濟成本, 以及各易腐垃圾堆肥化處理站的運行參數與負荷, 了解各村生活垃圾分類收運模式和易腐垃圾的產生與處置狀況。
1.2.2 問卷調查
根據10個受訪行政村生活垃圾分類工作進展情況, 隨機選取農戶開展入戶問卷調查, 共回收287份有效問卷。問卷調查內容主要包括受訪家庭的基本情況, 垃圾分類工作的開展情況, 農村居民對生活垃圾污染性、危害性和可回收性的認知, 選擇垃圾分類收運模式的傾向以及其對農村生活垃圾分類的態度等。其中, 調查農村居民對生活垃圾分類態度的方法是指導農村居民對諸如“我們有責任去垃圾分類, 實現垃圾減量”等描述的認同程度按1 (非常同意) ～5 (非常不同意) 的標準打分。
圖1 調研地點分布情況示意圖Figure 1 Distribution of research sites
1.2.3 實地檢測
在10個受訪行政村中, 按照調查戶數/農戶數=1/40隨機選取農戶, 對農戶門前放置的分類垃圾桶和行政村內所有垃圾集中投放點的投放內容進行檢查考核, 開展垃圾分類投放正確率調查, 通過目測計數統計易腐垃圾桶內其他垃圾的數量和其他垃圾桶內易腐垃圾的數量, 以此為依據計算農村居民分類投放易腐垃圾和其他垃圾的正確率。
1.3 樣品檢測方法
在調研涉及的6個區 (縣、市) 中各隨機選取一個未開展生活垃圾分類工作的典型行政村, 以該村垃圾集中投放點內的生活垃圾作為生活垃圾物理組成分析的材料, 于2017年7月至9月, 每月將垃圾集中投放點內的生活垃圾稱重后混合均勻, 按照四分法取樣減量至約20 kg, 以《生活垃圾采樣和分析方法》 (CJ/T313—2009) 中所述方法進行物理組成分析[16]。
1.4 數據分析方法
有關農村居民對生活垃圾分類態度的問卷調查數據經校驗處理后按比例轉換為百分制得分, 采用SPSS 22.0軟件對得分進行單因素方差分析, 不同分類收運模式之間的配對比較采用t檢驗 (LSD) 完成。
2、結果與討論
2.1 杭州市農村生活垃圾源頭分類方法的適用性
調研涉及的6個區 (縣、市) 中典型行政村內生活垃圾的物理組成特征如表1所示。根據估算, 杭州市農村生活垃圾中主要組分為廚余類、紙類、橡膠塑料類、紡織類、灰土類和玻璃類, 其中廚余類占比約55%, 紙類、橡膠塑料類、紡織類、灰土類和玻璃類等組分共占比約35%, 且這5類組分之間占比差距不大, 均不足廚余類的1/5, 而木竹類、磚瓦陶瓷類、金屬類、其他和混合類等非主要組分的總占比不足10%。
調研結果表明, 杭州市農村生活垃圾中易腐垃圾比例較高, 且較適于用堆肥化方式處理。根據表1, 包括絕大部分廚余類和一部分較易生物降解的木竹類組分在內的易腐垃圾, 在杭州市農村生活垃圾總量中占比約55%;同時, 調查發現10個受訪行政村均具有一定面積的耕地, 能夠為有機肥料提供充足的消納空間, 說明杭州市農村具備通過堆肥化集中處置易腐垃圾的前提條件, 即易腐垃圾比例大于40%[7], 且有機肥料有良好的消納體系[18]。
表1 杭州市農村生活垃圾物理組成特征Table 1 Physical composition characteristics of domestic wastes in rural Hangzhou
注:加權平均值1的權數為各區 (縣、市) 2016年農村戶數, 加權平均值2的權數為各區 (縣、市) 2016年農村人口數[17];其他類組分主要包括廢電池、廢油漆、廢殺蟲劑等有害垃圾。Note:The weight of weighted mean 1 was rural households number of each district (county, city) in 2016.The weight of weighted mean 2 was rural population of each district (county, city) in 2016.“Others”mainly consisted of hazardous wastes such as waste batteries, waste paint, and waste insecticides.
杭州市農村生活垃圾中有害垃圾所占比例極低, 實施垃圾分類后, 有害垃圾混入易腐垃圾中的風險較低。根據表1, 主要包括廢電池、廢油漆、廢殺蟲劑等有害垃圾在內的其他類組分僅占比1.4%左右;而調查發現, 除農藥廢棄包裝物以外的有害垃圾, 包括廢電池、廢熒光燈管、廢水銀溫度計、廢血壓計、廢藥品、廢日用化妝品、廢油漆和廢消毒劑及其包裝物等, 在農戶家中均鮮有產生;至于廢棄農藥瓶等在農村數量龐大的農藥廢棄包裝物, 浙江省已于2015年9月1日起實施農藥廢棄包裝物回收和集中處置[19], 目前部分地區已經形成農藥廢棄包裝物回收體系, 明顯削減了進入農村生活垃圾收運和處置系統的農藥廢棄包裝物數量。上述情況說明杭州市農村生活垃圾中的有害垃圾比例極低, 但考慮到有害垃圾的高環境風險, 應極力避免其混入易腐垃圾。此外, 問卷調查發現, 農村居民對有害垃圾和易腐垃圾的認知正確率分別可達64.6%和94.1%, 因此, 農村地區實施垃圾分類后, 有害垃圾進入生活垃圾收運體系并混入易腐垃圾中的風險較低。
進入杭州市農村生活垃圾收運體系中的可回收物類經濟價值較低, 不具有回收價值。根據表1, 主要包括廢紙、廢塑料、廢舊紡織物、廢玻璃等低價值可回收物在內的紙類、橡膠塑料類、紡織類和玻璃類等4類組分的總占比約30%。其中可回收的紙類極少, 絕大部分為面巾紙、衛生紙等不可回收紙, 報紙、書籍等可回收紙占比很小;而橡膠塑料類、紡織類和玻璃類等組分除一部分由于受到污染而難以回收以外, 其余均可歸類為可回收物。據此, 杭州市農村生活垃圾中低價值可回收物占比約20%。
綜上所述, 杭州市農村易腐垃圾產生量大且適于用堆肥化方式處理, 進入生活垃圾收運體系的有害垃圾量極少且其混入易腐垃圾中的風險較低, 并且可回收物的經濟價值大多較低而不具有回收價值, 因此在杭州市農村生活垃圾分類工作推進初期, “二分法” (分為易腐垃圾和其他垃圾兩類) 是較理想的源頭分類方法, 既能保證農村易腐垃圾的無害化處理及資源化利用, 又能在節約垃圾分類工作經濟成本和降低生活垃圾處理對環境影響的前提下, 滿足社會對簡單易懂的垃圾分類方法的需求意愿, 使農村生活垃圾分類工作迅速推進。
2.2 杭州市農村生活垃圾分類收運模式的綜合評價
在以“二分法”為農村生活垃圾源頭分類方法的背景下, 杭州市各區 (縣、市) 以行政村為單元分類收運農村生活垃圾, 逐漸形成3種分類收運模式, 如圖2所示。A模式:上門收運農戶門前分類垃圾桶中易腐垃圾和其他垃圾;B模式:定點收運行政村垃圾集中投放點內易腐垃圾和其他垃圾;C模式:上門收運農戶門前垃圾桶中易腐垃圾并定點收運行政村垃圾投放點內其他垃圾。調查發現, 采用不同的分類收運模式對農村生活垃圾分類工作的經濟成本、運行狀況、社會接受度以及基層管理效能均有重要影響。且研究表明, 經濟性評價、運行狀況評價以及管理與社會評價是生活垃圾收運系統評價的核心要素[20,21,22]。因此, 可從這3個方面分別評價杭州市農村生活垃圾分類收運模式, 以明確上述3種分類收運模式的選擇優先級。
圖2 杭州市農村生活垃圾分類收運模式Figure 2 Classified collection and transportation patterns of RDWs in Hangzhou
2.2.1 經濟性評價
經濟成本是垃圾分類工作管理層選擇農村生活垃圾分類收運模式時考慮的首要因素, 而分類收運模式決定了生活垃圾分類投放、收集和運輸的形式。因此, 按不同分類收運模式開展垃圾分類工作的經濟成本差異主要包括生活垃圾分類投放與收運環節的設施建設、工具配備、宣傳獎勵及運維管理等費用的差異。調查地區開展垃圾分類工作的年人均經濟成本如表2所示。
由表2可見, 采用3種不同的分類收運模式在投放與收運環節投入的人均經濟成本存在明顯差異。3種模式的投放與收運環節人均成本由高到低依次為C>A>B, 其中C模式比A模式高29.9%, 差異主要來源于宣傳獎勵以及運維管理;而B模式比A模式低27.4%, 差異主要來源于設施建設與工具配備。由于投放與收運環節人均成本占人均總成本的比例介于40%～60%之間, 且人均總成本和投放與收運環節人均成本呈顯著正相關 (P<0.01) , 可見農村生活垃圾分類收運模式的選擇是影響各行政村開展垃圾分類工作經濟成本的重要因素。
值得一提的是, 盡管3種模式的人均總成本由高到低仍為C>A>B, 但與C模式的人均總成本仍比A模式高28.8%相比, A與B之間人均總成本的差距相較兩者投放與收運環節人均成本的差距大幅縮小, B模式僅比A模式低7.1%, 這可能是由于按B模式開展垃圾分類工作時分類正確率較低, 易腐垃圾純度不能滿足堆肥化處理的需求, 需要投入額外的資金進行人工二次分選來彌補, 因而A和B之間人均總成本較接近, 與C模式相比, 分別低22.4%和27.9%。綜上所述, 采用A模式或B模式可有效降低農村生活垃圾分類工作的經濟成本。
表2 調查地區農村生活垃圾分類工作年人均經濟成本Table 2 Annual economic cost per capita in RDW classification
注:投放與收運環節成本即設施建設與工具配備、宣傳獎勵和運維管理三者成本之和, 總成本即在投放與收運環節成本的基礎上加上處理成本。Note:The cost of collection and transportation sector consisted of facility construction and tool rationing cost, propaganda and reward cost, as well as operation and maintenance cost.Total cost equaled the cost of collection and transportation sector plus treatment cost.
2.2.2 運行狀況評價
易腐垃圾純度和生活垃圾分類投放正確率是評價農村生活垃圾分類收運模式效能最直觀有效的指標。堆肥化處理對易腐垃圾的純度有一定要求, 在一定范圍內, 進入堆肥化處理階段的易腐垃圾純度越高, 堆肥化處理的效果越好[23]。因此, 在農村生活垃圾源頭分類環節, 農村居民分類投放生活垃圾的正確率至關重要。調查地區參與生活垃圾分類的農村居民分類投放易腐垃圾和其他垃圾的正確率如圖3所示, 采用的分類收運模式不同, 垃圾的分類投放正確率存在顯著差異 (P<0.01) , 且與在生活垃圾分類投放和收運環節投入的人均經濟成本呈正相關 (P<0.1) 。3種模式下農村居民分類投放垃圾的正確率由高到低也依次為C>A>B, 其中C模式和A模式的正確率分別接近90%和80%, 基本能夠滿足堆肥化處理對易腐垃圾純度的要求;相比之下, B模式的正確率僅約60%, 易腐垃圾中雜質較多, 不宜直接進入堆肥化處理環節, 需要先進行人工二次分選。
圖3 調查地區生活垃圾分類投放正確率Figure 3 Source classification accuracy of RDWs
此外, 采用的分類收運模式不同, 各地區的易腐垃圾堆肥化處理比例存在差異。調查地區內易腐垃圾堆肥化處理站的基本運行情況如表3所示, 采用不同分類收運模式的地區之間, 易腐垃圾的堆肥化處理比例由高到低依次為A>B>C。B模式的堆肥化處理比例較A模式低25%以上, 而C模式較A模式低50%以上, 這在一定程度上說明按A模式開展垃圾分類工作能夠提高易腐垃圾的有效收運比例。因為在大部分易腐垃圾堆肥化處理站的額定處理量小于其負責區域的日產易腐垃圾量的情況下, 多數處理站的實際處理負荷仍在80%以下, 說明在大部分地區, 易腐垃圾堆肥化處理站的額定處理量并不是限制易腐垃圾堆肥化處理比例的主要因素;同時調查發現, 由于在推進農村生活垃圾分類工作的過程中, 通常更注重推廣普及, 在短時間內提高農村生活垃圾分類工作的覆蓋率, 而忽略了同步建立長效的運行管理及維護保障機制的重要性, 垃圾集中投放點等設施的選址與建設不當, 分類垃圾桶等工具的選型和使用不當等問題非常普遍, 導致易腐垃圾的有效收運比例不高, 從而限制了易腐垃圾堆肥化處理比例。
表3 調查地區易腐垃圾堆肥化處理比例Table 3 Composting ratio of putrescible waste
注:實際處理負荷平均值的權數為各處理站額定處理量, 堆肥化處理比例平均值的權數為各區域日產易腐垃圾量。Note:The weight of average actual loading rate was the rated processing capacity of each composting station.The weight of average composting ratio was the putrescible waste production of each area.
2.2.3 管理與社會評價
農村居民是農村生活垃圾分類工作的核心, 其對垃圾分類工作, 尤其是垃圾分類收運模式的接受度在很大程度上決定了垃圾分類工作的實施狀況;而在垃圾分類工作推進階段, 基層管理執行人員對農村居民的指導、管理和監督大幅影響了垃圾分類工作的實施狀況。因此, 調查從認知 (分類觀念) 、情感 (滿意度) 和行為意向 (參與度) 3個方面評價農村居民對垃圾分類工作的接受度, 并考察其對基層管理執行人員管理效能的評估, 結果如圖4所示。
調查結果顯示, 采用不同的分類收運模式, 農村居民對農村生活垃圾分類工作的接受度存在顯著差異, 其綜合評價得分由高到低依次為A>C>B。首先, A模式下農村居民的垃圾分類觀念最強, 顯著高于B模式和C模式, 表明按A模式開展垃圾分類工作更有助于農村居民養成和保持分類投放垃圾的習慣;其次, A模式下農村居民對垃圾分類工作實施情況的滿意度最高, 顯著高于B模式和C模式, 表明農村居民可能更傾向于按A模式開展垃圾分類工作;此外, 在采用A模式或C模式的情況下, 農村居民在垃圾分類工作實施過程中的參與度更高, 顯著高于B模式, 表明采用A模式或C模式時農村居民參與垃圾分類工作的積極性更高;最后, A模式下基層管理執行人員對農村居民的管理效能更好, 顯著高于B模式, 而C模式則介于兩者之間, 表明按A模式開展垃圾分類工作時, 基層管理執行人員能更有效地執行收運、監督和指導等工作, 也有更多機會進行宣傳、教育和考核等管理工作。綜上所述, 采用A模式更有利于提升農村居民對農村生活垃圾分類工作的接受度以及基層管理執行人員的管理效能。
圖4 調查地區垃圾分類工作管理與社會評價Figure 4 Management and social evaluations of waste classification
3、結論
(1) 杭州市農村生活垃圾中易腐垃圾、有害垃圾和可回收物的比例分別為55%、1%和20%, 易腐垃圾比例較高, 且適于用堆肥化方式處置;采用“二分法”對農村生活垃圾進行分類有助于易腐垃圾的堆肥化處理, 同時, 應極力避免有害垃圾混入易腐垃圾, 在無害化的基礎上實現農村生活垃圾減量化及資源化。
(2) 在“二分法”的背景下, 上門收運農戶門前分類垃圾桶中易腐垃圾和其他垃圾, 具有降低農村生活垃圾分類工作的經濟成本, 提高農村居民分類投放垃圾的正確率、易腐垃圾的有效收運比例、垃圾分類工作的基層管理效能以及農村居民對垃圾分類工作的接受度等優勢, 是較適宜的農村生活垃圾分類收運方法。
作者單位：浙江大學環境與資源學院 杭州市人民政府農村能源辦公室
基金:國家水體污染與治理重大專項 (2014ZX07101-012); 杭州市農辦項目 (515401-C51701);
中國鄉村發現網轉自：農業環境科學學報2019年03期
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