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中国农村垃圾源分类绩效、影响因素及管理对策研究——以杭州市为例
目录
- 介绍
近年来，由于人口、经济发展和废物产生的快速增长，固体废物的管理和处置面临着严峻的挑战，特别是在发展中国家。在许多发展中国家，由于人口密度低和经济条件差，农村生活垃圾（RDW）通常被转移到城市垃圾处理设施去处理。然而，由于城市生活垃圾（MSW）的快速增长，城市垃圾处理设施缺乏处理城乡垃圾的能力。许多城市面临着“垃圾围城”的困境，这意味着城市被郊区或农村地区堆积的垃圾所包围。垃圾焚烧设施和填埋场需要大量的土地排放有毒污染物，这阻碍了处理设施的建设，导致垃圾产量增长的处置能力有限。因此，探索降低农村生活垃圾总量的新方法迫在眉睫。
原地处置农村生活垃圾可能是减少城市生活垃圾增加量的有效途径。许多研究表明，农村生活垃圾的组成不同于城市垃圾，农村生活垃圾的生物可降解成分占垃圾总量的50%以上。已经证实，通过生物处理，生物降解成分可以在原位显著减少。然而，目前还没有基于源头分类的农村生活垃圾削减和资源利用系统的标准方法。
中国浙江省的省会城市——杭州，自2014以来，一直在农村实施农村生活垃圾源头分类。2013年，杭州城市生活垃圾总量超过300万吨/年（图1），远远超过其设计的处理能力。在2014年，浙江省政府发布了《关于开展农村垃圾减量化和资源化处理试点的通知》，杭州市政府根据“2＋T”源头分类法（生物降解垃圾、其他废物和有毒废物）和就地资源处理开展了减少城市生活垃圾排放的试点工作。2015年，杭州政府公布了《三年农村生活垃圾分类减量行动计划》。经过四年的发展，杭州市形成了一系列农村垃圾分类存放、收集、运输和处置的体系。此外，杭州市部分地区还建立了有效的资源分类和资源化处理模式（SCRTPS）。然而，还没有对典型的资源分类和资源化处理系统的性能进行系统的研究。
本研究采用实地调查、问卷调查、因子分析等方法，探讨“2＋T”分类法在农村地区应用的可行性。从经济和社会的角度分析了典型资源化处理模式的效率。研究结果为我国农村和其他发展中国家的资源分类体系建设和农村生活垃圾减排管理提供了有力的参考。
400（万吨/年）
300
200
100
0
2008年 2010年 2012年 2014年 2016年
图1 2008～2016年间杭州垃圾产生量和排放量（杭州市固体废物综合处置规划 数据）
2. 方法
介绍了研究区域的概况和调查的具体内容，收集了基础的资料数据。对农村生活垃圾物理组成、源头分类精度、公众参与和资源化处理模式成本等方面的现场实验和计算方法进行了测量和评价。利用这些指标来对不同地区生源头分类的质量进行了测定。此外，还详细介绍了基于问卷调查的因素分析过程和数据分析方法。
2.1 调查实施
2.1.1 研究区域描述
杭州是中国东部最发达的城市之一。根据2017年的统计，杭州市覆盖13个区和190个镇（数据来自2017年杭州市统计局）。其中，7个区（JD，YH，CA，FY，TL，XS 和LA）中有137个乡镇由农村地区组成，截至2017年，试点项目仅在137个乡镇部分实施。本研究调查了2014年和2015年第一批试点项目。随机抽取16个镇（见图2），每个区2-3个镇，避免个别样本的特殊性。
图2 选定村庄的地理位置（地图显示了中国调查城市的位置和选定村庄的地理位置）
表1列出了选定地区的相关背景资料，包括本次调查覆盖的人口、农村生活垃圾产生、农村生活垃圾处置方法和监督人员配置。如表1所示，本次调查覆盖的人口为6千到4.3万人，相应的农村生活垃圾年产量为2.2千吨到16.4千吨。在所有选定的地区，除JD区和LA区外的可生物降解废物就地堆肥，其他废物则焚化处理。
|
地区 |
JD |
YH |
CA |
FY |
TL |
XS |
LA |
|
本次调查区涵盖的人口（千） |
19.7 |
6 |
14.2 |
11 |
16.6 |
38 |
43 |
|
农村生活垃圾产量（千吨/年） |
7.3 |
2.2 |
5.5 |
4 |
6.2 |
14.6 |
16.4 |
|
每个地区的住户/户 |
480 |
500 |
250 |
250 |
250 |
250 |
250 |
|
每个地区的收集垃圾的住户/户 |
180 |
200 |
100 |
120 |
150 |
150 |
150 |
|
生物可降解废物的处理方法 |
就地堆肥 |
就地堆肥 |
就地堆肥 |
就地堆肥 |
就地堆肥 |
就地堆肥 |
就地堆肥 |
|
其他废弃物的处理方法 |
垃圾填埋 |
焚烧 |
焚烧 |
焚烧 |
焚烧 |
焚烧 |
垃圾填埋 |
表1 调查地区的背景资料
2.1.2 调查内容
调查时间为2017年6月至2018年6月。在选定的每个城镇进行了实地调查，以获得基本数据。为了确定影响源头分类的重要因素，本研究采用了一个设计问卷进行面对面访谈。本研究共进行306次访谈，其中18个样本无效，共有288个完整的有效样本用于因子分析。
2.1.3. 农村生活垃圾的物理组成
根据《城市生活垃圾采样与物理分析国家标准》（CJ/T313-2009）（中华人民共和国住房和城乡建设部）对农村生活垃圾的物理成分进行了分析。每个地区的废弃物样本完全混合，然后通过四分类法减少到25千克到50千克。经过预处理后，分类为可生物降解废弃物（餐厨垃圾、木材和竹子）、纸张、塑料、玻璃、金属制品、有毒废弃物等。为了考虑不同区域农村生活垃圾组成的变化，在2017 年6月至2018年6月进行了四个不同季节的野外分析。
农村生活垃圾的一个分量（，%）可以使用以下公式计算：
（kg）是特定组分的湿重，并且M（kg）是垃圾样品的总湿重。
2.1.4源头分类精度和公众参与
在7个地区的219个采样点进行了现场试验。每户家庭的来源分类精度计算为可生物降解垃圾占可生物降解垃圾箱中总垃圾的重量比例。每个地区的来源分类精度等于该地区所有家庭来源分类精度的平均值。与RDW物理成分试验一样，来源分类精度原位试验也进行了四次。此外，公众参与数据是从有关地方政府部门收集的。
2.1.5资源分类和资源化处理模式的成本
资源化处理的总成本可分为四个部分：存放、收集、运输和处置。本研究以政府部门提供的基本资料为基础，将收集成本与运输成本相结合，估算总成本。
2.2因素分析
因子分析（FA）最早由查尔斯bull;斯皮尔曼于1904年提出。随着计算机的出现，需要大量计算的因子分析已广泛应用于水文、社会学、能源、医学和体育科学等领域。因子分析作为一种多元统计方法，在数据简化和降维方面是有效的。当面对许多具有内在相关性的变量时，因子分析试图使用一些随机变量来描述变量的基本结构。无法直接测量和描述的因素随后由一组反应模式相似的观察变量组成。因子分析有四个典型阶段：
一、收集数据，然后为变量设置相关矩阵；
二、从相关矩阵中提取与可变相关系数相关的因素；
三、要素轮换，使某些要素之间的可变关系最大化；
四、对因素进行评分，以便观察变量位置。
在这项研究中，我们设计了一份问卷来获得因子分析所需的基本数据。首先，问卷调查了被调查者的年龄、性别和受教育程度。其次，设计的问卷以一系列可能影响垃圾分类意识的判断问题作为观察变量。这些问题的答案是用5分法的利克特量表（强烈同意、同意、中性、不同意和强烈不同意）来衡量的。在前期调查中，我们发现农村地区的受访者年龄大，受教育程度低。通过这些信息，我们随后通过面对面访谈更改了补充问题，以确保受访者理解问卷内容。最后，利用SPSS 22.0软件进行因子分析。采用取样适切性量数（KMO）抽样充分性检验和巴特利特球度检验进行因子分析适用性检验。
2.3 数据处理
采用SPSS 22进行单因素方差分析，确定7个地区的源头分类精度差异是否具有统计学意义，以及显著性水平。
3. 结果与讨论
3.1分类性能
3.1.1农村生活垃圾物理成分
7个区的农村生活垃圾物理成分如表2所示。可观察到，生物降解废弃物的平均百分比超过50%。可回收材料，包括纸张、玻璃、塑料、金属和纺织品，占成分的13.86%至52.06%。农村生活垃圾中有毒废物的含量在0.45%到1.96%之间，并有自己的特殊收集和处理系统。在农村生活垃圾组分中，可生物降解废物和可回收材料是减少来源和提高回收利用率的主要目标。然而，由于可生物降解废物成分通常会污染可回收材料，并导致运输过程中的环境污染，因此农村生活垃圾含水量通常较高。同时，由于废旧电池和荧光灯管，可生物降解废物资源化的生产通常会受到重金属污染风险
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