一种用于实现更可持续的城市固体废物管理的决策模型

《Environmental Impact Assessment Review》：A decision-making model for more sustainable municipal solid waste management

市政固体废物管理中，基于五部门可持续性模型（5SEnSU）构建决策支持框架，对比传统卫生填埋与集成生物精炼厂（2IB）的可持续性。通过诊断与模拟两阶段分析，发现2IB在SSIS指标上显著优于填埋场（0.53 vs 8.12），且运输距离达11,000 km/日仍具优势，建议通过跨市政联盟推广。

　　随着全球城市固体废弃物（MSW）的产生量持续上升，各国政府面临着如何实施可持续管理策略的挑战，尤其是在资源有限的地区。在这些地区，由于经济制约，垃圾填埋仍然是主要的处理方式。然而，垃圾填埋虽然成本较低，却带来了诸多环境和社会问题，如土地资源的浪费、温室气体排放以及可能对周边社区造成的影响。因此，探索更可持续的废弃物处理方案变得尤为重要。本文提出了一种基于可持续性原则的决策支持模型，旨在指导各地区在选择MSW处理技术路线时做出更合理的决策。该模型将传统卫生填埋与一种集成了创新技术的生物精炼厂（2IB）进行对比，其中2IB位于废弃物管理优先级的顶端，因为它不仅能够有效处理废弃物，还能将部分资源重新投入生产流程，实现循环经济。

为了评估这两种技术路线的可持续性，研究分为两个阶段：诊断阶段和模拟阶段。诊断阶段专注于处理设施的绩效数据，仅考虑废弃物处理环节，而不涉及收集和运输过程。而模拟阶段则引入了运输距离和MSW成分变化等关键变量，以更全面地反映实际操作中的复杂情况。两个阶段均基于五部门可持续性模型（5SEnSU），这是首次应用于MSW管理系统。该模型能够综合考虑环境、经济和社会三个维度，构建一个易于理解的可持续性综合指标（SSIS），从而为决策提供更科学的依据。

研究结果表明，2IB在可持续性综合指标（SSIS）方面表现显著优于传统卫生填埋。具体而言，2IB的SSIS值为0.53，而卫生填埋的SSIS值为8.12。这一差异表明，尽管卫生填埋在成本上具有一定的优势，但从整体可持续性的角度来看，2IB更具优势。在模拟阶段，研究进一步探讨了运输距离对可持续性的影响。结果显示，即使在额外运输距离达到11,000公里/天的情况下，2IB仍然是更具可持续性的选择。此外，无论MSW中有机与无机成分的组合如何变化，2IB都展现出更高的环境与经济适应性。这些结果表明，2IB在广泛的应用场景中具备更高的可行性，尤其是在处理大量MSW时。

本文还强调了2IB在技术和社会层面的创新性。与传统填埋方式相比，2IB不仅能够将废弃物转化为能源、化学品和其他可再利用的产品，还能通过热塑性转化技术生产用于公共基础设施的材料。这种多技术整合的模式有助于减少对环境的负面影响，同时提高资源的再利用率。此外，2IB的实施还能够促进社会层面的可持续发展，例如通过创造就业机会、改善社区环境以及提高公众环保意识。因此，2IB不仅是一种技术上的创新，也是一种系统性的解决方案，能够在多方面提升MSW管理的可持续性。

在巴西，由于人口增长和消费模式的变化，MSW的产生量不断增加，给地方政府带来了巨大的管理压力。根据巴西国家基本卫生管理协会（ABREMA）的数据，2022年巴西各市共产生了约7700万吨MSW，相当于每天约21.1万吨。其中，仍有39%的废弃物未能得到妥善处理，主要原因是缺乏有效的资源回收和处理机制。因此，制定科学、系统的MSW管理政策显得尤为迫切。巴西2020年颁布的第14,000号法律（巴西基本卫生法）为各市建立跨市联盟提供了法律支持，以促进更环保的废弃物处理方式。然而，尽管跨市联盟在许多地区已逐渐普及，许多政策仍然更倾向于成本控制，而非推动结构性创新或采用更可持续的技术。这种现象在2024年的MSW回收率中得到了体现，仅达到13.8%，其中包括5.7%的回收、5.4%的热处理和2.7%的生物处理。这表明，尽管回收和再利用的重要性日益凸显，但在实际操作中，仍存在诸多障碍。

此外，本文还关注了当前MSW管理中的一些关键问题，如技术选择的复杂性、政策实施的可行性以及社会接受度。在选择合适的MSW处理技术时，地方政府需要综合考虑多个因素，包括经济成本、环境影响和社会效益。然而，由于缺乏统一的评估框架，许多研究在评估MSW处理技术的可持续性时，往往侧重于单一维度，如环境影响或能源回收，而忽略了经济和社会因素的综合考量。这种单一维度的评估方式难以全面反映MSW管理的复杂性，也无法为政策制定提供足够的支持。

因此，本文提出了一种基于五部门可持续性模型（5SEnSU）的决策支持框架，旨在解决上述问题。该模型不仅能够整合环境、经济和社会三个维度，还能通过模拟过程，帮助地方政府在不同运输距离和MSW成分变化的情况下，选择最优的处理方案。这种综合性的评估方法能够更准确地反映MSW管理系统的可持续性，从而为政策制定提供科学依据。此外，该模型还能够为地方政府提供明确的操作阈值，例如在何种运输距离下2IB仍然是更优的选择，以及在何种MSW成分比例下该技术能够发挥最大效益。这些信息对于实际的政策制定和规划具有重要意义。

本文的研究还强调了跨市联盟在推动可持续MSW管理中的作用。通过跨市联盟，地方政府可以共享资源、技术和经验，从而降低实施成本，提高技术应用的可行性。这种合作模式不仅有助于提高MSW处理的效率，还能促进区域间的协调发展。例如，在巴西的圣卡塔琳娜州，一些城市已经建立了跨市联盟，共同实施2IB项目。该项目通过多种技术手段，如手动和机械分离系统，回收有价值的无机材料，并通过机械-生物处理设施处理混合的有机和无机废弃物。此外，该项目还采用了厌氧消化技术，将分离出的有机废弃物转化为肥料和能源。这些技术的整合不仅提高了废弃物的处理效率，还增强了资源的再利用率，从而实现了更高的可持续性。

然而，尽管2IB在技术上具有诸多优势，其实施过程中仍面临一些挑战。例如，运输距离和MSW成分的变化可能会影响项目的经济效益和社会效益。因此，本文通过模拟过程，探讨了这些变量对2IB可持续性的影响。研究结果表明，即使在较长的运输距离下，2IB仍然能够保持较高的可持续性。此外，无论MSW中有机和无机成分的比例如何变化，2IB都展现出更高的适应性和可行性。这些结果表明，2IB在广泛的运营条件下都具有较高的可持续性，能够为不同地区提供有效的解决方案。

本文的研究还强调了可持续性评估的重要性。随着全球对可持续发展的关注不断增加，各国政府需要建立更加科学和系统的评估框架，以支持MSW管理的决策。然而，目前缺乏统一的评估标准，导致不同研究在评估MSW处理技术的可持续性时，往往采用不同的方法和指标。这种不统一的评估方式不仅影响了研究的可比性，也限制了政策制定的有效性。因此，本文提出了一种基于五部门可持续性模型的评估框架，旨在解决这一问题。该模型能够整合环境、经济和社会三个维度，构建一个综合的可持续性指标，从而为政策制定提供更全面的依据。

此外，本文还探讨了可持续性评估在实际政策制定中的应用。通过建立科学的评估框架，地方政府可以更准确地识别不同技术路线的优劣，从而做出更合理的决策。例如，在选择是否采用2IB时，地方政府需要综合考虑运输成本、处理效率、资源回收率以及社会影响等多个因素。而五部门可持续性模型能够提供一个系统性的评估工具，帮助地方政府在不同技术路线之间进行比较和选择。这种工具不仅能够提高决策的科学性，还能增强政策的可行性，从而为实现更可持续的MSW管理提供支持。

在巴西，由于MSW管理系统的复杂性，地方政府在选择处理技术时往往面临诸多困难。因此，建立一个科学、系统的决策支持框架显得尤为重要。本文提出的模型不仅能够帮助地方政府在不同技术路线之间进行比较，还能提供明确的操作阈值，以指导实际的政策制定和规划。这种模型的建立，不仅能够提高MSW管理的可持续性，还能促进不同地区之间的协调发展。此外，该模型还能够为未来的研究提供方向，例如如何进一步优化2IB的技术路线，以及如何在不同地区推广这一模式。

总之，本文的研究为MSW管理提供了新的视角和方法。通过建立基于五部门可持续性模型的决策支持框架，不仅能够帮助地方政府在不同技术路线之间做出更合理的决策，还能为实现更可持续的MSW管理提供科学依据。同时，该研究还强调了跨市联盟在推动可持续MSW管理中的作用，以及如何通过技术整合和创新来提高废弃物处理的效率和可持续性。这些研究成果不仅具有理论价值，也具有重要的实践意义，能够为全球MSW管理政策的制定提供参考。