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这篇综述聚焦食物垃圾资源化(valorization)的经济可行性。通过对相关研究的元分析,发现其比传统处理方式更具经济效益,但成本效益因地区而异。该研究为可持续垃圾管理决策提供数据支持,助力相关人员制定合理策略。
引言
食物垃圾是一个严峻的全球性问题,每年约有 12 亿吨供人类消费的食物被浪费,人均浪费约 132 千克。家庭产生的食物垃圾占人均总量的 60%,食品服务业占 28%,零售业占 12% 。这些浪费不仅造成超过 1 万亿美元的经济损失,还带来 1.6 万亿美元的环境和社会损害。食物垃圾占用大量农业用地和水资源,同时也是全球 8 - 10% 温室气体(GHG)排放的来源,主要排放气体为甲烷。联合国将在 2030 年将人均食物垃圾减半纳入可持续发展目标(SDGs),并建议避免食物垃圾进入填埋场。
传统的食物垃圾处理方式是混合收集后运往填埋场或下水道,这种方式不仅造成资源浪费,还需支付高昂的填埋费用,且填埋的食物垃圾是城市固体垃圾填埋场中约 58% 的逃逸甲烷排放源,加剧了对气候的影响。
与填埋不同,食物垃圾可从源头分离,并通过资源化途径进行可持续处理。食物垃圾资源化是将垃圾转化为增值产品,如生物燃料、生物材料、生物化学品和生物能源,或把安全、有营养的食物重新用于人类或动物消费。美国环保署(EPA)的食物垃圾处理优先级中,优先选择源头减量、捐赠、升级再造、用作动物饲料、堆肥和厌氧消化等方式,焚烧和填埋是最不被推荐的处理方式。此外,黑暗发酵、水解和水热碳化等途径需要对食物垃圾进行预处理。食物垃圾富含碳水化合物、脂肪和蛋白质,适合生产高需求的工业产品,如用碳水化合物发酵生产生物乙醇,脂肪转化为生物柴油,蛋白质和其他有机化合物用于生产生物塑料和其他生物基材料。
然而,全球食物垃圾资源化的实施情况并不均衡。许多联合国成员国缺乏技术和资金来开展经济可行的实践。不同地区在监管框架、技术能力和市场成熟度等方面存在差异,导致食物垃圾资源化的经济可行性在低收入和高收入地区有所不同。高收入地区如德国和芬兰,凭借先进的基础设施、政府激励措施和成熟的副产品市场,使厌氧消化等技术更具可行性。同时,不同地区食物垃圾成分的差异也增加了资源化实施的难度,且目前关于食物垃圾成分和类型的数据有限,这凸显了对资源化途径进行持续研究的必要性。此前已有一些关于垃圾资源化途径可行性的综述研究,但部分研究存在局限性,如经济评估方法单一、研究选择过程不明确、研究结果具有地域特异性,或缺乏对发表偏倚和敏感性分析以确保结果的稳健性和可重复性。
为填补这些知识空白,本研究按照系统评价和荟萃分析的首选报告项目(PRISMA)指南,对六种常见的成本评估方法进行了全面的元分析。研究选择了关注食物垃圾有机部分的研究,这是低收入和高收入地区常见的垃圾成分。该研究通过综合多个地区、副产品和资源化途径的数据,对资源化的成本效益进行了更全面和标准化的分析,为资源化的可行性提供数据驱动的见解,帮助政策制定者、垃圾管理者和投资者做出关于可持续垃圾管理的明智决策。
方法和材料
本研究通过元分析对 2006 年至 2023 年在国家和全球范围内发表并经过同行评审的研究进行了回顾和综合。将食物垃圾资源化的经济可行性研究根据不同的经济评估进行分类,然后汇总和比较,以分析总体趋势。选择每年处理每吨垃圾的成本(美元 / 吨)作为分析的功能单位,对净成本进行标准化。
累积效应量测量
基线结果显示,相较于传统食物垃圾处理方式(C0),更倾向于食物垃圾资源化处理(T0)。模型估计的平均效应量为 -1.49(95% 置信区间为 -2.20 至 -0.79),这表明从食物垃圾处理生产增值产品的成本低于传统食物垃圾处理的成本。负效应量的大小体现了这种差异的程度,更负的估计值表明食物垃圾资源化在成本上更具可行性。
结论
元分析证实,食物垃圾资源化比传统处理方法具有显著的经济效益。尽管不同研究在成本效益方面存在一定差异,但敏感性分析验证了其可行性,前提是要解决不同地区管理实践中的成本差异问题。这表明食物垃圾资源化是一种可行的替代方案,能够适应不同的经济环境。然而,其有效实施取决于对地区差异的考量,包括经济、技术和市场等方面的因素。只有综合考虑这些因素,才能更好地推动食物垃圾资源化在全球范围内的广泛应用,实现可持续发展的目标。