综述：可持续生物废弃物管理的环境足迹：传统与新兴处理技术对比

这篇综述系统评估了传统（填埋、堆肥、厌氧消化）与新兴（黑水虻幼虫BSFL、热解、水热碳化）生物废弃物处理技术的环境足迹，重点分析了温室气体（GHG）排放（CO2/CH4/N2O/NH3）及资源回收潜力，提出BSFL技术因其低排放和高附加值产物（蛋白质、甲壳素）是迈向循环生物经济的关键方案。

　　

引言

全球市政固体废物（MSW）年产量达20.1亿吨，其中30%未被收集，导致严重的环境压力。生物废弃物占MSW近50%，其分解释放的CH₄（全球增温潜势GWP为CO₂的28倍）和N₂O（GWP为298倍）是气候变化的重大驱动因素。本文通过分析400余项研究，对比了10种技术的环境表现，为可持续发展目标（SDG 11/12/13）提供科学依据。

研究方法

采用系统综述法（2002-2024年数据），筛选标准包括：①明确量化至少一种GHG排放；②涵盖技术经济性评估；③跨地域与语言。最终纳入426篇文献，重点评估CO₂、CH₄、N₂O和NH₃排放、能源效率及成本参数。

传统技术的环境挑战

填埋：主导全球MSW处理（70%份额），但排放500-700 kg CO₂/吨废物，CH₄占比达41-48%，贡献11-12%人为CH₄排放。渗滤液污染地下水，且碳释放可持续50年。
堆肥：释放14-51%有机碳为CO₂/CH₄，氮损失16-74%为NH₃/N₂O。添加沸石可减少69% CH₄排放，但需大面积场地和长周期（4-5周）。
厌氧消化(AD)：产沼气含40-70% CH₄，但高CO₂浓度（30-35%）降低能源效率，需后处理净化，成本30-50美元/吨。

新兴技术的突破与局限

热解：高温无氧分解生成生物炭，吸附CO₂形成碳汇，但排放400-900 kg CO₂/吨废物，且设备投资高（20万美元/年）。
水热碳化(HTC)：处理湿废物无需预干燥，碳效率高，成本117美元/吨，但排放30-140 kg CO₂/吨产物。
黑水虻幼虫(BSFL)：显著优势在于仅排放2-40 kg CO₂/吨废物，几乎不产生CH₄/N₂O，幼虫移动促进好氧环境抑制反硝化。其副产品（蛋白质含量42%、脂肪35%）可用于饲料与生物塑料，成本仅6-16美元/吨，体积减少75%。

政策与未来方向

欧盟通过《废弃物框架指令》推动循环经济，中国《循环经济促进法》强化资源回收。建议整合BSFL与AD形成多级处理链，并优化幼虫密度（当前研究缺口为5-10只/平方分米）与底物C/N比（20-30最佳）。未来需开发实时气体监测技术，建立BSFL排放因子数据库。

结论

BSFL技术以最低GHG排放（0.38 kg CO₂-eq/吨废物）和最高经济性脱颖而出，但其工业化应用需解决标准化（如幼虫品系选择）与政策支持问题。跨学科合作将加速可持续废弃物管理体系的建成。