城市生活垃圾填埋场物质存量的多维特征、演进规律与调控对策研究

Material stocks, which can reflect the level of resource accumulation and flows by the human society, become a hot topic in the interdisciplinary researches among ecology, environmental science, and human geography. Municipal solid waste landfill is the final terminal of the production, logistic, consumption, waste, and disposal loop in human society, however, the material stock of landfills at regional or national level was rarely discussed. In this proposal, we plan to start a study on landfill material stocks of China in national-scale, prefecture-level, and 40-years time span, with integration of top-down and bottom-up methods. The analyzing models and their parameters will be established, the multidimensional features of landfill material stocks will be examined, including total amount, compositions, key substances contents, historical trend, and spatial distributions. The key influential factors (incl. social, economic, technical, and governing factors), the future trends, and the managing measures regarding to landfill material stocks is studied herein. This program can contribute to theoretical innovations on new analyzing method and new data of urban material stock, as well as new urban metabolism regulations in perspective of waste. Furthermore, the results of this work could provide scientific evidences to and therefore be helpful for policy making, technical standard preparing, and engineering, in the field of stored waste and related pollution treatment, non-sanitary landfill remediation, and urban mining.

物质存量可反映人类社会的物质资源累积程度和流动趋势，是生态学、环境科学和人文地理学交叉的热点研究议题。城市生活垃圾填埋场是社会物质产品生产、流通、消费、废弃、处置过程的最终归宿，其大尺度物质存量研究却鲜有报道。本研究拟将“自下而上”和“自上而下”方法结合，开展全国尺度、地级市精度、近40年的城市生活垃圾填埋场物质存量研究。本项目拟构建填埋场物质存量分析模型与特征参数，分析我国生活垃圾填埋场物质存量的“总量-组分-关键元素”及其历史变化、空间分布等多维特征，辨识其社会、经济、技术、管理关键影响因子，预测未来演进趋势并提出我国城市生活垃圾填埋场物质存量的调控对策。本研究不仅在创新城市物质存量研究方法、积累物质存量数据、揭示城市物质代谢规律等方面具有理论意义，还可为我国存量垃圾衍生污染治理、非正规垃圾填埋场修复、“城市矿产”开采利用等政策、标准制订以及工程技术应用提供科技支撑。

物质存量可反映人类社会的物质资源累积程度和流动趋势，是生态学、环境科学和人文地理学交叉的热点研究议题。城市生活垃圾填埋场是社会物质产品生产、流通、消费、废弃、处置过程的最终归宿，其大尺度物质存量研究却鲜有报道。本研究将“自下而上”和“自上而下”方法结合，开展全国尺度、地级市精度、近40年的城市生活垃圾填埋场物质存量研究。本项目了构建填埋场物质存量分析模型与特征参数，分析我国生活垃圾填埋场物质存量的“总量-组分-关键元素”及其历史变化、空间分布等多维特征，辨识其社会、经济、技术、管理关键影响因子，预测未来演进趋势并提出我国城市生活垃圾填埋场物质存量的调控对策。研究发现，2001年至2018年，中国城市生活垃圾填埋场总物质输入量为2300.80Tg，通过元素形式流出的质量为39.38Tg，通过渗滤液自产水形式流出的质量为121.71Tg。卫生填埋场和简易填埋场的累积物质存量为2139.71Tg，其中卫生填埋占69.54%，简易填埋场占30.46%。2001年至2018年，垃圾填埋场中类土物质、灰分、塑料橡胶、织物、木竹、玻璃和金属的物质存量分别为1302.60、414.91、268.76、50.59、36.39、36.20、16.12Tg。在无干预措施下，填埋场碳存量呈现指数增长趋势，2025年和2030年分别增长至615.4Tg和727.4Tg。根据我国“十四五”时期的生活垃圾处理、无废城市建设等规划设定，在人口变化和垃圾分类政策推进、填埋气收集处理、填埋场原位和异位生态修复等措施下，填埋场碳存量在2030年有望下降至229.1Tg，年甲烷排放量可下降为-62.0Tg CO2eq。本研究不仅在创新城市物质存量研究方法、积累物质存量数据、揭示城市物质代谢规律等方面具有理论意义，还可为我国存量垃圾衍生污染治理、非正规垃圾填埋场修复、“城市矿产”开采利用等政策、标准制订以及工程技术应用提供科技支撑。