城市有机废弃物土地循环利用的产业化探讨

梁 晶 方海兰 沈烈英

（上海市园林科学研究所，上海 200232）

城市有机废弃物土地循环利用的产业化探讨

梁 晶 方海兰 沈烈英

（上海市园林科学研究所，上海 200232）

针对目前我国普遍存在城市废弃物日益增多、处理处置难以及城市土壤质量严重限制绿化发展的现状，分析研究了国外城市有机废弃物土地循环利用产业化的优势。并在探讨我国有机废弃物循环利用潜力的基础上，借鉴国外的成功经验，提出了促进我国有机废弃物循环利用产业化发展的对策。

污泥；生活垃圾；绿化植物废弃物；产业化

随着我国城市化进程的加快，废弃物的数量也愈来愈多。填埋和焚烧等传统的处理方法可减少废弃物的数量，但也存在侵占土地资源、污染周边环境、浪费大量可利用再生资源等弊端。据报道，上海大约有2000余座陈腐的矿化垃圾山，随着日益剧增的垃圾，现已面临填埋无地的处境；而焚烧则能耗和费用高。实际上，有机废弃物含有丰富的养分，具有改善土壤理化性质、提高土壤肥力等作用。因此，有机废弃物土地循环利用产业化的形成，不但能解决废弃物处理、处置难的问题，而且对提高城市生态环境质量有重要作用。

关于废弃物的循环利用，国外起步较早，20世纪90年代初，循环经济的概念在国际上已逐步被传播，其中德国走在世界前列，1996年颁布了《循环经济与废弃物管理法》；日本是发达国家中循环经济法律体系最全面的国家，已经颁布了《循环型社会基本法》等一系列具体法律；美国没有全国性循环经济法规，但一半州都制定了不同形式的再生循环法。与国外相比，循环经济在我国起步较晚，直到本世纪初才开始得到重视。

1 国外城市有机废弃物土地循环利用产业化

在美国、澳大利亚、日本等发达国家已形成一个集加工设备制造、原料供应、生产、销售为一体的有机废弃物土地循环利用产业，其中美国、英国、法国、葡萄牙污泥土地用量分别占其产出总量的33%、55%、50%和80%。国外城市有机废弃物土地循环利用产业化之所以能成功运营，主要在于以下几个方面：

1.1 城市有机废弃物土地循环利用的定位

城市有机废弃物循环利用的目的首先在于实现其减量化、无害化和资源化，而不是人们预期的通过销售产品获取暴利的目的。多数政府和企业过分强调其经济效益，希望通过其堆肥产品来赢得利润，但由于其堆肥运行成本偏高、产品销售市场不畅，结果导致多数有机废弃物堆肥厂建厂后无法正常运转而被迫关闭。实际上，在有机废弃物循环利用发展较好的国家和城市，相比经济效益，他们更注重其带来的社会效益和环境效益，这则为其产业化发展的顺利进行奠定了良好的基础。

1.2 注重城市有机废弃物的分类收集

据报道，1993年德国的垃圾分类收集量已占垃圾总量的75.5%；在欧洲，家庭一般将有机垃圾单独存放，自行堆肥处理或由垃圾运输部门运走，从源头上改善垃圾的质，减少了后续垃圾的处理难度。美国为提高堆肥质量，也提倡根据季节和地区的实际情况，将园林绿色废弃物进行分类收集，如不易降解的较大树枝，在收集时要与草、叶子分开等。相比较而言，我国垃圾分类做的还很不到位，虽然一些大中型城市进行了试点，但大部分城市仍以垃圾混合收集的方式为主。

1.3 注重堆肥质量

堆肥是城市有机废弃物土地循环利用主要方式之一，在欧美发达国家，为确保堆肥产品有机质的含量，要求堆肥原材料几乎不含灰分和无机质，如加拿大埃德蒙顿垃圾堆肥厂堆肥的有机质含量高达51%。我国垃圾堆肥中的N、P、K含量低于发展中国家，比发达国家的肥效更低（表1）。虽然城市垃圾和污泥中N、P、K含量较高，但用其为原料生产的堆肥产品并不理想。对绿化植物废弃物来说，其堆肥产品虽含有大量N、P、K，但由于其产量低，还没有引起足够的重视，而在国外绿化植物废弃物是应用较多质量较好的堆肥产品。

表1 我国与国外堆肥肥效比较（%）Table 1 Comparison of compost for our country with other countries

1.4 法律和法规体系比较完善

在废弃物循环利用方面，英、法、美等发达国家均建立了较为完善的法律体系。为推进环保产业的发展，先后制定了行政强制力度较大的法律、法规。如美国专门制定了污泥土地利用法规，日本也成立了污泥还田指导委员会，指导污泥在土地上合理利用。就绿化植物废弃物而言，早在20世纪80年代末美国佛罗里达、明尼苏打等州政府就明确禁令将绿化植物废弃物焚烧或填埋，此后国外大多数国家也陆续对绿化植物废弃物等有机物料提出了填埋禁令，Karen Scoulding等对加拿大和美国南部的124个社区的庭院废弃物（yard trimming）处理相关规定进行了调查，结果发现，48%的社区颁布了庭院废物处理禁令，并且各级政府可以根据本区域的具体情况发布禁令。此外，1999年欧盟垃圾填埋导则（99/31/EC）也明确指出了减少可降解城市废弃物填埋的目标，即到2006年可降解的城市废弃物填埋量是1995年填埋量的75%，到2009年填埋量则为1995年的50%，到2016年则为1995年的35%。而且在西方发达国家均实行政府对有机废弃物统一监督管理的机制。

1.5 有相应的经济杠杆调控政策

任何产业的形成均离不开经济平衡，西方发达国家已摸索出一套有效的经济杠杆来促使有机废弃物循环产业的运转。如在垃圾处理方面，西方发达国家拿出一定的资金通过招投标的形式委托企业负责部分垃圾处理设施的运转和管理，按照产生的垃圾量和垃圾的性质向居民和垃圾产生者收取一定的管理费，来扶持垃圾处理企业，以负责资源的回收利用和再加工。在日本绿化植物废弃物的修剪和运输被列入正常的养护费用，每年根据修剪的绿化植物废弃物量以及最近处置点的运输费用提供专门的费用。许多发达国家还专门制定了许多法律或单行条例对废物回收再利用企业实行减免税、给予政府补贴、减少固体废弃物运费以及对某些造成废弃物的产品生产企业采取强制征收处理费等。另外通过提高填埋场地收费等方式，也可无形中降低了有机废弃物堆肥利用的费用，让相关企业自觉地将有机废弃物进行堆肥再利用。

1.6 相关标准制定及颁布实施

国外制定了系列有机废弃物循环再利用的标准，为有机废弃物的合理再利用提供了技术依据。如美国环保署制定的有关污泥土地利用的EPA503法 则《Land application of Sewage Sludge-A Guide for Land Appliers on the Requirements of the Federal Standards for the Use or Disposal of Sewage Sludge》，有关庭院修剪物和城市固体垃圾的《Composting Yard Trimming and Municipal Solid Waste》；澳大利亚的国家标准《Composts, soil conditioners and mulches》，加拿大堆肥协会的《Development of Landscape Architect Specifications for Compost Utilization》等。

1.7 有广阔的产品应用市场

国外有机废弃物产业化之所以能有效实施，是由于对土壤的要求非常高，间接促使了其堆肥产品的应用市场。如美国规定公路两侧绿化地土壤有机质的含量需达5%-8%，绿化施工或养护单位一般通过施用有机废弃物堆肥产品来实现，这大大增加了有机废弃物堆肥产品的销路。日本园艺土壤要求至少含2%以上的有机质，一般要求是5%，有时仅移植一棵大树就要用近20m3的有机堆肥，这也是国外有机堆肥用量市场大的主因。此外，在国外土方工程也被看作是与园林植物同等重要的绿化工程组成部分，日本大型绿化公司均配备有专业的土壤技术人员，为相应绿化工程养护或建设提供技术支持。而由美国和中国香港合资建设的香港迪士尼一期工程中，花草树木的种植工程造价为3.11亿港元，而相应种植土的造价为3.4亿港元，超过了植物种植费用组成，可见土壤种植土的重要性。土壤质量要求的提高，必将会促进有机废弃物堆肥的广泛应用。

2 我国有机废弃物土地循环利用产业化的潜力

2.1 城市绿地土壤质量面临的危机和挑战

随着工业化对城市的改造和污染、城市人类活动的加剧等，使城市土壤逐渐丧失了自然土壤的许多属性，城市绿地土壤的质量面临着极大的挑战。如以建设“生态城市”为目标的上海为例，绿化面积每年平均以净增2000hm2的速度递增，截止2008年，全市绿化面积已达31795hm2。但一方面由于上海地处长江中下游冲积平原，江河泥沙堆积形成的土壤条件欠佳；另一方面大多新建绿地土壤为外来生成土，普遍存有pH偏高、土壤板结、通气性差、养分偏低的问题，难以满足上海城市绿化建设对优质土壤的需求。对此，近年来，上海从外地购置了大量的山泥和泥（草）炭，虽然暂时解决了目前土壤欠缺的问题，但同时也造成了外省市泥土的大量流失，严重破坏了当地的表土资源，违背了生态环境可持续发展的理念。

2.2 城市有机废弃物的产量

目前，我国城市固体有机废弃物主要有三类，即处理污水沉淀下来的污泥、城市生活垃圾以及绿化植物废弃物。

据2009年在上海举办的《水业热点论坛-中国污水处理厂污泥处理处置》报道，我国城市污水处理总规模将由2005年的0.6亿吨/天增加到2010年的1亿吨/天，全国城市污泥量也将由2005年的3万吨/天增加到2010年的5万吨/天；目前我国的城市人均生活垃圾年产量已达440kg，全国城市生活垃圾年产量可达1.5亿吨，并且以每年8%-10%的速度在递增；根据2011年3月12日发布的《2010年中国国土绿化状况公报》显示，我国城市建成区绿化覆盖面积已达149.45万公顷、绿地面积133.81万公顷、公园绿地面积40.16万公顷，人均公园绿地面积10.66平方米。以上海为例，《上海市污泥处理处置专项规划》预测表明，到2020年污水污泥的产量（1469t/d）几乎为2007的2倍；2002-2008年间上海城市生活垃圾全年清除总量的年平均增幅为2.9%(见表2)，假设2015年上海市常住人口为2200万人，按人均排放垃圾1.03千克/天测算，2015年上海市生活垃圾全年清除总量约为827万吨，日清除量将达到2.27万吨/天；据统计，截至2008年年底，上海市拥有的绿地总面积已达到34256公顷，2009年又新增绿地面积1500公顷。随着绿化面积的扩大，绿化植物自然或养护过程中所产生的乔灌木修剪物（间伐物）、草坪修剪物、杂草、落叶、枝条、花园和花坛内废弃草花等绿化植物废弃物的量也越来越大，这为有机废弃物土地循环林用产业化发展提供了丰富和优质的物质来源。

表2 上海城市生活垃圾全年清除总量Table 2 The amount of domestic garbage in Shanghai for one year

2.3 城市有机废弃物对土壤的修复作用

城市有机废弃物具有丰富的养分，其循环利用能切实可行的提高土壤肥力，改良土壤环境质量，这也将一定程度上推动城市有机废弃物循环利用产业化的发展。通过施用污泥在生长龙爪槐和火焰南天竹土壤上的研究表明，施污泥后植物叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量，以及新抽枝条的新发羽叶条数、新发羽叶的长度、最大叶片长度和最大叶片宽度均比对照有明显的增加，即施用污泥对植物生长势和景观效果都有质的提高。绿化植物废弃物对土壤的改良效果也极其明显，在浦东新区外环东川林带和北川林带进行绿化植物废弃物覆盖实验表明，覆盖能降低土壤容重，提高土壤保水能力，增加总孔隙度和毛管孔隙度尤其是非毛管孔隙度；而且覆盖能显著增加土壤有机质、全氮、全磷、水解性氮、有效磷、速效钾含量；覆盖后土壤微生物生物量碳、氮也显著增加，微生物周转速率加快，周期缩短，转移量增加，土壤微生物活性增强，有利于土壤养分的保持和循环。

3 国外城市有机废弃物土地循环利用产业化对我国的启示

借鉴国外有机废弃物土地循环利用产业化的成功经验，结合我国形成有机废弃物土地循环利用产业化的潜力，提出以下对策建议：

3.1 进一步健全法规

随着社会、经济的发展，在新的形势下有必要适时修订现行法规，包括修改现行法规中的某些条款、增设新的条款和细化有关规定；在确有必要和条件成熟时也可以出台新的法规。需要通过修订法规提高强制力的内容包括：城市有机废弃物资源化利用优先于未经资源化利用而直接进行无害化处置；政府对于城市有机废弃物资源化利用的责任；保护农业种植和园林绿化栽培土壤生态环境等。

3.2 完善政策激励措施

土地资源的稀缺性，决定城市有机废弃物不可能也不应当以全量卫生填埋的方式直接进行无害化处置。因此，建议以生活垃圾和城市污泥焚烧的处理费为参照，由政府通过转移支付的方式对城市有机废弃物资源化利用的生产和产品销售予以补贴。引导社会力量积极参与城市有机废弃物处理工作，形成以政府为主导的多元化投资机制，对进行垃圾资源化利用的企业给予政策上的鼓励和操作上的便利。优先落实城市有机废弃物综合利用企业的相关鼓励支持政策，优先支持项目实施主体和配套单位的各项工作。学习农业上畜禽粪便制造有机肥补贴的方法，适当降低或免收相关企业的营业税。

3.3 加大科技投入力度

大力支持城市有机废弃物如树枝落叶等绿化垃圾的处理方法、处理技术和处理设备的研究、创新与推广应用，增加科技投入，通过企业、科研院所和高等院校在科研、设计、产品开发等方面的强强联合，培育并逐步形成其技术产品市场，推动城市有机废弃物综合利用产业的深入发展。

3.4 加强舆论宣传和公众参与

为引起社会各方的高度重视以形成共识，通过新闻、媒体等多种渠道，大力宣传城市土壤保护、垃圾分类、有机废弃物循环利用的重要性，提高各级领导和市民大众对城市有机废弃物尤其是园林绿化废弃物综合利用的认知程度，感受绿化建设缺乏优质土壤的艰难处境，增强保护土地、土壤、表土资源的忧患意识。不断提高公众的环境责任意识、行为规范意识。完善公众监督机制，创新公众参与途径，积极组织志愿者队伍，加大社会监督力度。

3.5 加快落实操作实施进度

对申请从事绿化垃圾等城市有机废弃物处理处置的各类环保企业，政府要委托有关部门制定标准，设立门槛，经审核批准后，对符合要求的企业给予市场准入，并对新办企业给予投资资金贴息与免息贷款的优惠。在城市有机废弃物原料供应上，政府要进行宏观监控，为这类环保企业提供原材料供应上的便利和保证。要加大力度推进示范基地的建设，在资金、技术、设备、基地用地等方面给予支持，尽快将示范基地建立起来。并为下一步在城市周边设立多个处理处置基地做准备。

3.6 制定和完善从土壤到各种有机废弃物土地利

用的系列标准

在提倡有机废弃物循环利用时，标准这一有效的保障非常重要，只有通过标准对各项技术指标、产品参数、使用方法等进行严格规定，有机废弃物才能科学、合理、安全地在土地上有效利用。同时也应注重从土壤到各种有机废弃物利用的系列标准的制定和完善，只有提高土壤质量要求这一抓手，提出各种种植对土壤养分需求这一根本要求，并制定行之有效的地方、行业乃至国家的相关标准要求，才能为有机废弃物土地循环利用的产业化奠定基础。其中建设部标准《绿化种植土壤》已经颁布，从2011年12月开始真正实施，势必将对推动我国有机废弃物产业化实施起促进作用。

3.7 规范有机废弃物产品应用市场

规范有机废弃物产品应用市场可为有机废弃物循环利用提供运行保障。首先从政策上严格限制泥炭、草炭以及山泥等对原产地生态环境质量有严重破坏的开采行为，从源头上促使人们使用这些自然有机土的替代物-有机废弃物堆肥产品来进行绿化植物栽培。其次基于绿化工程建设或养护是有机废弃物产品销售的主要渠道，因此在绿化工程项目尤其是政府投资的项目中应明确绿化种植土壤的造价，提倡甲购方式，减少中间环节对有机废弃物生产厂家利益的层层剥皮，将最大利益让给生产厂家，提高生产厂家生产有机废弃物产品的积极性和责任心；条件成熟，可以将绿化工程的种植土工程和植物工程单列，即为绿化种植土工程提供资金保障，也能提高从业的技术门槛，促使相应技术水平的提高；同时要将种植土及其改良材料作为工程检测验收的重点目标，建立和完善从土壤检测→改良→合格验收的整套监管体系，确保绿化工程种植土壤的质量，扩大有机废弃物产品应用的市场。

［1］ 俞宁．垃圾资源产业化是解决城市垃圾的重要途径［J］ ．环境与可持续发展，2009，34（2）：30-31.

［2］ 乔显亮，骆永明，吴胜春．污泥的土地利用及其环境影响［J］ ．土壤，2000，2：79-85.

［3］ 梁晶，吕子文，方海兰．园林绿色废弃物堆肥处理的国外现状与我国的出路［J］ ．中国园林，2009，68（1）：1-5.

［4］ 王晓英．循环经济理论国内外研究综述［J］ ．合作经济与科技，2009，16：26-27.

［5］ 李宇春，李彦富，董卫江等．城市生活垃圾堆肥处理技术发展方向探讨［J］ ．科技管理，2007，1：38-41.

［6］ 李晶，华珞，王学江．国内外城市生活垃圾处理的分析与比较［J］ ．首都师范大学学报（自然科学版），2004，25（3）：73-80.

［7］ 吕子文，方海兰，黄彩娣．美国园林废弃物的处置及对我国的启示［J］ ．中国园林，2007（8）：90-94.

［8］ 卢英方，孙向军．中国城市生活垃圾分类收集对策探讨［J］ ．环境卫生工程，2002，10（1）：15-17，32.

［9］ 陆涛，谢丽娟．污泥处理与处置技术的研究［J］ ．科技创新导报,2008，26：9-9.

［10］ Robert S. How much does it cost to compost yard trimmings［J］ ．Biocycle, 1996, 9： 39-42.

［11］ 沈佳路．上海尘世生活垃圾处置对策研究及其评价［D］ ．东华大学工学硕士学位论文，2006.

［12］ 范海荣，华珞，傅桦，王学江．城市垃圾堆肥的生态效应与对策研究［J］ ．土壤．2004，36（5）：498-505.

［13］ Dominic H, Josef B, Enzo F, et al. Comparison of compost standards within the EU, North America and Australasia［M］ ．Published by The Waste and Resources Action Programme, 2002, 37.

［14］ USEPA. Land application of sewage sludge： A guide for land appliers on the requirements of the Federal Standerds for the use or disposal of sewage sludge［S］ , 40 CFR, Part 503, 1993.

［15］ AS 4454-2003. Composts,soil conditioners and mulches［S］, 2003.

［16］ Jan B. Composting Yard Trimmings and Municipal Solid Waste［EPA530-R-94-003］, 1994.

［17］ Giller KE, Witter E, McGrath SP. Toxicity of heavy metals to microorganisms and microbial processes in agricultural soils： a review［J］. Soil Biology and Biochemistry, 1998, 30： 1389-1414.

［18］ The Composting Council And CWC Development of Landscape Architect Specifications for Compost Utilization［S］, 1997.

［19］ 姚先成编著．国际工程管理项目案例-香港迪斯尼乐园工程综合技术［M］ ．中国工业出版社，2007，7-8.

［20］ 上海市人民政府网，http：//www.shanghai.gov.cn.

［21］ 项建光，方海兰，杨意．上海典型新建绿地的土壤质量评价［J］ ．土壤，2004，36（4）：424-429.

［22］ 方海兰．上海城市绿地土壤质量与污泥绿地消纳［D］ ．同济大学博士论文，2009.

［23］ 顾斌，吕子文，梁晶等．绿化植物废弃物覆盖对上海城市林地土壤肥力的影响［J］ ．林业科学，2010，46（3）：9-15.

［24］ 城镇建设行业产品标准《绿化种植土壤》（CJ/T 340-2011）［S］ ．

Discussion on Industrialization of Land Utilization for Urban Organic Waste

LIANG Jing FANG Hailan SHEN Lieying
(Shanghai Landscape Gardening Research Institute, Shanghai 200232, China)

For the difficulty of disposing the increasing urban waste and the restriction of the urban soil on greenery development,the superiority on the industrialization of land utilization from international urban organic waste were studied. On the basis of the foreign successful experiences for reference, the potentialities of land utilization from urban organic waste were approached, and some policies were proposed in order to promote the developing of industrialization on land utilization in China.

Sewage sludge; Domestic garbage; Greenery waste; Industrialization

X51

A

1673-288X（2012）04-096-05

项目资助: 上海辰山植物园专项(G102402)

梁晶, 硕士, 主要研究方向城市土壤质量评价与废弃物土地利用研究

致 谢: 感谢上海市绿化和市容管理局的朱红和上海点方咨询有限公司的金石为本文提供的部分资料