蔡文婷 陈 艳 王 钰 谭人华 王香春*
在高质量可持续发展背景下,园林绿化垃圾资源化处理利用肩负绿色、低碳、循环发展重要使命。分析借鉴美国、日本、德国等国家在法规标准、运行管理、产研用融合等方面的先进经验,对中国园林绿化垃圾资源处理利用现状进行摸底,并实地调研上海、广州、昆山、成都等城市园林绿化垃圾资源化处理模式,提出加强顶层设计、优化全过程管理模式、注重产研用结合、强化保障体系等发展建议。
高质量发展;园林绿化垃圾;资源化处理利用
习近平总书记于2020年8月在推进长三角一体化发展座谈会上特别强调“要推进环太湖地区城乡有机废弃物处理利用,形成系列配套保障措施”。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出“加快推动绿色低碳发展”。园林绿化垃圾作为有机废弃物的一种,其资源化处理和利用是贯彻落实国家有关碳中和、生态文明、绿色发展要求的有效手段,对缓解垃圾处理压力、维持生态系统稳定具有重要作用。根据刘瑜等[1]估算,2018年中国城市绿地面积227.5万 hm2,产生园林绿化垃圾量约为2 275~3 412.5万 t,园林绿化垃圾资源化处理利用已成为各地城市园林绿化和环境卫生主管部门不容忽视的现实问题。
国外在园林绿化垃圾资源化处理方面已有较为成熟的法规标准体系以及产品推广应用管理等先进经验,形成了从园林绿化垃圾资源化处理到市场应用的全流程闭环,真正做到了“变废为宝”。但中国园林绿化垃圾资源化利用尚处于探索阶段,完整的产业链条尚未成型[2]。国内专家学者主要聚焦于园林绿化垃圾资源化处理技术和产品的优化改进,如堆肥、有机覆盖物制备、生物质燃料制备等。例如,付冰妍、孙向阳等[3]对园林绿化垃圾堆肥过程中应用的微生物菌剂进行了针对性研发;曲炳鹏、孙向阳等[4]详细对比、探讨了不同颗粒度园林绿化垃圾原料以及采取不同施胶量,通过模具压制方法制备生态覆盖垫的技术方法及其水分特征;顾兵、梁晶等[5-7]从土壤修复等角度研究了园林绿化垃圾覆盖或添加对土壤肥力、污染物控制的影响;曹运齐[8]研究了通过水热法实现园林绿化垃圾向生物炭和燃料转化的技术。目前鲜有对园林绿化垃圾资源化处理和产业化发展的相关法规政策、标准规范、全过程处理模式等方面的研究[9]。地方实践方面,北京、上海、苏州、昆山等地已积极探索,出台了园林绿化垃圾资源化处理相关政策、技术标准和专项规划,并联合学(协)会、企业等社会力量共同推进园林绿化垃圾资源化处理工作。
文章从城市园林绿化垃圾的特性分析出发,结合发达国家园林绿化垃圾资源化处理利用的成熟经验,广泛调研掌握一手研究资料,对比分析国内先行、先试城市的做法和模式,提出新时代背景下城市园林绿化垃圾资源化处理利用的发展建议,以期引导其可持续、市场化健康发展。
园林绿化垃圾作为宝贵的可循环利用资源,科学认识其特性是资源化处理利用的前提,这对维持生态系统安全、平衡与稳定具有突出意义。
按照城市绿地类型,园林绿化垃圾产生源主要包括道路与交通设施用地附属绿地(SG)、公园绿地(G1)、风景游憩绿地(EG1)、居住用地附属绿地(RG)、公共管理与公共服务设施用地附属绿地(AG)和生产绿地(EG4)等。其种类主要包括城市园林绿化养护修剪物、绿地植物的自然凋落物、城市节庆日所用的花卉盆栽、极端天气(如台风)影响下的植物残体等[1-2,9],具体主要包括树枝、树叶、枯枝落叶、残花等。根据绿地构成、季节的不同,园林绿化垃圾组分也不同。如道路与交通设施用地附属绿地主要为乔灌木修剪物、植物凋落物;公园绿地包括乔灌木修剪物、草坪修剪物、植物凋落物等;生产绿地除植物修剪物、凋落物以外,还包括盆花、盆草残体,若涉及河、湖等滨水绿地,还包含一定量的水生植物残体。
园林绿化垃圾具有体积大,占地多,产出季节性强,富含木质素、纤维素等有机物质,不含重金属等有毒有害物质等突出特点,有较高的可利用价值与生态价值。园林绿化垃圾根据气候、季节、绿地类型的不同以及绿地面积、绿化水平、养护管理和统计等差异,其产量和特性也不相同。从总体上看,随着城市化进程不断加快,经济水平提升,城市绿地面积增多,同时随着各地园林绿化管理专业化、精细化水平提升,各类绿地管养产生的园林垃圾量也呈增长趋势[10]。根据笔者统计分析以及文献调查,园林绿化垃圾产生总体有以下特点:(1)受气候条件影响,南北差异大。例如东部沿海城市6 — 10月常因受突发台风等极端天气影响,产生大量的园林绿化垃圾。(2)季节变化特征明显。一般来说,北方园林绿化垃圾季节性特征显著,秋、冬季因枯枝落叶产生量大导致产量较高;除极端天气影响的情况外,南方城市季节性变化程度较小。(3)与产生源相关。一般情况下,道路等附属绿地由于园林绿化养护修剪次数多,单位面积的垃圾产量较公园绿地大。
美国、日本、德国等发达国家有关园林绿化垃圾资源化处理利用的工作开展较早,已有较为成熟的法规标准体系以及产品推广应用管理等方面的先进经验。通过总结分析,主要有以下三大特点。
发达国家非常重视园林绿化垃圾等有机废弃物的循环利用。(1)国家层面的环境保护、资源循环利用相关法律法规中都明确了园林绿化垃圾分类、收运、资源化处理与利用等方面的要求。如美国环保署出台的《资源保护和回收法》(Resources Conservation & Recovery Act,RCRA)、《园林绿化垃圾和城市生活垃圾堆肥法则》(EPA530-R-04-003)[12-13]等从城市层面提出园林绿化垃圾资源化处理和利用要求,同时出台《资源保护和回收法指导手册》(RCRA Orientation Manual)等[14-15]技术指导文件来规范、指引具体工作落地。日本从国家层面制定出台的《环境基本法》《废弃物处理法》和《再生资源促进法》明确了园林绿化垃圾分类、收运、处理、再生利用等的管理模式,形成了自上而下的有效工作方式和管理体系[11]。(2)从资源循环利用视角出发,美国、日本将园林绿化垃圾资源化产品纳入政府采购范围或再生资源产品目录等,给予相应政策与资金支持,打通了园林绿化垃圾资源化利用的末端市场,使其形成全流程闭环,“变废为宝”,促进绿色、低碳、循环发展[9,11-14]。
国外对于园林绿化垃圾的分类收集、运输、处理和产品应用等已形成较为完善的运行管理体系,美国EPA530-R-04-003法则给出了典型庭院垃圾堆肥项目流程(图1)。具体来看,有以下两点值得学习借鉴:(1)采用“集中+就地”处理模式。如美国、日本等国家均明确将一部分园林绿化垃圾通过集中收运至处理厂堆肥处理;另一部分鼓励市民开展自制堆肥或在学校、公园绿地内因地制宜配置处理设施,既可减轻集中处理厂的处理压力,还节约经济支出,减少收集和运输费用[18],如美国EPA出台Backyard Composting等指南,引导市民自行堆肥(图2)。Shafie等人[19]从全生命周期评估的角度深入分析了实施园林绿化垃圾资源化管理措施对环境的影响,并重点提出了分类收集、运输环节、全流程固废处理管理等是影响温室气体排放的重要因素,适宜的收集和处理点设计与布局以及各类城市固废协同管理与处理是非常有效的解决办法之一。Hoeve等人[20]针对木质类、非木质类的园林绿化垃圾资源化处理实践进行全生命周期评估,提出采用堆肥处理园林绿化垃圾并将堆肥产品重新施用于土壤中的园林绿化垃圾管理措施,有助于降低生物资源枯竭、陆地富营养化等环境影响潜力。(2)堆肥处理技术成熟,强化过程监管,且高度机械化。美国通过法规和技术规范详细规定了堆肥工艺各个环节的技术要点与控制管理要求。德国、日本堆肥处理厂的高度机械化不仅节约人力成本,工作效率还得到大幅度提升[21-22]。
1. 典型庭院垃圾堆肥项目流程[13]
2. Greenscaping — your lawn and garden Backyard Composting 指南[15]
国外通过产研用融合,既为园林绿化垃圾科学处置提供基本保障,又为资源化产品打开市场出路。如在美国EPA530-R-04-003法则中提到了开展园林绿化垃圾分类收集专项研究,基于人的需求等对收集路线、时间、方式等进行系统考虑,同时对于资源化处理产品(有机肥、栽培基质等)给予价格补贴等激励[23]。英国也有学者开展园林绿化垃圾产生量估算,为园林绿化垃圾科学、有效的资源化处理利用项目或计划提供支撑[24]。德国研发并应用生物降解收集袋,用于收集、存放并初步降解园林绿化垃圾[17]。日本通过研究制定详细的园林绿化垃圾项目实施方案,如东京杉並区“绿色循环项目”对园林绿化垃圾树叶、树枝分类以及校园、公园、道路等不同产生源进行不同的处理方式和再利用方式。
中国园林绿化垃圾资源化处理工作启动较晚,与发达国家相比,相关的法规政策建设、运行管理体系、产业化发展还不够完善。从文献查阅来看,中国园林绿化垃圾资源化工作起步于20世纪90年代。据不完全统计,全国至少有49个城市开始关注并推动园林绿化垃圾资源化处理工作,尤其是北京、上海、广州、昆山和成都等地先行先试,在地方政策、标准、规划等方面积极探索园林绿化垃圾资源化处理利用有效途径[9],取得了一定成效,也为今后在全国范围内推广实施园林绿化垃圾资源化处理利用提供了宝贵经验与良好基础。
北京、上海、广州、苏州等地较早意识到园林绿化垃圾作为有机废弃物进行资源化处理的重要性,并出台了相关政策、技术标准和专项规划,对推动国内园林绿化垃圾资源化处理利用起到了较好的示范作用。如北京市园林绿化局于2018年印发《关于加快园林绿化废弃物科学处置利用的意见》,提出建立高效便捷的园林绿化废弃物处置与管理体系,实现应处尽处的目标。2020年,中国城市环境卫生协会针对园林绿化垃圾收运环节出台了团体标准《园林垃圾收运技术规程》(T/HW 00019-2020),说明园林绿化垃圾作为园林和环卫交叉领域研究对象,也引起了环卫行业的关注。目前国内有关园林绿化垃圾资源化处理相关政策、技术标准等汇总如表1所示。
3.2.1 初步形成“源头分类—收集运输—处理利用”全流程模式
通过对上海、广州、昆山和成都等地的园林绿化垃圾资源化处理利用全流程模式进行调研总结分析(图3),不难发现先行先试城市基本都形成了从源头分类、收集和运输到处理和产品资源化利用较为稳定的园林绿化垃圾资源化处理模式,并结合自身城市特点做了有益尝试。但地方城市在推动园林绿化垃圾资源化处理利用过程中的困难和阻碍,具体有以下三点:
3. 代表城市园林绿化垃圾资源化处理利用全流程模式
(1)源头分类方面。园林绿化垃圾产生源头与种类的不同直接影响到后续收集、运输的走向和资源化处理技术的选取。广州和成都的园林绿化垃圾分类较细,除单独将树叶与树枝区分开以外,还将含油类或是有其他药用等价值的园林绿化垃圾分类,这一做法向发达国家看齐,体现了工作的精细化、科学化。但根源问题是目前全国缺乏对园林绿化垃圾的合理统一定位。按照国家明确的城市垃圾分类“大分流、小分类”原则,基于园林绿化垃圾的特殊属性以及城市绿色发展、资源循环利用等国策要求,园林绿化垃圾应归属于与生活垃圾、建筑垃圾并列的大分流体系。但以广州市为例,目前将园林绿化垃圾归入生活垃圾中的“餐厨垃圾”类别并不合理,长此以往,不利于城市层面的园林绿化垃圾资源化处理体系构建。
表 1 国内有关园林绿化垃圾资源化处理相关政策与技术标准汇总
(2)收集和运输方面。根据园林绿化垃圾产生分散、体积大等特性,采取分散收集和集中运输方式,初步形成“园林绿地+园林绿化垃圾收集点+园林绿化垃圾终端处理基地”、园林绿化管理部门和城管部门协作的收运和管理方式。上海、成都等地均设立了园林绿化垃圾收集转运点,经分类、粉碎后再运输至集中处理厂处理(图4),但这种集中处理模式对完善的收运体系、终端处理体系有较大依赖,运输成本高。广州、昆山专门制定了园林绿化垃圾资源化处理的专项规划,对收运过程人力、物力以及场地布局进行了全面科学的预测和规划,但由于缺乏上位法支撑、政策保障机制,导致地方立法困难,转运、预处理和处理厂用地规划难落地、部门协作性差等问题,收运处理体系仍不健全。昆山市城管部门已开始建立生活垃圾、建筑垃圾、大件垃圾统筹兼顾的收集和运输体系,利用了部分建筑垃圾转运中心进行园林绿化垃圾转运,但由于机制不完善、部门协作性差等原因,对于中心城区以外区域的园林绿化垃圾转运仍存在困难。
4. 上海市园林绿化垃圾集中处理厂
(3)处理方式和产品方面。目前国内常用的处理方式以堆肥、破碎制成园林有机覆盖物为主,厌氧发酵、炭化制备燃料或生物质炭、海绵混凝土等为辅,如昆山重点推出了“园林废弃物循环利用· 昆山合纵模式”,整合了有机基质与有机覆盖物同步生产的两条流水线,具有较高的机械化程度和生产效率。但不容乐观的是,与农林废弃物纳入补贴不同,园林绿化垃圾的产品市场化渠道不够通畅。在“双碳”目标指引下,堆肥和园林有机覆盖物制备技术作为园林垃圾资源化利用较为广泛和推荐的技术,可响应中国循环经济和绿色发展理念,能够实现园林绿化垃圾“来于自然,归于自然”,可有效缓解国内土壤板结、有机质不足,改变需要从国外大量进口泥炭等不可再生资源的现状。
3.2.2 探索“就地+集中”处理模式
鉴于园林绿化垃圾产生的特殊性,在收运体系不健全的背景下,成都市积极探索,采取“还肥于林”“还肥于地”的就近就地生态循环处置和集中处理两种方式。一方面在各区建立分类收运处置站或小型处理设备处置园林绿化垃圾,另一方面将园林垃圾资源化工作深入社区、小区、公园等,在街道层面、小区和公园内部建设园林绿化垃圾资源化处理点,就地处理园林垃圾,缓解集中处理压力、降低运输成本。如百花潭公园引进OAR园林绿化垃圾处置集成系统,通过堆肥方式处理园林绿化垃圾,并将腐熟产品施用返回园内土壤,实现了园林绿化垃圾的“零外运”,达到了垃圾减量、长效及时处理和循环利用的目的[25]。天府新区华阳街道在安公社区锦华苑垃圾分类示范小区引进微生物处置设备,建立了全市首个社区生物有机垃圾处置循环中心,每日就地发酵处理餐厨垃圾、园林绿化垃圾[26]。
广州[27-28]、成都等在园林绿化垃圾资源化处理项目建设过程中,注重科研机构与园林绿化垃圾资源化处理企业之间的交流与合作,联合共同开展资源化技术攻关与产品研发,利用来自市场的反馈信息优化科研技术路线、提升产品性能,并强化科研机构技术人员对生产企业的技术指导与服务,促进科研成果高效应用转化。
园林绿化垃圾资源化处理是城乡绿色、低碳、循环、高质量发展的必然要求,文章针对制约其发展的关键难点,如在国家层尚未明确园林绿化垃圾的合法定位、相关政策制度不明晰,导致园林垃圾资源化处理长期缺乏用地保障、资金补贴不到位、部门之间权责不清、技术成果无法转化应用等一系列问题,如何从分类、收集、运输、资源化处理、产品应用等全流程建立园林绿化垃圾处理体系、健全机制体制,打通其资源化处理在用地规划、收运、产品市场推广等关键环节壁垒,构建自成一统的园林绿化垃圾资源化处理规划、分类收运和资源化处理、推广应用体系,提出如下系统化的发展建议。
(1)加强顶层设计,明确合理定位。借鉴美国、日本等国家经验,在国家层面通过立法尽快明确园林绿化垃圾的合理定位,按照国家明确的城市垃圾分类“大分流、小分类”原则,将园林绿化垃圾纳入与生活垃圾、建筑垃圾并列的大分流体系,并制定园林绿化垃圾资源化处理要求、计量补贴、产业扶持等专项配套政策,明确园林垃圾资源化处理的实施流程和具体要求,通过资源化产品生产、销售价格补贴等奖补措施,激发、提高企业处理园林绿化垃圾的积极性;将园林绿化垃圾资源化利用产品纳入生态修复、土壤改良、荒山造林等优先采购范围,通过行政激励推动市场资源配置,促进园林绿化垃圾再利用产业的发展等方式,自上而下地推动园林绿化垃圾的资源化工作,激发园林绿化垃圾资源化处理市场潜能。
(2)加强系统规划,促进协同融合。从目前各地实践来看,各地城市政府应加强对园林绿化垃圾资源化利用体系的规划与实施。根据本地园林绿化垃圾的产生特性,建立统一的产生量统计与估算方式,合理估算产生量,对园林绿化垃圾的分类、收集、运输、资源化处理模式和资源化产品等进行系统性规划,提前对园林绿化垃圾的运输和处理设施设备进行优化布局。2016年底《国务院关于印发“十三五”节能减排综合工作方案的通知》中,已将园林绿化垃圾与餐厨垃圾、建筑垃圾列为同等重要地位,提出了建立协同处理示范基地的指标要求,可充分利用其他城市固体废物已有的收集和运输系统,考虑协同运输以及与生活有机固废、农业固废等生物质固废协同处理,将公园绿地、附属绿地等产生的园林绿化垃圾统一纳入到资源化利用体系中,按照垃圾分类的原则,将园林绿化垃圾分类运输到处理场地再分类进行资源化利用,以实现园林绿化垃圾最大程度的资源化,既能节约资源,最大限度地提升园林绿化的生态服务价值,又能推升园林绿化行业与固废处理、污泥处置等相关行业的协同融合能力,更好地惠及民生。
园林绿化垃圾应本着因地制宜、就近无害化、减量化、资源化处理的原则,根据城市自身特点,探索建立符合当地实际的分类、收集、运输和处理体系,全面推进以堆肥处理、园林有机覆盖物为主,“就地+集中”处理的园林垃圾资源化处理与利用模式(图5)。对城市层面的园林绿化垃圾资源化处理来说,从源头分类到收集运输,再到资源化处理,以及资源化产品的推广使用,其全过程的管理应该是多种模式和方式的组合,才能应对园林绿化垃圾产生量的季节性变化大、运输成本高、资源化产品出路窄等现实问题。
5. 园林绿化垃圾全过程管理模式
针对城市园林绿化建设的特点,开展园林绿化垃圾回收利用与现代产业相结合的研究,为城市绿地形成良性循环提供研究基础和技术支撑。联合相关科研机构、高等院校、企业等针对市场需求,因地制宜地开展园林绿化垃圾循环利用技术攻关,从机械设备、处置技术、处理工艺、产品终端等方面深入展开,加强园林绿化垃圾粉碎、炭化、生物降解等多种科技手段的研究,加强科技成果转化,提高园林绿化垃圾资源化处置利用的经济价值与社会效益。着重开展园林绿化垃圾堆肥、园林有机覆盖产品等技术应用,研制生产多元化产品,促进本地园林绿化垃圾资源化产品的商品化、多样化、产业化等。也可探索新的园林绿化垃圾处理技术手段,如园林绿化垃圾与餐厨垃圾、城市动物园动物粪便、污泥等协同处理等,进一步加强面向市场的研究开发,聚焦产品改良、新产品研发等,使科研成果迅速而有效地转化为富有市场竞争力的产品。
(1)强化组织领导,部门协同推进。由地方政府园林部门牵头,联合环卫、规划、国土、财政等相关部门,切实做好组织、协调、督查等相关工作,协调规划等部门在城市建设中预留相关建设用地,落实配套设施建设,从根本上解决园林绿化垃圾处理用地落实难的问题,协调推进园林绿化垃圾资源化项目的建设;督促施工、养护单位将园林绿化垃圾按要求收集、运输,积极指导、协调、监督园林垃圾产生单位和企业对园林绿化垃圾进行分类收集、运输、处理和资源化利用。
(2)营造社会氛围,加强科普教育。园林绿化垃圾资源化利用既涉及用地规划、资金保障、宣传教育等方面,又有较高的技术要求,需要尽快建立政府主导、企业推动、全社会参与的协同机制。如借鉴美国堆肥协会为企业和用户提供技术指导服务、协同政府制定资源化产品推广应用激励措施[16];日本杉並区在学校开展学习实践计划等做法,使社会各界认识到园林绿化垃圾作为可再生资源的重要作用,鼓励更多的企业和个人积极参与其中,形成全社会关心、支持、参与和监督的良好氛围,共同推进园林绿化垃圾资源化处理利用。