基于区块链技术的垃圾回收治理平台构建探究

陈安琪，徐蕙颖

（1.河南工业大学经济贸易学院，河南 郑州 450000；2.哈尔滨市南岗区市场监督管理局，黑龙江 哈尔滨 150000）

随着城市化进程的加快和人口的快速增长，垃圾治理成为了一个日益严峻的问题。传统的垃圾处理方式往往面临诸多挑战，如资源浪费、环境污染和管理效率低下等。然而区块链技术的发展为探索一种全新的垃圾回收治理平台构建方案提供了新的思路。

区块链作为一种去中心化、可追溯、不可篡改的分布式账本技术，具有突出的优势。它的应用领域已经延伸到金融、供应链管理和社交网络等多个领域[1]。而在垃圾治理方面，区块链技术也具备巨大的潜力。本研究旨在探讨如何利用区块链技术构建一个基于垃圾治理的平台，以提高垃圾回收处理的效率和透明度。通过将每个垃圾处理过程和相关信息记录在区块链上，我们可以实现垃圾的全生命周期追踪和管理[2-4]。这将有助于减少资源浪费、降低环境污染，并提升垃圾治理的整体效果。此外，区块链技术还可以为垃圾治理平台引入智能合约和去中心化自治机制，实现参与者之间的信任和合作。通过智能合约，我们可以建立一套自动执行的规则和奖惩机制，激励各方积极参与垃圾分类、回收和处理[5-6]。

通过本研究的实施，我们有望为垃圾治理平台的发展和改进做出积极贡献，推动垃圾处理的可持续发展，构建一个更加清洁、高效和可持续的社会。

1 垃圾治理现状

根据世界银行的数据，全球垃圾产生量在过去几十年中持续增长，对环境造成了严重影响。根据统计，每年约有800 万t 塑料垃圾进入海洋，对海洋生物和生态系统造成了严重威胁。而填埋和焚烧作为全球最常见的垃圾处理方法也带来了严重的环境污染和资源浪费的问题，因此越来越多的国家和地区开始探索可持续的垃圾处理方法。

我国作为世界上最大的发展中国家，也是垃圾产生量最大的国家之一，垃圾治理问题面临着严峻的挑战。基于此，我国政府对垃圾治理问题也一直保持着高度重视。从2017 年开始，我国政府就启动了垃圾分类、垃圾清洁行动，并出台了一系列垃圾治理和资源循环利用的政策措施，如加大对垃圾分类的支持和倡导、推动垃圾分类处理设施建设等。经过多年努力垃圾治理行动取得了巨大成就，但与部分发达国家相比仍存在着差距。如瑞典、德国和日本等发达国家具有较高的垃圾回收率，超过50%甚至接近70%。然而，中国的垃圾回收率只达到了40%左右。由此可见，我国的垃圾治理问题依旧长路漫漫。

2 基于区块链技术的垃圾回收治理平台构建

区块链技术具有去中心化、不可篡改、高效性、可靠性的优点。区块链技术与垃圾回收治理对促进垃圾治理、提高垃圾回收率有着重要的作用。如图1 所示，利用物联网（IoT）设备和传感器，可以追踪和识别垃圾容器、回收车辆和垃圾处理设施。这些设备可以与区块链平台集成，将数据上传到区块链上，实现实时监测和溯源。上链数据包含了垃圾分类数据区块、回收交易数据区块、回收证书数据区块、激励数据区块与参与者数据区块。其中垃圾分类数据区块记录垃圾的来源、产生地点、时间等信息以及垃圾回收的各个环节、处理方法、结果等信息。这有助于跟踪垃圾的处理情况，确保符合环境保护和资源利用的标准，并帮助追溯垃圾的流向和责任，确保垃圾回收过程的透明性和可追溯性。回收交易数据区块包含了垃圾回收的交易信息，包括回收者与处理者之间的交易、回收物品的数量、价格等。这可以提供交易的透明性和可追溯性，确保公平和可信的交易环境。回收证书数据区块记录回收物品的认证和溯源信息，包括回收过程中的验证、检测和认证结果。这些数据可以提供可信的证明，保证回收物品的质量和真实性。回收证书数据区块包括回收者获得的奖励、积分等信息。这有助于激励回收者积极参与回收活动，并记录其贡献和回报。参与者数据区块包括参与者的身份信息、资质认证、回收、治理记录等。这些数据可以用于验证参与者的合法性和可信度，确保垃圾回收治理活动的可靠性。该平台依靠区块链技术的点对点（Node to Node）特性使参与者可以直接与其他参与者进行点对点的交互。他们可以发送和接收交易、查询和共享数据，无需通过中心化的服务器或第三方服务提供商。这种直接交互的方式提高了交互效率，减少了信息传递的延迟和成本。例如，当回收站点或居民平台上发布回收需求时，平台可以自动匹配符合需求的回收者和供应者。智能合约可以根据需求的条件和回收者的资格进行匹配，并建立供需关系。这个需求将被记录在区块链上，供其他参与者查看和响应。一旦匹配成功，参与者可以通过数字钱包在区块链上进行点对点交易。这可以是货币的转账或者其他形式的价值交换。这些交易将被记录在区块链上，确保交易的透明性和安全性。

图1 基于区块链技术的垃圾回收治理平台架构

居民和厂商在垃圾回收治理中扮演的角色不仅是供给者也是再生产的需求者，这促使整个平台运作的闭环式管理，使得垃圾回收的整个生命周期可见，有助于发现和解决潜在的环境问题。提高了垃圾回收的效率。同时参与者可以通过平台快速匹配供需关系，实现快速交易和资源的高效利用。这种高效性有助于降低成本，提高整体的垃圾回收治理效果。

3 区块链技术下垃圾回收治理具体应用场景分析

3.1 垃圾的回收转运

日常的回收转运过程中，垃圾车辆的装载和卸载过程可能存在效率低下的问题，导致时间和能源的浪费。这可能会增加垃圾转运的成本，并延长垃圾车辆在道路上的停留时间，而垃圾倾倒、违规操作等问题也可能会对环境和公共安全造成风险。区块链可以用于记录垃圾转运的路线和过程。每辆垃圾转运车辆可以装上物联网设备，将相关数据如位置、速度、时间等实时上传至区块链网络。垃圾转运的整个过程可以被追踪和监管，确保垃圾按照规定的路线和时间进行转运，减少违规行为和延误。与此同时，利用区块链技术可以建立数据共享平台，让相关参与方如居民、垃圾转运公司、垃圾处理厂、监管机构等共享转运数据。通过共享数据，可以实现信息的及时传递和验证，提高转运的协调性和效率。并通过收集和分析转运数据，可以预测需求量、优化转运路线和时间，提高车辆的装载效率和运输路径的优化，减少空载率和能源消耗。此外，通过使用智能合约可以设定垃圾回收转运的合同和支付机制，并设置相应的奖励、转运路线、服务要求、转运时间等条件，满足条件时自动执行相应的支付和结算。这样可以减少人为干预和纠纷，提高回收和转运的透明度和效率。

3.2 垃圾集中分类

区块链可以用于身份认证和权限管理，并确保只有授权的个人或组织可以参与垃圾分类过程。每个参与者可以有一个唯一的身份标识，并且他们的权限和角色可以被记录在区块链上。这可以确保垃圾分类过程的安全性和可信度。一个可追溯的数据记录系统的建立，有助于监管机构、垃圾处理厂等实时了解垃圾分类的情况，并监控垃圾分类的执行情况，当不合规行为发生时，能够及时预警进行追溯。这提高了垃圾分类的合规性和监管效果，减少违规行为和滥用垃圾分类系统的情况。区块链的智能合约可以设定垃圾分类的规则和奖励机制。例如，智能合约可以根据参与者的垃圾分类贡献，自动计算奖励或激励措施。这可以激励个人和组织积极参与垃圾分类，提高分类效率和回收率。

3.3 垃圾加工及无害化处理

垃圾加工和无害化处理过程通常需要消耗大量的能源和资源，包括电力、燃料、化学品等。高能耗和高成本是一个挑战，特别是对于大规模处理设施来说。而区块链技术可以促进垃圾加工及无害化过程中的资源利用和回收率提升。通过记录垃圾加工环节的数据和信息，可以实现对垃圾组成、可回收物质、能源利用等方面的分析和优化并实现垃圾资源的最大化利用，提高回收率，减少资源浪费。通过记录加工环节的数据，监控垃圾加工及无害化的质量标准和过程。监管机构可以实时监测数据，确保垃圾加工过程符合相关法规和标准。这可以提高加工及无害化的质量和安全性，减少对环境和公共健康的潜在风险。与此同时，通过链上共享数据，垃圾加工企业、监管机构、环保组织等可以协同解决垃圾加工及无害化过程中的问题并提高整体效率和质量，加速垃圾加工及无害化工作的推进。

3.4 产品再生产

区块链可以用于记录再生产过程中使用的材料来源和品质。每种材料的信息，如原材料供应商、采购日期、质量证明等，都可以被记录在区块链上。这可以实现材料的追溯和验证，确保再生产过程中使用的材料符合环保和质量要求。通过区块链平台，消费者可以获取产品再生产的相关信息，如再生材料的来源、再生工艺的过程等，增加消费者对再生产品的信任和参与度，推动可持续消费和循环经济的发展。

4 区块链技术优化垃圾回收治理的机理

4.1 数据共享，优化全产业效率

传统的垃圾回收治理系统中，不同的参与方（如民众、垃圾回收商、垃圾处理企业、再生产企业、监管机构等）之间的数据和信息往往孤立存在，缺乏共享和交流的机制。这导致信息不对称，增加了协调和合作的难度，也限制了整体效率的提高。例如其中一个垃圾处理中心出现故障或无法正常运作，整个垃圾回收系统可能会受到严重影响，导致垃圾无法得到及时处理和回收。而区块链的去中心化和分布式特性则消除传统垃圾回收系统中的单点故障和中心化控制。通过建立一个分布式网络，参与方可以共享数据和信息，共同解决垃圾回收治理中的问题。提高整体的效率、准确性和协同作用。与此同时，区块链技术的可追溯性也促进了垃圾回收分类的准确性与合规性处理，防止了单个节点的作恶，促进资源分配的公平与高效，推动垃圾回收的效果和环境影响的监督与评估。

4.2 精准对接，增加产品残值

在以往垃圾回收中，民众的参与度往往较低，主要原因是回收价格较低，因此民众不愿意花费过多的时间成本。以苹果官网在售的苹果13 为例，512 GB 的苹果13 的售价为8 099 元，而其最高的回收换购价格只达到了3 350 元。主要原因主要涉及到4 个方面：一是回收的处理成本高。垃圾回收涉及到收集、分类、运输、处理等多个环节。需要投入大量的人力、物力和技术设备，并且可能涉及到垃圾处理厂的运营成本、设备维护费用、人员薪酬等。二是回收市场需求和供应失衡。垃圾回收市场的需求和供应之间可能存在失衡。尽管垃圾产生量庞大，但回收系统的处理能力有限。有些地区可能缺乏足够的回收设施和处理能力，导致回收系统无法满足全部的垃圾回收需求。此外，一些垃圾可能由于质量问题或处理困难而无法回收利用，进一步影响回收价格。三是回收的低价值垃圾比例高。垃圾中包含了各种不同类型的废物，其中一部分可能属于低价值的垃圾，如一些普通的生活废弃物、部分塑料和纸张等。这些低价值垃圾的比例较高，对整体垃圾回收价格产生影响。四是缺乏市场化机制。垃圾回收行业的市场化程度相对较低，存在缺乏竞争和透明度的问题。由于垃圾回收往往受到政府或政策的监管，回收价格可能受到政府定价或补贴政策的影响，导致价格较低。

而区块链技术的应用有利于缓解该困境。通过分布式账本技术记录垃圾回收的数据，包括回收量、类型、质量等信息，可以实现更精确的资源分配和管理。这有助于提高回收效率，减少资源浪费，从而有望提高垃圾回收的效益和价格。与此同时，依靠区块链技术可以建立垃圾回收的市场平台，将回收者、处理者和购买者连接在一起。这种去中心化的交易平台可以促进信息的透明流通，降低交易成本，并提供更公平的交易环境。通过市场平台，回收者可以更容易地与潜在的买家进行交易，有机会获得更好的价格。此外，通过将垃圾回收的各个环节记录在区块链上，包括分类、清洁、拆解、处理等，可以确保整个回收过程的可追溯性和公开性，并提高回收市场的透明度，减少信息不对称，使回收者能够更好地了解垃圾的来源、处理方式和价值，从而有助于合理定价。区块链技术的应用促进了整个垃圾回收治理产业的需求与供给的精准对接，并进一步提高了回收品的残值，实现垃圾回收治理产业链增值。

4.3 防止欺诈，解决信任危机

在垃圾回收治理当中，一些欺诈及不当行为使垃圾回收治理的参与者之间容易产生一些信任问题。例如部分回收者可能会故意虚报回收量，以获取更多的奖励或津贴。这种不诚信行为可能导致回收数据的不准确性和失真，从而影响治理决策和资源分配的公平性。同时，一些垃圾处理机构可能存在不当行为，如私自倾倒垃圾、不按规定进行处理等。这种行为严重损害了环境、危害了公众健康，也破坏了回收治理的可信度和效果。而在数据记录环节、数据报告和统计环节，垃圾回收治理涉及了大量的数据记录和交换，如果数据被篡改或伪造，就无法准确反映回收的实际情况，这也会影响治理决策的准确性和可靠性。

区块链技术具有可追溯、不可篡改、公开透明的特性。区块链上的交易信息是公开透明的，所有参与者都可以查看和验证交易历史。这种透明性可以帮助提高垃圾回收治理的可信度，任何人都可以监督回收者和垃圾处理机构的行为，防止不当行为的发生。而分布式共识机制确保网络上的参与者就交易的有效性达成共识。这意味着任何参与者都无法单方面篡改数据或欺诈行为。依靠密码学的哈希函数将交易数据连接成一个不可更改的数据块链。一旦数据被写入区块链，就无法篡改或删除。这确保了垃圾回收过程数据的真实性和准确性。任何对数据的篡改都会导致哈希值的不匹配，从而被其他参与者轻易识别出来。智能合约的执行减少了人为干预的机会。通过在垃圾回收治理中自动执行规则和条件，可以确保任务分配的公平性和透明度，自动执行奖励机制和惩罚机制，提高治理过程的公正性。

5 建议与对策

将区块链技术应用于垃圾回收治理领域能有效提高垃圾回收治理的效率。但我们在技术应用中也要注意责任和追责机制的明确。建立区块链平台和智能合约必须明确各方的责任和追责机制。这涉及到合同法、消费者保护法、环境保护法等法律规定，以确保在垃圾回收治理过程中，责任明确，各方承担相应的法律责任。其次，可行性研究和实证评估是必要的。在采用区块链技术之前，应进行可行性研究和实证评估，评估其是否符合现有的法律法规要求。这包括垃圾回收相关的环境法规、废物管理法规以及与数据保护和隐私有关的法律要求等。最后，监管和治理是重要的。垃圾回收治理中的区块链技术应在适当的法律监管和治理框架下操作。相关的监管机构和政府部门可能需要制定或调整相关法律法规，以适应区块链技术在垃圾回收治理中的应用，确保区块链技术应用于垃圾回收治理领域的合法性、合规性和可持续性。当然，垃圾回收治理离不开民众的参与还需要广泛的宣传和教育工作。要积极推广垃圾分类的意义和好处，提高公众对垃圾治理的认识和参与度，使区块链技术在垃圾回收治理领域的应用能够更好的发挥其价值。