王 安，趙天忠

北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，北京 100083

北京市廢棄物處理溫室氣體排放特征

王 安，趙天忠

北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，北京 100083

基于《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》推薦的方法，結(jié)合《省級(jí)溫室氣體清單編制指南(試行)》和《城市溫室氣體核算工具指南》的部分?jǐn)?shù)據(jù)與核算范圍，針對(duì)固體廢棄物填埋、焚燒和廢水處理等過程，核算了北京市2005—2014年廢棄物處理過程中溫室氣體總排放量。結(jié)果表明：2005—2014年北京市廢棄物處理過程溫室氣體總排放量呈逐漸上升趨勢，2014年溫室氣體總排放量比2005年增長98%。10年間，固體廢棄物填埋過程一直是最主要的溫室氣體排放源，到2014年排放量達(dá)到最大，為416.3×104t二氧化碳當(dāng)量(CO2e)。廢棄物填埋、廢水處理和廢棄物焚燒過程占總排放量的比例分別為78.5%(CO2e質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)、13.5%和8%。結(jié)合已有研究，系統(tǒng)優(yōu)化國內(nèi)7個(gè)典型城市廢棄物處理溫室氣體排放因子，核算7個(gè)城市排放情況，并對(duì)比分析了北京市排放情況。

廢棄物處理；溫室氣體；排放清單；生活垃圾；廢水處理

近年來，全球氣候變化問題已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。2007年聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第四次評(píng)估報(bào)告[1]指出，自20世紀(jì)中期以來，全球氣候變暖有90%的可能是由于人類活動(dòng)導(dǎo)致的大氣中二氧化碳(CO2)等溫室氣體增加造成的。城市被認(rèn)為是全球溫室氣體排放的最主要來源，城市集中了全球50%以上的人口，消耗了占全球總量60%～80%的能源，產(chǎn)生的溫室氣體排放量高達(dá)人類總排放量的70%[2]。為應(yīng)對(duì)全球氣候變化帶來的壓力，世界各國積極采取行動(dòng)，中國于2015年6月確定了到2030年的行動(dòng)目標(biāo)[3]，即CO2排放 2030 年左右達(dá)到峰值并爭取盡早達(dá)峰，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放比 2005 年下降 60% ～ 65%。同時(shí)要健全溫室氣體排放統(tǒng)計(jì)核算體系，加強(qiáng)應(yīng)對(duì)氣候變化統(tǒng)計(jì)工作。

城市廢棄物處理所釋放的CH4、CO2和N2O是溫室氣體排放的重要人為來源[4]。美國2014年廢棄物處理產(chǎn)生的溫室氣體總排放量為1.71億t二氧化碳當(dāng)量(CO2e)，是美國總排放量的2.5%，其中廢棄物處理產(chǎn)生的CH4排放量占人為CH4排放總量的22.5%，是人為CH4排放的第二大來源[5]。中國城市廢棄物處理溫室氣體排放量同樣不容樂觀，中國氣候變化第二次國家信息通報(bào)表明[6]，2005年中國廢棄物處理過程產(chǎn)生的溫室氣體排放量占所有活動(dòng)總排放量的1.50%，其中CH4排放量占CH4總排放量的8.6%。目前在城市層面[7-9]中國進(jìn)行了許多溫室氣體核算研究，主要關(guān)注工業(yè)領(lǐng)域[10-11]和能源消費(fèi)部門[12-13]的溫室氣體排放，對(duì)廢棄物處理部門的溫室氣體核算研究相對(duì)較少[14-16]。研究在已有研究的基礎(chǔ)上，綜合《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》(以下簡稱《IPCC指南》)[17]和《省級(jí)溫室氣體清單編制指南(試行)》(以下簡稱《省級(jí)指南》)[18]的核算方法與默認(rèn)參數(shù)，并按照《城市溫室氣體核算工具指南》(以下簡稱《城市指南》)[19]的核算范圍與報(bào)告形式，結(jié)合北京市廢棄物的特點(diǎn)，估算北京市2005—2014年廢棄物處理過程中溫室氣體的排放量，為北京市碳減排規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支持，并為城市清單核算研究提供借鑒和參考。

1 研究區(qū)概況

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，北京市廢棄物總量日趨增長，對(duì)環(huán)境的影響也越來越大。2005年北京市生活垃圾產(chǎn)生量為536.93×104t，2014年達(dá)到733.84×104t。目前北京市主要采用填埋、生化處理和焚燒3種方式對(duì)固體廢棄物進(jìn)行處理。北京市共有28處垃圾處理設(shè)施，其中采用衛(wèi)生填埋的有11處，采用焚燒處理的有11處，采用堆肥處理的有4處，進(jìn)行綜合處理的有2處。北京市廢水排放量快速增長，2005年全市廢水排放總量為10.1億t，2014年增至15.1億 t，增幅達(dá)到 49.2%。研究以北京市行政邊界為核算邊界，核算范圍包括2005—2014年北京市固體廢棄物處理、生活污水處理和工業(yè)廢水處理過程產(chǎn)生的溫室氣體排放。北京市工業(yè)廢棄物處置方式較多且缺少分類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并且其中可降解有機(jī)材料含量較低，故不予考慮；其他廢棄物(醫(yī)療廢棄物、危險(xiǎn)廢棄物)產(chǎn)生量以及處理量均較少，亦不予考慮；北京市污泥處置率較低且缺少相關(guān)的統(tǒng)計(jì)與研究數(shù)據(jù)，也不予考慮。研究主要分析城市生活垃圾填埋和焚燒處理以及廢水處理產(chǎn)生的溫室氣體排放。根據(jù)《城市指南》，由于北京市沒有廢棄物在城市邊界外進(jìn)行處理，即沒有范圍三排放量，因此研究僅考慮廢棄物處理范圍一溫室氣體排放情況。并且依據(jù)《城市指南》報(bào)告形式要求，筆者主要估算城市固體廢棄物填埋產(chǎn)生的CH4排放量、廢棄物焚燒產(chǎn)生的CO2排放量以及生活污水和工業(yè)廢水處置產(chǎn)生的CH4和N2O排放量等幾方面的溫室氣體排放。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

固體廢棄物填埋溫室氣體排放量核算所需數(shù)據(jù)主要包括廢棄物填埋量、固體廢棄物中可降解有機(jī)碳含量和CH4回收量；廢棄物焚燒溫室氣體排放量核算所需數(shù)據(jù)為廢棄物焚燒量；廢棄物填埋量與焚燒量數(shù)據(jù)通過《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》[20]與《北京市統(tǒng)計(jì)年鑒》[21]獲得，其中2000年以前的垃圾清運(yùn)量為修正之后的數(shù)據(jù)，修正系數(shù)為35%[22]?？山到庥袡C(jī)碳含量通過廢棄物中物理成分比例和各類廢棄物成分的DOC含量比例計(jì)算得到，研究直接采用文獻(xiàn)[22]中DOC含量、DOCf含量和修正因子(MCF)等值作為默認(rèn)值，CH4的MCF以2000年為界分別取值0.65和0.85，廢棄物中可降解DOC含量取值為0.11，DOCf取值為0.7，CH4回收量取默認(rèn)值0。廢水處理溫室氣體CH4排放量的計(jì)算所需數(shù)據(jù)包括排入環(huán)境中的COD和污水處理系統(tǒng)中去除的COD 2部分，數(shù)據(jù)來自《中國環(huán)境年鑒》[23]；N2O氣體排放量計(jì)算所需數(shù)據(jù)包括人口數(shù)及年人均蛋白質(zhì)消耗量，人口數(shù)據(jù)參考《北京市統(tǒng)計(jì)年鑒》，年人均蛋白質(zhì)消耗量來源于聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織[24]，取中國平均值，具體取值見表1。廢棄物焚燒和污水處理溫室氣體排放模型中的參數(shù)以及其他所需參數(shù)均來自《省級(jí)指南》。

表1 2005—2014年中國人均蛋白質(zhì)消耗量Table 1 Dietary protein consumption per capita in China during 2005-2014 g/人/d

注：“*”表示缺少2014年值，2014年取2013年相同值。

2.2 核算方法

2.2.1 固體廢棄物填埋CH4排放

目前許多學(xué)者對(duì)國內(nèi)多個(gè)省市進(jìn)行了廢棄物處理溫室氣體核算研究，其中關(guān)于廢棄物填埋CH4排放量的估算大多采用質(zhì)量平衡法[14,16]。但是最新的《IPCC指南》建議在計(jì)算廢棄物的CH4排放時(shí)，盡量不要采用質(zhì)量平衡方法，而鼓勵(lì)使用一階衰減法(FOD)。相比于質(zhì)量平衡法會(huì)使排放量估算值偏高的情況，使用FOD法會(huì)得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果。FOD方法考慮了歷史填埋垃圾對(duì)填埋氣體的貢獻(xiàn)，而北京市1991年之前的垃圾基本是采用簡易堆放的方式進(jìn)行處理[22]，排放CH4量較少。因此，基于1991年以來的歷史填埋垃圾數(shù)據(jù)進(jìn)行核算，計(jì)算公式為

(1)

DDOCm=W×DOC×DOCf×MCF

(2)

DDOCmaT=DDOCmdT+(DDOCmaT-1×e-k)

(3)

DDOCmdecompT=DDOCmaT-1×(1-e-k)

(4)

CH4PT=DDOCmdecompT×F×16/12

(5)

(6)

式中：DOC為沉積年份的可降解DOC比例；DOCi為廢棄物中各組分中可降解DOC含量比例；Wi為廢棄物中各組分所占的百分比；DDOCm為填埋場所沉積的可分解DOC質(zhì)量；W為填埋場沉積的廢棄物質(zhì)量；DOCf為可分解的DOC比例；MCF為CH4修正因子；T為計(jì)算當(dāng)年；DDOCmaT為T年末填埋場累積的DDOCm；DDOCmaT-1為T-1年年終時(shí)填埋場累積的DDOCm；DDOCmdT為T年沉積到填埋場累積的DDOCm；DDOCm decompT為T年填埋場分解的DDOCm；k為CH4產(chǎn)生率常數(shù)，計(jì)算公式為k=ln(2)/t1/2；t1/2為半衰期時(shí)間；CH4 PT為可分解DDOCm產(chǎn)生的CH4量；F為產(chǎn)生的垃圾填埋氣體中的CH4比例；16/12為CH4與C的分子量比率；CH4 E為T年的CH4排放量；RT為T年的CH4回收量；OXT為T年的氧化因子。

2.2.2 固體廢棄物焚燒CO2排放

垃圾焚燒過程中主要產(chǎn)生CO2排放和少量N2O、CH4排放，根據(jù)城市指南的核算范圍，僅核算CO2的排放量。廢棄物焚燒產(chǎn)生CO2排放量計(jì)算公式

(7)

式中：ECO2為廢棄物焚燒處理的CO2排放量；i為廢棄物類別，可以是城市固體廢棄物、工業(yè)廢棄物、危險(xiǎn)廢棄物、醫(yī)療廢棄物和污泥等；IWi為第i種類型廢棄物的焚燒量；CCWi為第i種類型廢棄物中的碳含量比例；FCFi為第i種類型廢棄物中礦物碳含量比例；EFi為第i種類型廢棄物焚燒爐的完全燃燒效率；44/12為從C到CO2的轉(zhuǎn)換因子。

2.2.3 生活污水CH4排放

生活污水指源自人們?nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生的廢水，生活污水及其淤渣成分經(jīng)過無氧處理或處置，便會(huì)產(chǎn)生CH4排放，還會(huì)造成N2O排放。根據(jù)《IPCC指南》，生活污水處理產(chǎn)生的CH4排放量計(jì)算公式為

ECH4=(TOW×EF)-R

(8)

EF=B0×MCF

(9)

TOW=(Ec+Ed)×n

(10)

式中：ECH4為清單年份的生活污水處理CH4排放總量；TOW為清單年份的生活污水中有機(jī)物總量；EF為排放因子；R為計(jì)算年份的CH4回收量；B0為CH4最大產(chǎn)生能力；MCF為CH4修正因子；Ec為直接排入環(huán)境的COD；Ed為污水處理廠的COD排放量；n為轉(zhuǎn)換系數(shù)，是BOD與COD的比值。

2.2.4 工業(yè)廢水CH4排放

工業(yè)廢水僅源于工業(yè)活動(dòng)，其中的有機(jī)污染物經(jīng)處理后，剩余部分直接進(jìn)入環(huán)境，將活動(dòng)水平數(shù)據(jù)分為2部分：廢水處理系統(tǒng)去除的COD和直接排入環(huán)境的COD。則工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的CH4排放量計(jì)算公式為

(11)

EF=B0×MCF

(12)

式中：ECH4為CH4排放量，i表示不同的工業(yè)行業(yè)，TOWi為工業(yè)廢水中可降解有機(jī)物的總量，Si為以污泥方式清除掉的有機(jī)物總量，EFi為排放因子，Ri為CH4回收量，B0為CH4最大產(chǎn)生能力，MCF為CH4修正因子。

2.2.5 生活污水和工業(yè)廢水N2O排放

廢水處理產(chǎn)生的N2O排放量計(jì)算公式為

EN2O=NE×EFE×44/28

(13)

式中：EN2O為清單年份N2O的年排放量，NE為污水中氮含量，EFE為廢水的N2O排放因子，44/28為轉(zhuǎn)化系數(shù)。其中排放到廢水中的氮含量的計(jì)算公式為

NE=(P×Pr×FNPR×FNON-CON×FIND-COM)-NS

(14)

式中：P為人口數(shù)；Pr為每年人均蛋白質(zhì)消耗量，F(xiàn)NPR為蛋白質(zhì)中的氮含量，F(xiàn)NON-CON為廢水中的非消耗蛋白質(zhì)因子，F(xiàn)IND-COM為工業(yè)和商業(yè)的蛋白質(zhì)排放因子，NS為隨污泥清除的氮。

3 結(jié)果分析

3.1 廢棄物處理溫室氣體排放特征

根據(jù)相關(guān)方法進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果按照CH4和N2O的增溫潛勢(GWP)分別為CO2的25倍和298倍進(jìn)行折算[1]，得到北京市2005—2014年廢棄物處理溫室氣體排放量，如圖1所示。

圖1 2005—2014年北京市廢棄物處理溫室氣體排放情況Fig.1 Greenhouse gas emissions from waste disposal of Beijing during 2005-2014

由圖1可以看出，2005—2014年溫室氣體排放總量呈逐漸上升趨勢，2014年比2005年增長約103%(CO2e 質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，2005—2010年增速較快，2010年后繼續(xù)增長但速度明顯放緩。其中焚燒處理產(chǎn)生的溫室氣體排放量增幅最大，增長了20倍，填埋產(chǎn)生的溫室氣體排放量變化趨勢與溫室氣體排放總量變化情況基本一致。北京市廢棄物處理過程中，CH4排放量占溫室氣體排放總量比重最大，約為92%，其次是CO2，排放量最小的為N2O。此外，固體廢棄物填埋處理為最主要的溫室氣體排放源，固體廢棄物焚燒排放的溫室氣體占比逐年上升。2014年廢棄物填埋處理、廢水處理和廢棄物焚燒處理產(chǎn)生的溫室氣體排放比例分別為78.5%、13.5%和8%。

3.2 固體廢棄物處理溫室氣體排放

北京市2005—2014年固體廢棄物處理溫室氣體排放情況如圖2所示。

圖2 2005—2014年北京市固體廢棄物處理情況與溫室氣體排放情況Fig.2 Municipal solid waste disposal treatment and Greenhouse gas emissions in Beijing during 2005-2014

由圖2可以看出，填埋是北京市固體廢棄物處理的主要方式，也是固體廢棄物處理溫室氣體最主要的排放源，2005年北京市固體廢棄物填埋量占無害化處理量的93.7%，產(chǎn)生溫室氣體排放量為216.45×104t(CO2e)，占固體廢棄物處理總排放量的99.1%。固體廢棄物填埋量在2005—2008年間逐漸增加，在2008年后迅速降低，直到2012年才開始緩慢增加，但在2005—2014年間填埋產(chǎn)生的溫室氣體排放量持續(xù)上升，并且隨著廢棄物焚燒處理比例的提高，填埋產(chǎn)生的溫室氣體排放量所占比例逐漸下降，直到2014年下降到90.7%，固體廢棄物焚燒排放量比例則從2005年的0.9%增長到2014年的9%。這是因?yàn)樘盥裉幚淼臏厥覛怏w排放因子大于焚燒處理，并且CH4的全球變暖潛勢大于CO2，所以處理同樣質(zhì)量的固體廢棄物，填埋處理過程排放的溫室氣體量大于焚燒處理過程。綜合來看，推進(jìn)廢棄物的焚燒處理總體上更有利于溫室氣體的減排。

3.3 廢水處理溫室氣體排放

北京市2005—2014年廢水處理的溫室氣體排放量逐年增加，如圖3所示。

圖3 2005—2014年北京市廢水處理溫室氣體排放量Fig.3 Greenhouse gas emissions from wastewater disposal of Beijing during 2005-2014

10年間，北京生活污水總排放量由88 196×104t增加至141 374×104t，增長超過60%。源自生活污水處理的CH4排放量從2005年的1.54×104t增長到2014年的2.64×104t，增長率達(dá)到71.4%，其主要原因是城市污水處理廠的數(shù)量和處理量在2005—2014年期間以較大幅度增長，從2005年的19座，7.02億t增長至2014年的146座，13.9億t。源自工業(yè)廢水處理的CH4排放增長較為緩慢，遠(yuǎn)低于生活污水處理排放量，并且波動(dòng)較大。工業(yè)廢水處理CH4排放量從2005年的0.175×104t增長至2014年的0.217×104t，但工業(yè)廢水排放量從 2005年的 1.28億t減少到2014年的0.92億t，這可能是由于污水處理工藝的提高，有機(jī)物的去除率增加所致。源自污水處理N2O排放量從 2005 年的 0.12t 增加到 2014年的 0.18t，年平均增長速率僅為4.6%，主要是因?yàn)?005—2014年北京市人口增速和同期人均蛋白質(zhì)消耗量增速都比較低。

3.4 不確定性分析

廢棄物處理溫室氣體排放量的估算主要有來自方法和數(shù)據(jù)2個(gè)方面的不確定性。在估算固體廢棄物填埋CH4排放量時(shí)，采用FOD法相對(duì)于其他方法能獲得較為準(zhǔn)確的估算值，但該方法對(duì)歷史數(shù)據(jù)要求較高，并且增加了由半衰期和歷史廢棄物儲(chǔ)量等參數(shù)引起的不確定性；另一方面，固體廢棄物填埋的不確定性還來自于活動(dòng)數(shù)據(jù)與模型參數(shù)獲取的不確定性，IPCC清單或省級(jí)清單提供的缺省值可能與北京市的實(shí)際參數(shù)值不完全相符，從文獻(xiàn)獲取的北京市數(shù)據(jù)也并不是每年實(shí)際測量得到的數(shù)據(jù)，會(huì)造成一定的不確定性。此外，研究僅計(jì)算了生活垃圾填埋的溫室氣體排放，存在低估固體廢棄物填埋CH4排放的可能。廢棄物焚燒處理和廢水處理溫室氣體排放量的估算采用的是排放因子法，主要的不確定性來自于排放因子的選取，由于目前國內(nèi)大多數(shù)城市尚未開展確定排放因子的研究，故筆者采用《IPCC指南》和《省級(jí)指南》推薦的排放因子進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算廢水處理N2O排放量時(shí)，采用的是中國國家水平的人均蛋白質(zhì)消耗量，而不是北京市人均蛋白質(zhì)消耗量進(jìn)行計(jì)算，造成了N2O估算值的不確定性。另外，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的不確定性主要由統(tǒng)計(jì)部門的統(tǒng)計(jì)口徑、調(diào)查程度的精確性決定。為了降低計(jì)算結(jié)果的不確定性，研究采用北京市本地?cái)?shù)據(jù)或中國國內(nèi)平均值數(shù)據(jù)，并結(jié)合《省級(jí)指南》選取合適的參數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。

4 與國內(nèi)典型城市的對(duì)比分析

由于采用IPCC推薦方法進(jìn)行固體廢棄物處理溫室氣體排放核算的排放因子(如CH4修正因子、CH4氧化系數(shù)和半衰期等)容易受城市垃圾組分、氣候條件以及填埋場管理水平的影響。因此，考慮中國各區(qū)域各城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、地理位置、氣候條件等因素，結(jié)合已有研究文獻(xiàn)數(shù)據(jù)[25]，選擇武漢、重慶、廣州、南寧、上海、杭州和長春等7個(gè)典型城市，詳細(xì)分析其廢棄物填埋溫室氣體排放情況。

圖4為這7個(gè)城市2007—2014年固體廢棄物處理以及填埋處理情況。

圖4 2007—2014年7個(gè)城市固體廢棄物處理及填埋處理情況Fig.4 Disposal and landfill of municipal solid waste in 7 cities during 2007-2014

由圖4可知，這7個(gè)城市在2007—2014年廢棄物處理量呈上升趨勢，除武漢市外，其余6個(gè)城市的廢棄物主要處理方式均為填埋。南寧市填埋處理所占比例逐年增加，2009年之后接近100%，其余6個(gè)城市填埋處理率呈波動(dòng)性下降趨勢。武漢市變化最為顯著，2007—2009年填埋處理率接近100%，2009年之后填埋處理率逐年減小，直到2014年達(dá)到最小，為9%。

選取符合各城市實(shí)際的排放因子，并結(jié)合IPCC推薦方法計(jì)算得到7個(gè)城市2007—2014年固體廢棄物填埋的溫室氣體排放結(jié)果，如圖5所示。

由圖5可見 ，廣州、重慶、南寧和杭州填埋處理溫室氣體排放呈逐年上升趨勢，武漢和長春溫室氣體排放量呈逐漸減少趨勢，上海市溫室氣體排放量呈波動(dòng)變化趨勢，主要原因是武漢和長春逐年減少廢棄物填埋量和填埋處理比例并且加大廢棄物焚燒處理率，而上海市雖然廢棄物產(chǎn)生量逐年增加，但進(jìn)行填埋與焚燒處理的廢棄物量呈波動(dòng)變化，此外，上海市還有部分廢棄物使用堆肥或其他方式進(jìn)行處理。

圖5 2007—2014年7個(gè)城市固體廢棄物填埋處理溫室氣體排放量Fig.5 Greenhouse gas emissions from municipal solid waste in 7 cities during 2007-2014

利用IPCC方法計(jì)算各城市固體廢棄物填埋與焚燒處理溫室氣體排放，并就人均CO2排放量與單位GDP CO2排放量2個(gè)指標(biāo)對(duì)比分析2007—2014年北京市與其他城市的CO2排放水平，結(jié)果見表2。除2007年外，北京市人均CO2排放量均大于其他城市，并且北京、上海和廣州人均CO2排放量和單位GDP CO2排放量差距較小，變化趨勢也較接近，而南寧市人均CO2排放量逐年增加，單位GDP CO2排放量逐年減少，且在5個(gè)城市中均為最小，長春市單位GDP CO2排放量減少最明顯(減少72%)。主要原因是北京、上海和廣州經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似，人均廢棄物產(chǎn)生量接近，而南寧和長春經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高，隨著GDP逐年增加，南寧市廢棄物填埋量逐年增加，長春市廢棄物填埋量逐年減少。

表2 2007—2014年北京市廢棄物處理與其他典型城市排放水平對(duì)比Table 2 Comparison of waste disposal between Beijing and other typical cities during 2007-2014

2007—2014年5個(gè)城市廢棄物處理單位GDP CO2排放量均有明顯下降，表明中國各大城市在關(guān)注經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也在逐步加強(qiáng)溫室氣體排放控制，在為中國溫室氣體減排的行動(dòng)目標(biāo)[3]努力。

5 結(jié)論

針對(duì)城市廢棄物處理溫室氣體排放核算問題，應(yīng)用《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》和《省級(jí)溫室氣體編制指南》推薦的方法，核算了北京市2005—2014年廢棄物處理溫室氣體總排放量，并進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析。結(jié)果表明：2005—2014年北京市溫室氣體總排放量呈逐漸上升趨勢，2014年溫室氣體總排放量比2005年增長了98%。2014年北京市廢棄物處理過程中，CH4排放量占溫室氣體排放總量比重最大，約占93%，其次是CO2，排放量最小的為N2O。此外，固體廢棄物填埋處理為最主要的溫室氣體排放源，固體廢棄物焚燒排放的溫室氣體占比逐年上升。2014年廢棄物填埋處理、廢水處理和廢棄物焚燒處理產(chǎn)生的溫室氣體排放比例分別為78.5%、13.5%和8%。結(jié)合已有研究，從城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、地理位置和氣候條件等方面，選取國內(nèi)7個(gè)典型城市，優(yōu)化了其廢棄物處理溫室氣體排放因子，核算了其溫室氣體排放，并對(duì)比分析了北京市排放情況。結(jié)果表明，北京市廢棄物處理溫室氣體排放水平較高，人均CO2排放量和單位GDP CO2排放量均處于領(lǐng)先地位。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，廢棄物處理方式的轉(zhuǎn)變與處理技術(shù)的進(jìn)步，各城市單位GDP CO2排放量均有很大程度的下降，表明中國各大城市在關(guān)注經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也在積極響應(yīng)碳減排行動(dòng)。

廢棄物處理產(chǎn)生大量溫室氣體如果毫無控制直排大氣，不僅會(huì)加劇溫室效應(yīng)，更會(huì)造成能源資源的浪費(fèi)，因此無論從環(huán)境保護(hù)角度，還是從能源回收利用角度考慮，廢棄物處理溫室氣體減排都迫在眉睫。根據(jù)北京市填埋場CH4排放情況，綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)層面的考慮，減少北京市廢棄物處理溫室氣體的主要途徑有①加快實(shí)施生活垃圾分類、合理推進(jìn)廢棄物回收利用行業(yè)發(fā)展，提高廢棄物回收利用率，減少廢棄物處置量。②加大廢棄物焚燒比例，發(fā)展焚燒發(fā)電技術(shù)，提高廢棄物填埋氣體回收利用率。此外，節(jié)約水資源、推行中水回用、改進(jìn)污水處理工藝、加強(qiáng)污泥堆肥利用，有利于減少廢水處置和溫室氣體排放。

[1] IPCC. Working Group I Report: The Physical Scientific Basis, IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007[R].IPCC，2007.

[2] UN HABITAT. World Cities Report 2016: Urbanization and Development [R].Bonn:UN,2016.

[3] 國家發(fā)展和改革委員會(huì)氣候變化司.強(qiáng)化應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)—中國國家自主貢獻(xiàn)[R].北京：國家發(fā)改委，2015.

[4] UN. United Nations Framework Convention on Climate Change[R].Bonn: UNFCCC Secretariat,1992.

[5] US Environmental Protection Agency. Inventory of US Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2014 [R].USEPA，2016.

[6] 國家發(fā)展和改革委員會(huì).中華人民共和國氣候變化第二次國家信息通報(bào)[R].北京:中國計(jì)劃出版社,2013.

[7] 馬彩虹,趙晶,譚晨晨.基于IPCC方法的湖南省溫室氣體排放核算及動(dòng)態(tài)分析[J].長江流域資源與環(huán)境,2015,24(10):1 786-1 792.

MA C H, ZHAO J, TAN C C. Accounting and dynamic analysis of greenhouse gas emission in Hunan province based on the IPCC method [J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin,2015,24(10):1 786-1 792.

[8] 覃小玲,盧清,鄭君瑜,等.深圳市溫室氣體排放清單研究[J].環(huán)境科學(xué)研究,2012,25(12):1 378-1 386.

QIN X L, LU Q, ZHENG J Y, et al. Study on greenhouse gases emissions inventory in Shenzhen City [J]. Research of Environmental Sciences, 2012,25(12):1 378-1 386.

[9] 趙先貴,馬彩虹,肖玲,等.西安市溫室氣體排放的動(dòng)態(tài)分析及等級(jí)評(píng)估[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(6):1 982-1 990.

ZHAO X G, MA C H, XIAO L, et al. Dynamic analysis of greenhouse gas emission and evaluation of the extent of emissions in Xi'an City, China [J]. Acta Ecologica Sinica,2015,35(6):1 982-1 990.

[10] 孟春江.中國煤化工行業(yè)溫室氣體排放核算研究[D].北京：清華大學(xué),2014.

MENG C J. Research of Greenhouse Gas Emission Calculation Inventory in Coal Chemical industry of China [D].Beijing：Tsinghua University, 2014.

[11] 王思博.水泥行業(yè)溫室氣體排放核算方法研究[D].北京：中國社會(huì)科學(xué)院研究生院,2012.

WANG S B. Methodology Research for Greenhouse Emissions from Cement Industry in China [D].Beijing：Graduate School of Chinese Academy of Social Sciences, 2012.

[12] 劉福明,才慶祥,陳樹召,等.露天煤礦能源消耗引致溫室氣體排放計(jì)量模型建構(gòu)[J].中國礦業(yè),2012,21(6):61-64.

LIU F M, CAI Q X, CHEN S Z, et al.Calculation method preliminary of greenhouse gas emission caused by the energy consumption in open pit coal mine [J].China Mining Magazine,2012,21(6):61-64.

[13] 童抗抗,馬克明.基于投入產(chǎn)出法的北京能源消耗溫室氣體排放清單分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2012,32(9):2 228-2 235.

TONG K K, MA K M. Greenhouse gas emission inventory from energy consumption of Beijing based on input-output analysis [J]. Acta Scientiae Circumstantiae,2012,32(9):2 228-2 235.

[14] 呂任生,賈爾恒·阿哈提,趙晨曦,等. 新疆城市廢棄物處置溫室氣體排放研究[J].環(huán)境工程,2015,33(10):147-151.

LYU R S, JIA E H, ZHAO C X, et al. Study on greenhouse gas emissions from XinJiang urban waste disposal system [J]. Environmental Engineering,2015,33(10):147-151.

[15] 于洋,崔勝輝,林劍藝,等.城市廢棄物處理溫室氣體排放研究:以廈門市為例[J].環(huán)境科學(xué),2012,33(9):3 288-3 294.

YU Y, CUI S H, LIN J Y, et al. Study on greenhouse gas emissions from urban waste disposal system: a case study in Xiamen [J]. Environmental Science,2012,33(9):3 288-3 294.

[16] 潘玲陽,葉紅,黃少鵬,等.北京市生活垃圾處理的溫室氣體排放變化分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2010,33(9):116-124,172.

PAN L Y, YE H, HUANG S P, et al. Greenhouse gas emission from municipal solid waste treatment in Beijing [J]. Environmental Science & Technology,2010,33(9):116-124,172.

[17] IPCC. IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories 2006[R].IPCC，2006.

[18] 國家發(fā)展和改革委員會(huì).省級(jí)溫室氣體清單編制指南(試行)[R].北京:國家發(fā)展和改革委員會(huì),2011.

[19] 世界資源研究所.城市溫室氣體核算工具指南(測試版1.0)[M].北京:世界資源研究所,2013.

[20] 國家統(tǒng)計(jì)局.中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒[M]. 北京:中國統(tǒng)計(jì)出版社,2006—2015.

[21] 北京市統(tǒng)計(jì)局.北京統(tǒng)計(jì)年鑒[M]. 北京:中國統(tǒng)計(jì)出版社,2006—2015.

[22] 陳操操,劉春蘭,李錚,等.北京市生活垃圾填埋場產(chǎn)甲烷不確定性定量評(píng)估[J].環(huán)境科學(xué),2012,33(1):208-215.

CHEN C C, LIU C L, LI Z, et al. Uncertainty analysis for evaluating methane emissions from municipal solid waste landfill in Beijing[J]. Environmental Science,2012,33(1):208-215.

[23] 環(huán)境保護(hù)部.中國環(huán)境年鑒[M].北京：中國環(huán)境年鑒社,2006—2015.

Ministry of Environmental Protection of the People’s Republic of China.China Environmental Yearbook [M].China Environmental Yearbook, 2006-2015.

[24] FAO Statistics Division 2010, Food Balance Sheets, Food and Agriculture Organization of the United Nations[EB/OL].[2016-09-12]. http://faostat3.fao.org/browse/FB/FBS/E,2015.

[25] 蔡博峰,劉建國,曾憲委,等.基于排放源的中國城市垃圾填埋場甲烷排放研究[J].氣候變化研究進(jìn)展,2013，9(6):406-413.

CAI B F, LIU J G, ZENG X W,et al. Estimation of CH4emissions from landfills in china based on point emission sources [J]. Progressus Inquisitiones DE Mutatione Climatis,2013，9(6):406-413.

Greenhouse Gas Emission Characteristics of Municipal Waste Management in Beijing

WANG An，ZHAO Tianzhong

School of Information Science and Technology,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China

The total emissions of greenhouse gas (GHG) from waste disposal in Beijing from 2005 to 2014, especailly for the sectors of solid waste landfill, incineration and wastewater treatment, were estimated on the basis ofThe2006IPCCGuidelinesforNationalGreenhouseGasInventories,GuidelinesforProvincialGreenhouseGasInventoriesandGreenhouseGasAccountingToolforChineseCities. The results showed that there was an uprising trend of total GHG emissions due to waste management from 2005 to 2014. The total GHG emissions of municipal waste management in 2014 increased 98% than in 2005. Landfill accounted for the main fraction of GHG emissions in Beijing in the past ten years, and the total CO2(CO2equivalent) emissions from waste disposal were 416.3×104t in 2014. Landfill, wastewater treatment and incineration, covered 78.5%, 13.5% and 8% in 2014, respectively. Combining with the existing research, the greenhouse gas emission factors of 7 typical cities in China were optimized, the emission of 7 cities was calculated, and the emission of Beijing was compared.

waste disposal;greenhouse gas;emission inventory;municipal solid waste;wastewater disposal

2016-12-26;

2017-01-25

王 安(1992-)，男，湖北云夢(mèng)人，在讀碩士研究生。

趙天忠

X825

A

1002-6002(2017)02- 0068- 08

10.19316/j.issn.1002-6002.2017.02.11