人類在生產(chǎn)、生活的過程中,會制造很多垃圾。目前,地球生態(tài)不容樂觀,有越來越多的城市開始加入“垃圾分類”的隊伍。從11月1日開始,南京市開始執(zhí)行垃圾分類,這座城市也正式邁入生活垃圾分類“強制時代”。
很多人都會好奇,我們每天產(chǎn)生那么多垃圾,它們經(jīng)過回收之后,都去了哪里?
其實,在以往粗放式的垃圾處理程序中,垃圾就只是垃圾,它們大多數(shù)被露天堆放、填埋或焚燒。其實,在這些垃圾中還包含很多有用的物質(zhì),如紙張、塑料、金屬等,那么如何才能提高垃圾的資源價值呢?
每年有大量土地用于堆置、存放垃圾。
世界上很多國家,都實行嚴格的垃圾分類制度。德國自20世紀70年代起就開始實施垃圾分類,每家每戶門外都會放著四個不同顏色的垃圾桶,分別盛裝生物垃圾、紙質(zhì)垃圾、塑料垃圾和無法歸類的剩余垃圾;還設有“環(huán)境警察”,如果居民垃圾分類不當,將面臨被罰款的風險。
日本光是垃圾分類條款就有518項,垃圾分為四個大類,每個大類下又分出數(shù)個小類,一個礦泉水瓶從瓶蓋、瓶身以及塑封都有不同的分類。
2019年,中國的垃圾分類工作正式啟動,按照規(guī)劃,到2020年年底,中國46個重點城市將基本建成垃圾分類處理系統(tǒng),截至2025年年底,中國地級及以上城市將基本建成垃圾分類處理系統(tǒng)。
不過在談垃圾的“歸宿”之前,我們來了解一下什么是垃圾無害化處理。
垃圾無害化處理
無害化可以說是垃圾處理的底線,在無害化過程中,衛(wèi)生填埋和焚燒是當前最主要的兩種方式。衛(wèi)生填埋是城市垃圾處理中非常經(jīng)濟有效的方法,因為要確保被處置廢物與環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)最大限度的隔絕,才能稱得上無害化處理,所以衛(wèi)生填埋場對垃圾處理技術(shù)要求很高。但填埋場占地面積大,有機物和有害物質(zhì)的混入又使填埋場系統(tǒng)負荷和技術(shù)難度加大。
垃圾焚燒處理方式更能滿足城市生活垃圾處理的減量化和無害化發(fā)展需求,實現(xiàn)垃圾的能源回收。通過焚燒,大體量的混合垃圾通過熱分解、燃燒、熔融等反應,高溫氧化減容,最后變成少而無害的固體殘渣。現(xiàn)代的垃圾焚燒爐配有良好的煙塵凈化裝置,以減輕對大氣的污染,并且焚燒后的垃圾還可用于發(fā)電和供熱。
廢物變寶物,它們來了
循環(huán)利用是一種既能減少垃圾填埋,又比焚燒節(jié)約自然資源的方法。
相比于生活垃圾,廚余垃圾等有機垃圾可以被加工成有機肥或有機復合肥,用于綠化或農(nóng)業(yè)施肥。而廢紙、廢塑料、廢玻璃、廢金屬等在垃圾分揀中心被進一步細化分類,再由相應的再生利用廠進行再生利用,實現(xiàn)物資的循環(huán)利用。
這樣做一方面可減少垃圾存量,節(jié)省土地資源,避免潛在污染;另一方面,對于不同種類的可回收垃圾有著不同的成分、屬性與利用價值,綜合利用垃圾產(chǎn)生新產(chǎn)品,還可獲得更高的經(jīng)濟利益,可謂是生態(tài)效益與經(jīng)濟效益兼得。
循環(huán)利用的模范生——鋁
在當前所有金屬材料中,鋁的回收使用率最高。鋁的抗腐蝕性強,除某些鋁制的化工裝置外,鋁在使用期間幾乎不被腐蝕,基本可以全部回收。
鋁的回收一般采取熔煉的方式,在此之前,需要復雜的預處理程序,最大限度去除夾雜的其他廢料、油污。鋁合金中含有多種金屬雜質(zhì)如鎂、鋅、鈣等活潑金屬,通過氧化精煉或氮化精煉,這些金屬發(fā)生氧化或氮化形成氧化物或氮化物殘渣,而后將這些雜質(zhì)加以去除。更重要的是,回收鋁所需的能量比從鋁土礦中生產(chǎn)鋁所需能量的10%還要低,也就是說,回收鋁比生產(chǎn)新的鋁制品容易得多。
在世界范圍內(nèi),大約22%的鋁產(chǎn)品是由廢鋁回收再加工制得。這些廢鋁包括廢舊鋁門窗、報廢汽車中的廢鋁料和廢易拉罐等,汽車中廢鋁的回收率最高(95%)。廢鋁罐的全球平均回收率也在50%以上。
種類繁多的鋁制品,已滲透到生活的方方面面。
塑料循環(huán)利用的未來之路
經(jīng)過100多年的不斷發(fā)展,塑料已成為現(xiàn)代社會文明的標志,與我們的生活相伴。但同時,塑料也正在帶來嚴重的全球化環(huán)境污染問題。
實際上,循環(huán)再利用的塑料比傳統(tǒng)塑料有極大的環(huán)保優(yōu)勢。以聚酯為例,聚酯是由多元醇和多元酸縮聚而成的聚合物的總稱,具有高強度、耐熱、耐化學藥品、電絕緣、尺寸穩(wěn)定等良好的物理、化學性能,廣泛用于飲料瓶、纖維、薄膜、片基及電器絕緣材料等各種領域。再生聚酯的能源需求是原生聚酯的2/3左右,并減少了2/3的二氧化硫和1/2的二氧化氮排放,用水量也減少至1/10倍。
聚對苯二甲酸乙二酯(簡稱PET),常見于礦泉水瓶、碳酸飲料瓶等,溫度達到70攝氏度時易變形,高溫下不能裝酒、油等物質(zhì)。
塑料的再生利用主要有兩種方式:物理法是將塑料洗凈分揀后重新熔融紡絲或造粒,成為新的原料,再加工成各種各樣的塑料制品上市。而化學法是將塑料降解后重新進行聚合結(jié)晶,理論上可以對聚酯纖維產(chǎn)品進行無限次的重復再生利用。塑料的循環(huán)利用,無論從環(huán)境保護還是經(jīng)濟角度,都是未來的主要發(fā)展方向。
但科學家不甘止步于此。從化學結(jié)構(gòu)上看,塑料為高分子碳氫化合物,汽油、柴油則是低分子碳氫化合物。日本的富士回收技術(shù)公司就利用塑料油化技術(shù)從1千克廢塑料中回收出了0.6升汽油、0.21升柴油和0.21升煤油??梢灶A期,廢塑料裂解油化技術(shù)有望成為塑料回收的有效手段,而催化劑因?qū)α呀庑Ч鸬疥P(guān)鍵作用,成為備受全世界科學家關(guān)注的熱點研究領域。
一紙多用的再生紙
自1800年前東漢蔡倫發(fā)明造紙術(shù)后,紙已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的一部分。紙張也與木材密不可分。
以中國來說,年造紙需要消耗木材1000萬立方米,并且還要進口木漿130多萬噸,進口紙張400多萬噸。實際上,紙張的循環(huán)利用在環(huán)境和資源方面都擁有獨特的優(yōu)勢,廢紙在全世界范圍內(nèi),也成為再生資源的首選品種。
再生紙以不同類別的廢紙為原料再制成不同的再生復印紙、再生包裝紙。在科學家的努力下,廢紙循環(huán)利用還有更多的可能。
再生紙造紙廠回收及加工再生紙
比如廢紙和廢塑料可以制成新型復合材料,可以像木材一樣,加工成家具或辦公用具。廢紙在纖維素酶的酶解作用下得到的水解液經(jīng)過發(fā)酵,可制得乳酸,乳酸可用于發(fā)酵、飲料食品和藥物生產(chǎn)中,也可作為原料聚合成為具有巨大應用前景的可生物降解塑料——聚乳酸。
以上只是垃圾循環(huán)利用的一小部分例子,在這些知識背后,更重要的是引起我們對垃圾的正確認識,去思考未來我們對待生活的方式。我們也希望大家保護環(huán)境、節(jié)約地球的有限資源,因為這是每一位地球公民的責任。(作者單位:中國化學會 中國科學院化學研究所)
(本文節(jié)選自《知識就是力量》雜志)
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