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1、以變暖為特征的全球氣候變化是人類目前面臨的重大環(huán)境問題之一,溫室氣體中的甲烷增溫潛勢(shì)巨大,在應(yīng)對(duì)氣候變化中具有重要的作用,特別是廢棄物領(lǐng)域的減排技術(shù)相對(duì)成熟,減排潛力大,因此在廢棄物領(lǐng)域開展甲烷減排研究十分有必要,同時(shí)也具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。由于廢棄物領(lǐng)域的甲烷主要由垃圾處理釋放,本文基于構(gòu)建的GIS-SD模型,對(duì)中國(guó)垃圾填埋場(chǎng)甲烷排放趨勢(shì)及減排措施進(jìn)行研究,首先,分析垃圾產(chǎn)生量的影響因子,并分析其地域性,揭示了甲烷排放的驅(qū)動(dòng)力
2、;其次,基于政府間氣候變化專門委員會(huì)(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)推薦方法,估算不同垃圾處理方式的甲烷排放量,明確甲烷排放量的主要產(chǎn)生源;再其次,通過構(gòu)建的GIS-SD模型,確定模型中的參數(shù)及參數(shù)間的關(guān)系,并根據(jù)不同的減排技術(shù)設(shè)定單一減排技術(shù)情景及綜合減排技術(shù)情景,模擬全國(guó)垃圾填埋處理產(chǎn)生甲烷排放量的發(fā)展趨勢(shì)與省域甲烷排放量的空間分布;最后,從減排途徑和減排措施兩方面來對(duì)
3、填埋處理甲烷排放量減排提供建議。研究結(jié)果表明:
(1)GDP、人口和建成區(qū)面積是全國(guó)垃圾產(chǎn)生量的主要影響因子,且各影響因子在地理分區(qū)和城市規(guī)模分區(qū)中顯示出明顯地地域性,而在氣候帶分區(qū)中地域性特點(diǎn)并不明顯。在2001-2015年這15年間,市域垃圾產(chǎn)生量各數(shù)量級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓都呈現(xiàn)均衡擴(kuò)張趨勢(shì),顯示各城市的垃圾產(chǎn)生量都在逐漸增加,且市域填埋場(chǎng)、焚燒場(chǎng)和堆肥廠的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分別顯示均衡擴(kuò)張、集中微擴(kuò)張與緊縮趨勢(shì),顯示出填埋場(chǎng)仍是主要垃
4、圾處理方式,焚燒場(chǎng)有普及前景,堆肥前景不明朗。
(2)在全國(guó)尺度上,填埋、焚燒處理產(chǎn)生的甲烷排放量目前呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì),且填埋處理甲烷排放仍是目前垃圾處理的主要甲烷來源,堆肥處理產(chǎn)生的甲烷排放量整體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。在地理區(qū)域尺度上,填埋和焚燒產(chǎn)生甲烷排放的空間分布呈現(xiàn)東部較多,中部次之,西部較少的格局;而堆肥產(chǎn)生的甲烷排放量則在中部地區(qū)最大。在省域尺度上,各省通過填埋、焚燒產(chǎn)生的甲烷排放量都在持續(xù)增加,而目前越來越多的省不使
5、用堆肥方式處理垃圾,但近幾年也有少數(shù)省市以堆肥方式處理垃圾為主。
(3)通過情景分析發(fā)現(xiàn),在不應(yīng)用任何減排技術(shù)的情況下,全國(guó)垃圾填埋處理甲烷排放量仍將呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì),并且在模擬時(shí)間內(nèi),甲烷的排放量沒有出現(xiàn)峰值。在應(yīng)用單一減排技術(shù)和綜合減排技術(shù)時(shí),分類收集技術(shù)情景、回收處理技術(shù)情景及垃圾分類回收處理情景的填埋處理甲烷排放量在模擬時(shí)間內(nèi)未出現(xiàn)峰值,而其它各減排情景的填埋處理甲烷排放量均出現(xiàn)峰值,且峰值點(diǎn)主要集中出現(xiàn)在2026-2
6、029年。此外,綜合減排技術(shù)情景的減排量相比單一減排技術(shù)情景而言明顯大幅度增加,說明多技術(shù)協(xié)同減排的效果更好。就省域垃圾填埋處理甲烷排放量而言,應(yīng)用減排技術(shù)后各省的甲烷排放量均有減少,且單一減排技術(shù)中的中部氧化技術(shù)的減排效果較好,綜合減排技術(shù)中的前中期加強(qiáng)減排技術(shù)和全程強(qiáng)制減排技術(shù)的減排效果較好。
(4)綜合減排潛力與減排成本兩方面來研究,針對(duì)全國(guó)甲烷排放量減排而言,兩端加強(qiáng)減排技術(shù)是最優(yōu)減排技術(shù)。并根據(jù)減排途徑分析,認(rèn)為單一
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