園林綠化廢棄物資源化利用研究進(jìn)展

李 成，康 霄*，劉 軍，王 鳳

（1.山東建筑大學(xué)風(fēng)景園林研究中心，山東 濟(jì)南 250101；2.峰景園林集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250101；3.淄博張店區(qū)綜合行政執(zhí)法局，山東 淄博 255022）

城市綠地總量穩(wěn)步上升，園林綠化所產(chǎn)生的廢棄物也日益增多。其中產(chǎn)出的園林綠化垃圾類型主要包括養(yǎng)護(hù)修建物、自然凋落物、節(jié)慶日選用的季相花卉盆栽、極端天氣影響下的植物殘體等。如何妥善處理這些園林綠化廢棄物，使之得到有效的資源化利用，已成為亟待解決的問題。

園林綠化廢棄物含有木質(zhì)素、纖維素等有機質(zhì)營養(yǎng)元素，在堆肥、燃料、再生產(chǎn)品等方面有較高利用價值與生態(tài)價值[1]。其資源化利用不僅可以減少園林綠化廢棄物對環(huán)境造成的污染和土地資源的浪費，還可以節(jié)約能源和減少溫室氣體排放，在推動綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)等方面具有重要意義和作用[2]。本文對該領(lǐng)域的研究進(jìn)展進(jìn)行梳理和總結(jié)，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究者提供參考。

1 國內(nèi)外的發(fā)展研究

國外發(fā)達(dá)國家受生態(tài)問題沖擊，逐步意識到廢棄物轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的循環(huán)利用模式，進(jìn)一步在園林綠化廢棄物收集與再生利用方面積累了大量的經(jīng)驗。

20 世紀(jì)70 年代初，美國基于農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中產(chǎn)生的有機廢棄物處置進(jìn)行研究，直接焚燒和無序填埋作為當(dāng)時主要的處理方式，存在較大的環(huán)境污染問題[3]。1976 年頒布實施《資源保護(hù)和回收法》(Resources Conservation & Recovery Act,RCRA)，打開了農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理的窗口[4]。同年，德國落實生態(tài)保護(hù)政策“Engriffsregelung”，“生態(tài)補償”的概念由此發(fā)展[5]。自此，基于生態(tài)循環(huán)的有機廢棄物處置模式正式步入發(fā)展期，越來越多的學(xué)者開始探索廢棄物的資源化利用方式。

20 世紀(jì)80 年代，隨著填埋污染問題的加重，美國20 多個州逐步頒布相關(guān)法律法令，禁止以無序燃燒和簡易填埋形式處置有機廢棄物[6]。其中園林綠化垃圾主要的資源化處置渠道為混入生活垃圾進(jìn)行堆肥處理，局限于垃圾種類混雜，混雜堆肥產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量差，堆肥廠的經(jīng)濟(jì)效益受限[7]。因此，發(fā)達(dá)國家提出“資源循環(huán)”的口號，倡導(dǎo)將園林綠化垃圾集中再用于城市綠地建設(shè)中，形成區(qū)域生態(tài)循環(huán)[8]。

20 世紀(jì)90 年代，加拿大依托于本國的土地資源優(yōu)勢，推行將樹葉等廢棄物進(jìn)行就地自然降解[9]；日本針對園林廢棄物采用集中收集、集中堆肥方式；一些國際組織和國家開始將園林綠化廢棄物的資源化利用納入環(huán)境保護(hù)政策的范疇，并提供資金進(jìn)行相關(guān)研究[10]。

21 世紀(jì)初，日本政府引導(dǎo)成立非官方行業(yè)組織，對市政園林綠化廢棄物組織集中收運，利用廢棄物生物質(zhì)組分適于燃燒的特質(zhì)，建設(shè)鍋爐燃燒發(fā)電設(shè)備以供應(yīng)生產(chǎn)、生活電力，逐步完善有機廢棄物處理標(biāo)準(zhǔn)，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式拓展市場[3]。2009 年，隨著美國對造林工作的進(jìn)一步重視，其林業(yè)有機廢棄物的處置技術(shù)逐步完善，其中堆肥處理技術(shù)實際成本已能夠低于填埋成本。

隨著對可持續(xù)發(fā)展理念的提出和普及，我國在園林綠化廢棄物循環(huán)利用方面的研究與應(yīng)用逐步成型，取得了一定的實踐經(jīng)驗和成果。2002 年，廣州市成立園林基質(zhì)廠，集中收運市政枯枝、落葉等有機廢棄物，與肥料、菌種等組分組合配比，高溫發(fā)酵制成營養(yǎng)基質(zhì)土、土壤改良劑等產(chǎn)品[11]。2008 年上海市進(jìn)一步明確園林廢棄物屬性，集中納入城市有機廢棄物進(jìn)行收集處置，并給予政策支持[12]。2010 年，北京市頒布實施《北京市園林綠化廢棄物資源化發(fā)展規(guī)劃》，明確要求將園林綠化廢棄物資源化循環(huán)利用，并設(shè)立專項資金補貼從事相關(guān)廢棄物消納工作的企業(yè)和單位[13]。2018 年，北京市園林綠化局發(fā)文《關(guān)于加快園林綠化廢棄物科學(xué)處置利用的意見》，其中指出“力爭到2020 年，實現(xiàn)園林綠化廢棄物應(yīng)處盡處的目標(biāo)”[14]。2022 年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部下發(fā)了開展城市園林綠化垃圾處理和資源化利用試點工作的通知，深入探索提高城市園林綠化垃圾的處理和資源化利用水平的方法和舉措[15]。近年來，主管部門以及地方城市逐步制定針對園林綠化垃圾資源化利用的專項處置政策，在政策層面形成積極態(tài)勢。

綜上所述，國外對園林綠化廢棄物研究已明確發(fā)展園林綠化廢棄物的潛在資源價值，主要處理技術(shù)涵蓋堆肥處理、生物處理、物化處理、材料化及能源化處理。政府頒布的相關(guān)法律法規(guī)為實施具體工作提供政策保障，已實現(xiàn)園林綠化廢棄物的資源化利用，逐步優(yōu)化利用過程中的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。我國針對園林綠化廢棄物的研究主要以垃圾分類舉措為基礎(chǔ)，以源頭集中收集為出發(fā)點，設(shè)計合適的資源化利用技術(shù)和方案，逐步落實再生資源的質(zhì)量和安全[16]。但目前來看，國內(nèi)仍難擺脫園林綠化廢棄物為第二大城市固體廢棄物的處境，其資源化利用尚未形成市場規(guī)模和產(chǎn)業(yè)鏈，園林廢棄物循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較慢[17]。

2 園林綠化廢棄物資源化利用技術(shù)方法

目前，國內(nèi)外對園林景觀綠化廢棄物的資源化利用主要集中在以下幾個方面。

2.1 堆肥化利用

堆肥化利用即粉碎處理各類園林廢棄物，人工控制含氧量、水分、溫度及菌種，將園林垃圾進(jìn)行發(fā)酵腐熟、消毒殺菌處理，產(chǎn)出土壤改良劑、栽培基質(zhì)等生物有機肥[18]。生物堆肥作為國內(nèi)外最常見的處理工藝，能夠改善土壤水穩(wěn)性及通透性，對酸性土壤重金屬污染修復(fù)具有良好的效果[19]。相比普通堆肥產(chǎn)品，其產(chǎn)出原料成本低、具有可替代性、環(huán)保屬性更突出，能夠在一定程度上為植物生長提供營養(yǎng)成分，緩解施用化肥導(dǎo)致的土壤板結(jié)問題[20]。但有機物混雜堆肥過程中的氣味輻射仍難以避免，以及堆肥場地建設(shè)對土地資源的占用浪費問題仍不可忽視[21]。

2.2 生物質(zhì)能源利用

園林綠化廢棄物中的木本材料、竹子等可用于生產(chǎn)生物質(zhì)能源，如木屑顆粒、生物質(zhì)燃料等[16]。近年來，逐步發(fā)展為通過氣化和催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，將廢棄物轉(zhuǎn)化為合成氣[23]。這類能源具有燃燒效率高、環(huán)境污染低等特點，能夠減少污染，替代傳統(tǒng)化石燃料，實現(xiàn)能源的可持續(xù)利用[24]。但這一處理模式相比填埋處置的成本高，且仍是以焚燒為核心，在資源轉(zhuǎn)換為電氣過程中能耗損失高，對后端污染控制要求高[25]。

2.3 有機物覆蓋利用

利用廢棄樹枝、木片等植物殘體進(jìn)行就近粉碎，形成可自然降解的覆蓋物[26]。因其就近粉碎的方式，能夠快速便捷地將園林綠化廢棄物“化塊為片”，降低廢棄物清運壓力。園林有機物覆蓋能夠增強土壤有機質(zhì)含量，相比無機物覆蓋具有更好的透氣性及直觀的生態(tài)效益[27]。此外，或經(jīng)過簡單塑性、有機染色，能夠形成更為多樣美觀的地景效果[28]。

2.4 木塑工藝

園林景觀綠化廢棄物中的樹干、樹皮等可以制作成各種工藝品，如花盆、編織品、木雕等。木塑工藝也逐步發(fā)展為節(jié)材代木的新型材料，如木塑復(fù)合材料的應(yīng)用發(fā)展[29]。木塑復(fù)合材料(Wood-plastic composites，WPC)是一種以木纖維或植物纖維為主要成分，通過熱處理塑性塑料樹脂，配合其他材料結(jié)合而成的新型材料[30]。其原料廉價、產(chǎn)品可塑性強、使用環(huán)保化且能夠?qū)崿F(xiàn)100%的再生利用[31]。在國際上應(yīng)用最廣的產(chǎn)品是木塑托盤，以及北美地區(qū)多選用木塑復(fù)合材料制成涼亭、座椅、垃圾桶等[21]。這種方式不僅能夠減少廢棄物對環(huán)境造成的污染，還能夠為社區(qū)和農(nóng)村帶來一定的經(jīng)濟(jì)和文化效益。

2.5 綠色建筑材料的制造

園林綠化廢棄物與建筑垃圾粉碎物中磚塊、水泥、石料等組合，可制成高強度、高保溫性新型環(huán)保透水磚；或通過纖維制備、施膠干燥的方式進(jìn)行高密度纖維板材制造[33]。

國內(nèi)外還在不斷開發(fā)和推廣新型資源化利用技術(shù)，例如沼氣、生物質(zhì)電解等技術(shù)，以清潔生產(chǎn)的方式高效利用園林綠化廢棄物。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅有效降低了園林綠化廢棄物的污染和占用土地問題，同時也提高了再生資源的利用效率和經(jīng)濟(jì)價值，推動可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)。

3 園林綠化廢棄物資源化利用政策與法規(guī)

政策支持是促進(jìn)園林廢棄物資源化利用發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。完善的政策法規(guī)能夠鼓勵和支持企業(yè)開展相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用研究，保障資源再生產(chǎn)品的市場化運行。各國在園林綠化廢棄物資源化利用政策與法規(guī)制定方面存在較大差異，以下是一些代表性的案例：

歐盟：歐盟于2018 年頒布了《可持續(xù)利用城市有機廢棄物指導(dǎo)原則》和《可持續(xù)利用城市有機廢棄物法律框架》兩個文件[34]。這兩份文件主要為各成員國提供了統(tǒng)一的指導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)依據(jù)，旨在推廣可持續(xù)發(fā)展理念和實踐，并提高城市有機廢棄物的再生利用率。此外，歐盟委員會在《關(guān)于2014-2020 年度環(huán)境保護(hù)和能源國家援助指南》中明確指出，廢物的再利用及循環(huán)舉措是歐盟第七次環(huán)境行動計劃的最優(yōu)先事項之一，各成員國需要明確制定廢物管理計劃。

美國：美國國家環(huán)境保護(hù)局（EPA）對園林綠化廢棄物進(jìn)行了相關(guān)法規(guī)制定和指導(dǎo)，如《園林綠化廢棄物處理法》和《土壤改良品制造質(zhì)量控制計劃》等。環(huán)境保護(hù)署針對園林綠化廢棄物和城市固體廢棄物堆肥頒布專項法則，對其資源化利用的全流程管理提出了更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。此外，其市場經(jīng)濟(jì)體制和商業(yè)模式也為園林綠化廢棄物資源化利用提供了有力支持。致力于推廣“零廢棄”概念，通過回收、再利用等方式達(dá)到降低城市有機廢棄物數(shù)量和提高資源化利用率的目的[35]。

日本：日本政府頒布《再生資源利用促進(jìn)法》，將廢棄物資源利用模式從單一的“衛(wèi)生處理”到資源化的“正確處理”，繼而發(fā)展為“源頭控量、再生利用”[36]。同時將廢棄物資源化處理進(jìn)行等級劃分，即指減量化（Reduce）、再利用（Reuse）、資源化即物理化學(xué)回收（Recycled）、熱回收（Recover）以及填埋（Dispose）[37]。此外，日本政府出臺相應(yīng)政策鼓勵家庭用戶自主堆肥，由政府投入資金扶持微生物菌劑研發(fā)，推廣應(yīng)用至家庭堆肥作業(yè)，提升自主堆肥效率，目前堆肥專用菌劑相關(guān)研究領(lǐng)域已經(jīng)領(lǐng)先于亞洲各國家[1]。

加拿大：成立專項肥料委員會，設(shè)立“全加拿大肥料周”，推行宣傳活動鼓勵自主堆肥；設(shè)立城市綠化服務(wù)機構(gòu)，建設(shè)集中堆肥場，對市政收運的有機廢棄物進(jìn)行集中堆肥處置。堆肥產(chǎn)品主要由非贏利組織VLACO 進(jìn)行質(zhì)量控制及產(chǎn)品促銷，城市內(nèi)部形成堆肥產(chǎn)品質(zhì)量的整體控制，更有利于市場的銷售[38]。

中國：2007 年，《關(guān)于建設(shè)節(jié)約型城市園林綠化的意見》中指出“鼓勵通過發(fā)展生物質(zhì)燃料、堆肥、深加工和有機營養(yǎng)基質(zhì)等方式處理修剪的樹枝，從而減少占用垃圾填埋庫容，最終實現(xiàn)循環(huán)利用”，為園林綠化廢棄物處置和循環(huán)利用奠定堅實的基礎(chǔ)[39]。隨著我國對園林廢棄物處置研究的深入，逐步出臺了國家標(biāo)準(zhǔn)，如《綠化植物廢棄物處置和應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》；地方標(biāo)準(zhǔn)，如北京地方標(biāo)準(zhǔn)《園林綠化廢棄物資源化利用規(guī)范》、山東地方標(biāo)準(zhǔn)《園林廢棄物堆肥發(fā)酵技術(shù)規(guī)范》等。多個地區(qū)通過設(shè)定地方標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)立資金補貼等方式推行園林綠化廢棄物的資源化處理，堆肥產(chǎn)品逐步推廣應(yīng)用于土壤改良基質(zhì)、有機肥及園林覆蓋物等方面[40]。

4 結(jié)論與展望

目前，由于我國各地區(qū)發(fā)展程度、氣候、廢棄物主要組分等差異，各城市間針對園林廢棄物處置程度不同，多數(shù)城市早期主要將園林綠化垃圾混雜與城市垃圾協(xié)同填埋或焚燒處理。隨著垃圾分類政策的逐步落實，各地區(qū)針對園林廢棄物的專項收集、轉(zhuǎn)運、處置體系逐步形成。但多數(shù)地區(qū)缺少科學(xué)規(guī)劃的園林綠化垃圾收集處置點，對于居民小區(qū)、社區(qū)公園等集中產(chǎn)出園林廢棄物的區(qū)域缺少臨時收集點、就地消納點。此外，由于資金不足，導(dǎo)致技術(shù)保障低，生產(chǎn)的產(chǎn)品性能不穩(wěn)定、附加值低，或受限于高成本，商業(yè)化產(chǎn)品出量較少。其次，園林廢棄物的資源化利用是一項具有長遠(yuǎn)生態(tài)效益的公益環(huán)保產(chǎn)業(yè)，需要政府部門提供一定的政策及資金扶持，并在相關(guān)設(shè)備、場地、技術(shù)推行等方面給予支持。基于目前我國城市園林綠化廢棄物處理研究現(xiàn)狀，提出研究重點與發(fā)展建設(shè)方向。

4.1 建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

以科學(xué)編制園林綠化廢棄物資源化利用專項規(guī)劃為引導(dǎo)，以城市為主體，開展城市園林綠化廢棄物的本底調(diào)查，梳理城市園林綠化廢棄物的年產(chǎn)量、主要類型、來源、處理方式及發(fā)展趨勢。基于本底調(diào)查數(shù)據(jù)，進(jìn)行專項近遠(yuǎn)期規(guī)劃，開展專項清運，設(shè)置專項收集點，以備后續(xù)集中處理及生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

4.2 更新處理工藝

國內(nèi)園林綠化廢棄物主流處理方式仍為堆肥及生物質(zhì)能源產(chǎn)品，其處理技術(shù)需要應(yīng)對多種廢棄材料與性質(zhì)差異、高溫處理等考驗。如堆肥處理技術(shù)對堆肥過程中微生物菌種的選擇與配比、協(xié)同堆肥過程中其他有機垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的廢氣污染問題等，需要通過科學(xué)的處理方法等措施盡量減少對環(huán)境的不良影響。適配的處理技術(shù)以及安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效的生產(chǎn)工藝流程仍是未來深入實踐資源化利用的重要基礎(chǔ)。

4.3 拓展運營模式

園林綠化廢棄物的資源化利用需要有成熟穩(wěn)定的技術(shù)基礎(chǔ)、合理的中端處置、暢銷的末端產(chǎn)品，形成正循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益，通過商業(yè)運作實現(xiàn)資金回收和企業(yè)自身的長期發(fā)展。同時，需要合理制定市場定價和政策引導(dǎo)等相關(guān)措施，從而促進(jìn)廢棄物的有效利用。

4.4 加強政策扶持

政策引導(dǎo)與扶持是推動園林綠化廢棄物資源化利用的重要手段。在明確責(zé)任主體的基礎(chǔ)上，完善相關(guān)部門協(xié)同處置機制，進(jìn)一步明確園林綠化廢棄物的規(guī)定要求，為整體形成資源循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈提供政策支持。其次，在資源化再生產(chǎn)品利用方面投入政策引導(dǎo)，利用政策趨勢，為再生產(chǎn)品開拓市場，增強產(chǎn)品正效益，形成資源化再生產(chǎn)品市場的主動流通。