2020年,突如其來(lái)的新冠疫情讓我們見識(shí)了世界如何在短短幾個(gè)月里發(fā)生劇變。這場(chǎng)疫情讓我們看到了現(xiàn)代城市的優(yōu)勢(shì)和弊端,例如一個(gè)城市被“封鎖”之后,它的各種資源和供應(yīng)都可能很快告急,很多社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)也面臨停擺。疫情讓我們?cè)俅我庾R(shí)到可持續(xù)性和韌性對(duì)于一個(gè)城市來(lái)說是多么重要。水安全是城市韌性的重要層面。當(dāng)今的城市如何才能走上可持續(xù)發(fā)展的道路?歐盟一個(gè)名叫COST循環(huán)城市行動(dòng)(COST Action Circular City)的項(xiàng)目就將基于自然的解決方案(Nature based solutions - NBS),尤其是一些綠色基建(Green Infrastructure)引入城市,以應(yīng)例如城市熱島、洪水、污水處理以及糧食供應(yīng)等水挑戰(zhàn)。
COST行動(dòng)計(jì)劃由28個(gè)歐盟成員國(guó)以及11個(gè)非歐盟國(guó)家的參與。其目標(biāo)是要建立一個(gè)跨學(xué)科平臺(tái),聯(lián)動(dòng)城市規(guī)劃師、建筑師、循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)家、工程師、社會(huì)科學(xué)家和自然科學(xué)家,共同開發(fā)一個(gè)可以讓城市應(yīng)對(duì)水挑戰(zhàn)的系統(tǒng)。基于自然的解決方案和綠色基建是該項(xiàng)目的核心元素。就像下圖所展示的水-營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)-能源-材料的循環(huán)圈,項(xiàng)目希望通過合作和研究,來(lái)驗(yàn)證基于這種理念的資源循環(huán)系統(tǒng)能否為城市提供健康的、可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境。
圖1. 基于自然解決方案的資源循環(huán)社會(huì)
最近參與了COST行動(dòng)項(xiàng)目的科學(xué)家在IWA國(guó)際水協(xié)會(huì)的開源期刊《Blue-Green Systems》上發(fā)表了題為《基于自然的城市資源回收解決方案的回顧》的綜述文章。在本期微信推送里,我們將對(duì)該跨學(xué)科國(guó)際合作成果進(jìn)行簡(jiǎn)介。
這份綜述報(bào)告的一大目的就是明確基于自然的解決方案(NBS)的定義。研究團(tuán)隊(duì)將NBS定義將那些由自然帶入城市的技術(shù),以及從自然中衍生出來(lái)的技術(shù)。它們以生物有機(jī)體作為載體,能夠?qū)崿F(xiàn)城市地區(qū)的資源回收以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的恢復(fù)。
綜述報(bào)告的另一主要目的是對(duì)COST行動(dòng)項(xiàng)目中涉及的92個(gè)子項(xiàng)目做一次總結(jié),介紹當(dāng)今的NBS應(yīng)用和最新研發(fā)成果,分析各種可回收產(chǎn)品的發(fā)展障礙,探索NBS在微觀(家庭)、中觀(區(qū)鎮(zhèn))以及宏觀 (城市) 層面的應(yīng)用前景。報(bào)告主要考察了城市污水、工業(yè)廢水、市政垃圾及廢氣排放,和垃圾分類和循環(huán)設(shè)計(jì)等,非技術(shù)內(nèi)容則不在其討論范圍內(nèi) 。
表1. 城市污水資源回收技術(shù)概況及研究項(xiàng)目
工業(yè)廢水和廢物可以中回收能源、碳、金屬、化學(xué)品等物質(zhì),研究因此將工業(yè)廢水和廢物作為第二大類考察對(duì)象。下表2總結(jié)了多個(gè)行業(yè)的回收技術(shù),包括垃圾焚燒、乳業(yè)、食品、造紙、金屬行業(yè)等。
表2. 工業(yè)廢水和污染物的NBS資源回收技術(shù)及研究項(xiàng)目
表3. 市政固廢的NBS處理方法和研究項(xiàng)目
除了末端處理,前端的資源分類也相當(dāng)重要。首先可以通過雨污分離管網(wǎng)提高污水廠進(jìn)水濃度。更進(jìn)一步的理念應(yīng)該是在廁所間進(jìn)行資源分離,通過無(wú)水廁所、真空廁所等設(shè)施分離黃水(尿液)、褐水(糞便)、黑水(褐水、灰水、黃水混合)。第三是餐廚垃圾和生物垃圾的有機(jī)轉(zhuǎn)化。下表5對(duì)這些源頭分離技術(shù)和項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)。
第二是法律法規(guī)方面的障礙。NBS理念和技術(shù)很難和現(xiàn)行的法律法規(guī)兼容,因?yàn)橐环N資源用過之后就會(huì)被視作“廢棄物”,其處理就要執(zhí)行廢棄物管理的標(biāo)準(zhǔn)。一些現(xiàn)有的法規(guī)并不允許對(duì)一些回收后的二級(jí)產(chǎn)品直接回用,例如荷蘭仍在討論城市里產(chǎn)生的堆肥的使用條件和范圍,因?yàn)闊o(wú)法對(duì)每家每戶自產(chǎn)的堆肥進(jìn)行檢測(cè),無(wú)法確認(rèn)其質(zhì)量是否符合目前的標(biāo)準(zhǔn)。這就導(dǎo)致一些NBS技術(shù)無(wú)法在整個(gè)城市得到推廣。
第三是自身的技術(shù)問題。除了得到政策支持,NBS技術(shù)自身也要繼續(xù)優(yōu)化,它們很多還處于小試或中試規(guī)模,而且產(chǎn)品的衛(wèi)生安全還有待驗(yàn)證。
在這個(gè)階段,其實(shí)三個(gè)方面的阻礙相互影響。只有促進(jìn)和政府以及一些私人投資者的溝通才能打開市場(chǎng),反過來(lái)讓決策者看到成功案例,才能獲得法律法規(guī)的支持,最終獲得繼續(xù)研發(fā)的經(jīng)費(fèi),建立一個(gè)良性循環(huán)。
在綜述報(bào)告最后,作者們也提出了一些展望和建議:
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在更多城市和地區(qū)對(duì)現(xiàn)有的NBS技術(shù)進(jìn)行概念驗(yàn)證
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對(duì)得到驗(yàn)證的NBS資源回收系統(tǒng)進(jìn)行更大規(guī)模的試驗(yàn)
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突出NBS技術(shù)的多功能性,吸引更多的投資
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與價(jià)值鏈上的其他組織加強(qiáng)合作
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細(xì)化NBS技術(shù)的全額成本計(jì)劃,以便和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)方法進(jìn)行比較
這份綜述報(bào)告最大的亮點(diǎn)就是將目前歐盟超過90個(gè)基于NBS的資源回收項(xiàng)目進(jìn)行了匯總簡(jiǎn)介,也對(duì)其技術(shù)要點(diǎn)和發(fā)展障礙進(jìn)行了分析,非常值得讀者收藏查閱。
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