清華新聞網(wǎng)11月29日電（通訊員 黃文博）固體廢物管理作為可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在資源回收和污染控制方面依然面臨諸多挑戰(zhàn)。針對固體廢物環(huán)境與資源雙重屬性的特點(diǎn)，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院循環(huán)經(jīng)濟(jì)與城市礦產(chǎn)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出環(huán)境-資源交互屬性（ERIA）框架，面向固體廢物的無害化及資源化形成了定量化的工具，為固體廢物管理提供了全新視角，形成了優(yōu)化固體廢物處理路徑的新方法。
固體廢物通常含有有價資源和有害物質(zhì)，因而呈現(xiàn)一定的資源屬性和環(huán)境屬性，分別需要資源化和無害化處理。ERIA框架是一種創(chuàng)新的量化方法，主要用于評估固體廢物管理過程中資源回收與環(huán)境影響消除的難度，研究團(tuán)隊(duì)建立了ERIA評估模型，實(shí)現(xiàn)了固體廢物環(huán)境屬性和資源屬性的可視化，使不同固體廢物在資源回收和環(huán)境影響方面的特性一目了然。
在對12類工業(yè)廢物的分析中，研究揭示了其在可回收性與環(huán)境影響方面的顯著差異（圖1）。例如，銅渣的ERIA值范圍為25.25–285.46 bit-1，顯示其具有較高的資源回收潛力。此外，不同處理路徑的選擇對資源回收和環(huán)境影響有顯著影響。在降級利用路徑下（如低值資源化處理），固體廢物處理表現(xiàn)出最高的ERIA值（31.25–285.46 bit-1）和資源偏向性（43.86–77.45°），處理較易實(shí)現(xiàn)，但可能導(dǎo)致價值較高的資源不可逆耗散。而在升級回收路徑中（如提取高價值金屬），則能夠顯著減少資源損失并提升經(jīng)濟(jì)效益，但技術(shù)要求較高，難度較大。研究結(jié)果表明，在制定固體廢物管理策略時，應(yīng)優(yōu)先對ERIA值較高的固體廢物進(jìn)行升級回收，以最大限度減少不可逆的資源損失。
圖1.不同處理路徑對資源回收和環(huán)境影響的影響：（a）元素回收；（b）化合物回收；（c）降級回收；（d）填埋
研究進(jìn)一步提出了一種基于ERIA的固體廢物分類方法與管理優(yōu)化策略，結(jié)合極坐標(biāo)與象限系統(tǒng)直觀展示不同固體廢物及其處理方式的資源和環(huán)境屬性。研究發(fā)現(xiàn)，短期內(nèi)，降級利用可作為處理大規(guī)模固體廢物的有效方式；長期看，提取銅、金等高價值資源的升級回收更具優(yōu)勢，能夠顯著減少資源耗散。技術(shù)進(jìn)步，如金屬提取技術(shù)改良、能效提升及精細(xì)分類技術(shù)開發(fā)，可有效降低固體廢物處理的環(huán)境負(fù)擔(dān)。未來，固體廢物管理應(yīng)注重循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，通過提高資源回收利用率，減少對原生資源的依賴，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)管理。
圖2.固體廢物回收-處置可取性邊界
ERIA框架的重要意義在于提出了一種全新的固體廢物管理綜合評估工具，不僅揭示了資源回收與環(huán)境影響消除之間的權(quán)衡關(guān)系，還為優(yōu)化固體廢物管理路徑、選擇適宜技術(shù)提供了科學(xué)依據(jù)。
相關(guān)研究成果以“通過環(huán)境-資源交互屬性促進(jìn)固體廢物管理”（Fostering the Waste Management with Environmental-Resource Interacting Attribute）為題，于11月25日發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。
清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院博士后黃文博、副研究員曾現(xiàn)來、教授李金惠為論文作者。研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金及氣候變化與碳中和國際聯(lián)合任務(wù)等項(xiàng)目的支持。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-54602-6
供稿：環(huán)境學(xué)院
編輯：李華山
審核：郭玲
