综述：垃圾填埋场排放与环境挑战：全面综述

时间：2026年2月7日

来源：Fuel

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垃圾填埋场是重要温室气体（甲烷、二氧化碳、一氧化二氮）和恶臭化合物排放源，威胁环境健康与气候变化。需整合排放量化、环境影响评估及减排技术，结合联合国可持续发展目标（如城市可持续性、气候行动）构建综合管理框架。现有研究多孤立探讨单一问题，缺乏系统性整合，且存在长期监测数据不足、技术 scalability验证缺乏及社会接受度考量缺失等问题。

阿卜杜拉希姆·拉库伊特（Abderrahim Lakhouit）

沙特阿拉伯塔布克大学（University of Tabuk）土木工程系，塔布克71491

摘要

垃圾填埋场是人为产生的甲烷、二氧化碳和气味化合物的重要来源，这些物质会加剧当地环境退化和气候变化。有效管理这些排放物对于保护生态系统、空气质量及公众健康至关重要。尽管已有研究分别探讨了垃圾填埋气产生、监测和缓解措施，但仍然缺乏将排放量化、环境与健康影响以及缓解策略与可持续发展目标相结合的综合分析。本文对垃圾填埋场的排放及其管理实践进行了全面分析，重点关注微生物产气机制、量化方法、环境与健康后果以及缓解技术，并强调了其与联合国可持续发展目标（尤其是可持续城市、负责任消费和气候行动目标）的一致性。甲烷和二氧化碳是垃圾填埋气排放的主要成分，而气味主要来自挥发性有机化合物和含硫化合物。排放情况受废物组成、含水量、温度和运营方式的影响。各种缓解措施（如垃圾填埋场设计优化、气体捕获与利用、生物过滤、化学洗涤、工程覆盖层和原位通风）的效果因场地条件而异。尽管存在地区差异、长期监测有限、技术和资金限制以及社会和监管障碍等挑战，但整合测量、建模和适应性管理仍是优化减排的关键。通过综合现有知识并识别研究空白，本文为基于证据的决策提供了框架。学术界应推进预测模型和跨学科研究，政策制定者和利益相关者也应实施可持续且社会可接受的垃圾填埋场管理策略，以减少排放并促进城市可持续性和气候行动。

引言

固体废物（SW）带来了重大的环境和公共卫生挑战。表1显示了其多样的组成，包括有机物、塑料、金属、纸张等材料，这需要根据当地消费模式采取谨慎的管理措施。

全球人口快速增长和城市化进程导致全球固体废物产生量显著增加[1]。据最新估计，全球每年产生的城市固体废物超过20亿吨，如果当前趋势持续下去，到2050年这一数字预计将增加70%[2][3]。由于运营成本低且操作简单，垃圾填埋场仍是固体废物处理的主要方式，尤其是在发展中国家[4][5]。然而，垃圾填埋场也是人为温室气体（如甲烷（CH₄）和二氧化碳（CO₂）的主要来源，同时还会产生由挥发性有机化合物（VOCs）和含硫气体引起的气味[5][6]。值得注意的是，甲烷在100年内的温室效应是二氧化碳的28至36倍。因此，从全球变暖潜力的角度来看，垃圾填埋场的排放是一个重要的环境问题[7]。此外，气味排放会通过降低空气质量对当地社区造成健康和社会影响。除了甲烷和二氧化碳外，垃圾填埋场还会排放一氧化二氮（N₂O），这是一种通过微生物硝化和反硝化过程产生的强效温室气体。尽管N₂O的排放量相对较低，但它同样对气候变化有贡献[8]。因此，有效管理垃圾填埋场排放不仅对减缓气候变化至关重要，也有助于提高城市地区的环境和社会可持续性[9][10]。

尽管近期关于垃圾填埋场排放的研究较多，但缺乏将排放量化、环境影响和缓解策略综合起来的综合性分析。大多数研究仅关注某一方面，如甲烷排放、气味生成或特定缓解技术，而没有将这些要素整合到一个统一的框架中[13][14]。这种割裂导致不同类型垃圾填埋场、地区背景和缓解方法之间的直接比较难以进行。本文通过提供综合分析来填补这一空白，结合了排放机制、测量方法、环境影响和缓解策略，这对科学和工程领域十分紧迫，因为垃圾填埋场排放是气候变化和局部空气污染的主要来源，决策者需要可靠的证据来设计有效的可持续废物管理系统。同时，现有研究未能充分体现与联合国可持续发展目标（SDGs）的一致性，例如可持续发展目标11（可持续城市和社区）、目标12（负责任消费和生产）和目标13（气候行动），这些目标与有效的垃圾填埋场管理实践密切相关。可持续发展目标11强调创建安全且有韧性的城市环境，目标12提倡负责任消费和废物减量，目标13强调通过减少温室气体排放来应对气候变化。为了加强缓解措施和其他研究提案，关键策略应与相关可持续发展目标明确对齐，如表2所示。例如，对于目标11，通过控制气味排放、实施有效的气体收集系统和优化垃圾填埋场覆盖设计可以改善城市空气质量并提升社区福祉；对于目标12，通过减少进入垃圾填埋场的可降解物数量可以降低甲烷排放并支持循环经济原则，这可以通过促进废物分类、有机废物分流和回收实现；对于目标13，当地城市社区可以通过采用先进的垃圾填埋气捕获、燃烧和从甲烷中回收能源等技术来帮助减少温室气体排放，从而为国家和国际气候目标做出贡献。强调这些具体干预措施突显了垃圾填埋场管理对可持续发展议程的实际意义。

文献搜索与研究选择

为确保综合性和透明性，本文对有关垃圾填埋气和气味排放的科学证据进行了系统性文献搜索，涵盖了Scopus、Web of Science、ScienceDirect和Google Scholar等主要数据库。搜索关键词包括：“垃圾填埋气”、“甲烷排放”、“二氧化碳排放”、“一氧化二氮排放”、“气味排放”、“挥发性有机化合物”和“硫化氢”。

垃圾填埋场的全球现状及区域社会经济驱动因素

固体废物填埋场被广泛认为是甲烷（CH₄）、二氧化碳（CO₂）及其他微量气体的重要来源。垃圾填埋场中通过厌氧分解产生的甲烷占全球温室气体排放的很大比例，估计每年全球垃圾填埋场甲烷排放量约为50太克（Tg CH₄ yr⁻¹）。根据全球库存分析，这一数量约占人为甲烷排放总量的10%[14]，凸显了废物处理方式对气候的严重影响。

垃圾填埋气产生与排放机制

垃圾填埋气主要来源于有机废物的分解。它包含甲烷（CH₄）、二氧化碳（CO₂）和一氧化二氮（N₂O），每种气体都有不同的环境影响。垃圾填埋气是一种复杂的气体混合物，主要在氧气受限条件下通过有机废物的厌氧分解产生[24]。一氧化二氮在垃圾中的形成与废物中的氮化合物、渗滤液和覆盖土壤中的氮的硝化和反硝化过程有关，其排放量受氮含量、含水量和温度等因素影响。

排放的量化与监测

准确测量和监测垃圾填埋气和气味排放对于评估其环境与健康影响至关重要。这些程序对于验证缓解措施的有效性和制定可持续废物管理政策也必不可少。垃圾填埋场是全球人为甲烷和二氧化碳的主要来源，这两种气体都是强效的温室气体。此外，垃圾填埋场还会排放挥发性有机化合物（VOCs）和含硫气体等气味物质。

环境与健康影响

垃圾填埋场的排放对环境和公共健康的影响深远，不仅限于局部范围，还会产生全球性后果。垃圾填埋场是甲烷（CH₄）和二氧化碳（CO₂的主要来源，这两种气体是导致全球气候变化的主要温室气体[82][83][84][85]。甲烷在有机物的厌氧分解过程中产生，其100年内的温室效应是二氧化碳的28至36倍，因此是人为气候强迫的重要因素。