**Gemechu Beyene Mekonnen**
**亚的斯亚贝巴，埃塞俄比亚**
**摘要**
发展中国家的城市由于废物管理不善而面临严重的空气污染问题，但相关的健康影响很少被量化，以制定积极的政策。本研究评估了埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴市固体废物管理实践所导致的空气污染对公共卫生的潜在影响。它评估了在“无排放控制”假设情景下，露天焚烧、露天倾倒和废物燃烧的影响。研究人员提出了四种替代方案——停止露天焚烧、停止露天倾倒、增加燃烧以及增加堆肥和回收，并将其与2024-2030年期间的“一切照旧”（BAU）情况进行比较。排放量使用美国环境保护署开发的固体废物排放估算工具进行量化，健康影响则通过世界卫生组织的AirQ+模型进行评估。结果表明，2024年可能有201人（95%置信区间：163-218人）因废物污染而过早死亡。到2030年，这一数字将增加到305人（95%置信区间：247-331人）。如果停止露天焚烧，死亡人数将减少到136人（95%置信区间：109-146人），相比BAU情况减少了55%；如果停止露天倾倒，死亡人数将减少到285人（95%置信区间：230-308人），减少了7%；而增加堆肥和回收则会使死亡人数减少到297人（95%置信区间：240-322人），减少了3%。相比之下，如果不采取排放控制措施而增加燃烧，死亡人数将增加到713人（95%置信区间：574-775人），比BAU情况增加了134%。这种“无排放控制”的燃烧情景是一种假设的最坏情况，旨在强调监管的重要性；它并不是基于现有废物焚烧设施的实际预测。研究结果强调了结束露天焚烧和严格执行废物焚烧排放控制措施对于保护空气质量和公共卫生的关键作用。
**1. 引言**
空气污染对全球公共卫生有重大影响，导致许多呼吸系统疾病，每年造成超过九百万人死亡[1]。其中一半的死亡与环境空气污染有关，包括慢性阻塞性肺病、缺血性心脏病、中风、急性下呼吸道感染和肺癌等疾病。颗粒物是一种主要的空气污染物，无论是短期还是长期暴露都会对健康产生不良影响[1]。全球近99%的人口暴露在超过安全水平的细颗粒物中，低收入和中等收入国家由于化石燃料的使用和废物管理不善而面临最高的暴露风险[2]。废物管理实践与空气污染相关的过早死亡有关。例如，据报道2030年阿克拉有120人因空气污染而死亡[3]。撒哈拉以南非洲国家收集了36%的市政固体废物，但只有13%在受控设施中得到处理[4]。同时，这些国家的细颗粒物水平超过了世界卫生组织设定的35 μg/m³的临时目标[5]。废物管理和空气质量这两个问题相互关联。不良的废物管理实践，包括收集和运输效率低下、露天焚烧、露天倾倒和焚烧，会排放污染物，从而加剧空气污染和公共卫生问题。在收集和处置系统薄弱的国家，露天焚烧是一种普遍且长期存在的现象。全球约40%的废物被露天焚烧，释放出有害化学物质和致癌化合物[6]。据估计，废物焚烧占全球人为黑碳排放量的约5%[6]。这些排放物加剧了气候变化、空气污染和公共卫生损害。
废物焚烧因减少废物体积、缓解土地短缺问题而受到全球关注。在过去十年中，中高收入国家的废物转化为能源（WtE）焚烧比例从0.1%上升到10%[7]。尽管需要大量的建设、运营和维护成本，低收入城市也开始采用这种技术。热处理技术依赖于高热值的废物，导致塑料、纸板和纺织品无法进入回收系统，从而增加了有毒空气污染物的排放。在低收入环境中，高比例的湿有机废物限制了燃烧技术的效率，导致排放量增加。管理这些排放物需要高昂的成本和先进的技术；否则，就像露天焚烧一样，这种技术也会造成严重的空气污染问题。
**可持续发展目标（SDG）**目标11.6强调适当的市政固体废物管理，以改善空气质量并减少城市对环境的影响。指标11.6.1衡量在受控设施中收集和处理的市政固体废物比例，指标11.6.2跟踪细颗粒物的平均水平。SDG目标3.9进一步关注减少环境污染导致的死亡率，指标3.9.1衡量家庭和环境空气污染造成的死亡人数。此外，SDG 13促进减少气候污染物的行动。在这种情况下，研究空气质量与市政固体废物之间的交叉点对于识别改善城市生活质量的机会和差距以及评估实现这些目标的进展至关重要。
已有研究估计了亚的斯亚贝巴及其他低收入城市的废物管理实践对环境的影响[8] [9,10]。研究人员还测量了亚的斯亚贝巴及其他类似背景城市的空气污染及其影响[11] [12,13]。然而，尽管保护公共卫生是废物管理的最终目标并驱动其结果[14]，但健康影响分析很少被用于支持决策。在大多数情况下，评估方案仅关注排放量，而没有显示其对公共卫生的影响。利益相关者难以理解这些排放的影响，这影响了他们采取行动的积极性。因此，应量化废物管理实践造成的健康影响，以支持制定积极的政策。
现有文献中关于废物处理实践对一般人群健康不利影响的证据通常不足且不明确[[9], [15]]。公共卫生通常与废物收集一起讨论，并在全球评估中以废物收集量来衡量[16,17]。关于已收集但未得到妥善管理的废物对健康影响的研究学术关注有限且十分匮乏。一项在阿克拉的研究[3]调查了露天焚烧和废物倾倒导致的空气污染相关死亡率。几项关于废物焚烧厂对人类健康影响的流行病学研究主要集中在高收入国家。新兴废物焚烧实践的健康影响在低收入和中等收入背景下仍需进一步探索。世界卫生组织最近的报告[15]明确指出了这些地区的研究空白，这突显了需要进一步研究以扩展知识体系并实现跨城市和跨国比较的必要性。
本文以埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴为例，展示了如何通过健康影响分析来指导低收入城市中的废物管理改进。该研究评估了在“无排放控制”假设情景下，露天焚烧、露天倾倒和废物燃烧对公共卫生的潜在影响。具体而言，研究旨在：1）估算亚的斯亚贝巴当前废物管理实践造成的空气污染和气候排放；2）评估减少排放和改善空气质量的替代废物管理策略；3）评估各种废物管理实践对公共卫生的影响，为类似背景城市的政策制定提供依据。这项研究直接将亚的斯亚贝巴空气污染相关的健康影响量化。虽然之前的研究估计了空气污染的影响，但并未具体针对废物管理实践。本研究旨在为亚的斯亚贝巴及其他面临类似挑战的低收入城市的废物管理政策提供参考。发展水平相似的国家在废物管理方面往往具有共同特征，这有利于学习和技术转让[18]。此外，研究强调了固体废物、空气污染和公共卫生之间的相互联系，突出了跨部门合作解决这些发展挑战、推进SDG进展的必要性。
**2. 亚的斯亚贝巴的空气质量与废物管理实践**
亚的斯亚贝巴是一个快速发展的城市，经历了各种社会经济变化，导致了许多环境问题。作为该国25%的城市人口的居住地，该市年经济增长率为14%，预计到2037年将成为一个特大城市[19]。空气污染和其他形式的环境退化占居民健康风险的30%[20]。人口增长以及其他社会因素加剧了空气污染。细颗粒物（PM2.5）浓度超过了世界卫生组织和埃塞俄比亚环境保护局（EPA）设定的年均标准[21]。据报道，该市三分之二的日子对普通人群或敏感群体（如儿童、哮喘患者、孕妇和有基础疾病的人）来说是不健康的[21]。PM2.5是最重要的空气污染物，导致了超过70%的与空气污染相关的健康问题[22]。联合国环境规划署报告称，亚的斯亚贝巴的年均PM2.5浓度几乎是世界卫生组织推荐值的三倍[23]。一项监测该市PM2.5浓度的研究显示，日均浓度为42.4 μg/m³，对公共卫生构成威胁[11]。这一数值远高于该国的平均PM2.5浓度21.8 μg/m³（范围为13.2至32.47 μg/m³[24]）。主要的环境空气污染源包括道路交通排放、工业源和废物露天焚烧[23]。
效率低下的废物收集和运输、缺乏适当的废物处理和处置设施也加剧了空气污染。该市每天产生超过3200吨的市政废物，其中75%被收集，包括由非正式机构收集的用于回收的废物。超过四分之一的市政废物未被收集，而是被丢弃在街道、沟渠和水道中或被露天焚烧[23]。在居民区附近和街道上焚烧废物是一种常见现象。收集到的废物也被倾倒在垃圾场，导致垃圾场火灾并排放温室气体（GHGs）和挥发性有机化合物。这些不良的废物管理实践导致了严重的呼吸系统疾病和卫生相关疾病[25]。
亚的斯亚贝巴的废物焚烧污染问题日益严重[23]。2018年，该市启用了第一座废物焚烧厂，作为解决废物处理问题的方案。这座50兆瓦的WtE工厂预计每天焚烧约1400吨废物，可能会产生排放[23]。2019年8月至2020年4月期间，该工厂平均每天接收1483吨市政废物，产生了42吨飞灰和253吨底灰[26]。据报道，这些飞灰和底灰被填埋在Reppie垃圾场，这是该市唯一的官方废物处置场所。该工厂仍处于运营初期阶段，功能不完善，在对该领域进行新的投资之前，需要审查其财务可持续性、技术可靠性和环境绩效[26]。目前没有明确证据表明埃塞俄比亚为WtE工厂制定了专门的国家排放标准。Reppie WtE工厂建设时，项目文件称该工厂将遵守欧洲排放标准，并使用烟气净化技术来控制污染物。预计排放量将通过一般的环境污染控制法规（第300/2002号公告）、危险废物管理和处置控制（第1090/2018号公告）以及环境影响评估（EIA）要求（第299/2002号公告）进行控制。但报告显示，在监测、监管和焚烧副产品管理方面存在不足[[26], [27]]。尽管官方EIA报告称该工厂排放安全，但居民和废物收集者仍报告了呼吸系统疾病和其他健康问题[27]。
废物焚烧是一个新兴问题，而废物倾倒和露天焚烧在亚的斯亚贝巴则是长期存在的问题。据估计，该市因露天焚烧产生的黑碳排放量为75吨，因焚烧产生的黑碳排放量为165吨[8]。2019年，在埃塞俄比亚历Hidar 12日（一个每年在后院收集并公开焚烧废物的传统节日）这一天，PM2.5浓度达到了215µg/m³ [28]。了解这些排放物对健康的影响有助于决定停止露天焚烧和倾倒废物。此外，量化废物焚烧的潜在排放量并揭示其对公共卫生的影响，可以为制定严格的排放控制和空气质量监测政策提供依据。此外，这项研究还有必要明确废物行业对城市空气污染的贡献，并评估其对公共健康和气候的影响，以提出缓解措施。
3. 材料与方法
本研究采用了四步流程来评估亚的斯亚贝巴废物管理实践对公共健康和气候的影响。遵循阿克拉研究中提出的方法论 [3]，这些步骤包括：收集废物行业的数据以制定情景、使用生命周期思维对排放量进行建模、将排放量转换为浓度值以及估计健康影响（图1）。
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图1. 用于测量埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴城市固体废物管理对公共健康和气候影响的方法流程图（关键符号说明：√-存在，×-不存在，↑-增加）
3.1. 情景开发
为了量化排放量并评估露天焚烧、露天倾倒和废物燃烧的潜在影响，同时衡量堆肥和回收等可持续选项的好处，制定了多个情景。设计了四个情景与现有做法（Business-as-Usual，简称BAU）进行比较。这些情景并不是独立解决城市废物问题的，而是主要用于估计个别做法的影响。它们是根据市政府目前为促进可持续废物管理所做的承诺制定的。亚的斯亚贝巴2017-2027年的结构计划明确表示了增加堆肥、回收和卫生填埋的意图，并减少露天焚烧和倾倒等不可持续的做法 [29]。已经制定了许多支持可持续废物管理的国家倡议，包括《国家塑料废物管理路线图》[30]、《国家循环经济路线图》[31] 和《2025年固体废物管理公告》[32]。所提出的替代情景的实现基于这些承诺。以下是BAU和替代情景的详细信息。
BAU：在亚的斯亚贝巴，当前的废物收集系统大约收集了75%的废物，剩余25%未被收集 [8,23]。在收集到的废物中，有5%被回收，另有5%被堆肥。这部分废物通常由非正规部门通过微型堆肥实践进行堆肥 [33]。最新报告显示，Reppie WtE设施每天焚烧394吨废物 [34]，占2024年总废物量的14%。但考虑到报告中的不一致性，本研究假设每天有10%的废物进入该设施。包括废物焚烧产生的灰烬在内，78%的收集废物最终被送往Reppie垃圾填埋场。假设一半未收集的废物被倾倒在未指定的区域，另一半在露天焚烧。废物收集率假设每年增长5%，与废物产生量的增长速度一致 [35]。
情景1：停止露天焚烧：该情景旨在通过消除未收集废物的露天焚烧来解决环境和公共卫生问题。计划从2025年开始逐步停止露天焚烧，第一步减少到5%，最终在2027年完全停止。消除废物焚烧需要法律执行和家庭及非正规部门的行为改变。废物系统的其他所有因素保持不变，假设未焚烧的废物将根据其质量和性质进入废物收集系统并进入相应的处理设施。根据组成，从露天焚烧中转移的废物将首先用于堆肥和回收，然后再进行焚烧。
情景2：增加废物燃烧：该情景旨在通过将废物从露天垃圾场转移到废物焚烧设施来改善环境质量。假设从2025年开始焚烧相当于WtE设施处理能力的废物。这每天可转移1400吨废物。排放量估计基于没有排放控制技术的假设，代表了在没有严格排放控制情况下的潜在影响。本研究中使用的工具计算了没有排放控制技术的废物燃烧过程的排放量。这一情景并不代表现有WtE设施的实际排放情况，而是反映了由于技术故障或不符合排放标准而可能发生的最坏情况。分析旨在为在这种情况下采取积极措施以减轻潜在风险提供信息。废物管理系统的其他所有方面保持不变，除了用于焚烧和垃圾场的废物比例。
情景3：停止露天倾倒：该情景旨在通过将废物从露天垃圾场转移到卫生填埋场来改善公共和环境卫生。计划在2025年建造一个新的卫生填埋场，转移78%的废物，并以环保的方式处理。废物系统的其他所有因素保持不变，除了关闭露天垃圾场。
情景4：增加堆肥和回收：该情景旨在通过控制废物和增强资源回收来改善环境质量。建议对有机废物进行堆肥，并回收可回收物。从2025年开始，所有有机部分将在设计的堆肥设施中进行堆肥，可回收成分将在材料回收设施中进行回收。这一情景旨在提高废物的资源价值并减轻未管理废物的影响。
所开发的情景是分析性构建，而不是政策包。不应将它们累积解释，而应视为对个别废物管理实践的边际分析。情景2假设废物燃烧过程中没有排放控制；这是故意保守的，代表了一种极端情况。然而，在亚的斯亚贝巴的背景下，由于运营不稳定、缺乏强制执行的排放标准以及监管空白，低效的控制是可能的。最近的报告提到了居民和废物收集者因Reppie WtE设施而产生的呼吸健康问题 [27]。来自发展中国家的证据表明，高技术、资本密集型的热处理技术往往因废物成分不合适而表现不佳或失败 [36]。因此，情景2应被视为最坏情况，而不是现有设施预期运行情况的反映。其他情景代表了最佳情况。例如，情景4假设所有有机和可回收废物都完全转移到材料回收设施。这反映了短期内难以实现的雄心勃勃的目标。然而，市政府已经表现出承诺，并制定了明确的计划来提高回收和堆肥率 [29,33]。尽管目标雄心勃勃，但该情景旨在说明全面实施回收和堆肥的好处，从而支持正在进行的努力。尽管如此，所有替代情景都需要不同程度的制度和运营承诺。因此，分析旨在评估个别实践的边际影响，并为更现实和可持续的技术选择提供信息。
3.2. 排放量量化
本研究采用了生命周期评估（LCA）方法来量化不同废物管理实践的排放量。使用了美国环境保护署开发的Solid Waste Emissions Estimation Tool (SWEET) 的5.0版本（2025年）[37]。SWEET是一个基于Excel的应用程序，可在线免费获取，用于估算各种废物管理过程中的温室气体和短期气候污染物。该工具提供了将基准系统与最多四个替代情景进行比较的独特机会，从而分析潜在的排放减少以及每种废物管理实践对整个行业排放的贡献。它支持城市设定减排目标并随时间跟踪进展。
SWEET所需的数据输入比传统的基于LCA的工具少，特别适合像亚的斯亚贝巴这样数据稀缺的环境。主要输入数据包括总人口、气候条件、人均废物产生率、废物组成（如有机物、纸张、塑料、金属）以及通过不同管理途径（如填埋、回收、堆肥、厌氧消化和废物燃烧）处理的废物比例。还包括基本的填埋场特征和废物处理设备细节。基于这些输入，该工具计算总的气候强迫污染物排放量（以CO₂当量表示），以及个别空气污染物排放量（如PM2.5、PM10、SOx）。
当地废物数据来自多种来源，包括官方报告、研究论文、专家交流、实地考察以及基于现有信息进行的计算。尽管废物数据稀缺，但尽可能使用了最新的数据来源以确保分析质量。废物清单基于中央统计局 [38] 预测的2024年总人口403万和人均每天0.67公斤的废物产生量 [26, [39]，估计2024年的城市废物总量为985,537吨。大约65%的废物是有机物，21%是可回收物 [8]，尽管当前系统中只有不到10%的废物被回收和堆肥。假设废物收集率每年增长5%，与废物产生量的增长速度一致 [35]。
情景1：停止露天焚烧：该情景旨在通过消除未收集废物的露天焚烧来解决当前做法带来的环境和公共卫生问题。计划从2025年开始逐步停止露天焚烧。第一步减少到2025年的12.5%，最终在2027年完全停止。消除废物焚烧需要法律执行和家庭及非正规部门的行为改变。废物系统的其他所有因素保持不变，假设未焚烧的废物根据其质量和性质进入废物收集系统并进入相应的处理设施。从露天焚烧中转移的废物将首先用于堆肥和回收，然后再进行焚烧。
情景2：增加废物燃烧：该情景旨在通过将废物从露天垃圾场转移到废物焚烧设施来改善环境质量。假设从2025年开始焚烧相当于WtE设施处理能力的废物。这每天可转移1400吨废物。排放量估计基于没有排放控制技术的假设，代表了在没有严格排放控制情况下的潜在影响。该工具计算了没有排放控制技术的废物燃烧过程的排放量。这一情景并不代表现有WtE设施的实际排放情况，而是反映了由于技术故障或不符合排放标准而可能发生的最坏情况。分析旨在为在这种情况下采取积极措施以减轻潜在风险提供信息。废物管理系统的其他所有方面保持不变，除了用于焚烧和垃圾场的废物比例。
情景3：停止露天倾倒：该情景旨在通过将废物从露天垃圾场转移到卫生填埋场来改善公共和环境卫生。计划在2025年建造一个新的卫生填埋场，转移78%的废物，并以环保的方式处理。废物系统的其他所有因素保持不变，除了关闭露天垃圾场。
情景4：增加堆肥和回收：该情景旨在通过控制废物和增强资源回收来改善环境质量。建议对有机废物进行堆肥，并回收可回收物。从2025年开始，所有有机部分将在设计的堆肥设施中进行堆肥，可回收成分将在材料回收设施中进行回收。这一情景旨在提高废物的资源价值并减轻未管理废物的影响。
开发的情景是分析性构建，而不是政策包。不应将它们累积解释，而应视为对个别废物管理实践的边际分析。情景2假设废物燃烧过程中没有排放控制；这是故意保守的，代表了一种极端情况。然而，在亚的斯亚贝巴的背景下，由于运营不稳定、缺乏强制执行的排放标准以及监管空白，低效的控制是可能的。最近的报告提到了居民和废物收集者因Reppie WtE设施而产生的呼吸健康问题 [27]。来自发展中国家的证据表明，高技术、资本密集型的热处理技术往往因废物成分不合适而表现不佳或失败 [36]。因此，情景2应被视为最坏情况，而不是现有设施预期运行情况的反映。其他情景代表了最佳情况。例如，情景4假设所有有机和可回收废物都完全转移到材料回收设施。这反映了短期内不太可能实现的雄心勃勃的目标。然而，市政府已经表现出承诺，并制定了明确的计划来提高回收和堆肥率 [29,33]。尽管目标雄心勃勃，但该情景旨在说明全面实施回收和堆肥的好处，从而支持正在进行的努力。尽管如此，所有替代情景都需要不同程度的制度和运营承诺。因此，分析旨在评估个别实践的边际影响，并为更现实和可持续的技术选择提供信息。
3.2. 排放量量化
本研究采用了生命周期评估（LCA）方法来量化不同废物管理实践的排放量。使用了美国环境保护署开发的Solid Waste Emissions Estimation Tool (SWEET) 的5.0版本（2025年）[37]。SWEET是一个基于Excel的应用程序，可在线免费获取，用于估算各种废物管理过程中的温室气体和短期气候污染物。该工具提供了将基准系统与最多四个替代情景进行比较的独特机会，从而分析潜在的排放减少以及每种废物管理实践对整个行业排放的贡献。它支持城市设定减排目标并随时间跟踪进展。
SWEET所需的数据输入比传统的基于LCA的工具少，特别适合像亚的斯亚贝巴这样数据稀缺的环境。主要输入数据包括总人口、气候条件、人均废物产生率、废物组成（如有机物、纸张、塑料、金属）以及通过不同管理途径（如填埋、回收、堆肥、厌氧消化和废物燃烧）处理的废物比例。还包括基本的填埋场特征和废物处理设备细节。基于这些输入，该工具计算总的气候强迫污染物排放量（以CO₂当量表示），以及个别空气污染物排放量（如PM2.5、PM10、SOx）。
当地废物数据来自多种来源，包括官方报告、研究论文、专家交流、实地考察以及基于现有信息进行的计算。尽管废物数据稀缺，但尽可能使用了最新的数据来源以确保分析质量。废物清单基于中央统计局 [38] 预测的2024年总人口403万和人均每天0.67公斤的废物产生量 [26, [39]，估计2024年的城市废物总量为985,537吨。大约65%的废物是有机物，21%是可回收物 [8]，尽管当前系统中只有不到10%的废物被回收和堆肥。假设废物收集率每年增长5%，与废物产生量的增长速度一致 [35]。大约有275辆注册车辆用于废物的二次收集和运输 [26]。亚的斯亚贝巴的年均PM2.5浓度为42.4 µg/m³ [11]。根据上述规格，计算了2024年至2030年的排放量，重点关注PM2.5和总的气候强迫污染物（以CO₂当量表示）。
3.3. 空气污染建模和健康影响分析
使用世界卫生组织开发的AirQ+工具对空气污染的健康影响进行了建模 [40]。AirQ+是一款免费提供的软件，用于量化空气污染的健康负担和影响。它基于流行病学队列研究评估短期和长期暴露于环境空气污染对死亡率的风险。该工具能够定量分析政策、干预措施或假设情景对健康的后果。AirQ+已在评估埃塞俄比亚和全球空气污染相关健康风险的研究中得到广泛应用 [41]。
PM2.5的浓度被测量并用于健康影响分析。通过第3.2节解释的方法估算的PM2.5排放量使用Robust Uniform World Model (RUWM) 转换为浓度水平，如方程（1）所示 [3,42]。RUWM是一种简化方法，用于估计相对于当前PM2.5空气污染水平的暴露变化。它只需要几个关键输入参数，即使在数据稀缺的情况下也容易获得 [43]。
(1) ΔC′PM2.5 = σ·QPM2.5kdep·A·[1−exp(−kdepA/πDR)]
其中，ΔC′PM2.5是要计算的PM2.5浓度的增量变化。QPM2.5是本研究中计算的每种废物管理情景下的PM2.5排放量。kdep是消耗速度（m/s），这是一个考虑了干沉降和湿沉降机制导致的大气污染物去除的特征速度。PM2.5的kdep典型范围在0.004到0.009 m/s之间，如果没有可用数据，则使用初步默认值0.0067 m/s [43]。DR是稀释率（m2/s），是降低污染物浓度的因素。它计算为u × hmix的乘积，其中u是风速（m/s），hmix是从地面测量的污染物混合高度（m）。亚的斯亚贝巴的平均风速为1.9 m/s。混合高度通常在100到2000 m之间，平均估计值为800 m [43]。根据这些规格，稀释率计算为1552 m2/s。σ是不确定性常数，范围在2到4之间，本分析中假设值为3 [3]。A代表表面积，亚的斯亚贝巴的表面积为540平方公里。使用RUWM方法来估计相对于当前PM2.5空气污染水平（为42.4 µg/m³ [11]）的暴露变化。根据计算出的空气污染水平，使用AirQ+模型进行了健康风险分析。通过应用PM2.5浓度-反应函数，并假设风险人群的基线死亡率为0.512% [44]，将浓度变化转化为超额死亡人数。评估了2024年的基准情景（BAU）下的健康影响，并对2030年进行了预测。废物部门的贡献是根据每年的背景PM2.5浓度进行建模的。2024年亚的斯亚贝巴的总人口为4030,000人，预计到2030年将增加到4530,000人，其中53%的人口年龄超过30岁 [38]。研究的重点是废物管理活动对整个群体吸入空气污染的影响，以及30岁以上成人因所有（自然）原因导致的死亡率。
4. 结果与讨论
4.1. 气候排放量化
每种情景下都估算了包括二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NOx）、黑碳、有机碳和甲烷（CH4）在内的总气候强迫污染物，并以CO2当量报告。SOx、PM10和PM2.5的排放量也分别进行了测量和报告，因为这些物质通常不转换为CO2当量。附录中的图2和表A1展示了每种情景下的总气候强迫污染物排放量。
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图2. 2024年埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴市政固体废物管理基准情景（BAU）及其他替代情景下的总气候强迫污染物排放量（吨CO2当量/年）。
据估计，2024年BAU产生的气候强迫污染物总量为825,963吨CO2当量。另一项研究报道，2021年亚的斯亚贝巴的废物管理活动产生了703,291吨CO2当量的温室气体 [8]。这表明由于废物持续增加且管理措施未得到改善，排放量逐年显著增加。垃圾填埋场是主要排放源，其次是露天焚烧和废物燃烧（见附录中的图3和表A2）。这是因为大部分废物被送往Reppie垃圾填埋场。CO2和CH4是导致气候影响的主要污染物（见附录表A4和A5）。大部分CO2来自露天焚烧和废物燃烧，而CH4则来自垃圾填埋场。
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图3. 2024年埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴市政固体废物管理基准情景（BAU）下各行业的气候强迫污染物排放量（吨CO2当量/年）。
该研究估计2024年CO2排放量为270,912吨，CH4排放量为17,220吨。SOx和黑碳的排放量分别为173吨和99吨（见附录表A7和A8）。2021年估计黑碳排放量为75吨 [8]。露天焚烧和废物燃烧是黑碳的主要来源。多年来排放量的增加表明改进管理措施的力度不足。该研究进一步指出，如果继续当前的做法，到2030年气候影响将增加27%，达到1045,917吨CO2当量，从而阻碍实现国家确定的减排目标。
与BAU相比，停止露天焚烧可将气候影响减少28%，到2030年降至751,295吨CO2当量。这一成果归因于CO2排放量减少了66%（见附录表A5）。实现这一情景需要所有利益相关者的承诺和努力。加纳阿克拉的研究也显示，停止露天焚烧可以显著减少气候影响 [3]。然而，停止露天倾倒垃圾会使影响增加5%，达到1095,877吨CO2当量。这是因为提议的卫生填埋场在厌氧条件下处理废物，产生的CH4排放量比垃圾填埋场更多。在这种情景下，CH4排放量预计将比BAU增加13%（见附录表A4）。
增加废物燃烧会使气候影响至少增加12%，达到1167,520吨CO2当量。这是因为废物燃烧会向空气中排放更多CO2。据估计，CO2排放量将增加82%，但CH4排放量将减少29%（见附录表A4和A5）。这一结果与之前关于废物焚烧产生高温室气体排放的研究一致 [8]。这里估计的排放量是在没有废物焚烧过程排放控制系统的情况下得出的。这代表了当系统未能捕获废物焚烧设施排放时的最坏情况。增加堆肥和回收利用则可将气候影响减少40%，到2030年降至627,904吨CO2当量。这一成果归因于CH4和CO2排放量分别减少了63%和18%（见附录表A4和A5）。废物堆肥通过将有机废物从垃圾填埋场转移出来减少了影响，而回收利用避免了塑料和其他可回收物的燃烧，节省了原材料提取，从而减少了排放。与CH4相比，这种情景下的CO2减排效果较差，因为它涉及广泛的废物收集、运输、分类和处理环节，这些环节可能会产生CO2排放。总体而言，到2030年停止露天焚烧并增加堆肥和回收利用可以显著改善气候。
4.2. 空气污染建模
估算了PM2.5的排放量，以评估现有和新提出的废物管理策略对空气质量及公共健康的影响。附录中的图4和表A3展示了BAU及其他替代情景下PM2.5排放的时间趋势。据估计，2024年BAU产生的PM2.5排放量为2182吨。如果废物部门继续按照现有系统运作，预计到2030年排放量将增加34%，达到2925吨。其他污染物（包括PM10和SOx）的排放量也在附录中的表A6和A9中进行了估算和展示。
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图4. 2024年埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴市政固体废物管理基准情景（BAU）及其他替代情景下的PM2.5排放量（吨/年）。
停止露天焚烧将使PM2.5排放量分两步减少，第一次减少发生在2025年，第二次减少发生在2027年。在这种情景下，到2030年排放量将减少到1307吨，比BAU减少了55%。停止露天倾倒垃圾将使排放量减少2731吨，减少7%。排放量的减少是由于垃圾填埋场火灾的消失。在没有严格排放控制系统的情况下，增加废物燃烧会使排放量增加129%，达到6695吨。这表明，如果不对废物燃烧进行控制和规范，它会导致严重的空气污染。增加堆肥和回收利用仅使排放量减少2%，降至2854吨。由于废物运输和过程中使用化石燃料可能产生的排放，结果并未显示出显著减少。阿克拉的研究也报告称，增加堆肥和回收利用对PM2.5的减少效果不明显 [3]。
使用RUWM方法将估算的PM2.5排放量转换为浓度。表1展示了由于废物管理活动导致的年度环境空气中PM2.5浓度的增量变化。使用背景PM2.5浓度42.4 µg/m³来估算增量变化。结果显示，在BAU下，2024年废物部门贡献了3.15 µg/m³的PM2.5。这表明废物管理占城市总PM2.5空气污染的7.4%。如果现有做法持续，废物部门的贡献比例将在2030年增加到4.23 µg/m³（见表1）。
表1. 2024年埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴废物部门对环境空气中PM2.5浓度的贡献（µg/m³）
年份 | BAU | 停止露天焚烧 | 增加废物燃烧 | 停止露天倾倒 | 增加堆肥和回收利用
--- | --- | --- | --- | --- | ---
2024 | 3.15 | 3.15 | 3.15 | 3.15 | 3.15
2025 | 3.31 | 2.39 | 7.58 | 3.09 | 3.23
2026 | 3.48 | 2.51 | 7.97 | 3.25 | 3.39
2027 | 3.65 | 1.63 | 8.36 | 3.41 | 3.56
2028 | 3.83 | 1.71 | 8.78 | 3.58 | 3.74
2029 | 4.02 | 1.80 | 9.22 | 3.76 | 3.92
2030 | 4.23 | 1.89 | 9.68 | 3.95 | 4.12
*结果相似，因为2024年是共同的基准年份。
与BAU相比，停止露天焚烧可将空气污染减少55%，到2030年降至1.89 µg/m³。停止露天倾倒可将空气污染减少7%，降至3.95 µg/m³。增加堆肥和回收利用则可将空气污染进一步减少到4.12 µg/m³，减少3%的空气污染。相反，如果不用排放控制技术，增加废物燃烧会使空气污染增加到9.68 µg/m³，比BAU增加129%。这表明，确保严格的排放控制并避免不安全的露天焚烧和倾倒行为可以减轻废物部门造成的空气污染。
结果与全球共识一致，即安全和可持续的废物管理实践可以改善空气质量 [45]。Ouedraogo等人 [46] 报告称，回收和生物处理可以显著减少空气污染。Qiang等人 [47] 报告称，由于焚烧减少，直接排放量也有所下降，从而降低了相关的空气污染物。Sharma和Sinha [48] 的研究表明，消除露天焚烧可以大幅减少城市空气污染。Lal等人 [49] 报告称，废物资源回收与空气质量改善有关，可以减少与PM2.5暴露相关的过早死亡。废物燃烧产生的碳质物质占PM2.5质量的70%以上，证实了消除露天焚烧可以大幅减少颗粒物污染。
4.3. 健康影响分析
评估了2024年和2030年人类暴露于PM2.5空气浓度对健康的影响。首先估算了总体PM2.5污染的影响，然后计算了没有废物部门排放情况下的影响，最后通过减法得出每种情景下废物部门的贡献。使用WHO的AirQ+模型，根据WHO的年平均标准5 µg/m³来衡量影响。结果显示，2024年亚的斯亚贝巴有2735例过早死亡归因于背景PM2.5空气浓度。Kume等人 [11] 也估计2020年有2043例死亡归因于空气污染，但该结果与当前研究不可比，因为其使用的是WHO的年平均标准10 µg/m³进行计算。虽然一些研究（如Kume等人 [11]）报告了总体空气污染的影响，但没有估计废物部门对此的贡献。当前研究估计，2024年亚的斯亚贝巴可能有201例（95%置信区间：163–218）过早死亡归因于废物管理活动造成的空气污染（见附录中的表2和表A9）。这占城市背景PM2.5空气污染总死亡数的7%。研究结果表明，改进废物管理系统可以显著减少与空气污染相关的死亡人数。
表2. 2024年埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴废物部门排放对背景PM2.5浓度和空气污染相关死亡率的贡献模型结果
空单元 | PM2.5排放量（吨/年） | PM2.5浓度（µg/m³） | 过早死亡（95%置信区间）
--- | --- | --- | ---
BAU | 2182 | 3.15 | 201 (163–218)
图5展示了2030年的影响分析结果与2024年的背景影响相比的情况。附录中的表A10详细介绍了模型化的健康影响。结果显示，如果现有做法持续到2030年，由于废物管理导致的空气污染死亡人数可能从2024年的201例（95%置信区间：163–218）增加到305例（95%置信区间：247–331）。到2030年，停止露天焚烧将使死亡人数减少到136例（95%置信区间：109–146），比BAU减少55%。阿克拉的研究报告称，通过停止露天焚烧，2030年可能减少120例过早死亡 [3]。停止露天倾倒垃圾将使死亡人数减少到285例（95%置信区间：230–308），比BAU减少7%。增加堆肥和回收利用将使死亡人数减少到297例（95%置信区间：240–322），比BAU减少3%。阿克拉的另一项研究也报告称，回收和堆肥在减少健康影响方面的效果不明显 [3]。这是因为废物处理和运输过程中使用了化石燃料。废物燃烧则可能使影响增加，达到713例（95%置信区间：574–775），比BAU增加134%。这表明在废物焚烧过程中如果没有排放控制系统，后果最为严重。增加堆肥和回收利用可以将气候影响减少40%，到2030年降至627,904吨CO2当量。这一成果归因于CH4和CO2排放量分别减少了63%和18%（见附录表A4和A5）。废物堆肥通过将有机废物从垃圾填埋场转移出来减少了影响，而回收利用避免了塑料和其他可回收物的燃烧，节省了原材料提取，从而减少了排放。与CH4相比，这种情景下的CO2减排效果较差，因为它涉及广泛的废物收集、运输、分类和处理环节，这些环节可能会产生CO2排放。总体而言，到2030年停止露天焚烧并增加堆肥和回收利用可以显著改善气候。
4.4. 结论
与BAU相比，停止露天焚烧可将空气污染减少55%，到2030年降至1.89 µg/m³。停止露天倾倒垃圾可将空气污染减少7%，降至3.95 µg/m³。增加堆肥和回收利用则可将空气污染进一步减少到4.12 µg/m³，减少3%的空气污染。相反，如果不用排放控制技术，增加废物燃烧会使空气污染增加到9.68 µg/m³，比BAU增加129%。这表明，确保严格的排放控制并避免不安全的露天焚烧和倾倒行为可以减轻废物部门造成的空气污染。
结果与全球共识一致，即安全和可持续的废物管理实践可以改善空气质量 [45]。Ouedraogo等人 [46] 报告称，回收和生物处理可以显著减少空气污染。Qiang等人 [47] 报告称，由于焚烧减少，直接排放量也有所下降，从而降低了相关的空气污染物。Sharma和Sinha [48] 的研究表明，消除露天焚烧可以大幅减少城市空气污染。Lal等人 [49] 报告称，废物资源回收与空气质量改善有关，可以减少与PM2.5暴露相关的过早死亡。2030年埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴因废物管理相关空气污染导致的死亡人数。研究结果进一步指出了特定废物管理做法的贡献。研究表明，露天焚烧和露天倾倒分别导致了169例（95%置信区间：138–185）和20例（95%置信区间：17–23）死亡。相比之下，如果没有严格的排放控制措施，废物焚烧将在2030年前导致额外408例（95%置信区间：327–444）死亡。模型输出代表的是城市层面的比较估计值，不应被解释为精确的局部暴露或健康影响值。当停止露天焚烧时，PM2.5的空气污染会显著下降，因为这直接消除了废物系统中最大的未受控制排放源之一。结束露天倾倒带来的减排效果较为温和，主要是通过防止二次排放（例如垃圾填埋场火灾和风扬尘），而增加废物焚烧则可能根据技术不同而减少或增加PM2.5——带有排放控制的受控焚烧会降低排放，而无控制的焚烧则会增加排放。扩大堆肥和回收利用通常可以通过将废物从焚烧和倾倒中转移出来来减少PM2.5，从而降低整个系统的排放强度。总体而言，停止露天焚烧被认为是能够以有限努力带来积极结果的潜在即时行动。结束露天倾倒和加强回收利用和堆肥也有助于改善气候、空气质量和公共健康。然而，这两者都依赖于新设施的建立、功能完善的收集系统、废物分类和分拣。实现可靠的回收和堆肥系统需要大量的时间和资源。因此，停止露天焚烧可以成为改善公共健康的优先政策。这一建议与阿克拉市的报告一致[3]。
4.4 研究局限性
本研究使用SWEET工具估算了PM2.5浓度，并据此计算了健康影响。虽然SWEET提供了可靠的比较估计值，但由于通用排放因子和有限的本地测量数据，绝对PM2.5排放量可能存在不确定性。该工具假设焚烧设施未使用排放控制技术来计算影响。在基准情景（BAU）和情景2中假设废物焚烧的情况下，这可能会高估影响。与废物管理实践相关的大气排放所涉及的健康风险不仅限于PM2.5，还应考虑二噁英、多环芳烃、重金属和其他新兴污染物。此外，由于亚的斯亚贝巴地形和气象条件复杂，RUWM模型可能无法捕捉到其空间变异性，因此结果应被视为全市平均水平而非特定社区的影响。
健康影响分析可能受到总死亡人数估算值以及缺乏按年龄和死因分类的死亡数据的限制，这些数据本可以为公共卫生干预提供更精确的信息。由于缺乏最新可靠数据，本研究使用了2020年的数据作为2024年的基准，考虑到城市发展的快速变化。此外，当某些做法（如废物焚烧）被停止时，如果废物被转移到垃圾填埋场，可能会导致渗滤液渗入地下水，从而对人类健康造成额外风险。未来的研究有望改进这些局限性，以实现准确的健康影响建模。尽管如此，本研究提供的估计值仍能说明废物系统产生的排放对健康的影响。最后，“无排放控制”焚烧情况下的计算结果是一种假设的最坏情况，旨在强调监管的重要性；不应将其视为现有废物处理设施的实际预测。
5. 结论与政策建议
本研究评估了埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴城市固体废物管理实践导致的空气污染对公共健康的影响。它评估了现有露天倾倒、露天焚烧和废物焚烧的做法的影响，并提出了干预措施。研究了四种替代方案：停止露天焚烧、停止露天倾倒、增加废物焚烧以及增加堆肥和回收利用。采用SWEET工具进行生命周期评估（LCA）以量化排放。计算出的排放量通过RUWM方法转换为浓度值，并使用WHO的AirQ+模型分析健康影响。结果显示了2024-2030年期间的PM2.5和CO2当量气候强迫污染物排放量。
- 基准情景（BAU）下，2024年排放了825,963吨CO2当量气候强迫污染物和2,182吨PM2.5，使环境空气中PM2.5浓度增加了3.15 μg/m³，导致201例（95%置信区间：163–218）过早死亡。废物部门占城市总PM2.5相关空气污染的7%。如果现有做法不加以干预，气候影响将增加219,954吨，PM2.5排放量增加743吨，使空气中PM2.5浓度增加1.08 μg/m³，导致2030年额外104例过早死亡。
- 情景1：停止露天焚烧，可将气候影响减少294,622吨，PM2.5排放量减少1,618吨，PM2.5浓度降低2.34 μg/m³，有望在2030年前避免169例（95%置信区间：138–185）过早死亡。这一方案在改善空气质量和公共健康方面具有较大潜力，且实施难度相对较低。
- 情景2：增加废物焚烧，会导致最高的空气污染、气候影响和公共健康负担。气候影响增加121,603吨，PM2.5排放量增加两倍多（3,770吨），使空气中PM2.5浓度增加5.45 μg/m³，导致额外408例（95%置信区间：327–444）过早死亡。该情景基于未采用排放控制技术的废物焚烧过程进行计算，旨在强调缺乏适当监管时的损失程度。所报告的排放量并非现有废物处理设施的实际预测，而是提醒采取积极措施，因为通过遵守排放标准可以避免这些影响。因此，制定适当的指导方针并控制排放量可以减轻潜在影响。
- 情景3：将露天垃圾场转变为卫生填埋场，虽然会增加49,960吨CO2当量污染物，但可减少194吨PM2.5排放，使空气中PM2.5浓度降低0.28 μg/m³，并在2030年前避免20例（95%置信区间：17–23）过早死亡。如果不捕获甲烷（CH4），卫生填埋场可能比未经管理的垃圾场对气候的影响更大。在卫生填埋场开发气体提取系统可以实现清洁能源生产，从而在减缓气候影响方面更具优势。
- 情景4：增加堆肥和回收利用，预计到2030年可带来更大的气候效益（减少418,013吨排放）。然而，空气质量和公共健康效益可能相对较低。该方案可减少71吨PM2.5，使空气中PM2.5浓度降低0.11 μg/m³，并避免8例（95%置信区间：7–9）过早死亡。通过提高废物处理和运输效率以及减少化石燃料的使用，可以进一步优化这些效益。实施这一方案需要大量时间和努力，其健康效益可能不会立即显现。
研究建议亚的斯亚贝巴市采取行动，纠正不安全的露天焚烧做法，因为这种做法正在损害公共健康。如果废物焚烧过程未能采取严格的排放控制措施，损害会更加严重。这也为面临类似挑战的其他低收入国家提供了参考。本研究有两个关键启示：首先，它支持通过促进基于证据的决策制定和增强对废物管理不良影响的理解来建立强大的废物管理系统；其次，它明确了废物部门对空气污染的贡献，并提出了减排策略。为此，建议采用废物层次结构作为减排框架，包括扩大未收集废物的收集范围、在源头进行分类以供再利用或回收，以及减少送往填埋场或焚烧厂的废物量。
本研究采用了一种风险评估方法，将废物管理实践的影响以可归因的死亡人数来表达，从而便于与当地利益相关者沟通。建议立即采取行动禁止露天焚烧。中期应重点发展卫生填埋场并扩大堆肥和回收设施。只有在具备严格排放控制能力的情况下，才推荐进行废物焚烧。通过这些措施，亚的斯亚贝巴和其他类似低收入城市可以加速可持续城市发展的进程，并实现可持续发展目标（SDGs）。本研究直接涉及SDG指标3.9.1（环境空气污染导致的死亡率）和11.6.2（PM2.5水平）。
**资金情况**
本研究未获得任何资金支持。
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