德國柏林市落葉的收集及資源化再利用措施

嚴陳玲

（1. 北京市城市管理研究院，北京100028；2. 生活垃圾檢測分析與評價北京市重點實驗室，北京100028）

每年尤其是到了秋天，世界各地的園林都會產(chǎn)生大量落葉，影響車輛交通和行人行走，更影響市容。對這些散落的落葉如何開展系統(tǒng)化地收集運輸和資源化再利用，是各地環(huán)衛(wèi)等部門需要深入思考與探索的關(guān)鍵問題。旨在介紹和總結(jié)德國柏林市針對落葉資源采取的收集方法以及實施的資源化再利用措施，并解析其成功之處。

1 柏林市政府對落葉的處理

在德國，除了清掃車行道之外，清掃公共交通區(qū)域的落葉是城市道路清掃部門要完成的季節(jié)性例行任務。柏林市是德國首都，是歐洲城市里綠化最好的首都之一，這一方面使得該市成為宜居城市，另外一方面卻讓該市承擔艱巨的落葉清掃任務。通常在第一場秋風過后的短短幾天之內(nèi)，該市就會堆積大約11 萬m3的落葉。

2010年末，柏林全市街道上共有50400 多棵樹。對落葉盡快予以清掃，一方面是確保人行道和街道的暢通，另外一方面是確保雨水順暢流入下水道，聚集在街道兩旁雨水排水口的落葉會阻擋雨水迅速流入排水口，需要及時進行清掃。該市每年要對A 和B 級道路上大約21 萬個雨水排水口予以清掃，以確保下再大的雨，雨水也能順暢流入排水口，從而確保路面清潔，且不會積水[1]。

該市可回收物收集站，可以對來自家庭庭院和花園或菜園的落葉、綠色垃圾以及果樹上掉落下來的水果進行收費式回收。禁止對落葉和綠色垃圾進行焚燒。

柏林市政府針對《道路清掃管理條例》指定的公共街道上的落葉實施小組作業(yè)方式，對公共道路上落葉量特別大的區(qū)域進行隨時監(jiān)控，根據(jù)具體的清掃需求做出靈活反應。在樹木尤其多的城區(qū)，還會進行額外的道路清掃。盡管清掃落葉耗費了大量人力物力，但在時間和成本上卻是可控的。

柏林市每年從車行道、人行道以及花園可以收集超過1.5 萬t 的落葉，這些落葉必須在出現(xiàn)第一次霜凍之前予以收集處理。通過不同的工具來收集落葉，例如鼓風機和耙子。首先將落葉以線狀形式掃到一起，堆成小堆，然后利用拖車拖運至中心收集點。還可以使用掃地車對混凝土路面的樹葉進行清掃。自2014年以來，柏林市開始廣泛使用電動鼓風機收集落葉（圖1）。

圖1 柏林市落葉收集

柏林市所有的垃圾回收站每次可以免費接收多達1 m3的落葉，超過1 m3，繳納1 歐元/m3的費用。柏林城市環(huán)境衛(wèi)生管理局不接受用藍色、黑色或者黃色袋子裝的落葉，因為市民沒有為這些收集袋繳納費用，市民如果將這些收集袋放置在街道邊緣視為違法行為。

收集和處理落葉時要注意的是：潛葉蛾會誘發(fā)七葉樹蟲災，尤其是會導致歐洲白花七葉樹早早落葉。七葉樹球座菌也會導致樹葉變黃。為了防止害蟲蔓延，被這兩種害蟲侵害的七葉樹落葉不能就地進行堆肥處理，而應該收集到落葉袋，或者綠色的生物垃圾桶、黑色的剩余垃圾桶以及白色的垃圾袋里，然后交由環(huán)衛(wèi)部門進行處理。第三種樹葉害蟲是羊毛狀綿蚧，主要生長在椴木和槭樹枝干和枝條上，但被這種害蟲侵害過的落葉可以進行堆肥處理，因為落葉期間害蟲留下的只是空空的驅(qū)殼。

2 居民對落葉的處理

對于不屬于公共清掃列舉范圍內(nèi)的街道，由住在街道附近的居民負責清掃落葉。不管人行道的落葉是從哪個地方落下的，比如從市政府栽種的樹木上落在人行道上，也必須由市民予以收集后再進行處理。

如果由于其他原因不能對樹葉進行堆肥處理，要將它們裝在由柏林城市清掃公司發(fā)放的樹葉存放袋里，并交納處置費予以處理。每年從9—12月，柏林市民可以付費從環(huán)衛(wèi)部門、垃圾回收站、有害垃圾移動式回收站以及眾多的Budnikowsky 便利店分店領(lǐng)取到白色透明的落葉收集袋，每個袋子容量為100 L，每個袋子收取1 歐元的費用。該筆費用在園林和花園垃圾的處理費中予以全部抵消。只裝有落葉的回收袋可以在10—12月的特定回收日的早晨6 點之前放置在車行道邊緣，方便回收車輛過來回收。每個城區(qū)有5 個落葉回收日。每個落葉袋不能超過20 kg[1]。

居民家庭的落葉和庭院垃圾不足1 m3時，免費回收；超出1 m3后，收取1 歐元/m3的回收費用，每次最多回收3 m3的落葉。歐洲七葉樹落葉也可以交付到這些回收點。自家房屋周圍的落葉不允許投放到公共街道和馬路上。

市民要注意的是，在非回收日期間，將花園和人行道上的落葉堆放到車行道邊緣或者人行道旁的排水口或者溝渠處是違法行為。這會導致下水管道堵塞，進而導致洪水泛濫。

擁有花園的居民一般可以自行對落葉、樹木和灌木的枝條進行堆肥處理。居民只允許將園林垃圾和花園垃圾，例如落葉、草坪修剪垃圾以及其他的植物垃圾裝進落葉袋。居民垃圾以及廚余垃圾不能放進落葉袋。裝在包裝盒、包裝袋、集裝箱等里面的園林垃圾和花園垃圾不予以清運。針對少量的落葉，市民可以選擇比較經(jīng)濟而且便利的做法，即裝在綠色的生物垃圾桶里，這種80 L 的垃圾桶每月收取1.72 歐元的費用（每14 d 傾倒一次）。特別環(huán)保的做法是將這些落葉就地進行堆肥處理。將落葉在自己的花園里堆肥，可以進行有效的生態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)，進而持續(xù)改善土壤質(zhì)量?；▓@里堆積的落葉也是刺猬和其他小動物的重要冬眠棲息處。花壇上的落葉對灌木植物也起著很好冬季保暖作用，所以可以保留在花壇里。

此外，每年的圣誕節(jié)之后，私人家庭需要予以回收的圣誕樹長度不能超過3 m。要注意的是，圣誕樹上的懸掛飾品如小球、蠟燭燈都要取下來。在圣誕樹收集日，居民需要將圣誕樹在上午6 時之前放置在房屋前的車行道邊緣，在確保不妨礙正常交通的情況下，等待工作人員上門回收。在收集時間之后放置的圣誕樹，不提供再次收集服務。

3 柏林市對落葉的資源化利用

柏林市在該市弗德里希動物園開展了一項由柏林市環(huán)境、交通和環(huán)境保護參議院行政和歐盟委員會支持下進行的CarboTIP 項目研究（全稱為：動物園里二氧化碳分離潛力研究），旨在對該動物園里產(chǎn)生的落葉進行資源化再利用，從而對落葉里的碳元素進行儲存，達到減少溫室氣體排放量的目的。選擇該動物園的理由在于，該動物園面積為160 hm2，是歐洲最大的風景式動物園，園區(qū)擁有8500 多種不同種類的樹木。該園區(qū)每年產(chǎn)生約1.6 萬m3的落葉，其中約1000～1500 m3的落葉已得到了處理，絕大部分的落葉留在園區(qū)原地。

2017年秋季開始，柏林市對該園區(qū)落葉收集之后，儲存在多功能處理間里有待下一步處理。落葉堆的組成成分在濕度和結(jié)構(gòu)上是不均勻的。上層約50 cm 厚的落葉濕度達到了10%，葉片保持得很好。在落葉堆的內(nèi)部，濕度則上升到了60%以上，可以看出發(fā)生了明顯的腐爛。攪拌落葉堆來使得落葉進一步均勻化。接下來借助錘式磨碎機對落葉進行搗碎，然后利用造粒壓力機對落葉粉碎部分進行造粒，使用的是8 mm 的造粒模具。在搗碎落葉之前，沒有對落葉進行其他處理，如篩分或者沖洗[2]。

為了研究熱解溫度和時間對各種參數(shù)如碳的含量、穩(wěn)定度以及多環(huán)芳烴的含量的影響，在碳化實驗中，將落葉造粒放置在馬佛爐里加熱至550 ℃，750 ℃和950 ℃，處理時間為40 min 和60 min。之前需要將馬佛爐預熱至配料進行碳化的相應溫度。將造粒放置在小瓷坩堝里，然后倒置在鋼制托盤上。為了保持較低的空氣交換，要注意將坩堝和托盤保持很好的隔離。碳化之后，再將植物煤放置在水桶里進行淬火。研究中心發(fā)現(xiàn)，除了生成植物煤，還產(chǎn)生了150 kW 的熱量。

熱解溫度對氮、氧和氫而言是決定性的要素，溫度升至550 ℃以上，植物煤里的氮減少30%～60%。產(chǎn)生植物煤的同時，進料也發(fā)生質(zhì)量上的損失，溫度越高，碳的含量也逐漸減少，但是碳含量的降低卻能導致植物煤里有機碳的穩(wěn)定[2]。

研究表明，落葉主要由碳、氧、氮和硫組成。在質(zhì)量比例約為50%的落葉干基中，碳占據(jù)著最大的比例。未使用的落葉具備巨大的潛力，可以進行堆肥發(fā)酵生成植物煤和熱量，并且可以長期儲存碳和減少化石燃料的使用。將植物殘余碳化為植物煤是一種很有前途的環(huán)保型處理工藝。由于植物煤的穩(wěn)定性好，功能強大，可以從大氣中長期儲存碳物質(zhì)，并為植物提供養(yǎng)分和水。而落葉非常適合進行碳化，這是一種通過生物質(zhì)將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的儲存形式的簡易途徑。除了生成高質(zhì)量的植物煤之外，還可以以熱量的形式生成對建筑物等進行加熱的熱量以及產(chǎn)生電能。在碳化的過程中，與焚燒或者自然腐爛不同，生物質(zhì)中儲存的碳里，只有約50%返回到大氣中。

植物煤具有很好的穩(wěn)定性，能夠保存成百上千年，大有希望應用于處理堆肥中產(chǎn)生的有機殘留物上。植物煤是潮濕的以及富含氮的材料的極好填充和吸收劑。在堆肥過程中，可以通過添加植物煤，明顯減少氨和氧化氮的排放量。植物煤的表面可以通過物理吸附儲存二氧化碳，避免其排放到大氣里。有機土壤物質(zhì)可以通過使用植物煤肥料，憑借其降解穩(wěn)定性，而得到長期增加。

除了對動物園里產(chǎn)生的落葉生成植物煤之外，對落葉進行碳化還顯示出非常高的碳分離潛力。已經(jīng)處理的1500 m3的落葉可以產(chǎn)生約40 t 的植物煤，通過減少落葉里的雜質(zhì)成分，可以生成含量超過50%的植物煤，從而減少了約70 t 二氧化碳的排放量。充分利用碳化過程中產(chǎn)生的熱量以及生成化石替代品，可以進一步減少二氧化碳的排放量，達到節(jié)能減排的效果。

4 結(jié)論

落葉具有分布分散、體積大、質(zhì)量輕的特點，在收集、處理和貯存等環(huán)節(jié)成本較高。傳統(tǒng)的處理方式有焚燒處理、填埋等，然而，從對環(huán)境產(chǎn)生的影響來看，此類看似簡單的處理方式不僅對環(huán)境造成嚴重的污染，也是對落葉資源的一種浪費。近年來，國內(nèi)外學者關(guān)于落葉處理的研究多集中在落葉的分解、發(fā)酵、堆肥、生產(chǎn)沼氣以及吸附方面[3]，還有用于保健、農(nóng)村建筑、開發(fā)美工作品、制造一次性餐具等方面[4]，任繼勤等[5]也嘗試使用PEST 分析法分析了近年來北京地區(qū)較為提倡的生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這一技術(shù)處理落葉存在落葉難以收集、落葉資源尚未被充分利用等阻礙。針對這些問題，可以借鑒學習德國的落葉收集和資源化再利用方法，以期達到更好地保護環(huán)境的目的。