Kun kaupungit ja järjestelmät laajenevat, mitoituuko jäte vastaavasti?

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

kaupungit ja jätteiden skaalaus — Tutkimuksessa selvitetään, miten kolme jätteentuotantotyyppiä – kiinteät yhdyskuntajätteet, jätevedet ja kasvihuonekaasupäästöt – skaalautuvat kaupungin koon mukaan (kuvan luotto: Elisa Heinrich Mora).

Äskettäinen tutkimus yrittää ennustaa kaupunkien ekosysteemien tulevaa tilaa ja ehdottaa uuden tieteen tarvetta jätteistä.

Elävät järjestelmät ovat kehittyneet jätteiden muodostamiseksi uudelleen – lannankuoriaisten kaltaiset olennot täyttävät ekologisen markkinaraon hajottaakseen muiden organismien ulosteita – mutta jäte on ongelma, joka edelleen vaivaa ihmisten järjestelmiä.

Kun maailman väestö jatkaa kasvuaan ja kaupungistuu nopeasti – YK:n mukaan vuoteen 2050 mennessä kaksi kolmasosaa ihmisistä on kaupunkilaisia – jätteemme ajaa kasvavaa maailmanlaajuista kriisiä. Mikromuovit peittävät planeetan ja tunkeutuvat kehoomme, jätevedet saastuttavat vesistöämme ja kasvihuonekaasupäästöt ajavat globaalia ilmastonmuutosta.

"Meillä yhteiskuntana on taipumus jättää huomioimatta tuotantomme epämiellyttävä puoli", sanoo Mingzhen Lu, New Yorkin yliopiston apulaisprofessori ja entinen SFI Omidyar Complexity Fellow.

Lu ja SFI-professori Chris Kempes ovat rinnakkaiskirjoittajia uusi paperi julkaistu Luontokaupungit joka tutkii jätteentuotantoa kaupunkijärjestelmien funktiona.

"Avainkysymys on, syntyykö jätettä enemmän vai vähemmän tehokkaasti järjestelmien laajeneessa ja kuinka suuri kierrätystaakka siitä on seurausta", Kempes sanoo.

Tämän kysymyksen ratkaisemiseksi kirjoittajat käyttivät skaalausteoriaa analysoidakseen jätetuotteita - kiinteää yhdyskuntajätettä, jätevettä ja kasvihuonekaasupäästöjä - yli tuhannesta kaupungista ympäri maailmaa. Skaalausteoriaa on käytetty biologiassa kuvaamaan, kuinka organismin fysiologia muuttuu kehon massan mukana, ja se osoittautui merkitykselliseksi sen ymmärtämiseksi, kuinka jätteiden tuotanto skaalautuu kaupungin kasvun myötä.

"Skaalausteoria antoi meille mahdollisuuden poimia kattavia leveitä vetokuvioita ja ylittää jokaisen kaupungin yksilöllisyyden", sanoi Lu.

Tuloksena saadut kuviot osoittavat selviä eroja jätteen tuotannossa kaupunkien kasvaessa. Kiinteä jäte skaalautuu lineaarisesti – koska se on sidottu yksilölliseen kulutukseen, se kasvaa samaa tahtia väestönkasvun kanssa. Sitä vastoin jäteveden tuotanto skaalautuu superlineaarisesti, kun taas päästöt skaalautuvat sublineaarisesti. Toisin sanoen isommat kaupungit tuottavat suhteettoman enemmän nestemäistä jätettä kuin pienet kaupungit, mutta poistavat vähemmän kasvihuonekaasuja. Tulokset viittaavat mittakaavaetuun päästöjen osalta, sillä kasvu tuo tyypillisesti tehokkaamman energia- ja kuljetusinfrastruktuurin, mutta epäsuotuisa nestemäiselle jätteelle.

Kaupungit yleensä poikkeavat yleisestä skaalauslaista vaurastuessaan. Kaupungeissa, joiden BKT asukasta kohden on korkea, syntyy kaikkialla enemmän jätettä, mikä korostaa jätteen syntymisen ja talouskasvun välistä suhdetta.

Tulokset korostavat tarvetta kehittää uusi jätetiede, joka voi auttaa ennustamaan kaupunkien ekosysteemien tulevaa tilaa ja tiedottamaan politiikoista jätteen vähentämiseksi ja kestävyyden lisäämiseksi.

"Sienet keksivät, kuinka hajottaa ligniinijäte puista, ja loivat kestäviä ekosysteemejä, jotka ovat kestäneet satoja miljoonia vuosia", Lu sanoo. "Otamme sen sisään ja heitämme pois – emme voi enää sivuuttaa yhteiskuntiemme jätettä."

Lue artikkeli "Jätteen tuotannon maailmanlaajuinen skaalautuminen kaupunkijärjestelmissä". Luontokaupungit (17. tammikuuta 2024) DOI: https://doi.org/10.1038/s44284-023-00021-5