Når byer og systemer skalerer opp, skalerer avfall seg tilsvarende?

Publisert av Platon

Følgere: 0

byer-og-avfall-skalering — Studien utforsker hvordan tre typer avfallsproduksjon - kommunalt fast avfall, avløpsvann og utslipp av klimagasser - skalerer med bystørrelse (bildekreditt: Elisa Heinrich Mora).

En fersk studie forsøker å forutsi den fremtidige tilstanden til urbane økosystemer, og antyder behovet for en ny vitenskap om avfall.

Levende systemer har utviklet seg til å rekonstituere avfall - skapninger som møkkbiller fyller en økologisk nisje for å bryte ned andre organismers avføring - men avfall er et problem som fortsatt plager menneskelige systemer.

Ettersom verdens befolkning fortsetter å vokse og urbaniseres raskt – to tredjedeler av menneskene vil være byboere innen 2050, ifølge FN – driver avfallet vårt til en økende verdensomspennende krise. Mikroplast dekker planeten og infiltrerer kroppene våre, avløpsvann forurenser vannveiene våre, og klimagassutslipp driver globale klimaendringer.

"Vi som samfunn har en tendens til å ignorere den ubehagelige siden av produksjonen vår," sier Mingzhen Lu, en assisterende professor ved New York University og tidligere SFI Omidyar Complexity Fellow.

Lu og SFI-professor Chris Kempes er medkorresponderende forfattere på en ny papir publisert i Naturbyer som utforsker avfallsproduksjon som en funksjon av urbane systemer.

– Nøkkelspørsmålet er om avfall produseres mer eller mindre effektivt etter hvert som systemene skalerer opp, og hvor stor resirkuleringsbelastning det er som følge av dette, sier Kempes.

For å løse dette spørsmålet brukte forfatterne skaleringsteori for å analysere avfallsprodukter - kommunalt fast avfall, avløpsvann og klimagassutslipp - fra mer enn tusen byer rundt om i verden. Skaleringsteori har blitt brukt i biologien for å beskrive hvordan organismens fysiologi endres med kroppsmassen, og den viste seg relevant for å forstå hvordan avfallsproduksjonen skalerer med veksten av en by.

"Skaleringsteori tillot oss å trekke ut overordnede brede strekmønstre og overskride individualiteten til hver by," sa Lu.

De resulterende mønstrene viser tydelige forskjeller i avfallsproduksjonen ettersom byer vokser. Fast avfall skalerer lineært - fordi det er knyttet til individuelt forbruk, øker det i samme takt som befolkningsveksten. I kontrast skalerer produksjonen av avløpsvann superlineært mens utslipp skaleres sublineært. Med andre ord bidrar større byer med uforholdsmessig mer flytende avfall enn mindre byer, men driver ut færre klimagasser. Resultatene antyder en stordriftsfordel for utslipp ettersom vekst typisk gir mer effektiv energi- og transportinfrastruktur, men en uøkonomi for flytende avfall.

Byer har en tendens til å avvike fra den universelle skaleringsloven etter hvert som de blir rikere. Byer med høyere BNP per innbygger genererer mer avfall over hele linjen, noe som understreker forholdet mellom avfallsproduksjon og økonomisk vekst.

Funnene understreker behovet for en ny vitenskap om avfall som kan bidra til å forutsi den fremtidige tilstanden til urbane økosystemer og informere politikk for å redusere avfall og øke bærekraften.

"Sopper fant ut hvordan de skulle bryte ned ligninavfall fra trær og skapte bærekraftige økosystemer som har vart i hundrevis av millioner år," sier Lu. "Vi tar det inn og kaster det - vi kan ikke lenger overse avfall fra våre samfunn."

Les artikkelen "Verdensomspennende skalering av avfallsgenerering i urbane systemer" i Naturbyer (17. januar 2024) DOI: https://doi.org/10.1038/s44284-023-00021-5