Czy w miarę zwiększania się skali miast i systemów ilość odpadów ulega odpowiedniemu skalowaniu?

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

skalowanie miast i odpadów — W badaniu zbadano, w jaki sposób trzy rodzaje produkcji odpadów — komunalne odpady stałe, ścieki i emisje gazów cieplarnianych — skalują się w zależności od wielkości miasta (zdjęcie: Elisa Heinrich Mora).

W niedawnym badaniu podjęto próbę przewidzenia przyszłego stanu ekosystemów miejskich i zasugerowano potrzebę opracowania nowej nauki o odpadach.

Systemy żywe ewoluowały, aby odtwarzać odpady — stworzenia takie jak chrząszcze gnojowe wypełniają niszę ekologiczną rozkładającą odchody innych organizmów — ale odpady to problem, który wciąż nęka organizm ludzki.

Ponieważ liczba ludności na świecie stale rośnie i szybko się urbanizuje – według Organizacji Narodów Zjednoczonych do 2050 r. dwie trzecie ludzi będzie mieszkańcami miast – nasze odpady powodują narastający światowy kryzys. Mikroplastiki pokrywają planetę i przenikają do naszych organizmów, ścieki zanieczyszczają nasze drogi wodne, a emisje gazów cieplarnianych napędzają globalną zmianę klimatu.

„Jako społeczeństwo mamy tendencję do ignorowania nieprzyjemnych stron naszej produkcji” – mówi Mingzhen Lu, adiunkt na Uniwersytecie Nowojorskim i były pracownik SFI Omidyar Complexity Fellow.

Lu i profesor SFI Chrisa Kempesa są współautorami korespondującymi nowy papier opublikowane w Miasta natury który bada produkcję odpadów jako funkcję systemów miejskich.

„Kluczowe pytanie brzmi, czy odpady są produkowane mniej czy bardziej wydajnie w miarę zwiększania się skali systemów i jak duże jest w związku z tym obciążenie recyklingiem” – mówi Kempes.

Aby odpowiedzieć na to pytanie, autorzy wykorzystali teorię skalowania do analizy produktów odpadowych – stałych odpadów komunalnych, ścieków i emisji gazów cieplarnianych – z ponad tysiąca miast na całym świecie. Teorię skalowania stosowano w biologii do opisu zmian fizjologii organizmu wraz z masą ciała i okazała się ona istotna dla zrozumienia, w jaki sposób produkcja odpadów rośnie wraz z rozwojem miasta.

„Teoria skalowania pozwoliła nam wyodrębnić nadrzędne, szerokie wzorce obrysów i wyjść poza indywidualność każdego miasta” – powiedział Lu.

Uzyskane wzorce pokazują wyraźne różnice w produkcji odpadów w miarę rozwoju miast. Odpady stałe skalują się liniowo – ponieważ są powiązane z indywidualną konsumpcją, rosną w tym samym tempie, co wzrost populacji. Natomiast produkcja ścieków skaluje się superliniowo, podczas gdy emisje – subliniowo. Innymi słowy, większe miasta wytwarzają nieproporcjonalnie więcej płynnych odpadów niż mniejsze miasta, ale emitują mniej gazów cieplarnianych. Wyniki sugerują efekt skali w przypadku emisji, ponieważ rozwój zazwyczaj wiąże się z bardziej wydajną infrastrukturą energetyczną i transportową, ale jest niekorzystny w przypadku odpadów płynnych.

Miasta mają tendencję do odchodzenia od uniwersalnego prawa skalowania w miarę bogacenia się. Miasta o wyższym PKB na mieszkańca generują ogólnie więcej odpadów, co podkreśla związek między wytwarzaniem odpadów a wzrostem gospodarczym.

Odkrycia podkreślają potrzebę nowej nauki o odpadach, która może pomóc przewidzieć przyszły stan ekosystemów miejskich i pomóc w kształtowaniu polityk mających na celu ograniczenie ilości odpadów i zwiększenie zrównoważonego rozwoju.

„Grzyby odkryły, jak rozkładać odpady ligniny z drzew i stworzyły zrównoważone ekosystemy, które przetrwały setki milionów lat” – mówi Lu. „Przyjmujemy to i wyrzucamy – nie możemy już dłużej ignorować marnotrawstwa naszych społeczeństw”.

Przeczytaj artykuł „Światowe skalowanie wytwarzania odpadów w systemach miejskich” w Miasta natury (17 stycznia 2024 r.) DOI: https://doi.org/10.1038/s44284-023-00021-5