По мере расширения городов и систем увеличивается ли соответственно и количество отходов?

Переиздано Платоном

Читают: 0

масштабирование городов и мусора — В исследовании изучается, как три типа производства отходов — твердые бытовые отходы, сточные воды и выбросы парниковых газов — масштабируются в зависимости от размера города (изображение предоставлено: Элиза Генрих Мора).

Недавнее исследование пытается предсказать будущее состояние городских экосистем и предполагает необходимость новой науки об отходах.

Живые системы эволюционировали, чтобы восстанавливать отходы — такие существа, как навозные жуки, заполняют экологическую нишу, расщепляя фекалии других организмов, — но отходы — это проблема, которая до сих пор преследует человеческие системы.

Поскольку население мира продолжает расти и быстро урбанизироваться (по данным ООН, к 2050 году две трети людей будут горожанами), наши отходы приводят к нарастающему мировому кризису. Микропластик покрывает планету и проникает в наши тела, сточные воды загрязняют наши водные пути, а выбросы парниковых газов приводят к глобальному изменению климата.

«Мы как общество склонны игнорировать неприятную сторону нашего производства», — говорит Минчжэнь Лу, доцент Нью-Йоркского университета и бывший научный сотрудник SFI Omidyar Complexity.

Лу и профессор SFI Крис Кемпес являются соавторами-переписчиками по новая статья опубликованной в Природа Города который исследует образование отходов как функцию городских систем.

«Ключевой вопрос заключается в том, будут ли отходы производиться более или менее эффективно по мере расширения систем, и насколько велика, как следствие, нагрузка на переработку», — говорит Кемпес.

Чтобы ответить на этот вопрос, авторы использовали теорию масштабирования для анализа отходов — твердых бытовых отходов, сточных вод и выбросов парниковых газов — из более чем тысячи городов по всему миру. Теория масштабирования использовалась в биологии для описания того, как физиология организма меняется в зависимости от массы тела, и она оказалась актуальной для понимания того, как масштабируется производство отходов с ростом города.

«Теория масштабирования позволила нам извлечь общие закономерности и выйти за рамки индивидуальности каждого города», — сказал Лу.

Полученные закономерности демонстрируют явные различия в производстве отходов по мере роста городов. Твердые отходы масштабируются линейно — поскольку они привязаны к индивидуальному потреблению, они увеличиваются с той же скоростью, что и рост населения. Напротив, производство сточных вод растет суперлинейно, а выбросы сублинейно. Другими словами, крупные города выбрасывают непропорционально больше жидких отходов, чем города меньшего размера, но выбрасывают меньше парниковых газов. Результаты предполагают экономию выбросов за счет масштаба, поскольку рост обычно приводит к более эффективной энергетической и транспортной инфраструктуре, но приводит к убыткам в отношении жидких отходов.

Города имеют тенденцию отклоняться от универсального закона масштабирования по мере того, как они становятся богаче. Города с более высоким ВВП на душу населения производят больше отходов по всем направлениям, что подчеркивает взаимосвязь между образованием отходов и экономическим ростом.

Результаты подчеркивают необходимость новой науки об отходах, которая может помочь предсказать будущее состояние городских экосистем и информировать политику по сокращению отходов и повышению устойчивости.

«Грибки научились разлагать лигниновые отходы деревьев и создали устойчивые экосистемы, которые просуществовали сотни миллионов лет», — говорит Лу. «Мы берем это и выбрасываем — мы больше не можем игнорировать отходы нашего общества».

Прочтите статью «Мировое масштабирование образования отходов в городских системах» на странице Природа Города (17 января 2024 г.) DOI: https://doi.org/10.1038/s44284-023-00021-5