净塑自然研究报告系列之三：长江中下游地区塑料垃圾产生源特征与迁移规律研究.pdf

长江中下游地区塑料垃圾产 生源特征与迁移规律研究 净塑自然研究报告系列之三 本报告与以下 机构合作完成 中国科学院生态环境研究中心 项目组 杨建新，中国科学院生态环境研究中心，研究员 周传斌，中国科学院生态环境研究中心，副研究员 吕 彬，中国科学院生态环境研究中心，副研究员 刘懿颉，中国科学院生态环境研究中心，助理研究员 赵志岚，中国科学院生态环境研究中心，助理研究员 张 旅，中国科学院生态环境研究中心，研究生 杨 光，中国科学院生态环境研究中心，研究生 马仕君，中国科学院生态环境研究中心，研究生 致谢 本研究得到世界自然基金会“净塑自然”研究项目资 助。感谢报告编制过程中世界自然基金会（WWF）高兴、 金钟浩、周颖、杨松颖、赖家蓉、李瑛、史植尹、单明威、 关一松、丁小慧、姜超、崔旖旎等人的指导和帮助。感谢在 项目设计阶段李金惠教授、闫枫研究员、于可利秘书长、黄 丹丹高工、王震副教授、常思远博士对本项目提出了宝贵的 意见和建议。感谢在项目调研阶段，赖红兵总工、陈华主 任、黄一凡博士、杨卫东处长、仇丽娟处长、孙江处长、郭 处长等人提供的帮助。感谢疫情期间网络调查问卷发放阶段 刘建国教授、张宗正高工、陈立雯博士、阚小冬女士、薛涛 博士、潘功博士、王悦女士、高洁女士等人的热心帮助和推 送。感谢所有对本项目提供帮助的朋友们！ 声明 由于本研究报告涉及大量未发表的数据和结论，全文建 议延迟公开。在研究报告审查阶段，本报告的传播建议限制 在世界自然基金会、评审专家和项目组内，不应对其他单位 或个人提供本报告。如需对公众公开研究内容，项目组可在 技术审查结束后从本报告中提取部分内容有限公开。 摘要 塑料 是 人类社会最常见的基础材料 ， 近 50年来全球塑料 产量屡创新高 。河流、湖泊、海洋等自然环境中的 塑料污染 已是当前全球突出的环境问题 ，近年来受到越来越多研究人 员的关注。 虽然关于塑料物质流研究的报道逐渐增多，但目 前 流域尺度、城乡差异下的 塑料 垃圾产生、迁移、转化、归 趋的 研究还不多见 。长江是世界第三大河流，长江经济带人 口和生产总值均超过全国的 40%。本研究选择长江中下游地 区为研究案例，覆盖渝、鄂、湘、赣、皖、苏、沪等 7省（ 市），综合运用统计数据、行业报告、问卷调查、实地调查 等 “ 自上而下 ” 与 “ 自下而上 ” 数据收集方法，研究长江中 下游地区塑料垃圾的产生 -排放规律。本研究首次系统整合 了地级市精度、城乡梯度下的塑料制品使用以及塑料垃圾产 生、回收、处理、环境遗漏的多源数据，获得了长江中下游 流域城镇与乡村的生活源塑料垃圾产生 -排放系数，识别了 塑料污染的重点区域，提出了全生命周期过程下塑料垃圾综 合管理的对策建议 。 Abstract Plastics became one of the most fundamental materials in human society, while global production of plastic material kept rising in recent fty years. Plastic pollution of the natural ecosystem, e.g. rivers, lakes, and oceans, turned into an emerging issue on environmental protection in the world, thus being gained more and more attention by the academic society. There are increasing researches on the material ow analysis of plastics; however, generation, ow, transform, and the fate of the plastic waste at watershed scale and in urban-rural gradient were merely quantied. Yangtze River is the third largest river in the world; meanwhile, the population and GDP of Yangtze River Economic Belt accounts for more than 40% of those in China. In this report, we chose the middle-lower Yangtze River area as the studied case, covering seven provinces (or province-level municipality), i.e. Chongqing, Hubei, Hunan, Jiangxi, Anhui, Jiangsu, and Shanghai. Generation and emission regulation of plastic waste in that area was analyzed by comprehensively applying the top- down and bottom-up data-collecting methodology, including statistics, technical reports, online and oine questionnaires, eld investigations and so forth. We rstly systemically compiled a multi-source and a large number of data on plastic use, as well as recycling, treatment, disposal, and mismanaging (environmental leakage), under a resolution of prefecture-level cities and urban- rural gradient. Here, several generating and emitting parameters of domestic-source plastic waste were determined, meanwhile the key areas of plastic pollution in Yangtze River Basin were found; nally, policy implications on life-cycle sustainable plastic waste management were raised in this work. 我们的地球有超过三分之二的表面被蔚蓝的海洋所覆盖，因此被称为“蔚 蓝星球”。海洋是地球生命的摇篮，为全世界的人类与万物提供着不可或缺 的生态服务功能。然而，塑料垃圾正在逐渐侵蚀着海洋的几乎每个角落 全球每年有 800万吨塑料垃圾进入海洋，我们若不改变， 2050年海洋中塑 料垃圾总重将超过鱼类总重，近 700类海洋物种曾进食过塑料或被塑料垃圾缠 绕。而且每人每年平均进食约5 万颗塑料颗粒，塑料生命周期的各个环节都影 响着人类健康已成为共识。 塑料产业链路长、利益相关方多、复杂程度高，没有任何个体，可以独 立解决塑料污染的问题，我们必须多方联手，共创净塑解决方案。 2019年，WWF在全球发起“净塑自然”倡议。致力于实现到2030年，中 国向海洋的塑料垃圾零排放，将中国的塑料垃圾总量减少50%的愿景。在中 国，我们与政府、企业、公众携手共创净塑解决方案，致力于减少中国海洋 塑料垃圾排放并树立中国在治理全球海洋塑料污染的地位。 我们已着手在5 个方面推进一系列的改变：开展基线研究、共建净塑 城市、促进企业转型、推动政策倡导、提升公众意识。 在这个过程中，我本人也期待能为海洋塑料污染治理贡献微薄之力。我 相信，再微小的改变也能创造未来。 中国塑料污染相关的基础数据缺失严重，WWF 通过基线研究以全面地了 解中国塑料污染现状，并识别中国塑料污染最优解决路径。这是我们的第 三 本报告，后续还会发布一系列的研究报告，特别感谢行业内的专家给予的支 持和帮助，也诚挚的期待大家给出批评和建议。 高兴 世界自然基金会（瑞士） 北京代表处 净塑自然项目主任 寄语 1. 研究背景与项目设计 1 1.1 研究背景 1 1.1.1 全球塑料污染问题 1 1.1.2 中国塑料污染及防治政策 2 1.1.3 研究进展：塑料材料物质流分析 6 1.1.4 研究进展: 塑料污染的环境效应 7 1.2 本项目研究区域 8 1.2.1 “长江大保护”战略的提出与发展 8 1.2.2 长江流域研究区域的空间划定方法 8 1.2.3 本项目的研究区域及社会经济情况 9 1.3 研究目标与主要成果 11 1.3.1 研究目标 11 1.3.2 主要成果 11 1.4 项目内容与技术路线 11 1.4.1 项目内容 11 1.4.2 研究边界 12 1.4.3 技术路线 13 3. 塑料垃圾的回收、处理与管理 35 3.1 塑料垃圾的管理现状 35 3.1.1 城乡塑料垃圾的管理制度 35 3.1.2 长江流域塑料垃圾管理制度 36 3.2 塑料垃圾的回收利用量 38 3.2.1 研究方法与数据来源 38 3.2.2 塑料垃圾的回收利用渠道分析 38 3.2.3 塑料垃圾的回收利用量测算 40 3.3 塑料垃圾的处理处置 44 3.3.1 研究方法与数据来源 44 3.3.2 塑料垃圾的清运及处理量测算 47 3.4 小结 52 目录 2. 塑料垃圾产生源特征与影响因子 15 2.1 耐用塑料制品消费与存量特征 15 2.1.1 研究方法与数据来源 15 2.1.2 初级形态塑料与塑料制品生产 15 2.1.3 耐用品消费类型与塑料材料使用量 16 2.2 塑料包装的消费与使用 19 2.2.1 研究方法与数据来源 19 2.2.2 塑料包装的消费类型与消费量 28 2.3 塑料垃圾产生与排放情况分析 32 2.3.1 耐用消费品的塑料垃圾产量 32 2.3.2 塑料包装物的垃圾产量 33 2.3.3 塑料垃圾的源头产量与趋势分析 33 2.4 小结 34 4. 塑料垃圾的物质流分析与评价 53 4.1 研究方法 53 4.2 塑料垃圾的产排系数研究 53 4.2.1 省级尺度塑料垃圾产排系数 53 4.2.2 城市尺度塑料垃圾产排系数 57 4.3 塑料垃圾物质代谢分析 59 4.3.1 长江中下游地区塑料垃圾物质流 59 4.3.2 长江中下游地区塑料垃圾产生与排放特征 60 4.4 塑料垃圾的入河排放量估算 64 4.4.1 长江中下游地区塑料垃圾最大入河潜力分析 64 4.4.2 基于长江中游数据的入河排放量校核 65 4.5 长江中下游典型河流断面塑料垃圾分布 66 4.5.1 塑料垃圾无人机航拍分析 66 4.5.2 塑料垃圾在河道的分布特征 67 4.6 小结 68 5. 结论与建议 69 5.1 主要结论 69 5.2 对策建议 70 5.2.1 大力推进包装减塑与塑料垃圾减量化 70 5.2.2 强化低值塑料垃圾回收与资源化利用 70 5.2.3 健全农村生活垃圾收运与处理体系 71 5.2.4 持续巩固存量垃圾治理“清废行动”成果 71 5.2.5 开展船舶、码头及水利设施的塑料垃圾治理工作 71 5.2.6 强化长江流域塑料垃圾污染监测体系建设 72 5.3 研究展望 72 参考文献 72 附件 75 附件1 调查问卷设计与说明 75 1.1 问卷目的 75 1.2 问卷概述 75 1.3 问卷发放与总体情况说明 81 1.4 回收问卷的数据分析 81 1.5 居民年收入与塑料包装消费量拟合 86 附件2 典型城市塑料垃圾管理调研报告 99 2.1 调研目的 99 2.2 调研参与人员 99 2.3 调研概述 99 2.4 部门调研 100 2.5 调研结果 113 附件3 研究区内大型回收企业名录 116 1 1. 研究背景与项目设计 1.1 研究背景 1.1.1 全球塑料污染问题 塑料是人类社会最常见的基础材料之一(Hopewell et al., 2009)。近50年 来，全球塑料产量屡创新高，2016年已经超过3.35亿吨 (Geyer et al., 2017)。 塑料在社会生产和居民生活中应用广泛，塑料垃圾产生量大且难以自然降 解，导致全球塑料环境污染问题。根据世界银行的报告，全球每年产生的 生活垃圾约为20亿吨，其中塑料垃圾占比为12%，约为2.4亿吨/ 年 (Kazaet al., 2018)。据五环流研究所(Five Gyres Institute) 估计，全球海洋中漂浮着 1551万亿个塑料碎片，总重量约为9.323.6万吨。除常规塑料垃圾外，粒 径小于5mm 的海洋微塑料颗粒（micro-plastics）更容易进入食物链，对海 洋生态系统带来很多危害，引起全球广泛关注 (Andrady, 2017)。 塑料污染已是当前全球突出的环境问题，目前已有研究聚焦在塑 料的环境效应领域(Browne et al., 2011; Jambeck et al., 2015; Andrady, 2017)。 当前， 关于塑料污染的大部分研究集中在国家或区域对海洋、河流等 塑料垃圾的贡献。有研究关注了河流塑料垃圾的出现以及传输，主要是 考虑它们对海洋的影响。塑料污染问题由人类活动产生，因此掌握塑 料垃圾从人类社会经济系统向自然生态系统（水体、土壤等）的迁移 规律，对于预防和控制塑料污染而言具有非常重要的作用。目前，关 于塑料垃圾排放及其对生态环境影响的研究并不多见，塑料污染的“ 源汇”过程仍需进一步解析 (Horton et al, 2017; 李道季等, 2019)。有 研究认为海洋中有60%的塑料垃圾可能来自城市，但陆源塑料垃圾产 生、排放以及进入环境的路径研究依然不清晰，属于尚未完全打开的 “黑箱”问题。 中国正处于工业化和城镇化的快速发展阶段，有研究认为中国是海洋 2019年，WWF在全球发 起“净塑自然”倡议。在中 国，我们与政府、企业、 公众携手共创净塑解决方 案，致力于减少中国海洋 塑料垃圾排放并树立中国 在治理全球海洋塑料污染 的地位。 2 长江中下游地区塑料垃圾产生源特征与迁移规律研究 研究报告 塑料排放强度较大的国家之一。但是，目前关于中国塑料垃圾海洋污染源解析的研究大多基 于模型推导（如物质流模型或河流水文模型），实证数据严重不足，数据可靠性和精度较差 (Geyer et al., 2017; Jambeck et al., 2015)。中国的塑料垃圾管理具有较大的区域和城乡差异，采 用模型推导方法分析我国的塑料污染容易造成一定的数据失真，不利于制定有针对性的塑料 垃圾管理政策。同大多数国家一样，中国在塑料制品生产阶段的统计数据相对完善，但在塑 料制品分地区消费、塑料垃圾排放、回收处置、遗漏环境等方面的数据还不够完善或缺乏有 效整合，陆源塑料垃圾的产生、排放、迁移规律的定量化研究手段也存在不足。 世界各国逐步认识到塑料材料可持续使用和污染控制的重要意义。联合国可持续发展 目标（SDGs ）在生产、消费、固废治理等方面都对塑料等垃圾的管理提出了更高的要求 (United Nations, 2015)。2019年巴塞尔公约对塑料垃圾全球管理机制达成协议，塑料垃 圾的跨国转移被纳入具有法律约束力的框架中，对全球塑料垃圾污染的可持续管理具有重大 意义。2020年，世界自然基金会（WWF）发起了“净塑城市”示范创建活动（Plastic Smart Cities），旨在倡导可持续的城市塑料全过程综合管理模式，2020年三亚市、扬州市已宣布开 展“净塑城市”创建工作。 1.1.2 中国塑料污染及防治政策 中国对塑料污染治理工作也非常重视，表1.1汇总了近年来我国出台 的系列减塑、降低塑料污染的政策及管理措施。早在 2007年，我国就出台 了第一轮限制塑料袋使用的政策（限塑令）。在我国的大型商场、超市， 已逐步实施了塑料袋有偿使用的措施，但在部分城市以及农村地区，限制 一次性塑料袋使用的政策并没有得到彻底贯彻。近年来，随着我国对循环 经济、垃圾分类、再生资源利用等工作的不断重视，各部委陆续出台了同 塑料垃圾回收利用密切相关的政策措施。2020年 1月，国家发改委、生态 环境部联合发布了关于进一步加强塑料污染治理的意见（限塑令）， 计划建立包括生产、流通、消费和回收处置等环节的塑料制品管理制度， 推广塑料替代产品，大幅降低塑料垃圾污染，成为我国史上最严格的“限 塑”和塑料污染防治政策。 尽管我国对塑料污染控制的政策要求逐步完善，但是在限制塑料包 装物等领域的立法和技术标准制定工作仍需加强 ( 邓义祥等 ， 2018)。单一 的工程技术手段和单一的管理政策工具都很难从根本上解决塑料污染问 题。随着生产、生活方式转变和新兴业态发展，塑料污染治理工作仍面临 新的形势和挑战 、 塑料制品特别是一次性塑料用品消耗量持续上升 、 替代 3 1. 研究背景与项目设计 产品推广应用存在不足 、 新型治理模式培育不够 、 企业参与塑料污染治理的意识仍有待加强。 表1.1 中国塑料污染及防治政策概述 政策文号 政策名称 与塑料生产、再生塑料行业、减塑、 降低塑料污染等相关政策内容 发布部门 时间 国办发 2007 72号 关于限制 生产销售使 用塑料购物 袋的通知 旨在限制和减少塑料袋的使用，遏制“白色污染”。禁止 生产、销售、使用超薄塑料购物袋；实行塑料购物袋有偿 使用制度；加强对限产限售限用塑料购物袋的监督检查； 提高废塑料的回收利用水平；大力营造限产限售限用塑料 购物袋的良好氛围等。 国务院 办公厅 2007年 工信部公告 2015年 81号 废塑料综 合利用行业 规范条件 明确了行业新建、已建的三大重点类型企业在废塑料处理 能力上的门槛。规范条件所指的废塑料综合利用企 业，主要包括PET再生瓶片类企业、废塑料破碎清洗分选 类企业以及塑料再生造粒类企业。根据规范的要求，PET 再生瓶片类新建企业，年废塑料处理能力不低于30000 吨，已建企业则不低于20000吨；废塑料破碎、清洗、分 选类新建企业，年废塑料处理能力不低于30000吨，已建 企业不低于20000吨；塑料再生造粒类新建企业，年废塑 料处理能力不低于5000吨，已建企业不低于3000吨。作为 环保要求门槛高的行业，规范条件明确了“资源综合 利用及能耗”，如对回收的废旧塑料，“不得倾倒、焚烧 与填埋”；再生加工相关生产环节，要求每吨废塑料综 合电耗低于500千瓦时；PET再生瓶片类企业与废塑料破 碎、清洗、分选类企业，每吨废塑料综合新水消耗低于 1.5吨。 工业和 信息化部 2015年 工信部联节 2016 440号 关于加快 推进再生资 源产业发 展的指导意 见 对废塑料提出了要求，大力推进废塑料回收利用体系建 设，支持不同品质废塑料的多元化、高值化利用。以当前 资源量大、再生利用率高的品种为重点，鼓励开展废塑料 重点品种再生利用示范，推广规模化的废塑料破碎-分选- 改性-造粒先进高效生产线，培育一批龙头企业。积极推 动低品质、易污染环境的废塑料资源化利用，鼓励对生活 垃圾塑料进行无污染的能源化利用，逐步减少废塑料填 埋。到2020年，国内产生的废塑料回收利用规模达2300 万吨。 工业和信息 化部、商务 部、科技部 2016年 发改环资 2017 751号 关于印发的通 知 通知在强化监督管理方面指出：坚决关停无证无照经 营、达不到环境标准和安全标准的小企业、黑作坊。加强 进口固体废物管理，严厉打击“洋垃圾”走私。加大对生 产超薄塑料购物袋的查处力度，巩固“限塑”成果。加大 限制商品过度包装监督检查力度。 国家发展改 革委、科技 部、工业和 信息化部等 2017年 4 长江中下游地区塑料垃圾产生源特征与迁移规律研究 研究报告 环办土壤函 2017 1240号 关于联合 开展电子废 物、废轮 胎、废塑 料、废旧衣 服、废家电 拆解等再生 利用行业清 理整顿的通 知 在全国范围内开展电子废物、废轮胎、废塑料、废旧衣 服、废家电拆解等再生利用行业清理整顿。 环境保护 部、发展改 革委、工业 和信息化 部等 2017年 工信部节 2017 250号 关于加快 推进环保装 备制造业发 展的指导意 见 重点研发基于物联网与大数据的智能型综合利用技术装 备，研发推广与污染物末端治理相融合的综合利用装备。 加快研发废塑料、废橡胶的改性改质技术，以及废旧纺织 品、废脱硝催化剂、废动力电池、废太阳能板的无害化、 资源化、成套化处理利用技术装备。 工业和信息 化部 2017年 发改办环资 2017 1778号 关于推进 资源循环利 用基地建 设的指导意 见 明确了资源循环利用基地是明显提高城市资源利用效率的 重要方式。基地以科学设置、集中布局废弃物处置设施为 切入点，提高多种废弃物的循环利用水平，到2020年，在 全国范围内布局建设50个左右资源循环利用基地，基地服 务区域的废弃物资源化利用率提高30%以上，探索形成一 批与城市绿色发展相适应的废弃物处理模式。 国家发展改 革委、财政 部、住房城 乡建设部 2017年 国办发 2016 99号 生产者责 任延伸制度 推行方案 生产者对其产品承担的资源环境责任从生产环节延伸到产 品设计、流通消费、回收利用、废物处理处置等全生命周 期，包括企业开展生态设计、使用再生原料、规范回收利 用，及时信息公开。 国务院 办公厅 2017年 发改环资 2016 2851号 “十三 五”全国城 镇生活垃圾 无害化处理 设施建设规 划 设市城市生活垃圾焚烧处理能力占无害化处理总能力的比 例达到50%，东部地区达到60%；完善垃圾收运体系，城 市建成区实现生活垃圾全收集，建制镇也应当建立完善系 统；完善垃圾收运体系，城市建成区实现生活垃圾全收 集，建制镇也应当建立完善系统，预计实施存量治理项目 803个。 国家发改 委、住房和 城乡建设部 2017年 国办发 2017 26号 生活垃圾 分类制度实 施方案 推进生活垃圾分类要遵循减量化、资源化、无害化原则， 加快建立分类投放、分类收集、分类运输、分类处理的垃 圾处理系统。生活垃圾回收利用率达到35%以上。 国务院 办公厅 2017年 国办发 2017 70号 禁止洋垃 圾入境推进 固体废物进 口管理制度 改革实施方 案 严格固体废物进口管理。明确2017年年底前，禁止进口生 活来源废塑料。2019年年底前分批分类调整进口固体废物 管理目录，大幅减少废塑料进口种类和数量。 国务院 办公厅 2017年 5 1. 研究背景与项目设计 国办发 2018 128号 “无废城 市”建设试 点工作方 案 通过“无废城市”建设试点，统筹经济社会发展中的固体 废物管理，大力推进源头减量、资源化利用和无害化处 置。践行绿色生活方式，推动生活垃圾源头减量和资源化 利用。限制生产、销售和使用一次性不可降解塑料袋、塑 料餐具，扩大可降解塑料产品应用范围。加快推进快递业 绿色包装应用，到2020年，基本实现同城快递环境友好型 包装材料全面应用。加大对生产和销售超薄塑料购物袋、 农膜的查处力度。 国务院 办公厅 2018年 国家发展和 改革委员会 令第29号 产业结构 调整指导目 录（2019 年） 其中第三类淘汰类中规定：“含塑料微珠的日化用品，到 2020年12月31日禁止生产，到2022年12月31日禁止销售” 。2017年，将微珠以及含有微珠的化妆品和化学药品列入 高污染、高环境风险清单。 国家 发改委 2019年 琼办发 2019 35号 海南省全 面禁止生 产、销售和 使用一次性 不可降解塑 料制品实施 方案 2019年底前海南将建立健全全省禁止生产、销售和使用一 次性不可降解塑料制品的地方性法规及标准体系。2020年 底前全省全面禁止生产、销售和使用一次性不可降解塑料 袋、塑料餐具。2025年底前全省全面禁止生产、销售和使 用列入海南省禁止生产销售使用一次性不可降解塑料制 品名录(试行)塑料制品。 海南省 人民政府 2019年 北京市 地方法规 北京市生 活垃圾管 理条例 （2019年修 订；2020年5 月1日正式实 施） 新条例第二十六条增加一款，作为第一款：“禁止在 本市生产、销售超薄塑料袋。超市、商场、集贸市场等商 品零售场所不得使用超薄塑料袋，不得免费提供塑料袋” 。新增第六十五条：“违反本条例第二十六条第一款规 定，超市、商场、集贸市场等商品零售场所使用超薄塑料 袋的，由市场监督管理部门责令立即改正”。 北京市 2019年 发改环资 2020 80号 关于进一 步加强塑料 污染治理的 意见（“ 新限塑令” ） 有序禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用，积极 推广可循环易回收可降解替代产品，增加绿色产品供给， 规范塑料废弃物回收利用，建立健全各环节管理制度，有 力有序有效治理塑料污染。到2020年，在部分地区、部分 领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。到 2022年，一次性塑料制品消费量明显减少，替代产品得到 推广，塑料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升；在塑 料污染问题突出领域和电商、快递、外卖等新兴领域，形 成一批可复制、可推广的塑料减量和绿色物流模式。到 2025年，塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的 管理制度基本建立，多元共治体系基本形成，重点城市塑 料垃圾填埋量大幅降低，塑料污染得到有效控制。 国家发展改 革委、生态 环境部 2020年 6 长江中下游地区塑料垃圾产生源特征与迁移规律研究 研究报告 1.1.3 研究进展：塑料材料物质流分析 掌握塑料材料在社会经济系统中的物质代谢过程，可为制定塑料垃圾可持续管理政策提 供基础信息。动态物质流方法（Dynamic MFA）是研究社会经济代谢的有效工具之一，特别适 合长时间跨度的物质流量和存量研究 (Augiseau and Barles, 2017; Brunner and Rechberger, 2003; Ciacci et al., 2017; Wiedenhofer et al., 2019)。近年来，塑料材料及制品、废塑料物质流研究成 为研究热点 (Chen et al. 2020)。全球尺度上，Ciacci et al. (2017)开展了19502015年塑料生产 与使用规律研究。Huang et al. (2020) 分析中国禁止洋垃圾入境，即“禁废令”对全球废塑料 物质流以及回收体系的影响。区域尺度上，Kawecki et al. (2018)量化表征了欧盟主要塑料的 存量与流量，并提出了塑料循环利用建议，重点关注在生产与消费端的塑料物质代谢研究。 国家尺度上，Van Eygen et al (2017)考察了奥地利塑料垃圾的流向，认为该国大部分的塑料垃 圾被焚烧处理，部分转化为能源利用。本项目组以PVC为例，构建了中国塑料物质流动态分 析模型，识别出PVC塑料在生产、消费分配、废弃物管理三个阶段的特征，揭示了PVC使用 存量、废弃物流向等规律(Liu et al., 2020) 。 河流和海洋塑料垃圾物质流特征也被广泛关注。美国学者根据2010年生活在海岸50 km 以内的人口产生的未管控塑料垃圾量，认为中国是全球海洋塑料的主要来源 (Jambeck et al., 2015)。Lebreton et al. (2017) 根据全球主要河流的城市人口分布，认为长江是全球塑料垃圾 （大塑料和微塑料）输运量最多的前20条河流之首，计算得到平均塑料输入量高达33.3万 吨 /年。虽然长江的塑料污染不容忽视，但此研究的数据来源和计算模型存在重大不足，其 科学性存疑、结果难以被采信，主要体现在以下方面：（1 ）论文中表征长江塑料污染的唯 一文献来自于华东师范大学河口海岸学国家重点实验室（Zhao et al., 2014），采样时间仅为 2013年6月22日和23日两天，采样点7个，采样范围仅在长江河口区域；而在Lebreton et al. (2017) 的文献中，使用了这篇文献的数据模拟整个长江全年的塑料污染排放情况；（2）上 述文献仅研究了微塑料，而Lebreton et al. (2017) 对于全球范围内的大塑料/微塑料比例假设为 0.04；微塑料和大塑料并非严格意义上的同源，而且使用该假设完全忽视了不同城市河道漂 浮塑料垃圾管理的差异性，因此可能会带来无法预估的误差。 综上，虽然关于塑料物质流研究的报道逐渐增多，但目前地区、流域层面塑料物质代谢 研究还不多见，特别是缺乏体现城乡梯度及管理模式差异的物质流研究。此外，国际上关于 中国主要河流塑料污染的研究报道可能存在模型失真、数据失实等问题。为科学回答中国主 要河流的塑料污染问题，以制定有针对性的塑料污染防治对策，亟待开展我国重点流域的塑 料污染研究。 7 1. 研究背景与项目设计 1.1.4 研究进展: 塑料污染的环境效应 联合国环境规划署对海洋微塑料问题给予特别关注，世界各国也在纷 纷呼吁采取行动消减海洋塑料垃圾污染。海洋微塑料污染已成为人类亟待 应对解决的全球性重大海洋环境问题， 20162017年微塑料污染连续被列 入环境与生态科学研究领域的第一大科学问题。目前已有一些关注海洋微 塑料环境效应的研究。海洋中存在大量次级微塑料(Barnes et al., 2009)， 一般从大块的塑料废弃物产生，包括在产品使用过程中或者废弃后风化腐 蚀产生，这些微塑料的产生量一般难预计(Fendall and Sewell, 2009, Browne et al., 2011)。次级微塑料还包括合成塑料编织中洗涤释放的塑料纤维、农 田里的塑料覆膜的碎片等 (Kyrikou and Briassoulis, 2007)。研究表明，近海 岸环境塑料废弃物的风化破碎是次级微塑料最主要的来源，他们在海洋中 的产生量无法追溯，次级微塑料，时空分布有很强的不确定性，依据污染 物扩散理论，污染一旦扩散到环境中，是很难回收的(Andrady et al., 2011, Hidalgo-Ruz et al., 2012)。废塑料对动物的危害主要表现在误食划伤食道 、 有毒塑料添加剂使动物食欲下降 、 降低类固醇激素水平 、 导致繁殖率降 低 、 甚至死亡 ( 刘明华等, 2017)。从源头控制塑料生产，合理的处理处置 塑料废弃物，可有效应对海洋微塑料环境危害。 塑料在生产过程中所添加的阻燃剂成分，增加了其在使用过程的环境与人体健康风险。例 如，塑料中常填加TCEP、 TCPP、 TDCPP等阻燃剂。近年来，全球阻燃剂需求量仍然逐步增大， 这促使了有机磷酸酯（OPFRs）等新兴阻燃剂逐渐占据市场，并大量生产和使用以替代溴系阻 燃剂。但是，目前有关 OPFRs的毒性研究也逐步增多。人类在含有 TCEP、 TCPP、 OPFRs的环境 中 ，将暴露在生殖毒性、致癌性、发育毒性、出生缺陷、染色体异常、吸入毒性等潜在的健康风 险中（Follmann et al., 2006; Van der Veen et al., 2012 ）。 大量塑料垃圾的产生、处理和处置也是巨大挑战。由于塑料难降解特征，其填埋处置将占 用大量土地资源。塑料地膜在自然环境有难降解特征，废旧塑料混在土壤中，破坏土壤理化性 状，影响植物吸收养分 ( 刘明华等, 2017)。含氯塑料的焚烧处理可能排放二噁英及其他有害气体 (Zhou et al., 2013)。在环境监管薄弱的城郊及农村地区，塑料还会影响城乡水体、土壤、绿地、 农田等景观。此外，塑料是利用石油原料提炼副产品的高分子聚合物，各类塑料材料的热值高达 4045MJ/kg，不妥当的处理方式还会造成能源的浪费。 8 长江中下游地区塑料垃圾产生源特征与迁移规律研究 研究报告 1.2 本项目研究区域 1.2.1 “长江大保护”战略的提出与发展 长江流域横跨中国东部、中部和西部三大经济区，是世界第三大流域，流域总面积 180 万 km 2 ，占中国国土面积的18.8%。长江流域是我国经济、人口占比较高的地区，长江经济 带人口和生产总值均超过全国的40%。 2016年 1月 5日，习近平总书记在重庆召开的推动长 江经济带发展座谈会上，全面、深刻阐述了推动长江经济带发展的重大战略思想，提出实施 长江经济带发展战略。 “长江大保护”战略对沿线城乡垃圾管理提出了更高的要求。2017年国家环保部和发改委 发布了长江经济带生态环境保护规划，提出要“加快推进流域垃圾收集、转运及处理处置 设施建设”。2018年国家生态环境部和发改委印发了长江保护修复攻坚战行动计划，提出 要“探索建立符合农村实际的生活污水、垃圾处理处置体系，有条件的地区可开展农村生活垃 圾分类减量化试点，推行垃圾就地分类和资源化利用”。2019年，生态环境部牵头完成了长江 经济带战略环评“三线一单”编制工作，对于支撑“长江共抓大保护”和促进长江经济带高质 量发展具有重要意义，第一次构建了一个集成化、空间化、信息化的生态环境分区管控体系。 关于长江流域塑料和微塑料的研究数量众多，但对长江流域塑料来源、归趋、存量及环 境效应的系统研究还有所欠缺。本项目选择长江中下游流域典型地区，通过实地采样、走访 调研和模型模拟等方法，解析塑料垃圾的产生、迁移、转化等过程，为我国城镇和乡村塑料 垃圾污染研究、塑料垃圾管理政策提供基础数据和分析方法。 1.2.2 长江流域研究区域的空间划定方法 对于长江流域的相关研究，目前主要有以下三种空间划定方法： （1）干支流地理区域划分： 长江干流和支流流经的广大区域，横跨中国东部、中部和西部三大经济区，共计19个省、 市、自治区，是世界第三大流域，流域总面积180万 km 2 。长江中下游平原指位于中国中、东 部，在巫山以东长江干支流沿岸，包括湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江、上海。 （ 2）长江经济带范围：覆盖上海、江苏、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重庆、四 川、云南、贵州等11 省（市），面积约205万 km 2 ，占全国的21%，人口和经济总量均超过全 国的40%。 （ 3）长江中下游水污染防治报告规划范围：自三峡库区以下至长江口的广大区域，流域面积约 77.2万 km 2 ，涉及广西、湖南、湖北、河南、江西、安徽、江苏、浙江、陕西、上海等 10省（市）。 9 1. 研究背景与项目设计 1.2.3 本项目的研究区域及社会经济情况 长江流域地理学、长江经济带、水污染防治规划等对长江中下游地区的范围有不同定 义。从塑料垃圾研究的角度考虑，基于其在支流汇入干流再汇入海洋的流动特征，本项目中 的长江中下游地区即包含长江三峡库区及以东的中下游沿岸带状区域，涉及重庆、湖北、湖 南、江西、安徽、江苏、上海七省（市）（见图1.1）。长江干流沿岸城市众多，考虑不同城 市规模、经济发展水平情况，本研究选取了流域典型节点城市为研究对象，开展了部门、企 业、岸滩的实地调研。 图1.1 本项目研究区范围 长江中下游地区七个省市是我国经济发展增速较快的省市，也是长江经济带发展的重要 地区。本研究对七个省市的主要经济社会数据进行搜集整理，具体如表1.2所示。考虑到各类 数据的可获得性，本研究基础数据以2017年为准。 表1.2 长江中下游沿线主要省市社会经济情况（2017年） 名称 常住人口/ 万人 其中：农村 人口/万人 GDP/万 亿元 城镇居民人 均可支配收 入/元 农村居民人 均可支配收 入/元 面积/万km 2 重庆 3533.7 1396.0 1.94 32193.2 12638.0 8.24 湖北 5493.9 2202.5 3.55 3188