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廃棄物管理または廃棄物処理には、廃棄物の発生から最終処分までを管理するために必要なプロセスと行動が含まれます。[ 1 ]これには、廃棄物の収集、輸送、処理、処分、および廃棄物管理プロセスの監視と規制、廃棄物関連の法律、技術、経済メカニズムが含まれます。
廃棄物管理の方法は国（先進国と発展途上国）、地域（都市部と農村部）、住宅部門と産業部門でそれぞれ異なります。[ 2 ]効果的な廃棄物管理は比較的費用がかかり、ある報告書では自治体予算の20%～50%を占めると推定されています。[ 3 ]高所得国では、廃棄物管理には通常、道路での収集と、管理されたまたは衛生的な埋立地、焼却炉、またはリサイクルセンターへの輸送が含まれます。[ 4 ]低所得国では、方法は様々ですが、より衛生的な方法に加えて、廃棄物のかなりの部分が野外のごみ捨て場に保管されたり、野焼きされたりしています。[ 4 ]世界の廃棄物に関するある推定によると、都市部の固形廃棄物の約4分の1は収集されず、さらに4分の1は収集後に不適切に管理され、多くの場合、野外で制御されていない火で焼却されています。これらを合わせると、年間約10億トンになります。[ 5 ] [ 6 ]
廃棄物そのものや不適切な廃棄物管理方法は、空気、水、土壌、食品を汚染することで、人間の健康や環境に害を及ぼす可能性があります。[ 4 ] [ 7 ]廃棄物管理の目的は、廃棄物が人間の健康、環境、地球資源、美観に及ぼす悪影響を軽減することです。廃棄物管理は、産業廃棄物、化学廃棄物、都市廃棄物、有機廃棄物、生物医学廃棄物、放射性廃棄物など、あらゆる種類の廃棄物（固体、液体、気体を問わず）を扱います。廃棄物管理の実践の大部分は、家庭、産業、商業活動によって発生する廃棄物の大部分である都市固形廃棄物（MSW）を扱います。 [ 8 ] [ 9 ]気候変動に関する政府間パネル（IPCC）によると、都市固形廃棄物は2050年までに約3.4ギガトンに達すると予想されていますが、政策や法律によって世界のさまざまな地域や都市で発生する廃棄物の量を減らすことができます。[ 10 ]
効果的な「廃棄物管理」には、「7R」の実践が含まれます。「R」とは、「拒否」、「削減」、「再利用」、「修理」、「再利用」、「リサイクル」、「回収」のことです。これらの「7R」のうち、最初の2つ（「拒否」と「削減」）は、消費を減らすなど、廃棄物の発生をなくすことに関係しています。次の2つ（「再利用」と「修理」）は、既存製品の使用を増やすことを指します。「再利用」と「リサイクル」は、製品に使用されている材料を最大限に活用することであり、「回収」は、廃棄物に含まれるエネルギーを回収する、最も望ましくなく、最も効率の悪い廃棄物管理方法です。たとえば、廃棄物を燃やして熱（および熱から電気）を生成することです。[ 11 ]
廃棄物階層とは、廃棄物最小化の観点から望ましさに応じて廃棄物管理戦略を分類する「3 R」 、つまり削減、再利用、リサイクルを指します。廃棄物階層は、ほとんどの廃棄物最小化戦略の基盤です。廃棄物階層の目的は、製品から最大限の実用的な利益を引き出し、最終的な廃棄物の量を最小限に抑えることです。参照:資源回収。[ 12 ] [ 13 ]廃棄物階層は、基本的な前提として、政策は廃棄物の発生を防ぐための措置を促進すべきであるということから、ピラミッドとして表されます。次のステップまたは望ましい行動は、発生した廃棄物の代替用途、つまり再利用を探すことです。次は、堆肥化を含むリサイクルです。このステップの次は、物質回収と廃棄物発電です。最後の行動は、エネルギー回収なしで埋立または焼却による処分です。この最後のステップは、防止、転用、または回収されなかった廃棄物の最終手段です。[ 14 ]廃棄物階層は、廃棄物管理のピラミッドの段階を経て製品や材料が進む様子を表しています。この階層は、各製品のライフサイクルの後半部分を表しています。[ 15 ]
製品のライフサイクルは設計段階から始まり、製造、流通、そして最初の使用へと進みます。これらの初期段階の後、製品は再利用、リサイクル、または廃棄される可能性があります。設計者と製造者は、環境負荷の低い材料を選択したり、製造に必要なエネルギーと資源が少ない製品を作成したりするなど、発生源削減（廃棄物防止）を通じて廃棄物管理に貢献しています。 [ 16 ] [ 17 ]
資源効率とは、現在の生産・消費パターンでは世界経済の成長と発展を持続できないという認識を反映したものです。世界的に見ると、人類は地球が再生できる量よりも多くの資源を製品生産のために採取しています。資源効率とは、原材料の最終採取から最終使用・廃棄に至るまで、これらの製品の生産と消費に伴う環境負荷を低減することです。
汚染者負担原則は、環境への影響に対して汚染者が費用を負担することを義務付けています。廃棄物管理に関して言えば、これは一般的に、廃棄物発生者が回収不可能な物質の適切な処分費用を負担する義務を指します。[ 18 ]
歴史の大半において、人口密度が低く天然資源の利用も少なかったため、人間が生み出す廃棄物の量はごくわずかでした。前近代に発生した一般的な廃棄物は主に灰と人間の生分解性廃棄物であり、これらは環境への影響を最小限に抑えながら、その場で土壌に還されていました。木や金属で作られた道具は、一般的に再利用されるか、世代を超えて受け継がれていました。
しかし、一部の文明は他の文明よりも廃棄物の排出量が多かった。特に、中央アメリカのマヤ文明は、ゴミを集めて焼却する指定のゴミ捨て場を持っていた。[ 19 ]
19世紀のアシャンティ帝国には、クマシとその郊外の衛生管理を担当する公共事業局が存在していた。彼らは毎日街路を清掃し、住民に敷地内を清潔に保ち、雑草を取り除くよう命じていた。[ 20 ]
産業革命の勃興、工業化、そしてイングランドの大規模な人口中心地の持続的な都市成長に伴い、都市における廃棄物の蓄積は、衛生レベルと都市生活全般の質の急速な悪化を引き起こした。廃棄物処理規制の欠如により、街路は汚物で詰まってしまった。[ 21 ]廃棄物処理権限を持つ自治体の設立を求める声は、早くも1751年にロンドンのコービン・モリスが「…人々の健康の維持は非常に重要であるため、この都市の清掃は統一された公共管理の下に置かれるべきであり、すべての汚物は…テムズ川によって適切な距離の田舎に運ばれるべきである」と提案した際に現れた。[ 22 ]
しかし、この問題に関する最初の法律が制定されたのは、ますます深刻化するコレラの流行と公衆衛生に関する議論の出現に促された19世紀半ばになってからのことだった。この新たな焦点に大きく影響を与えたのは、社会改革者エドウィン・チャドウィックによる1842年の報告書『労働者階級の衛生状態』 [ 23 ]で、彼はその中で、都市住民の健康と福祉を改善するために適切な廃棄物処理施設の重要性を主張した。
英国では、1846年の迷惑除去および疾病予防法が、ロンドンにおける規制された廃棄物管理の提供という着実に発展していくプロセスを開始した。[ 24 ]メトロポリタン・ボード・オブ・ワークスは、急速に拡大する都市の衛生規制を中央集権化した最初の都市全体の当局であり、1875年の公衆衛生法により、すべての世帯が毎週の廃棄物を「移動可能な容器」に入れて処分することが義務付けられ、これが最初のゴミ箱の概念となった。[ 25 ]
廃棄物処理の劇的な増加により、最初の焼却施設、当時は「破壊者」と呼ばれていた施設が建設されました。1874年、最初の焼却炉は、アルフレッド・フライヤーの設計に基づき、マンラブ、アリオット社によってノッティンガムに建設されました。 [ 22 ]しかし、これらの施設は、大量の灰が発生し、それが近隣地域に漂うため、反対に遭いました。[ 26 ]
同様の都市ごみ処理システムは、20世紀初頭にヨーロッパや北米の他の大都市でも出現した。
初期のごみ収集車は、馬に引かれる荷台の開いたダンプトラックでした。20世紀初頭に電動化され、1920年代にはイギリスで、排出レバー機構で臭いを消す最初の密閉型トラックが導入されました。[ 27 ]これらのトラックにはすぐに「ホッパー機構」が装備され、スクーパーを床面から積み込み、機械的に持ち上げてトラックに廃棄物を投入するようになりました。 1938年に登場したガーウッド・ロードパッカーは、油圧式圧縮機を組み込んだ最初のトラックでした。
アメリカ合衆国における廃棄物管理の歴史は植民地時代に遡り、ニューアムステルダム（現在のニューヨーク市）では1654年にはすでに路上にゴミを捨てることを違法としていた。1700年代半ば、ベンジャミン・フランクリンはフィラデルフィアの歴史上初めてゴミ収集と道路清掃サービスを開始した。彼は清潔な道路の利点を説明する文書を書いて配布し、住民に定期的な清掃のために少額の料金を支払うよう説得した。彼の努力により、フィラデルフィアの道路は舗装され清掃され、アクセスしやすくなり、ほこりやゴミが減った。彼の提唱は、1762年の道路維持管理を規制する法律の制定に貢献した。[ 28 ]
歴史家のマーティン・メロシは、アメリカの都市衛生の歴史を、給水、下水道、廃棄物処理に関する懸念の変化によって定義される3つの明確な段階を通して概説している。[ 29 ]
廃棄物の収集方法は国や地域によって大きく異なります。家庭ごみの収集サービスは地方自治体によって提供されることが多く、産業廃棄物や商業廃棄物については民間企業が提供しています。特に発展途上国など一部の地域では、正式な廃棄物収集システムが整備されていません。
バス停少年団のような地域主導の取り組みは、アクラの都市衛生の改善に貢献してきた。
路側収集は、ほとんどのヨーロッパ諸国、カナダ、ニュージーランド、アメリカ合衆国、その他多くの先進国で最も一般的な廃棄物処理方法であり、専用のトラックが定期的に廃棄物を収集します。これは多くの場合、路側での廃棄物の分別と関連付けられています。農村部では、廃棄物を中継ステーションに運ぶ必要がある場合があります。収集された廃棄物は、その後、適切な処理施設に輸送されます。一部の地域では、真空収集が用いられており、家庭や事業所から真空吸引によって細い管を通して廃棄物が輸送されます。このシステムはヨーロッパと北米で使用されています。
一部の地域では、分別されていない廃棄物が路肩や廃棄物中継ステーションで収集され、その後、リサイクル可能なものと使用できないものに分別されます。このようなシステムは、大量の固形廃棄物を分別し、リサイクル可能なものを回収し、残りをバイオガスや土壌改良材に変えることができます。サンフランシスコでは、市当局が「2020年までに廃棄物ゼロ」という目標を支援するため、強制リサイクルおよび堆肥化条例を制定し、市内のすべての人にリサイクル可能なものと堆肥化可能なものを埋立地に送らないようにすることを義務付けています。3つの流れは、路肩の「ファンタスティック3」ビンシステム（リサイクル可能なものは青、堆肥化可能なものは緑、埋立地行きのものは黒）で収集され、サンフランシスコ唯一の廃棄物収集業者であるRecologyが住民や企業に提供しています。市の「Pay-As-You-Throw」システムは、埋立処分される廃棄物の量に応じて顧客に料金を請求し、リサイクル可能なものと堆肥化可能なものを他の廃棄物から分別する経済的インセンティブを提供します。市の環境局のゼロウェイストプログラムにより、市は北米で最高の80%の転換率を達成しました。[ 35 ] Waste Industriesなどの他の企業は、ゴミ箱とリサイクル容器を区別するためにさまざまな色を使用しています。さらに、世界のいくつかの地域では、特定の慣行の環境持続可能性を測定するのに役立つベンチマークが公式にないため、都市固形廃棄物の処理が環境負荷を引き起こす可能性があります。[ 36 ]
廃棄物の分別とは、持続可能な処分を容易にするために、さまざまな形態の廃棄物を分離することを指します。現代の解決策では、一般的に、廃棄物をリサイクル可能な廃棄物、堆肥化可能な廃棄物、および再利用できず埋立地や焼却炉での処分が必要なその他の廃棄物に分別します。[ 37 ] [ 38 ]
核廃棄物を扱う際には、核サイクルの余剰生成物が人間の健康にどれほど害を及ぼす可能性があるかを考えると、ラベル表示は特に重要である。[ 39 ]
廃棄物管理には、処分場周辺の人々や廃棄物管理に従事する人々にとって危険を伴う様々な側面があります。あらゆる種類の廃棄物への曝露は個人の健康に悪影響を及ぼす可能性があり、廃棄物への曝露によって悪化する主な疾患は喘息と結核です。[ 40 ]平均的な個人が廃棄物に曝露される程度は、周囲の状況に大きく左右され、発展途上地域や低所得地域の人々は、特に化学廃棄物を通じて、廃棄物の影響を受けやすい傾向があります。[ 41 ]廃棄物による危険の範囲は非常に広く、化学廃棄物だけでなく、あらゆる種類の廃棄物を網羅しています。さまざまな種類の廃棄物を処分するには、従うべきさまざまなガイドラインがあります。[ 42 ]
焼却の危険性は、発展途上国や埋立地や代替手段のためのスペースがほとんどない国や都市など、さまざまなコミュニティにとって大きなリスクです。廃棄物の焼却は世界中の多くの人々にとって容易に利用できる選択肢であり、他に選択肢がない場合には世界保健機関によってさえ推奨されています。 [ 43 ]廃棄物の焼却はめったに注目されないため、その影響は見過ごされています。廃棄物を焼却する際に有害物質とCO2が放出されることが、焼却による最大の危険性です。[ 44 ]
ほとんどの先進国では、家庭ごみの処理費用は、所得や不動産価値に関連した国税または地方税によって賄われています。商業・産業廃棄物の処理は通常、商業サービスとして課金され、多くの場合、処理費用を含む包括料金となっています。この慣行は、廃棄物処理業者が、再利用やリサイクルといった環境に優しい解決策よりも、埋め立てなどの最も安価な処理方法を選択する傾向を助長する可能性があります。
固形廃棄物管理プロジェクトの資金調達は、特に市当局がそれを市民に提供すべき重要なサービスと見なしている場合、市当局にとって大変な負担となる可能性があります。寄付金や助成金は、寄付団体の関心に依存する資金調達メカニズムです。市の廃棄物管理インフラを整備する良い方法ではありますが、助成金の獲得と活用は、寄付者が重要と考えるものに完全に依存します。したがって、市当局が廃棄物管理のさまざまな側面に資金をどのように配分するかを指示することは困難になる可能性があります。[ 45 ]
廃棄物税を課している国の例としてイタリアが挙げられます。この税金は固定税率と変動税率の2つの税率に基づいています。固定税率は家の大きさに基づいており、変動税率は家に住んでいる人数によって決まります。[ 46 ]
世界銀行は、従来型の融資、成果連動型融資、開発政策融資、技術アドバイスなど、多様な商品やサービスを用いて、固形廃棄物管理プロジェクトへの資金提供や助言を行っています。世界銀行が資金提供する廃棄物管理プロジェクトは通常、廃棄物の発生から収集・輸送、そして最終的な処理・処分に至るまでのライフサイクル全体を網羅しています。[ 3 ]
埋立地[ a ]は、都市固形廃棄物を含む廃棄物を処分する場所です。これは最も古く、最も一般的な廃棄物処理方法ですが、廃棄物を毎日、中間、最終の覆いをかけて体系的に埋める方法は1940年代に始まったばかりです。以前は、廃棄物は単に山積みにされたり、穴（考古学では貝塚として知られています）に投げ込まれたりしていました。
埋立地は広大な土地を占有し、環境リスクをもたらします。一部の埋立地は、一時保管、集約、移送などの廃棄物管理目的、あるいは選別、処理、リサイクルといった廃棄物処理の様々な段階で使用されます。埋立地は、安定化対策が施されていない限り、地震の際に激しい揺れや土壌液状化に見舞われる可能性があります。埋立地が満杯になると、その跡地は他の用途に転用されることがあります。
稼働中の埋立地も修復された埋立地も、長年にわたって続く重大な環境影響をもたらす可能性があります。これには、気候変動の一因となる埋立地ガスの放出や、高濃度の汚染物質を含む埋立地浸出液の排出などが含まれます。
焼却は、固体有機廃棄物を燃焼させて残渣とガス状生成物に変換する処理方法です。この方法は、都市固形廃棄物と廃水処理からの固形残渣の両方の処理に有効です。このプロセスにより、固形廃棄物の体積は 80 ～ 95 パーセント削減されます。[ 47 ]焼却やその他の高温廃棄物処理システムは、「熱処理」と呼ばれることもあります。焼却炉は、廃棄物を熱、ガス、蒸気、灰に変換します。
焼却は、個人による小規模な処理から産業界による大規模な処理まで幅広く行われています。固体、液体、気体の廃棄物の処理に用いられ、特定の有害廃棄物（生物学的医療廃棄物など）の処理方法として実用的とされています。しかし、焼却は、大量の二酸化炭素を含むガス状汚染物質の排出といった問題があるため、廃棄物処理方法として議論の的となっています。
焼却は、土地が限られている日本などの国で一般的です。これは、焼却施設が一般的に埋立地ほど広い面積を必要としないためです。廃棄物発電（WtE）または廃棄物発電（EfW）は、炉やボイラーで廃棄物を燃焼させて熱、蒸気、または電気を生成する施設の広義の用語です。焼却炉での燃焼は必ずしも完全ではなく、焼却炉の煙突からのガス排出物に含まれる汚染物質について懸念があります。特に懸念されているのは、ダイオキシン、フラン、PAHなどの非常に残留性の高い有機化合物で、これらは生成される可能性があり、深刻な環境影響をもたらす可能性があります。また、水銀[ 48 ]や鉛などの重金属は、燃焼プロセスで揮発する可能性があります。
リサイクルは、空の飲料容器などの廃棄物を収集して再利用する資源回収の手法です。このプロセスでは、本来ならゴミとして処分されるはずの材料を分解して再利用します。リサイクルには多くの利点があり、多くの新しい技術によってさらに多くの材料がリサイクル可能になっているため、地球をきれいにすることができます。[ 49 ]リサイクルは環境に良いだけでなく、経済にも良い影響を与えます。アイテムの材料は新しい製品に作り変えることができます。[ 50 ]リサイクル用の材料は、専用の容器と収集車を使用して一般廃棄物とは別に収集される場合があり、この手順は路側収集と呼ばれます。一部の地域では、廃棄物の所有者は、収集前に材料を異なる容器（紙、プラスチック、金属など）に分別する必要があります。他の地域では、すべてのリサイクル可能な材料を1つの容器に入れて収集し、後で中央施設で分別します。後者の方法は「単一ストリームリサイクル」として知られています。[ 51 ] [ 52 ]
リサイクルされる最も一般的な消費財には、飲料缶などのアルミニウム、電線などの銅、食品缶やエアゾール缶などの鉄、古い鉄製の家具や機器、ゴムタイヤ、ポリエチレンおよびPETボトル、ガラス瓶、紙箱、新聞、雑誌、薄手の紙、段ボール箱などがあります。
PVC、LDPE、PP、PS（樹脂識別コード参照）もリサイクル可能です。これらの製品は通常、単一の素材で構成されているため、比較的容易に新しい製品にリサイクルできます。一方、コンピューターや電子機器などの複雑な製品のリサイクルは、追加の分解や分離が必要となるため、より困難です。
リサイクルに受け入れられる材料の種類は、都市や国によって異なります。各都市や国には、さまざまな種類のリサイクル可能な材料を処理できるさまざまなリサイクルプログラムがあります。ただし、受け入れのばらつきは、再処理された材料の再販価値に反映されます。リサイクルの種類には、古紙や段ボール、プラスチックのリサイクル、金属のリサイクル、電子機器、木材のリサイクル、ガラスのリサイクル、布や繊維など、非常に多くのものがあります。[ 53 ] 2017年7月、中国政府は、プラスチック、繊維、混合紙を含む24種類のリサイクル可能なものや固形廃棄物の輸入禁止を発表し、中国に直接的または間接的に輸出していた世界中の先進国に大きな影響を与えました。[ 54 ]
植物材料、食品廃棄物、紙製品などの有機物である回収可能な材料は、堆肥化および消化プロセスによって有機物を分解することで回収できます。結果として得られた有機物は、農業または造園目的でマルチまたは堆肥としてリサイクルされます。微生物による堆肥化および消化に加えて、アメリカミズアブの幼虫などの特定の昆虫は、廃棄物の量を減らしながら、有機廃棄物の流れを生物学的にバイオマスに変換できます。[ 55 ]また、プロセスからの廃ガス（メタンなど）を回収して、電力と熱の生成（CHP/コジェネレーション）に使用して効率を最大化できます。堆肥化および消化の方法と技術にはさまざまな種類があります。それらは、単純な家庭用堆肥の山から、混合家庭廃棄物の大規模な工業的消化まで、複雑さが異なります。さまざまな生物学的分解方法は、好気性または嫌気性方法に分類されます。一部の方法は、これら2つの方法のハイブリッドを使用します。固形廃棄物の有機性部分の嫌気性消化は、埋め立てや焼却よりも環境的に効果的である。[ 56 ]廃棄物管理における生物学的処理の目的は、有機物の自然な分解プロセスを制御し、促進することである。（資源回収を参照）。
廃棄物からのエネルギー回収とは、燃焼、ガス化、熱分解、嫌気性消化、埋立地ガス回収などさまざまなプロセスを通じて、リサイクル不可能な廃棄物を使用可能な熱、電気、または燃料に変換することです。このプロセスはしばしば廃棄物発電と呼ばれます。廃棄物からのエネルギー回収は、非有害廃棄物管理階層の一部です。エネルギー回収を使用してリサイクル不可能な廃棄物を電気と熱に変換することで、再生可能エネルギー源が生成され、化石燃料からのエネルギーの必要性を相殺し、埋立地からのメタン発生を削減することで、炭素排出量を削減できます。[ 57 ]世界的に、廃棄物発電は廃棄物管理の16%を占めています。[ 58 ]
廃棄物のエネルギー含有量は、直接燃焼燃料として使用することで直接的に利用することも、別の種類の燃料に加工することで間接的に利用することもできます。熱処理は、廃棄物を調理や暖房の燃料源として使用したり、ガス燃料を使用したり（上記参照）することから、ボイラーの燃料として使用することまで多岐にわたります。熱分解とガス化は、廃棄物を酸素供給が制限された状態で高温に加熱する、関連する2つの熱処理形態です。このプロセスは通常、高圧の密閉容器内で行われます。固体廃棄物の熱分解は、物質を固体、液体、ガス製品に変換します。液体とガスは、燃焼させてエネルギーを生成したり、他の化学製品に精製したりできます（化学精製）。固体残渣（炭）は、活性炭などの製品にさらに精製できます。ガス化と高度なプラズマアークガス化は、有機物を一酸化炭素と水素からなる合成ガス（シンガス）に直接変換するために使用されます。ガスはその後燃焼させて電気と蒸気を生成します。熱分解の代替手段として、高温高圧下での超臨界水分解（水熱単相酸化）がある。
熱分解は、家庭や産業のさまざまな廃棄物を回収燃料に変換するためによく使用されます。熱分解プロセスに投入されるさまざまな種類の廃棄物（植物廃棄物、食品廃棄物、タイヤなど）は、化石燃料の代替となる可能性があります。[ 59 ]熱分解は、化学量論量の酸素がない状態で熱によって有機物を熱化学的に分解するプロセスであり、この分解によってさまざまな炭化水素ガスが生成されます。[ 60 ]熱分解中、物体の分子は、分子が分解し始めるほど高い周波数で振動します。熱分解の速度は温度 とともに増加します。工業用途では、温度は430 °C (800 °F)を超えます 。[ 61 ]
ゆっくりとした熱分解では、ガスと固体の木炭が生成されます。[ 62 ]熱分解は、廃棄バイオマスを有用な液体燃料に変換する可能性を秘めています。廃棄木材やプラスチックの熱分解は、燃料を生成する可能性があります。熱分解後に残る固体には、金属、ガラス、砂、およびガスに変換されない熱分解コークスが含まれています。焼却プロセスと比較すると、特定の種類の熱分解プロセスでは、アルカリ金属、硫黄、塩素を含む有害性の低い副産物が放出されます。ただし、一部の廃棄物の熱分解では、HCl や SO2 など、環境に影響を与えるガスが発生します。[ 63 ]
資源回収とは、廃棄予定であった廃棄物を、特定の次の用途に体系的に転用することです。[ 64 ]これは、リサイクル可能なものを処理して材料や資源を抽出または回収したり、エネルギーに変換したりすることです。これらの活動は、資源回収施設で行われます。[ 65 ]資源回収は環境的に重要なだけでなく、費用対効果も高いです。廃棄される廃棄物の量を減らし、埋立地のスペースを節約し、天然資源を保護します。[ 66 ]
資源回収は、従来の廃棄物管理に代わるアプローチであり、ライフサイクル分析（LCA）を用いて廃棄物処理戦略を評価・最適化します。混合都市固形廃棄物（MSW）に焦点を当てた包括的な研究では、資源効率を最大化し環境負荷を最小限に抑えるための最適な方法が特定されています。これには、効果的な廃棄物管理、廃棄物の分別、効率的な収集システム、非有機物の再利用とリサイクル、嫌気性消化による有機物の処理などが含まれます。
資源リサイクルのメリットを示す例として、廃棄される多くの品物には、回路基板の部品など、リサイクルして利益を生み出すことができる金属が含まれています。パレットやその他の梱包材に含まれる木材チップは、園芸用の有用な製品にリサイクルできます。リサイクルされたチップは、通路、歩道、競技場の表面を覆うのに利用できます。
合理的かつ一貫性のある廃棄物管理手法を適用することで、以下のような様々なメリットが得られます。
廃棄物の有効活用、有益な再利用、価値の回収、または廃棄物の再生[ 67 ]は、経済的に有用な材料を作成するために、再利用またはリサイクルによって、経済プロセスからの廃棄物または残渣が有効活用（経済的価値を与えられる）されるプロセスです。 [ 68 ] [ 67 ] [ 69 ]この用語は、持続可能な製造と経済、産業エコロジー、および廃棄物管理の実践から来ています。この用語は通常、ある製品の製造または加工からの残渣が別の産業プロセスの原材料またはエネルギー原料として使用される産業プロセスに適用されます。[ 67 ] [ 69 ]特に産業廃棄物は、家庭廃棄物などの他の廃棄物よりも一貫性があり予測可能である傾向があるため、有効活用に適した候補です。[ 67 ] [ 70 ]
残留物に対する規制の強化や、1990年代から2000年代にかけての持続可能な開発や循環型経済に関する考え方の導入といった社会経済的変化により、資源を付加価値のある材料として回収する ための産業慣行への注目が高まった。[ 71 ]
液体廃棄物は、その処理が非常に困難であるため、廃棄物管理において重要なカテゴリーです。固体廃棄物とは異なり、液体廃棄物は環境から簡単に回収して除去することができません。液体廃棄物は拡散し、接触すると他の液体源を容易に汚染します。この種の廃棄物は、土壌や地下水などの物体にも浸透します。これは、汚染地域の植物、生態系内の動物、そして人間を汚染することにつながります。[ 72 ]
工業廃水処理とは、産業から望ましくない副産物として発生する廃水を処理するプロセスを指します。処理後、処理された工業廃水（または排水）は再利用されるか、下水道または環境中の地表水に放出されます。一部の工業施設では、下水処理場で処理できる廃水が発生します。石油精製所、化学工場、石油化学工場などのほとんどの工業プロセスでは、処理された廃水中の汚染物質濃度が下水道や河川、湖、海洋への廃水処分に関する規制に準拠するように、廃水を処理する独自の専用施設を備えています。[ 73 ]： 1412これは、有機物（油やグリースなど）、有毒汚染物質（重金属、揮発性有機化合物など）、またはアンモニアなどの栄養素を高濃度で含む廃水を発生させる産業に当てはまります。[ 74 ]： 180一部の産業では、汚染物質（例えば、有毒化合物）を除去するための前処理システムを設置し、部分的に処理された廃水を都市下水道に排出している。[ 75 ]： 60
ほとんどの産業は廃水を排出します。最近の傾向は、そのような排出を最小限に抑えるか、処理済みの廃水を生産プロセス内でリサイクルすることです。一部の産業は、汚染物質を削減または排除するために製造プロセスを再設計することに成功しています。[ 76 ]産業廃水の発生源には、電池製造、化学製造、発電所、食品産業、鉄鋼産業、金属加工、鉱山および採石場、原子力産業、石油およびガスの採掘、石油精製および石油化学、医薬品製造、パルプおよび製紙産業、製錬所、繊維工場、工業用油汚染、水処理および木材保存などがあります。処理プロセスには、塩水処理、固形物除去（化学沈殿、ろ過など）、油およびグリース除去、生分解性有機物の除去、その他の有機物の除去、酸およびアルカリの除去、有毒物質の除去などがあります。
下水汚泥処理とは、下水処理中に発生する下水汚泥を管理・処分するプロセスを指します。汚泥処理は、輸送費と処分費を削減するために汚泥の重量と体積を減らすこと、および処分方法に伴う潜在的な健康リスクを低減することに重点を置いています。重量と体積を減らす主な手段は水分除去であり、病原菌の除去は、好熱性消化、堆肥化、または焼却による加熱によって行われることがよくあります。汚泥処理方法の選択は、発生する汚泥の量と、利用可能な処分方法に必要な処理コストの比較によって決まります。農村地域では自然乾燥と堆肥化が魅力的な選択肢となる一方、都市部では土地の利用可能性が限られているため好気性消化と機械的脱水が好ましい場合があり、大都市圏では規模の経済性からエネルギー回収が代替手段として推奨される場合があります。
汚泥は、液体下水から除去された少量の固形物を含む水が大部分を占めます。一次汚泥には、一次沈殿槽での一次処理中に除去された沈殿性固形物が含まれます。二次汚泥は、二次沈殿槽で分離された汚泥で、二次処理バイオリアクターまたは無機酸化剤を使用するプロセスで使用されます。集中的な下水処理プロセスでは、液体ラインのタンクの容量が汚泥を貯蔵するのに不十分なため、生成された汚泥を液体ラインから連続的に除去する必要があります。[ 77 ]これは、処理プロセスをコンパクトでバランスの取れた状態（汚泥の生成と汚泥の除去がほぼ等しい）に保つために行われます。液体ラインから除去された汚泥は、汚泥処理ラインに送られます。好気性プロセス（活性汚泥プロセスなど）は、嫌気性プロセスと比較して、より多くの汚泥を生成する傾向があります。一方、池や人工湿地などの広範囲な（自然）処理プロセスでは、生成された汚泥は処理ユニット（液ライン）に蓄積され、数年間の運転後にのみ除去されます。[ 78 ]
汚泥処理方法は、発生する固形物の量やその他の現場固有の条件によって異なります。小規模プラントでは堆肥化が最も一般的で、中規模プラントでは好気性消化、大規模プラントでは嫌気性消化が用いられます。汚泥は、いわゆるプレシックナーに通して脱水されることがあります。プレシックナーの種類には、遠心式汚泥シックナー[ 79 ] 、回転ドラム式汚泥シックナー、ベルトフィルタープレス[ 80 ]などがあります。脱水された汚泥は焼却されるか、埋立地への処分または農業用土壌改良材としての利用のために現場外へ輸送されます[ 81 ] 。
嫌気性消化中のメタンガス生成、または乾燥汚泥の焼却によって汚泥からエネルギーを回収できるが、エネルギー収量は汚泥の水分を蒸発させたり、脱水に必要な送風機、ポンプ、遠心分離機を駆動したりするには不十分な場合が多い。粗粒一次固形物および二次下水汚泥には、沈殿槽汚泥中の固体粒子への吸着によって液体下水から除去された有毒化学物質が含まれることがある。汚泥量を減らすと、汚泥中のこれらの有毒化学物質の濃度が増加する可能性がある。 [ 82 ]
廃棄物管理の重要な方法の一つは、廃棄物の発生を防止することであり、これは廃棄物削減とも呼ばれます。廃棄物最小化とは、革新的または代替的な手順を徹底的に適用することによって達成される有害廃棄物の量を削減することです。[ 83 ]回避方法には、中古品の再利用、壊れたものを修理して新しいものを買うこと、詰め替え可能または再利用可能な製品を設計すること（プラスチック製の買い物袋の代わりに綿製のものなど）、使い捨て製品の使用を避けるよう消費者に促すこと（使い捨ての食器など）、缶や包装から食品や液体の残りを取り除くこと[ 84 ]、同じ目的を達成するために使用する材料が少ない製品を設計すること（例えば、飲料缶の軽量化）などがあります。[ 85 ]
世界の廃棄物貿易とは、処理、処分、リサイクルを目的として、各国間で廃棄物を国際的に取引することを指します。有毒廃棄物や有害廃棄物は、発展途上国が先進国から輸入するケースが多く見られます。
世界銀行の報告書「なんて無駄なんだ：固形廃棄物管理の世界的なレビュー」では、特定の国で発生する固形廃棄物の量について説明しています。具体的には、固形廃棄物を多く発生させる国は、経済的に発展しており、工業化が進んでいる国です。[ 86 ]この報告書では、「一般的に、経済発展と都市化の度合いが高いほど、発生する固形廃棄物の量も多くなる」と説明しています。[ 86 ]したがって、経済的に発展し都市化が進んでいるグローバル・ノースの国々は、グローバル・サウスの国々よりも多くの固形廃棄物を発生しています。[ 86 ]
現在の国際的な廃棄物貿易の流れは、グローバル・ノースで廃棄物が発生し、グローバル・サウスに輸出されて処分されるというパターンに従っている。どの国がどの程度の量の廃棄物を発生するかは、地理的位置、工業化の度合い、世界経済への統合度など、複数の要因によって左右される。
多くの学者や研究者が、廃棄物取引の急増と廃棄物取引の悪影響を新自由主義経済政策の普及と関連付けている。[ 87 ] [ 88 ] [ 89 ] [ 90 ] 1980年代の新自由主義経済政策への主要な経済転換に伴い、 「自由市場」政策 への移行が世界的な廃棄物取引の急増を促進した。
具体的には、発展途上国は貿易自由化政策によって、経済拡大の手段として廃棄物を輸入するよう標的にされてきた。[ 91 ]新自由主義経済政策の指針は、世界経済に統合される道は、貿易自由化に参加し、国際貿易市場で交換することであると主張している。[ 91 ]彼らの主張は、インフラが少なく、富が少なく、製造能力も低い小国は、利益を増やし経済を刺激する方法として有害廃棄物を受け入れるべきだというものである。[ 91 ]
発展途上国では、廃棄物収集サービスが枯渇し、管理が不十分で管理されていないゴミ捨て場が頻繁に発生しています。問題は悪化しています。[ 14 ] [ 92 ]ガバナンスの問題が状況をさらに複雑にしています。これらの国や都市における廃棄物管理は、制度の弱さ、慢性的な資源不足、急速な都市化のために、継続的な課題となっています。[ 14 ]これらの課題すべてに加え、廃棄物管理の階層構造に影響を与えるさまざまな要因に対する理解の欠如が、廃棄物の処理に影響を与えています。[ 93 ]
発展途上国では、廃棄物管理活動は通常、貧困層が生活のために行っています。アジア、ラテンアメリカ、アフリカの人口の2%が、生計を廃棄物に依存していると推定されています。家族で組織された、または個人で手作業で廃棄物を回収する人々は、支援ネットワークや設備がほとんどない状態で廃棄物管理に従事することが多く、健康被害のリスクが高まっています。さらに、この活動は子供たちの高等教育を妨げています。ほとんどの市民の廃棄物管理への参加レベルは非常に低く、都市部の住民は廃棄物管理のプロセスに積極的に関与していません。[ 94 ]
従来、廃棄物管理業界は、推定や手動データ入力を使用せずに高品質のデータを収集できるRFID （無線周波数識別）タグ、GPS、統合ソフトウェアパッケージなどの新技術の導入が遅れていました。 [ 95 ]この技術は、一部の工業国の多くの組織で広く使用されています。無線周波数識別は、都市固形廃棄物の流れのリサイクル可能なコンポーネントを自動的に識別するためのタグ付けシステムです。[ 96 ]
スマート廃棄物管理は、サンフランシスコ、ヴァルデ、マドリードなど、いくつかの都市で実施されています。[ 97 ]廃棄物コンテナにはレベルセンサーが装備されています。コンテナがほぼ満杯になると、センサーが収集車に警告し、収集車は最も満杯のコンテナを回収し、最も空のコンテナをスキップするルートを追跡できます。[ 98 ]
国連環境計画（UNEP）の中核資金である環境基金の支援を受け、国際固体廃棄物協会（ISWA）と共同で発行された「世界の廃棄物管理展望2024」は、2018年以降の世界の廃棄物発生量の推移と廃棄物管理コストの上昇について包括的な最新情報を提供しています。この報告書は、都市固形廃棄物が2023年の23億トンから2050年には38億トンに増加すると予測しています。廃棄物管理の直接的な世界コストは2020年には約2,520億米ドルでしたが、現状が改革なしで続けば、2050年には年間6,403億米ドルにまで急増する可能性があります。ライフサイクルアセスメントを取り入れたこの報告書は、現状維持からゼロウェイストと循環型経済の原則を完全に採用するシナリオまでを比較しています。報告書は、効果的な廃棄物予防と管理によって、2050年までに年間コストを2,702億米ドルに抑えることができる一方、循環型経済アプローチによってこの分野を純プラスに変え、年間1,085億米ドルの潜在的な利益をもたらす可能性があることを示している。直接的な結果を防ぐために、報告書は、開発銀行、政府、自治体、生産者、小売業者、市民を含む複数のセクターにわたる即時の行動を求め、廃棄物削減と管理慣行の改善のための的を絞った戦略を提供するよう求めている。[ 99 ]
オーストラリアの廃棄物管理は、19世紀後半までに近代的なシステムとして導入され始め、その進歩は技術的および衛生的な進歩によって推進されました。[ 102 ] [ 103 ]現在、連邦レベルと州レベルの両方で規制されています。[ 104 ]連邦環境エネルギー省が国の立法枠組みを担当しています。[ 104 ]
廃棄物管理は、地理的[ 105 ] 、人口統計学的[ 105 ]、行動的[ 106 ]のダイナミクスに応じて、さまざまな影響と用途があります。多くのレポートやキャンペーンが推進されてきました。
このシステムは、より一貫性のある循環型経済に基づく法制度[ 106 ] 、より信頼性の高いデータベース[ 107 ] 、より強力で独立した国内産業[ 106 ]を確立するための改革プロセスを経ている。これらの要因は、産業の発展と国家間の関係を阻害してきた。[ 105 ] [ 106 ]
都市固形廃棄物の発生量は時空間的に変動する。空間分布では、東部沿岸地域の点源はかなり異なっている。広東省、上海市、天津市では、それぞれ30.35 Mt、7.85 Mt、2.95 Mtの都市固形廃棄物（MSW）が発生した。時間分布では、2009～2018年の間に、福建省ではMSW発生量が123%増加したが、遼寧省ではわずか7%の増加にとどまり、上海特別区では2013年以降-11%減少した。MSWの組成特性は複雑である。東部沿岸のさまざまな都市における台所ごみ、紙、ゴム・プラスチックなどの主要成分は、それぞれ52.8～65.3%、3.5～11.9%、9.9～19.1%の範囲で変動している。[ 108 ] 2021年の中国のリサイクル率は約20%であった。[ 109 ]
ハンガリー初の廃棄物削減プログラムは、2014年から2020年までの国家廃棄物管理計画でした。現在のプログラム（2021年～2027年）は、欧州連合および国際補助金、国内共同出資、製品課金、埋立税によって資金提供されています。[ 110 ]
モロッコは3億ドルの衛生埋立システムを導入したことで恩恵を受けている。高額な投資に見えるかもしれないが、同国政府は、廃棄物を適切に処理しなかったことによる損害、つまり結果からさらに4億4000万ドルを節約できたと予測している。[ 111 ]
サンフランシスコは、 2030 年までに廃棄物ゼロを目指すという目標のもと、2009 年に廃棄物管理政策の変更を開始しました。[ 112 ]市議会は、企業や個人にリサイクルと堆肥化を義務付けたり、発泡スチロールやビニール袋を禁止したり、紙袋に料金を課したり、ゴミ収集料金を引き上げたりするなどの変更を行いました。[ 112 ] [ 113 ]企業は、リサイクルと堆肥化を正しく処理すると財政的に報われ、間違った処理をすると課税されます。これらの政策に加えて、ゴミ箱はさまざまなサイズで製造されました。堆肥用ゴミ箱が最も大きく、リサイクル用ゴミ箱が 2 番目に大きく、ゴミ箱が最も小さいです。これにより、個人はサイズに関して廃棄物を慎重に分別するように促されます。これらのシステムは、廃棄物の 80% を埋立地から転用することができ、これは米国の主要都市の中で最も高い割合であるため、うまく機能しています。[ 112 ]こうした変化にもかかわらず、サンフランシスコ環境局長のデビー・ラファエル氏は、すべての製品がリサイクルまたは堆肥化できるように異なる設計になるまで、ゼロウェイストは依然として達成できないと述べている。[ 112 ]
トルコでは年間約3,000万トンの固形都市ごみが発生し、一人当たりの年間ごみ発生量は約400キログラムです。 [ 114 ]ごみの約95%が収集されています。[ 115 ]
イングランドにおける廃棄物管理政策は、環境・食糧・農村地域省（DEFRA）の責任である。イングランドでは、「イングランド廃棄物管理計画」が廃棄物管理政策のまとめを示している。[ 116 ]スコットランドなどの自治地域では、廃棄物管理政策はそれぞれの省庁の責任である。
ザンビアでは、ASAZAは地域密着型の組織であり、主な目的は、恵まれないコミュニティの生活水準を向上させるための政府および協力パートナーの取り組みを補完することです。このプロジェクトの主な目的は、土地の劣化や環境汚染につながる無差別なゴミの投棄の問題を最小限に抑えることです。ASAZAはまた、参加者、女性、および未熟練の若者の収入創出と支払いを通じて、失業と貧困の問題の緩和にも同時に貢献しています。[ 117 ]
この分野に関連する科学雑誌には、以下のようなものがあります。
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