丢弃食物残渣产生的无脊椎动物

作者：Brian Tomasik

首次发布：2017年9月24日。最后重大更新：2017年12月13日。

摘要

丢弃在垃圾中的食物和其他有机废物通常最终会进入垃圾填埋场，在那里它们会滋生各种生物。本页总结了一些关于垃圾产生昆虫的信息。由于垃圾填埋场中有机废物的部分分解是厌氧的，因此垃圾填埋场产生的无脊椎动物总数（从而产生的无脊椎动物痛苦）可能比对有机废物进行非高温好氧堆肥要少。垃圾填埋场还通过暂时覆盖土地并阻止植物生长来防止一些无脊椎动物的诞生，但粗略计算表明，这一考虑因素远不如垃圾填埋场中有机废物产生的无脊椎动物重要。

目录

垃圾桶中的无脊椎动物

将生食扔进垃圾桶往往会在垃圾中滋生果蝇和其他无脊椎动物。当你往垃圾桶里扔新的东西时，可能会伤害一些这些虫子。那些你没有伤害到的虫子可能会在垃圾车或垃圾填埋场被压碎。

Goulson等人（1999）研究了从社区以一周或两周间隔收集的废物中出现的苍蝇（第495页）。废物是从英国的一个中转站收集的，然后放入垃圾桶中观察苍蝇的出现情况（第495页）。"使用附在每个容器盖子上的羽化陷阱监测成年苍蝇的羽化[...]。连续28天每天监测苍蝇的羽化"（第495页）。结果如下（第496页）：

总共收集了243公斤废物，其中114公斤是一周龄的[即以一周间隔收集]，129公斤是两周龄的。这相当于一周龄废物每公斤羽化0.43只苍蝇，两周龄废物每公斤羽化0.08只（平均0.26只）。

我的室友会扔掉食物袋或容器，其侧面含有残留的食物碎屑，这会滋生果蝇，尤其是在较暖的月份。我估计每个中等大小的垃圾袋至少含有5-20只果蝇，有时甚至多达约50只。相比之下，我会小心地将食物颗粒从袋子和容器中冲洗到下水道，然后在扔掉之前将袋子和容器擦干；这样，我扔掉的袋子和容器既不含食物也不含水，因此不会滋生果蝇。我还用扭带密封垃圾袋，以防止虫子进入。

丢弃前密封食物残渣

最好的做法是将食物残渣密封在密闭的袋子或塑料容器中，防止无脊椎动物进入，从而一开始就防止它们诞生。这也应该可以减少蚂蚁、蟑螂、老鼠等的侵扰。

没有虫子的密封食物废物会通过真菌、细菌等分解。这个视频展示了我的密封塑料容器内部食物残渣分解的情况。没有可见的无脊椎动物，尽管我无法确定是否有轮虫和线虫等微小的无脊椎动物。

在过去几年中，我有一两次在食物残渣容器中发现了果蝇幼虫，但这可能是因为我处理的食物残渣中已经有果蝇卵，或者是因为我打开盖子放入新的食物残渣时果蝇溜了进去。

当食物残渣容器确实出现果蝇侵扰时，我会将整个容器放入冰箱很长时间（至少几个月）以相对人道的方式杀死果蝇。让果蝇繁殖会导致更多果蝇的诞生和死亡。

如果这些塑料容器被装在（可能是几层）垃圾袋中，希望它们到达垃圾填埋场时仍能保持密封，尽管我不知道食物容器在运输到垃圾填埋场和压实过程中被破坏的频率如何。

如果你密封的食物残渣容器在到达垃圾填埋场之前或之时被撕开，虫子就可以进入食物废物。一个减少这个问题的想法是让装有食物残渣的容器在你家里放置一段时间（理想情况下是几年），这样在垃圾填埋场暴露在空气中之前，更多的食物能量就会被提取出来。然而，这种让食物在丢弃前更多分解的方法是否实际上会使有机物质对垃圾填埋场的虫子更容易消化？（此外，除非你独居或与理解的室友同住，否则在家里保存密封的腐烂食物废物容器可能不是一个选择。）

我考虑过的另一种可能性是在我房子附近挖一个深洞，将腐烂的食物残渣倒入其中，然后再覆盖起来。希望如果洞够深，它可能是厌氧的，蚯蚓和其他虫子无法接近。我对土壤和土壤动物了解不够，无法判断这个想法是否可行，或者好氧动物是否仍然会找到深埋的腐烂有机物堆。

垃圾填埋场中的无脊椎动物

我的印象是，大多数丢弃的有机废物最终都会进入垃圾填埋场。

美国环保署（2015）表示，"当[城市固体废物]MSW首次被堆放在垃圾填埋场时，它会经历一个好氧（有氧）分解阶段，此时产生的甲烷很少。然后，通常在不到1年的时间内，就会建立厌氧条件，产甲烷菌开始分解废物并产生甲烷。"

康涅狄格州公共卫生部（1997）表示，"送到垃圾填埋场的家庭和商业废物随着时间的推移主要通过细菌的作用分解。"（也就是说，大部分分解不是由无脊椎动物完成的。）

Spelch（2016）："垃圾填埋场的垃圾确实会分解，尽管速度很慢，而且是在密封的无氧环境中。由于缺乏氧气，废物中的细菌会产生甲烷气体"。

Diggelman和Ham（2003）："食物废物在[...垃圾填埋场]处理过程中被厌氧分解"（第503页）。

维基百科（"垃圾填埋场气体利用"）报道："MSW垃圾填埋场气体通常含有大约45%到60%的甲烷和40%到60%的二氧化碳，具体取决于通过主动气体提取引入场地的空气量。"所以听起来从事垃圾填埋场气体提取的垃圾填埋场会引入少量空气，允许少量好氧分解？

垃圾填埋场中苍蝇和其他无脊椎动物的数量是多少？垃圾填埋场中通过无脊椎动物分解的废物比例是多少，通过微生物分解的比例又是多少？垃圾填埋场遗憾地并非没有虫子，但我猜测它们的无脊椎动物总数量（相当）低于堆肥箱中每单位分解食物的数量。

Robinson（2005）说（第10页）：

垃圾填埋场的压实或松散垃圾通常会被覆盖，以减少气味和对各种害虫的吸引力。通常使用土壤作为覆盖物，覆盖层的厚度对控制苍蝇很重要。[...]当土壤不可用或成本高昂时，可以使用其他材料，如纸浆、碎塑料、沙子、编织土工织物和塑料薄膜。在阳光直射下，塑料薄膜会在下面的垃圾中创造出一个温度足够高以防止苍蝇发育的微气候。[...]

家蝇和当地种类的绿头苍蝇是世界各地城市垃圾填埋场最常见的昆虫。在垃圾填埋场，这些苍蝇可能全年持续繁殖，但在寒冷月份数量会减少。蟋蟀和蟑螂，包括德国小蠊，可能会在垃圾填埋场定居，这取决于当地条件。

Enlighten Me（未注明日期）补充道：

在垃圾填埋场，垃圾被卸载到倾倒面上，并由推土机和其他机械压实。每天的垃圾被称为一个单元，当一个单元填满时，会使用土壤、泡沫喷雾、木屑和/或临时覆盖物来覆盖该区域。这种覆盖可以防止雨水和风吹散垃圾，并控制昆虫、鸟类和啮齿动物。

这个页面说："在[不受控制的]垃圾填埋场，昆虫和啮齿动物长期存在，这使它们成为传染病的源头。"

Goulson等人（1999）

Goulson等人（1999）使用黄色粘性陷阱在几个地点测量了苍蝇数量（第494页）：

下图（第496页）显示了结果。我为数值最高的曲线添加了文字标签，以使图表更容易阅读。

由于这些是陷阱捕获的苍蝇数量测量，我们无法确定每平方米区域的苍蝇绝对数量，只能确定各地点之间的相对数量。

防止植物生长？

虽然垃圾填埋场中腐烂的有机物可以滋生苍蝇和其他无脊椎动物，但垃圾填埋场也通过在一段时间内阻止其所在位置的植物生长来防止一些无脊椎动物的诞生，直到垃圾填埋场被草或其他植被覆盖。CalRecycle（2003）："当一个垃圾填埋场关闭时，它可能看起来像一个公园、一个高尔夫球场或一片树木覆盖的山丘。[...]通过种植树木、草和其他地被植物来防止封闭的垃圾填埋场表面侵蚀"。

垃圾填埋场与焚烧炉

垃圾填埋场使用的土地比焚烧炉多，但它们也允许更多的无脊椎动物食用其中的有机物质。以下是一个粗略的费米计算草图，用于比较这些影响。

假设丢弃了M公斤湿质量的有机物质。

如果焚烧，假设它不会滋生任何无脊椎动物，也不会覆盖额外的土地面积。（这两个假设都略有不准确，但可能与正确情况相差不远。）

现在假设有机物质被填埋。设其密度（每立方米公斤数）为D，这意味着它占据的体积为M/D。假设垃圾填埋场中的材料平均高度为H米，所有东西都紧密堆放。那么填埋这些有机物质所需的额外面积为（M/D）/H平方米。假设这么多的土地面积被覆盖Y年，之后垃圾填埋场被草覆盖，我们可以假设它的净初级生产力与垃圾填埋场替代的任何本地植被相同。设NPP为如果土地没有被垃圾填埋场覆盖，本应发生的净初级生产力（每年每平方米湿质量公斤数）。那么丢弃有机物质会阻止NPP * Y * M/（D * H）公斤湿物质的产生。假设这些湿物质中有f的比例会滋生无脊椎动物。所以覆盖土地会阻止f * NPP * Y * M/（D * H）的无脊椎动物食物。

同时，填埋的有机物质会产生一些直接食用该食物的无脊椎动物，特别是当它暴露在空气中让苍蝇和其他虫子接触时。设fw为以这种方式滋生虫子的原始M公斤废弃有机物质的比例。

那么问题是这个数量是否大于额外使用的垃圾填埋场空间所阻止的生产力，即M * fw 是否大于 f * NPP * Y * M/（D * H）。两边都除以M得到问题是fw 是否大于 f * NPP * Y /（D * H）。

在没有这些参数的经验值的情况下，我们可以做一些简化假设。假设f比fw大约10倍，因为垃圾填埋场的分解往往更加厌氧，因此不如普通草地上的分解适合动物生活。此外，让我们假设Y和H都在~100到~101的数量级，使得Y / H大约为~1。b让我们假设D与水的密度相当，即1000 kg / m3。那么我们的不等式变成1 > 10 * NPP / 1000，即NPP < 100 kg per m2 per year = 105 公吨每平方公里每年。由于陆地NPP值通常在~103 公吨每平方公里每年左右，NPP实际上很可能小于105 公吨每平方公里每年。换句话说，本地植被的NPP不会高到足以使垃圾填埋场区域阻止的初级生产力超过垃圾填埋场中有机物质分解导致的无脊椎动物增加。

直观地说，这是因为一个假设的只由有机物质组成的垃圾填埋场会有大量腐烂的废物堆，远远超过草地在几年内能产生的量。c这个结论也符合垃圾填埋场每单位面积支持的苍蝇数量远多于草地的直觉（尽管也许有人会争辩说垃圾填埋场特别密集地滋生苍蝇，而草地密集地滋生非苍蝇无脊椎动物）。

因此，这个初步计算似乎倾向于焚烧而不是填埋，忽略了许多其他复杂因素。

Diggelman和Ham（2003）的一个事实引发了进一步的考虑："假设95%的食物废物固体是可分解的[...]其中84%在设计寿命期间在垃圾填埋场中分解"（第509页）。食物废物中的材料可能以甲烷和二氧化碳的气态形式或以渗滤液的液态形式逸出。这让我想知道，与其他类型的垃圾不同，食物废物是否在长期内实际上并不会对垃圾填埋场的体积贡献很多？如果是这样，那将加强本节的结论，即填埋食物废物对土地覆盖的影响相对较小。

机械生物处理

一些社区在将材料送往垃圾填埋场之前使用机械生物处理（MBT）。我不知道发达国家城市固体废物中有多大比例经过MBT处理，但我猜测这个比例不大。

MBT通过厌氧消化、堆肥或生物干燥处理混合家庭废物中的有机物质（维基百科"机械..."）。在使用MBT的情况下，将食物废物扔进垃圾中对无脊椎动物痛苦的影响更像是厌氧消化、堆肥等的影响。我猜测厌氧消化几乎不涉及无脊椎动物。我认为大规模、高温堆肥通常涉及一些无脊椎动物，但可能比大多数家庭堆肥系统每单位分解食物的数量少。生物干燥产生的垃圾衍生燃料通过燃烧释放其储存的能量，这是一个非感知（因此无痛苦）的过程。

MBT设施的例子：

脚注

  1. 虽然Goulson等人（1999）没有明确说明，但我假设这个地点也不靠近堆肥设施，因为它是一个"对照地点"。Goulson等人（1999）确实说（第497页）"戈斯波特和Port Solent[...]不紧邻废物处理设施。"  (返回)
  2. Diggelman和Ham（2003）报告说，关于威斯康星州丹县垃圾填埋场，"该垃圾填埋场的设计寿命为15年"（第509页）。这是否意味着垃圾填埋场阻止植物生长15年（即Y = 15）？还是说在整个垃圾填埋场退役之前，其部分区域就会被绿化覆盖？

    以下是威斯康星州麦迪逊市丹县卫生垃圾填埋场的Google地图俯视图。我猜测除了高尔夫球场旁边的西南角外，图片中的大部分区域都是垃圾填埋场的总面积？从图片中我看不太清楚，但对我这个外行人来说，看起来垃圾填埋场的非活跃部分正在重新变绿，而中间阻止植被生长的活跃部分只占总面积的一小部分？既然看起来填埋的废物并不会在垃圾填埋场的整个生命周期内阻止植物生长（？），Y可能比15小一些。

    Diggelman和Ham（2003）还报告（第509页）："该垃圾填埋场在其设计寿命内平均每个日历日接收293公吨。"因此，在15年的生命周期内，该垃圾填埋场总共将容纳293 * 365 * 15 ≈ 1,600,000公吨。一次性100公斤的食物残渣堆积将构成（100公斤）/（1.6 * 109公斤）= 6.3 * 10-8的垃圾填埋场总材料量。（Diggelman和Ham（2003）报告这个数字为6.2 * 10-8，可能是因为他们在进行这个计算时使用了未四舍五入的数字？）

    Diggelman和Ham（2003）说，每100公斤（湿重）送往垃圾填埋场的食物废物占用0.019平方米的土地（第509页）。因此，垃圾填埋场所需的总面积应为（0.019平方米）/（6.2 * 10-8）= 310,000平方米 = 31公顷。

    Diggelman和Ham（2003）解释道（第509页）："垃圾填埋场土地面积为12公顷；围栏区域为28公顷[....]垃圾填埋场需要两栋建筑，总面积为1300平方米"。我们可以忽略这两栋建筑，因为它们覆盖的土地面积与垃圾填埋场本身相比微不足道。我推断"垃圾填埋场土地面积"包含在"围栏区域"内，因为我们需要总土地面积加起来大约为31公顷，正如我们在上一段中看到的，如果"垃圾填埋场土地面积"与"围栏区域"分开，总面积将加起来为40公顷。

    我不确定存放城市废物的区域是否仅仅是12公顷的"垃圾填埋场土地面积"，还是28公顷"围栏区域"的大部分最终都会存放城市废物。为了简化以下计算，让我们假设最终将被城市废物覆盖的总面积是这两个数字的平均值：20公顷 = 200,000平方米。这些垃圾填埋场废物中的大部分不是食物残渣，所以这种材料的密度可能与水的密度不太接近，但我假设密度与水的密度不会相差太远——即1公斤/升 = 1000公斤/立方米。那么1,600,000公吨的总废物大约是1,600,000立方米的体积。除以200,000平方米的面积，意味着平均垃圾填埋场高度为H = 8米。由于我上面说过"Y可能比15小一些"，假设Y / H不太远离~1似乎是合理的。  (返回)

  3. 当然，实际的垃圾填埋场大部分不是由有机物质组成的，但这里相关的问题是丢弃一定量的有机物质会增加多少垃圾填埋场的大小，所以应该忽略非有机废物。当然，丢弃非有机废物确实会增加垃圾填埋场的大小，而不会滋生无脊椎动物种群。  (返回)