《Journal of Environmental Management》：Incineration systems for circular solid waste valorisation in low-income settings: A pathway to close material loops and mitigate health risks?
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固体废物管理在低收入国家面临严峻挑战，焚烧技术结合灰烬资源化利用可降低健康风险并促进循环经济。研究分析焚烧系统的设计优化、灰烬在建筑材料、土壤改良等领域的应用潜力，探讨技术可行性、政策支持及社会接受度等关键障碍，提出跨学科研究优先级。
威利斯·格温齐（Willis Gwenzi）| 威尔金斯·阿波罗（Wilgince Apollon）| 弗拉维奥·洛佩斯·弗朗西斯科·比特滕科特（Flávio Lopes Francisco Bittencourt）| 马西奥·费雷拉·马丁斯（Marcio Ferreira Martins）
生物系统与环境工程研究小组，380 New Adylin，马尔堡，哈拉雷，津巴布韦
摘要 固体废物管理在低收入国家仍然是一个主要挑战，存在严重的环境和健康风险。废物焚烧已成为一种可行的策略，小型和大型焚烧设施都能提供针对具体情况的解决方案。本文综合分析了焚烧作为一种实现材料循环利用和降低低收入地区健康风险的途径。文章概述了焚烧系统的原理，并强调了其在应对固体废物风险方面的潜力。焚烧会产生大量灰烬，这些灰烬通常被视为废物，但实际上具有巨大的增值潜力。我们提出了一种循环利用灰烬的方法，重点将其转化为安全、可持续且具有附加价值的产品。潜在的应用领域包括建筑材料、复合材料、矿物回收和土壤改良剂，从而展示了实现资源循环利用和减少环境影响的途径。文章还讨论了通过企业模式、创新融资和支持性政策框架来扩大焚烧规模和灰烬增值的机会。为确保焚烧技术的采用和可持续性，必须解决包括健康风险、公众认知和监管空白在内的各种障碍。最后，文章列出了十个研究重点，涉及灰烬成分、安全处理、产品开发、市场整合和社会经济维度。
引言 固体废物管理在农村和城市社区中仍然是一个重大挑战，尤其是在基础设施和资源有限的低收入地区（Abubakar等人，2022年；Ziraba等人，2016年）。在这些地区，废物通常通过露天焚烧、掩埋或放置在非卫生垃圾场等方式处理，这些做法对环境、生态和人类健康构成严重威胁（Gwenzi等人，2016年；Abubakar等人，2022年；Patil等人，2024年）。分散式和集中式的焚烧系统，包括灰烬的增值利用，为安全处理固体废物提供了有前景且可持续的替代方案，同时解决了水资源、能源、食物和环境（WEFE）之间的关联问题。
焚烧系统吸引了大量研究关注。多项研究探讨了环境影响（Cudjoe和Acquah，2021年；Di Maria等人，2021年）、能源回收的经济潜力（Dos Santos等人，2020年）以及废物转化为能源的动态建模（Magnanelli等人，2020年）等方面。然而，大多数研究集中在高收入国家，忽视了低收入地区的独特限制。
以往关于焚烧的综述涵盖了以下主题：飞灰的解毒、固化及回收（Xue和Liu，2021年）；灰烬在建筑材料中的应用（Cho等人，2020年；Chen等人，2022年）；新兴研究趋势（Wong等人，2020年；Hatami等人，2021年）；健康影响（Tait等人，2020年）；焚烧灰烬的特性（Lu等人，2020年）；以及飞灰的处理方法（Kanhar等人，2020年；Zhang等人，2021年）。然而，仍存在一些关键空白：（1）研究主要集中在高收入背景；低收入地区的社会经济、监管和政策维度被忽视；（2）许多增值途径，如矿物回收和土壤改良剂生产，得到的关注较少。此外，低收入地区基础设施有限、物流受限且资源匮乏，这限制了技术的应用和研究成果的推广。
总之，现有的大多数关于废物转化为能源或焚烧的综述都集中在基础设施完善、排放控制严格且循环经济体系成熟的高收入国家。相比之下，很少有综述关注低收入地区，这些地区面临非正式废物收集、监管框架不完善、露天倾倒和疾病风险增加等问题。此外，将焚烧与循环经济原则或材料回收明确联系起来的综合性分析也非常少见。早期研究主要关注技术效率和环境排放，而健康风险及其缓解策略的整合则相对缺乏。
为填补这些空白，本综述认为：（1）具有循环灰烬增值利用的焚烧系统为低收入地区的废物管理提供了一种安全且可持续的方法，有助于解决WEFE问题；（2）通过适当的企业模式、融资机制和支持性立法及政策，存在扩大焚烧规模的机会；（3）解决技术、社会经济、监管和政策方面的挑战对于实现这些效益至关重要。图1展示了开放循环与封闭循环材料流动及其相关的增值产品，并总结了本研究的重点。
具体而言，本综述旨在：（1）明确焚烧系统在何种条件下能够降低低收入地区主流废物管理方式带来的健康风险；（2）批判性地评估焚烧灰烬和回收热量的循环增值途径，重点关注安全性、可行性和可扩展性；（3）探讨决定焚烧系统是作为循环系统还是污染源的技术、社会经济、制度和政策因素；（4）确定在低收入地区负责任实施所需的优先行动和研究需求。图2展示了焚烧的驱动因素，用于指导研究的各个部分。
请注意，本综述并不旨在进行定量文献计量或元分析。相反，它旨在弥合技术方面与研究人员、行业实践者及决策者和政策制定者相关社会实践、经济和政策问题之间的差距。关于焚烧系统的各种技术方面和健康风险的全面讨论可以在其他综述中找到，包括基于文献计量和元分析的综述（Makarichi等人，2018年；Baek等人，2022年；Hatami等人，2021年；Bottini等人，2025年；Sivayogaraj和Elavenil，2025年）。
重要的是，本综述并不将焚烧视为一种独立的废物处理或能源回收技术。相反，它将焚烧视为一种适用于低收入地区的风险管理和循环增值平台，在这些地区，废物管理不善、露天焚烧和不当处置现象普遍存在。核心目标是确定焚烧在何种条件下既能降低健康风险，又能支持灰烬的安全循环增值。因此，技术设计、公共卫生、政策框架和融资机制被视为相互依存的要素，而不是独立的主题。
为了提高方法论的严谨性，本综述采用了结构化的、透明的文献搜索策略。通过Web of Science、Scopus、ScienceDirect和Google Scholar检索了2000年至2025年期间的同行评审文章和关键技术报告，必要时也参考了早期的基础性工作。搜索词包括“焚烧”、“废物转化为能源”、“低收入国家”、“灰烬增值”、“循环经济”、“排放控制”和“健康风险”。纳入的研究提供了与焚烧系统、排放和健康影响、灰烬再利用途径、能源回收或支持性政策和融资框架相关的实证数据、技术评估或案例证据，特别关注低收入或基础设施受限的环境。在标题和摘要筛选后，对全文的相关性和技术可靠性进行了审查。鉴于文献的跨学科和异质性，采用主题性、综合性的方法对研究结果进行了整合。
章节摘录 焚烧系统：迈向循环废物增值途径 在本节中，我们回顾了焚烧系统，不是为了提供详尽的技术目录，而是为了评估不同设计如何影响燃烧性能、排放控制、灰烬特性及其在低收入地区的循环增值适用性。我们关注适合当地情况的系统和操作条件，以确定焚烧是否能够降低健康风险并支持循环材料流动。
废物转化为资源：焚烧用于资源回收、能源和健康 本节是综述的核心，探讨了焚烧如何从一种以处置为导向的做法转变为一种循环的废物转化为资源系统。它重点区分了理论上可行的增值途径和在实际操作中既可行又安全的途径，同时考虑了低收入地区的技术、监管和市场限制。
低收入地区焚烧系统面临的挑战 在低收入地区实施焚烧系统面临多种障碍，包括健康风险、环境影响、社会文化挑战和制度限制（见图5）。如图5所示，彻底评估和解决这些障碍对于基于焚烧的废物增值至关重要。
焚烧系统的新兴应用和前景 除了固体废物处理和能源回收外，焚烧系统越来越多地被视为促进可持续发展、推动循环经济和支持气候缓解的多功能平台（例如碳中和能源系统）。本文概述了焚烧系统的新兴或创新应用。
结论 本综述表明，焚烧在低收入地区既不一定具有可持续性，也不一定具有危害性。其结果在很大程度上取决于它是否作为受控的、保护健康的、循环增值的平台来实施，而不是仅仅作为一种简单的废物处理或能源回收技术。
重要的是，除了热能外，焚烧还会产生大量灰烬，如果未经处理，可能会造成新的处理负担。采用循环利用灰烬的方法
CRediT作者贡献声明 威利斯·格温齐（Willis Gwenzi）： 撰写——审阅与编辑、初稿撰写、可视化、验证、项目管理、方法论研究、数据分析、概念化。威尔金斯·阿波罗（Wilgince Apollon）： 撰写——审阅与编辑、初稿撰写、可视化、验证、数据分析、数据分析、概念化。弗拉维奥·洛佩斯·弗朗西斯科·比特滕科特（Flávio Lopes Francisco Bittencourt）： 撰写——审阅与编辑、初稿撰写、可视化、验证、数据分析、数据分析、概念化。马西奥·费雷拉（Marcio Ferreira）：
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