Thành phố Xanh

Thành phố xanh là một khu định cư đô thị trong đó sự phát triển được cải thiện hơn là gây hại cho môi trường. Thứ nhất, các dịch vụ hệ sinh thái - các dịch vụ "miễn phí" được cung cấp bởi một hệ sinh thái lành mạnh - được đánh giá cao, được bảo vệ và nâng cao. Một số dịch vụ hệ sinh thái quan trọng được xem xét ở đây là lưu trữ nước và xâm nhập, hấp thụ carbon, và tạo môi trường sống, cung cấp động vật hoang dã, thụ phấn và điều chỉnh nhiệt độ, trong số những thứ khác. Thành phố xanh bảo tồn các tài nguyên này, cũng như các quy trình tạo và duy trì chúng. Đặc tính xác định thứ hai của thành phố xanh là sự trao đổi chất theo chu kỳ hoặc sinh học giống như dòng chất dinh dưỡng trong hệ sinh thái tự nhiên, tạo ra các kết quả đầu ra có thể tái sử dụng trong các hệ sinh học khác (Hình 1). Hai tính năng này có liên quan với nhau: các luồng trao đổi chất có thể hỗ trợ hoặc làm giảm khả năng cung cấp dịch vụ của hệ sinh thái.

Một số công cụ thường được sử dụng để đạt được các mục tiêu thiết kế này là lập kế hoạch vùng dựa trên sinh thái cảnh quan, tập trung vào các yếu tố như hành lang động vật hoang dã; các chiến lược phát triển tác động thấp (LID), tập trung vào quản lý và xâm nhập nước mưa; sự tăng lên của cây xanh đô thị (cây đường phố, công viên và các khu vực tự nhiên cho cả giải trí và môi trường sống); một chiến lược nhấn mạnh cây bản địa; và tạo ra một liên kết chặt chẽ hơn giữa thành phố và sản xuất lương thực của nó. Tuy nhiên, không có khung tham chiếu hoặc phương pháp đánh giá lớn hơn, những can thiệp quy mô nhỏ này có thể không tạo ra kết quả mong muốn ở quy mô thành phố. Các phương pháp tốt hơn là cần thiết để hiểu và định lượng các tác động của các hành động được đề xuất - bao gồm cơ sở hạ tầng - trên thành phố.

Hình 1. Luồng khái niệm về carbon, nitơ, nước và tiền tệ thông qua một hệ sinh thái, thành phố hiện đại và thành phố xanh.

Cơ sở hạ tầng vật lý - đường sắt, sân bay, cầu, cống rãnh và xử lý chất thải - định hình các dòng chảy và hình dạng của thành phố. Cả hai hình thức và dòng chảy là trung tâm của cuộc tranh luận về tính bền vững, và với khái niệm về Thành phố Xanh. Bài báo này sử dụng khái niệm "chuyển hóa đô thị" - một lĩnh vực nghiên cứu dòng chảy chất dinh dưỡng qua một thành phố - để hiểu rõ hơn về cơ chế mà cơ sở hạ tầng định hình thành phố và đánh giá tác động của các quyết định cơ sở hạ tầng. Điều này đưa ra một phương pháp để đánh giá cơ sở hạ tầng dựa trên kết quả mong muốn - ví dụ, các tùy chọn cơ sở hạ tầng nào sẽ thúc đẩy tái sử dụng các chất dinh dưỡng?

Trong quá khứ, những thay đổi lớn trong cơ sở hạ tầng vật chất có tác động đáng kể đến sự trao đổi chất và hình thức của các thành phố. Chúng tôi xem xét ngắn gọn ba nghiên cứu điển hình: đường trải nhựa, hệ thống cống rãnh và công nghệ giao thông trong khu vực được giới thiệu vào cuối thế kỷ 19 đến giữa thế kỷ 20. Chúng tôi lập luận rằng trong mỗi trường hợp, xây dựng cơ sở hạ tầng mới chuyển đổi dòng chảy trao đổi chất và do đó tái định hình thành phố. Theo quan điểm lịch sử này, bài báo này xem xét các tác động của sự phân hủy sinh học yếm khí như một hệ thống quản lý chất thải mới, và đánh giá tiềm năng của nó để đạt được các mục tiêu của Thành phố Xanh.

Bài viết này xem xét dòng chảy của bốn chất dinh dưỡng quan trọng: carbon, nitơ, nước và tiền bạc. Chúng tôi đặc biệt mở rộng cách tiếp cận trao đổi chất để bao gồm lưu lượng tiền tệ vì tầm quan trọng của nó trong việc xác định thành công cuối cùng của cơ sở hạ tầng. Chúng tôi xem xét các chất dinh dưỡng này trong bối cảnh "hệ thống thực phẩm đô thị mở rộng", bao gồm các trang trại, phân bón, dịch vụ ăn uống và tiêu thụ, và xử lý chất thải hữu cơ.

 

Thành phố đương đại

Trái ngược với thành phố xanh, sự trao đổi chất của thành phố hiện đại là khái niệm tuyến tính: thành phố biến đổi nguồn lực thành chất thải, đồng thời cạn kiệt vốn tự nhiên và khả năng tự nhiên để tái chế chất dinh dưỡng [8]. Sự phân chia tài nguyên và sự tích tụ chất thải là không bền vững; và hệ thống đô thị hiện đại đã tạo ra vô số vấn đề môi trường trong sự tồn tại tương đối ngắn ngủi của nó. Ba chất dinh dưỡng sinh học rất quan trọng để hiểu được các vấn đề hiện đại về môi trường và dạng thành phố: carbon, nitơ và nước. Các chất dinh dưỡng này chảy qua hệ thống thực phẩm mở rộng bao gồm sản xuất nông nghiệp, phân phối, tiêu thụ và xử lý chất thải hữu cơ. Nhìn ở quy mô vĩ mô, hệ thống này lấy các chất dinh dưỡng này từ bố trí tự nhiên của chúng trong hệ sinh thái đến những nơi chúng gây hại sinh thái (Hình 1). Ngoài ra, bài báo này mở rộng mô hình trao đổi chất để xem xét dòng chảy của tiền tệ thông qua hệ thống thực phẩm mở rộng. Hiểu được dòng chảy của "chất dinh dưỡng kinh tế" này.

Carbon

Hệ thống thực phẩm mở rộng hiện tại trích xuất carbon từ dưới lòng đất và tập trung nó trong khí quyển, thay đổi khí hậu và axit hóa các đại dương. Việc khai thác và đốt các nhiên liệu hóa thạch cho thiết bị nông nghiệp, phân phối thực phẩm và sản xuất phân bón về cơ bản sẽ di chuyển một lượng lớn carbon (dưới dạng dầu và khí tự nhiên) từ các hồ chứa ngầm vào khí quyển. Trong khi cây trồng hấp thụ carbon từ khí quyển, thì nó thường ít hơn so với hệ sinh thái bản địa mà chúng thay thế. Đại dương hấp thụ khoảng một phần ba lượng khí carbon bổ sung. Điều này làm tăng độ chua của đại dương, với các hậu quả có thể gây ra nghiêm trọng cho hệ sinh thái biển và nghề cá. Các hình thức quản lý chất thải hữu cơ truyền thống - bãi chôn lấp và các cơ sở xử lý nước thải thông thường - chuyển đổi nhiều carbon nhúng thành mêtan (CH4), có tiềm năng làm nóng carbon toàn cầu gấp 25 lần.

Nitơ

Các hệ thống thực phẩm đô thị mở rộng hiện nay chiết xuất nitơ từ không khí và đất và tập trung nó vào (a) trong các đường thủy, gây hại cho sinh vật thủy sinh, và (b) trong khí quyển dưới các hình thức góp phần vào biến đổi khí hậu. Nông nghiệp công nghiệp nhanh chóng thu hút các chất dinh dưỡng trong đất, bao gồm nitơ. Nitơ này được thay thế bằng phân bón nhân tạo, được sản xuất chủ yếu với nitơ chiết xuất từ ​​khí quyển, và với khí mê-tan từ khí thiên nhiên. Quá trình này tạo ra nitơ oxit (N2O) như một sản phẩm phụ - một loại khí nhà kính mạnh hơn 310 lần hiệu quả hơn khi giữ nhiệt hơn carbon dioxide. Sau khi áp dụng cho đất làm phân bón, phần lớn nitơ chảy ra khỏi các cánh đồng vào các vùng nước nơi nó gây ra sự phú dưỡng và gây hại cho đời sống thủy sinh. Dòng chảy nông nghiệp từ các bang miền Trung Tây đã tạo ra một "vùng chết" lớn ở Vịnh Mexico ở cửa sông Mississippi. Nitơ hấp thu bởi cây lương thực đi đến các thành phố nơi nó được tiêu thụ và lắng đọng trong cống. Các nhà máy xử lý chất thải hoặc thải nitơ vào đường thủy, nơi nó góp phần làm suy thoái thủy phân, hoặc giải phóng nó vào khí quyển như oxit nitơ, nơi nó góp phần vào biến đổi khí hậu.

Nước

Các hệ thống thực phẩm đô thị mở rộng hiện tại thoát nước ngầm để tưới tiêu và tiêu thụ, và truyền nước mưa vào các nguồn nước theo cách gây xói mòn đất và gây hại cho đa dạng sinh học. Tiêu thụ nước rộng có thể tạo ra khan hiếm nước ngọt, đáng chú ý nhất là ở vùng khí hậu khô cằn và các cộng đồng ven biển bị xâm nhập mặn như ở New York, California và Florida. Ở các thành phố, nước rút ra từ tầng chứa nước được sử dụng và sau đó được chuyển đến cống, nơi nó được kết hợp với chất thải hữu cơ và thường có đường phố có chứa kim loại nặng, muối, mảnh vụn và các chất ô nhiễm hóa học. Nhiều chất gây ô nhiễm không được loại bỏ bởi các quy trình xử lý chất thải truyền thống trước khi nước được giải phóng ra đường thủy.

Tiền tệ

Cuối cùng, các hệ thống thực phẩm mở rộng hiện nay bao gồm các khoản thanh toán của nông dân cho các bên ngoài cho phân bón và nhiên liệu, thanh toán của người tiêu dùng cho thực phẩm và thanh toán của các nhà phân phối và người tiêu dùng để xử lý chất thải. Chi phí cũng phát sinh do thiệt hại được tạo ra bởi các phương pháp thụ tinh và xử lý hiện tại. Chi phí cao của hệ thống hiện tại khiến nhiều chính phủ trợ cấp các loại cây trồng hàng hóa ít có khả năng bị hỏng. Điều này làm cho một số loại thực phẩm giá cả phải chăng, nhưng có thể góp phần vào vấn đề sức khỏe con người như bệnh béo phì.

Những yếu tố của sự trao đổi chất đô thị - nhiên liệu, thực phẩm, nước và tiền tệ - đã kết hợp để định hình thành phố hiện đại. Các thành phố tiền công nghiệp thường được đặc trưng bởi sự phụ thuộc vào nguồn cacbon, nước và nitơ có thể tái tạo, địa phương và an toàn. Các dự án cơ sở hạ tầng chuyển dịch chuyển hóa này theo thời gian để tạo ra hệ thống ngày nay.

Sự phát triển của thành phố đương đại

Các can thiệp cơ sở hạ tầng chính đã giúp tạo ra các vấn đề trao đổi chất của thành phố hiện đại (Hình 2). Cơ sở hạ tầng vật lý giúp hình thành các dòng trao đổi chất, từ đó giúp hình thành hình dạng thành phố. Chúng tôi xem xét ba nghiên cứu điển hình có tác động đáng kể đến dòng chảy trao đổi chất đô thị: đường trải nhựa, cống vệ sinh và mạng lưới giao thông trong vùng. Phân tích này mở rộng mô hình trao đổi chất truyền thống theo ba cách: thứ nhất, như đã thảo luận ở trên, nó bao gồm các dòng tiền ngoài các dòng dinh dưỡng điển hình; thứ hai, nó tập trung vào các tác động của các quyết định cơ sở hạ tầng cụ thể đối với sự trao đổi chất của thành phố; và thứ ba, nó xem xét tác động của những thay đổi trao đổi chất về hình thái thành phố.

Hình 2. Hình thức thay đổi của thành phố trong mối quan hệ với dòng nitơ giữa thành phố và đất nông nghiệp. Trong thành phố thời trung cổ (A), nitơ từ thành phố đã làm cho khu vực này ngay bên ngoài thành phố có giá trị nhất cho canh tác. Nitơ nhập khẩu từ các thuộc địa làm tăng tính sẵn có của nitơ trong thành phố hoàng gia (B). Sự thay đổi về cơ sở hạ tầng và chính sách đã kết thúc việc tái sử dụng nitơ đô thị, và thành phố công nghiệp (C) mở rộng thành các vùng nội địa cũ của nó. Trong thành phố hiện đại (D), cơ sở hạ tầng giao thông đã cho phép tách biệt lớn thành phố và sản xuất nông nghiệp, và đã góp phần mở rộng đô thị. Thành phố Xanh (E) có thể áp dụng hình thái đô thị đa trung tâm hoặc phi tập trung, vì dòng nitơ của thành phố được kết nối lại với nông nghiệp.

 

Đường phố trải nhựa và dòng chảy của nước

Ở thành phố thời trung cổ, chất thải sinh hoạt gần như hoàn toàn hữu cơ. Những chất thải này được gửi vào các đường phố không trải nhựa, nơi chúng được tiêu thụ bởi lợn và các vật nuôi khác hoặc trộn với bùn và phân chuồng [19] . Khi dân số tăng lên và các thành phố mở rộng, chiến lược này đã tạo ra mối nguy hiểm cho sức khỏe và gây phiền toái cho giao thông [20] . Paris và London bắt đầu mở đường phố của họ như là một biện pháp y tế công cộng sớm nhất là năm 1292, khi vua Phillip Augustus quyết định rằng tất cả các đường phố Paris được trải nhựa; tuy nhiên, cho đến nửa sau của thế kỷ 18, việc lát đường được thực hiện một cách nghiêm túc [21]. Người ta tin rằng đường phố lát đá sẽ cho phép bùn đường phố để rửa sạch, để lại thành phố sạch sẽ và khỏe mạnh, mà không có khí không khí - được cho là gây bệnh [22] .

Theo thời gian, việc xây dựng đường phố ngày càng không thấm nước và tăng số lượng bề mặt trải nhựa đã làm thay đổi dòng chảy của nước trong thành phố. Điều này tạo ra một số vấn đề mới. Nước mưa và nước sinh hoạt không còn xâm nhập vào đất đô thị; kết quả là, nước mưa thường xuyên làm ngập tầng hầm và khiến cho cesspits tràn ra [23] . Các thành phố bắt đầu xây dựng mương thoát nước để quản lý lưu lượng nước mưa, một số trong đó được bao phủ để quản lý mùi hôi thối. Những cống thoát nước hiện đại này bắt đầu xuất hiện ở Paris và London vào thế kỷ 14 [24] . Tuy nhiên, điều kiện vệ sinh tiếp tục xấu đi. Bởi sự thất bại giữa thế kỷ XIX giữa thế kỷ XIX đã trở nên quá cấp tính đến nỗi nó đã trở thành một lực lượng chính trong việc áp dụng cống vệ sinh ở các thành phố như Paris và London.

Trong khi đường phố lát đá cuối cùng đã làm ít để cải thiện sức khỏe cộng đồng, họ đã chứng minh một lợi ích cho thương mại. Bằng cách làm cho việc vận chuyển dễ dàng hơn và giảm chi phí đưa hàng hóa ra thị trường, chúng kích thích tăng trưởng đô thị và phạm vi không gian của thành phố [25] .

Vệ sinh hệ thống thoát nước và dòng chảy của nitơ

Giữa thế kỷ mười lăm và mười chín, tăng dân số, làm sâu sắc thêm sự cạn kiệt đất, và thời tiết lạnh đã tạo ra sự khan hiếm thức ăn khắp châu Âu [26] . Điều này dẫn đến nhu cầu phân bón ngày càng tăng [27] [28] . Cesspits - thùng chứa được bảo hiểm để chứa nước thải - trở thành phương tiện chính để quản lý chất thải đô thị [29] . Chất thải được thu gom trong cesspits đã được dọn sạch bởi "người thu gom đất ban đêm", và sau đó được chế biến và bán với lợi nhuận cho nông dân trong khu vực để sử dụng làm phân bón [30] . Hệ thống này tạo sự gần gũi với các trung tâm đô thị thuận lợi cho nông dân, cho phép dễ dàng tiếp cận thị trường và đến một nguồn phân bón quan trọng.

Vào những năm 1850, Paris và London đã khởi xướng những nỗ lực xây dựng hệ thống cống rãnh lớn. Cả hai thành phố đều đến cùng một hệ thống vì nhiều lý do khác nhau - một cống thoát nước vệ sinh đã sơ tán chất thải hữu cơ, nước mưa và nước hộ gia đình vào các tuyến đường thủy địa phương.

Tại London, sức khỏe cộng đồng bị đe dọa bởi sự thất bại, khiến nước bị ô nhiễm chảy vào giếng công cộng. Những thất bại này phát sinh từ hai lực lượng chính: sự sẵn có mới của phân bón ít tốn kém được nhập khẩu từ Nam Mỹ bắt đầu vào đầu thế kỷ thứ mười chín [31] , và sự lắp đặt lan rộng của các tủ nước. Sự cạnh tranh mới từ hàng nhập khẩu khiến đất ban đêm ít sinh lợi hơn, trong khi các tủ nước tạo ra nhiều nước thải hơn cesspits có thể xử lý, tạo ra các dòng chảy nguy hiểm và nguy hiểm. Ngoài ra, các ngăn chứa nước pha loãng chất thải hữu cơ, làm tăng khó khăn trong sản xuất phân bón từ đất ban đêm [32]. Sự phổ biến ngày càng tăng của ngăn chứa nước và phân bón không tốn kém hợp tác để tạo ra thất bại trong hệ thống cesspit. Các kỹ sư người Anh đã xây dựng một cống thoát nước kết hợp, với các kế hoạch không thành công để tái sử dụng nước cống pha loãng trong nông nghiệp [33] .

Ở Paris, mong muốn một thành phố sạch sẽ, vệ sinh là động lực chính để xây dựng hai phần cơ sở hạ tầng: một hệ thống nước công cộng cung cấp nước cho hộ gia đình và làm sạch đường phố và hệ thống thoát nước mưa và làm sạch đường phố. Paris, như London, bị các vấn đề với hệ thống cesspit; tuy nhiên, việc điều chỉnh và nâng cấp hệ thống này để bảo vệ sức khỏe cộng đồng được xem là một dự án hoàn toàn riêng biệt. Các nhân vật chính bao gồm cả kế hoạch mà Georges-Eug ne Haussmann phản đối việc sử dụng cống rãnh để xử lý chất thải, lo sợ hệ thống như vậy sẽ loại bỏ một nguồn phân bón quan trọng. Nhiều diễn viên chính trị ủng hộ hệ thống quản lý chất thải hiện có: thành phố tạo ra doanh thu từ phân bón "đất ban đêm"; những người thu gom đất ban đêm bảo vệ sinh kế của họ,[34] .

Mặc dù có sự đồng thuận về việc tái sử dụng chất thải ở cả Paris và London, cả hai thành phố đã thay đổi cơ bản các chuyển hóa đô thị của họ trong một thời gian rất ngắn. Tại Paris, sự ra đời của hệ thống cống rãnh đã tạo ra những hậu quả kinh tế ngoài ý muốn mà cuối cùng đã làm suy yếu sự trao đổi chất theo chu kỳ. Nước công cộng miễn phí và sự phổ biến ngày càng tăng của các tủ nước dẫn đến việc sử dụng nước sinh hoạt gia tăng nhanh chóng. Như ở London, cesspits không được trang bị để xử lý các dòng chảy, và tràn thường xuyên. Tại London, điều này buộc việc xây dựng cống thoát nước kết hợp, nhưng ở Paris kết quả là nhu cầu ngày càng tăng về kết nối với hệ thống cống rãnh không dành cho chất thải. Năm 1852, trong một nỗ lực để giảm bớt sự tràn ngập cesspit, Paris bắt buộc các mối nối thoát nước cho nước hộ gia đình, nhưng đặc biệt bị cấm nước từ nhà vệ sinh. Nhưng vị trí này là không thể bảo vệ:[35] . Sự thay đổi quan trọng do cơ sở này gây ra đã xảy ra một phần vì những người ra quyết định chính - người thuê nhà riêng lẻ - không trực tiếp hưởng lợi từ việc tái sử dụng chất thải và không bị tổn hại về kinh tế do mất phân bón. Ngoài ra, họ không trả tiền trực tiếp cho các kết nối cống rãnh và nước - chúng được trả tiền bởi chủ nhà và phần lớn được trợ cấp bởi thành phố [36] . Các quyết định của những người thuê nhà này theo ý nghĩa kinh tế hợp lý, bất chấp sự đồng thuận chính trị để tái sử dụng.

Hiệu quả tích lũy của hệ thống cống rãnh là để ngắt kết nối năng suất nông nghiệp từ đầu ra của các thành phố. Hệ thống chuyển hướng chất thải giàu nitơ trước đó chảy vào các trang trại vào các tuyến đường thủy địa phương. Trong quá trình này, nó đã xóa sổ các nhà sưu tập nightoil, những người cung cấp liên kết trao đổi chất giữa thành phố và quốc gia. Các trang trại và thành phố, không còn phụ thuộc lẫn nhau nữa, bị tách biệt về mặt không gian. Bất kỳ đất nào được tiếp cận với phân bón (nhập khẩu hoặc hóa chất) trở thành một mặt hàng tương đương. Đất liền kề với thành phố, không còn được coi là có giá trị nhất cho canh tác, đã bị nuốt chửng khi dân số đô thị tăng lên. Đồng thời, thành phố tiếp tục tăng trưởng về mật độ vì càng có nhiều người thấy mình có thể sống an toàn gần nhau vì vệ sinh được cải thiện. Trước khi cống vệ sinh, thành phố được phân tầng theo chiều dọc theo thu nhập, với các căn hộ trên tầng thượng được các nhà giàu đánh giá cao, tránh xa sự bụi bẩn và thiên đường của đường phố. Sự ra đời của hệ thống cống rãnh tương quan với sự gia tăng phân tầng xã hội ngang. Lớp công nhân công nghiệp mới trải rộng từ trung tâm thành phố đến các khu ổ chuột xung quanh không nối với hệ thống thoát nước, trong quá trình tạo ra các vùng ngoại ô đầu tiên.

Mạng lưới giao thông khu vực và lưu lượng carbon

Cơ sở hạ tầng giao thông - cụ thể là đường sắt và đường cao tốc liên tiểu bang - có tác động bổ sung khi chuyển hóa và hình thành thành phố. Họ mở rộng cơ sở tài nguyên của các thành phố, tạo ra những gì Herbert Girardet gọi là "vùng nội địa toàn cầu" [37] . Tài nguyên được đưa vào thành phố từ khoảng cách ngày càng lớn, và chất thải được vận chuyển theo nghĩa đen trên toàn thế giới. Việc mở rộng này được hỗ trợ bởi mật độ năng lượng vốn có trong năng lượng hóa thạch, và việc sử dụng rộng rãi các nhiên liệu hóa thạch đã làm thay đổi sự trao đổi chất carbon của các thành phố. Mạng lưới giao thông cũng tăng tốc các luồng nitơ và nước đã được thiết lập bởi các hệ thống trước đó. Nhiên liệu hóa thạch đã mở rộng nông nghiệp công nghiệp và làm sâu sắc sự phụ thuộc của xã hội vào nitơ hóa học, hiện nay có nguồn gốc từ khí quyển.

Ảnh hưởng của mạng lưới giao thông trên thành phố được ghi nhận ở những nơi khác [38] . Hiện đại mở rộng - mở rộng địa lý tương đối không phân biệt phần lớn không có không gian xanh hoặc môi trường sống - nổi lên từ việc tạo ra các mạng lưới giao thông trong vùng và từ các xa lộ liên tiểu bang nói riêng. Sự phát triển này đã được trợ cấp không chỉ bởi các khoản đầu tư của chính phủ nặng nề trong các dự án giao thông mà còn bởi chính phủ tiếp tục tài trợ cho hệ thống cống rãnh và nước công cộng ở các địa phương mới (và ngày càng xa).

Ngoài ra, việc mở rộng phát triển ngoại thành tương ứng với mức tăng đáng kể về mức tiêu thụ nước trên đầu người, phần lớn là sử dụng cảnh quan. Các bãi cỏ ở ngoại ô cũng trở thành nguồn ô nhiễm nitơ bổ sung.

Các vấn đề được tạo ra bởi các quyết định cơ sở hạ tầng này yêu cầu các cách tiếp cận mới. Các quyết định về cơ sở hạ tầng được đưa ra ngày hôm nay phải được xem xét trong bối cảnh sinh thái rộng hơn để tránh những hậu quả ngoài ý muốn đã mô tả các khoản đầu tư lịch sử được thảo luận ở trên.

Biodigesters và đô thị Metabolism

Khi các chiến lược quản lý chất thải cũ trở nên không hoạt động được - do quy định về tràn nước thải tổng hợp, tăng chi phí chôn lấp, giới hạn phát thải khí nhà kính và tăng nhận thức về chi phí môi trường - các thành phố đang khai thác một số giải pháp thay thế. Một giải pháp thay thế ngày càng trở nên phổ biến trên toàn thế giới là sử dụng các chất khí sinh học yếm khí để xử lý chất thải hữu cơ. Chúng tôi sử dụng khung trao đổi chất để xem xét tác động tiềm năng của hệ thống mới này đối với dòng chảy trao đổi chất đô thị, cũng như hình thức của thành phố.

Hình 3. Đầu vào và đầu ra từ một hệ thống phân hủy yếm khí bao gồm một nhà máy nhiệt và điện kết hợp (CHP) và một cơ sở ủ phân. Kích thước của mũi tên đại diện cho khối lượng xấp xỉ tính bằng kilôgam, dựa trên 1000 kg nguyên liệu đầu vào cho bể sinh học. Dữ liệu từ Bohn, et al., "Xử lý chất thải thực phẩm", và Hiệp hội năng lượng tái tạo, "Kiềm năng năng lượng tiêu hao sinh học," http://www.rea.net/biofuels/biogas/anaerobic-digestion/ad-energy-balance (truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2010).

 

Các chất khí sinh học kỵ khí là các vật chứa hữu cơ bị phá hủy trong môi trường không có oxy, tạo ra khí sinh học mê-tan và các chất sinh học giàu chất dinh dưỡng (Hình 3). Họ có thể chấp nhận một loạt các chất thải hữu cơ - từ chất thải thực phẩm và bùn thải đến chất thải nông nghiệp và phân chuồng. Loại và chất lượng đầu vào ảnh hưởng đến kết quả đầu ra: chất thải thực phẩm, ví dụ, có hàm lượng năng lượng cao và do đó có giá trị cho việc sản xuất khí sinh học; chất thải thực phẩm cũng có thể sản xuất các sửa đổi đất chất lượng cao vì mức độ nhiễm bẩn thấp.

Biodigesters không phải là công nghệ mới: chúng thường được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước thải đô thị để giảm và ổn định bùn thải, và các đơn vị quy mô hộ gia đình đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ ở nông thôn Trung Quốc và Ấn Độ để sản xuất biogas . Chúng cũng hiện đang được sử dụng trong các trang trại chăn nuôi bò sữa và trang trại chăn nuôi lợn, chi phí đáp ứng hiệu quả nhu cầu nước sạch trong khi sản xuất năng lượng sạch và phân bón. Gần đây, mối quan tâm của Mỹ đối với các nhà máy lọc dầu đã phát triển - đặc biệt là trong việc mở rộng việc sử dụng các chất thải sinh học để chế biến thực phẩm và các chất thải hữu cơ khác của thành phố. Tại California, một số cơ sở phân hủy sinh học đô thị đã được xây dựng, bao gồm cơ sở Tiện ích Thành phố East Bay ở Oakland và cơ sở Chevron-Millbrae ở Millbrae, và nhiều hơn nữa được đề xuất. Các khoản đầu tư này chủ yếu được thúc đẩy bởi luật năm 1989 của California đòi hỏi các thành phố phải chuyển 50% lượng rác thải của họ từ bãi chôn lấp vào năm 2000 và các luật và ưu đãi của nhà nước nhằm giảm phát thải khí nhà kính.

Với mục đích của phân tích này, chúng tôi tập trung cụ thể vào một hệ thống phân hủy sinh học ướt chạy kết hợp với một cơ sở ủ phân và nhà máy nhiệt và điện kết hợp (CHP) (Hình 3). Cơ sở ủ phân xử lý chất rắn còn sót lại từ phân hủy sinh học để tạo ra sự sửa đổi đất chất lượng cao. Cơ sở CHP đốt khí sinh học để tạo ra nhiệt và điện. Một phần của năng lượng này được sử dụng để chạy các cơ sở phân hủy sinh học; phần còn lại có thể được bán lại cho lưới điện. Trong khi các loại thiết bị phân hủy sinh học khác tồn tại, thiết kế này được sử dụng bởi vì (1) nó có hiệu quả trong việc xử lý chất thải đô thị (bao gồm cả thực phẩm và nước thải); (2) việc bổ sung CHP và các cơ sở sản xuất phân hữu cơ tạo ra các sản phẩm cuối cùng có giá trị; và, kết quả là, (3) các cơ sở phân hủy sinh học được xây dựng và đề xuất gần đây có xu hướng ưu tiên thiết kế này. Sau đây, hệ thống này được gọi chung là "

Trong khi hầu hết các dự án biodigester cho đến nay đã được gắn vào các hệ thống hiện có hoặc được xem như là một giải pháp một lần, khi được xem như là một quản lý chất thải chính theo đúng nghĩa của nó thì rõ ràng là các nhà phân tích sinh học có tiềm năng chuyển đổi đáng kể các dòng tài nguyên thông qua một thành phố . Cụ thể, một hệ thống thực phẩm đô thị mở rộng bị chi phối bởi các nhà phân hủy sinh học sẽ đóng các vòng trao đổi chất, giúp tái tạo các dòng nitơ và carbon đặc trưng cho các hệ thống tự nhiên.

Nitơ

Cây lương thực kéo nitơ từ đất và bầu khí quyển; hệ thống phân hủy sinh học thu gom chất thải hữu cơ xuất hiện từ sản xuất, phân phối và tiêu thụ thực phẩm, xử lý chất thải và trả lại nitơ cho đất dưới dạng phân bón và sửa đổi đất. Khi làm như vậy, nó thay thế một số nhu cầu phân bón tổng hợp cùng một lúc để tránh các khoản nợ liên quan đến việc giải phóng nitơ cho đường thủy hoặc vào khí quyển.

Carbon

Cây lương thực kéo carbon từ không khí; hệ thống tiêu hóa sinh học thu nhận carbon từ chất thải hữu cơ trong quá trình sản xuất, phân phối và tiêu thụ, chuyển hóa nó thành mêtan, đốt mêtan để tạo năng lượng và trả lại carbon cho khí quyển dưới dạng khí carbon dioxide. Vì vậy, hệ thống duy trì một sự cân bằng carbon trung tính. Do hệ thống phân hủy sinh học cần phải thay thế một số phân bón tổng hợp, nó cũng làm thay thế lượng khí thải carbon dựa trên nhiên liệu hóa thạch liên quan đến sản xuất phân bón. Ngoài ra, carbon có thể được thải ra khí quyển dưới dạng mêtan từ các bãi chôn lấp được bắt giữ và đốt cháy năng lượng, có khả năng làm thay đổi nguồn năng lượng bẩn [44]. Một nghiên cứu gần đây về một hệ thống phân hủy sinh học được đề xuất ở hạt Humboldt, California, dự kiến ​​rằng hệ thống sẽ bù đắp gần 5 megatons CO2 tương đương mỗi tấn chất thải được tiêu hóa [45] .

Nước

Hệ thống phân hủy sinh học không ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy của nước thông qua hệ thống thức ăn đô thị mở rộng; tuy nhiên, hệ thống có thể có tác động gián tiếp đến dòng chảy của nước. Những tác động gián tiếp này được thảo luận dưới đây.

Tiền tệ

Khi các dòng carbon và nitơ bị bắt, định lượng và kiếm tiền, chúng có thể trở nên liên quan đến các luồng doanh thu. Những dòng chảy này có khả năng đặt xử lý chất thải ở một vị trí tài chính mạnh hơn nhiều, và vai trò của nó chuyển từ chủ yếu là một người quản lý trách nhiệm chủ yếu là một nhà sản xuất hàng hóa. Cơ sở vật chất được trả tiền cho dịch vụ xử lý chất thải cũng như cho các sản phẩm của họ (phân bón và năng lượng). Cả phân ủ "tái chế" và năng lượng tái tạo đều có khả năng chỉ huy giá cao, tiếp tục cải thiện triển vọng kinh tế của các hệ thống phân hủy sinh học [46] .

Kinh tế của hệ thống phân hủy sinh học nói chung là thuận lợi. Một cuộc đánh giá chi phí vòng đời hoàn thành cho hệ thống Humboldt được đề xuất đã tìm thấy hệ thống này rẻ hơn so với phân hữu cơ thành phố hoặc chôn lấp truyền thống & dmash; thậm chí không tính đến doanh thu tiềm năng từ việc bán phân bón, sửa đổi đất hoặc tín dụng bù đắp carbon [47] . Các công ty quản lý chất thải phi lợi nhuận đã nổi lên ở cả Mỹ và châu Âu, do nhận thức rằng các sản phẩm cuối cùng (đặc biệt là phân bón) của "xử lý chất thải" có thể ít nhất có giá trị như dịch vụ cung cấp [48] . Mối liên quan giữa chất thải hữu cơ và thu nhập tiềm năng tạo ra một động lực kinh tế cho việc sử dụng chất thải gia tăng.

Định hình thành phố

Những thay đổi trong dòng trao đổi chất thảo luận ở trên tạo ra một loạt các tác động gián tiếp lên thành phố. Chúng tôi xem xét bốn cơ chế gián tiếp hoặc "lực lượng" có khả năng định hình lại thành phố (Bảng 1). Chúng tôi lập luận rằng các lực lượng này ủng hộ các mục tiêu của Thành phố Xanh nêu trên, và có thể được tận dụng hoặc tăng cường để tạo thêm các ưu đãi cho các biện pháp cụ thể của Thành phố Xanh. Trong khi các lực lượng này mang tính đầu cơ và yêu cầu điều tra thêm, chúng cũng có khả năng là tác động quan trọng nhất của cơ sở hạ tầng mới này.

 

Lực lượng	Chất dinh dưỡng chính	Sự miêu tả	Hiệu ứng
Rác thải	Tiền tệ	Mối liên hệ giữa chất thải và lợi nhuận tạo ra động lực cho việc gia tăng chất thải hữu cơ.	Phục hồi sự trao đổi chất theo chu kỳ.
Cân bằng chuyển hóa	Carbon	Biodigesters tạo ra một kéo cho chất thải carbon cao.	Hỗ trợ cây xanh đô thị, bao gồm cả công viên và nông nghiệp.
Đầu vào chất lượng cao	Nước và chất dinh dưỡng	Tối ưu hóa chất lượng và lợi nhuận của phân bón có nghĩa là giảm thiểu ô nhiễm và pha loãng chất thải trong nước.	Cung cấp động lực cho (a) Phát triển tác động thấp, và (b) hóa học xanh / giảm độc tính.
Liên kết thành phố và đất nông nghiệp	Nitơ & tiền tệ	Việc trao đổi nitơ tạo ra một liên kết kinh tế và trao đổi chất giữa thành phố và quốc gia.	Tiềm năng thay đổi hình thái đô thị.

Bảng 1. Các lực lượng hình thành thành phố.

1: Diversion thải

Mối liên hệ giữa chất thải và lợi nhuận tạo ra một động lực kinh tế cho việc gia tăng chất thải hữu cơ. Tác động của sự thay đổi này không nên được understated. Trong cùng một cách kinh tế của thế kỷ XIX Paris phục vụ để đảo ngược chuyển hóa theo chu kỳ, việc kết nối lại lợi nhuận với việc tái sử dụng chất thải tạo ra một "động cơ" kinh tế có khả năng chuyển đổi dòng chảy trao đổi chất, kết nối lại hai đầu của hệ thống thực phẩm mở rộng .

Các công ty quản lý chất thải tư nhân có khả năng sẽ cạnh tranh với các đô thị cho các dòng chất thải tối ưu - đặc biệt là chất thải thực phẩm. Nông dân và nhà phân phối có thể kiếm thêm nguồn thu nhập bằng cách bán các chất thải trước đây là nợ phải trả. Điều này có thể làm giảm chi phí thức ăn cho toàn bộ khu vực.

Trên thực tế, lực lượng này có thể sẽ được biểu hiện ở các thành phố khi các hệ thống thu gom rác mới tập trung vào việc thu giữ các chất dinh dưỡng hữu ích và tách chất thải thành các dòng cấu thành của nó. Sự tách biệt này cũng là một vấn đề quan trọng. Trong cái nôi để cái nôi , William McDonough và Michael Braungart quan niệm hai "chuyển hóa": sự trao đổi chất sinh học, bao gồm chất thải hữu cơ phải không độc hại và phân hủy sinh học; và chuyển hóa kỹ thuật, bao gồm vật liệu có thể tái chế hoặc tái sử dụng [49] . Loại bỏ các chất chuyển hóa này là rất quan trọng cho việc tái sử dụng các chất dinh dưỡng hiệu quả; và hệ thống phân hủy sinh học tạo ra một động lực kinh tế để làm chính xác điều này.

2: Cân bằng chuyển hóa

Một hệ thống phân hủy sinh học tạo ra nhu cầu về sự trao đổi chất carbon và nitơ cân bằng ở quy mô đô thị. Biodigesters hoạt động tốt nhất với các đầu vào có tỷ lệ carbon đến nitơ (C: N) giữa 25: 1 và 30: 1 theo khối lượng [50] . Chất thải thành phố (bùn thải và chất thải thực phẩm) tương đối cao trong nitơ (khoảng 10: 1) [51] [52] , và do đó được hưởng lợi từ các nguồn giàu carbon đáng tin cậy như chất thải xanh và chất thải nông nghiệp để cân bằng chúng. Phân hữu cơ chất rắn còn lại với chất thải cacbon cao tạo ra một sự sửa đổi đất tốt hơn. Nhu cầu về chất thải carbon cao này làm giảm chi phí xử lý nông nghiệp, cảnh quan và lâm nghiệp.

Một số biện pháp của Thành phố Xanh dựa trên việc trồng cây xanh trong các thành phố, dù thông qua các hành lang ven biển và các sinh cảnh sống, cung cấp môi trường sống và cải thiện chất lượng nước, cây xanh và công viên để hạn chế carbon và giảm thiểu các hiệu ứng đảo nhiệt đô thị, hoặc mái nhà xanh và bioswales nước mưa. Giảm chi phí xử lý chất thải xanh sẽ cải thiện hiệu quả chi phí tổng thể của những công dụng này ở một mức độ nào đó. Bằng cách này, các nhà phân tích sinh học tạo ra một bối cảnh hỗ trợ cho một số biện pháp khác của Thành phố Xanh, và tạo cơ hội cho các mối quan hệ có lợi cùng có lợi.

Hình 4: Tỷ lệ C: N của các loại chất thải khác nhau. Hình ảnh ban đầu được tạo ra để tham gia cuộc thi "The Sewer is a Mine" (2009).

 

3: Đầu vào chất lượng cao

Để sản xuất phân bón chất lượng, cần phải kiểm soát chất lượng của những gì đang đi vào bể sinh học. Điều này đặc biệt quan trọng đối với bùn thải, nơi kim loại nặng, dược phẩm và dung môi có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe [53] . Tốt nhất là ngăn chặn các chất gây ô nhiễm xâm nhập vào hệ thống phân hủy sinh học, nhưng cũng có thể có các lựa chọn điều trị và tách biệt. Biodigesters sẽ phục vụ để thu hút sự chú ý đến vấn đề này bằng cách buộc chất lượng của các dòng chất thải chặt chẽ hơn với hiệu quả kinh tế của xử lý chất thải.

Ngoài ô nhiễm nước thải, việc pha loãng quá mức chất thải hữu cơ trong nước là một thách thức. Một lần nữa, các lựa chọn điều trị và tách biệt tồn tại, nhưng có thể tốn kém - nó ít tốn kém và hiệu quả hơn để tách những dòng này ban đầu. Điều này tạo ra một lực kéo cho các chiến lược phát triển tác động thấp để ngăn chặn dòng nước chảy, cũng như các biện pháp bảo tồn nước và bảo trì hệ thống thoát nước. Các biện pháp giảm nước bao gồm tái sử dụng nước xám, bao gồm sử dụng trong công nghiệp, nông nghiệp và cảnh quan.

Mặc dù giá trị kinh tế của bùn thải có thể không đủ để biện minh cho sự thay đổi quy mô lớn trong sử dụng nước hoặc chất gây ô nhiễm, một hệ thống dựa trên việc tái sử dụng chất thải thu hút sự chú ý đến những vấn đề này và hỗ trợ nỗ lực giảm thiểu độc tính sinh thái, tái sử dụng nước, và cải thiện sự xâm nhập của nước mưa. Hệ thống như vậy cũng tạo ra một khu vực bầu cử kinh tế có lợi ích phù hợp với tái sử dụng - tương đương hiện đại của ngành công nghiệp đất ban đêm.

4: Liên kết thành phố và đất nông nghiệp

Tái thiết lập dòng chảy của các chất dinh dưỡng giữa thành phố và vùng nội địa của nó thắt chặt mối quan hệ kinh tế giữa hai nước, có khả năng hành động để cải thiện lợi nhuận nông nghiệp và đưa nông nghiệp đến gần thành phố và thậm chí vào thành phố.

Khi sự trao đổi chất theo chu kỳ diễn ra, các cạnh của thành phố trở thành một màng có giá trị, nơi trao đổi giữa thành phố và đất nước tạo ra lợi nhuận. Theo thời gian, điều này có thể dẫn đến hình thái đô thị mở rộng điều kiện cạnh này. Trong khi các thành phố hiện tại bao gồm phần lớn sự phát triển đồng nhất tạo ra một vài dạng "cạnh" thực sự, chẳng hạn như phát triển polycentric hoặc phân cấp tối đa hóa các điều kiện cạnh (xem hình 2).

Giá trị mới của khu vực này có thể khuyến khích một số khu vực ngoại thành chuyển đổi sang sử dụng nông nghiệp và / hoặc hoang dã, trong khi các khu vực khác trở nên đô thị hơn. Khi thành phố được chuyển hóa, kinh tế và kết nối không gian với các vùng đất có hỗ trợ nó, phân chia đô thị / ngoại thành biến mất. Cảnh quan trở thành một trong những không gian đô thị thú vị được bao quanh và thâm nhập bởi nông nghiệp và môi trường sống sản xuất.

Các mô hình như vậy đã được các nhà ủng hộ Green City và các nhà quy hoạch đô thị khám phá trong quá khứ, ví dụ như mô hình phân cấp của Richard Register [54] và mạng lưới đô thị của Peter Calthorpe và các mô hình phát triển chuyển tuyến [55] . Liên kết các khái niệm như vậy với các quyết định cơ sở hạ tầng cụ thể và lợi ích kinh tế có thể giúp cung cấp động lực thiết thực cho các khái niệm như vậy được thực hiện.

Phần kết luận

Cơ sở hạ tầng đóng một vai trò quan trọng trong việc định hình cả sự trao đổi chất và hình thức đô thị. Một hệ thống quản lý chất thải dựa trên các chất thải sinh học sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến các dòng trao đổi chất bằng cách đóng vòng lặp giữa chất thải hữu cơ và sản xuất lương thực - một bước tiến quan trọng đối với sự chuyển hóa theo chu kỳ của Thành phố Xanh. Ngoài những tác động trực tiếp này, một hệ thống dựa trên khí sinh học có tác động xếp tầng theo dạng thành phố. Những tác động thứ cấp này dường như hỗ trợ cho cây xanh đô thị tăng lên, các dòng chất thải "sạch hơn", tăng tính thấm, và hình thái thành phố kết nối thành phố với các vùng nội địa của nó. Trong khi các hệ thống phân hủy sinh học một mình sẽ không tự tay tạo ra các hiệu ứng quét như vậy, tác động tích cực của chúng có thể được tăng cường bằng chính sách hỗ trợ và đầu tư bổ sung. Bằng cách này, một số bước tiếp theo để thực hiện và nghiên cứu bao gồm xem xét các quy định hiện hành thực thi các mô hình tuyến tính hiện tại, cấm sử dụng theo chu kỳ và trợ cấp các phương pháp hồi quy. Kinh nghiệm gần đây của California cho thấy mục tiêu giảm giá và giảm giá carbon là thuận lợi cho sự phát triển của các hệ thống phân hủy sinh học. Các chính sách về nước mưa, nước thải và rác thải cũng có vẻ hiệu quả trong việc bắt đầu và tối ưu hóa các chương trình sinh học. Cuối cùng, bài viết này đã tập trung vào việc các quyết định cơ sở hạ tầng trong hệ thống thực phẩm đô thị mở rộng đã thay đổi và có thể thay đổi sự trao đổi chất đô thị như thế nào. Để hoàn thành bức tranh thành phố xanh, cần nghiên cứu sâu hơn về cách các quyết định cơ sở hạ tầng trong hệ thống giao thông đô thị đã thay đổi và có thể thay đổi mức độ hình thành đô thị cạn kiệt hoặc hỗ trợ các dịch vụ hệ sinh thái.

Các quyết định về cơ sở hạ tầng lịch sử đã định hình thành phố hiện đại và đã tạo ra một hệ thống thực phẩm mở rộng không bền vững. Các quyết định về cơ sở hạ tầng được thực hiện ngày nay cũng sẽ định hình các thành phố trở nên như thế nào. Một khuôn khổ trao đổi chất mở rộng, bao gồm các dòng chảy kinh tế, cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về tác động của các quyết định này, để chữa lành thành phố và đạt được một hình thức đô thị bền vững.

 

---

[1] Cách tiếp cận này dựa trên công việc của Sabine Barles, có phân tích trao đổi chất bắt đầu bao gồm các dòng tiền. Sabine Barles, "Chuyển hóa đô thị và hệ thống sông: Một quan điểm lịch sử - Paris và Seine, 1790-1970," Thủy văn và hệ thống khoa học trái đất 11 (2007): 1757-1769.

[2] Peter Newman và Jeffrey Kenworthy, Tính bền vững và thành phố: Khắc phục sự phụ thuộc ô tô (Washington, DC: Island Press, 1999), 1. Ngoài Newman và Kenworthy, định nghĩa hai phần của thành phố xanh này rút ra từ công trình Herbert Girardet, Janine Benyus, Richard Register, và nhiều người khác.

[3] Gretchen Daily, ed., Các dịch vụ của thiên nhiên: Phụ thuộc xã hội vào các hệ sinh thái tự nhiên (Washington, DC: Island Press, 1997).

[4] Abel Wolman, "Sự trao đổi chất của thành phố", người Mỹ khoa học (1965): 179-190.

[5] Peter Newman, "Tính bền vững và thành phố: Mở rộng mô hình trao đổi chất," Cảnh quan và quy hoạch đô thị 44 (1999): 219-226.

[6] Herbert Girardet, "Sự trao đổi chất của các thành phố", trong việc tạo ra các thành phố bền vững (Devon, Vương quốc Anh: Sách xanh, 1999).

[7] Gerald G. Marten, "Dịch vụ hệ sinh thái" trong Sinh thái học con người: Các khái niệm cơ bản cho phát triển bền vững (Ấn phẩm Earthscan, 2001), http://www.gerrymarten.com/human-ecology/chapter08.html .

[8] Lập luận này rút ra từ phân tích đầu vào-đầu ra tương tự của nhà kinh tế học Herman Daly về hệ thống kinh tế vĩ mô. Herman Daly, Kinh tế sinh thái và Sinh thái học Kinh tế: Các bài tiểu luận phê bình (Cheltenham, Anh: Edward Elgar, 1999), 10.

[9] Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (US EPA), Báo cáo kiểm kê khí nhà kính năm 2010 của Hoa Kỳ , http://epa.gov/climatechange/emissions/usinventoryreport.html (truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2010).

[10] Dự án châu Âu về axit hóa đại dương (EPOCA), "Axit hóa đại dương là gì?" http://www.epoca-project.eu/index.php/what-is-ocean-acidification.html (truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2010).

[11] US EPA, "Kiểm kê khí nhà kính". Theo IPCC, khí mê-tan chiếm gần 5% lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu ( www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/syr/en/contents.html ).

[12] Để thảo luận về tác động của nông nghiệp công nghiệp đối với chất lượng đất, xem David R. Montgomery, Bụi bẩn: Sự xói mòn các nền văn minh (Berkeley, CA: Nhà in Đại học California, 2007).

[13] Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA), "Nitrous Oxide: Nguồn và Phát thải," http://www.epa.gov/nitrousoxide/sources.html (cập nhật lần cuối ngày 22 tháng 6 năm 2010; truy cập vào ngày 13 tháng 9, 2010).

[14] Monica Bruckner, "Vùng Vịnh Mexico," Trung tâm Tài nguyên Giáo dục Khoa học tại trường Cao đẳng Carleton, http://serc.carleton.edu/microbelife/topics/deadzone (sửa đổi lần cuối ngày 6 tháng 10 năm 2008; 13, 2010).

[15] US EPA, "Kiểm kê khí nhà kính".

[16] Montgomery, Dirt.

[17] Quỹ Quốc phòng Sierra, Thẻ Báo cáo Nước thải Quốc gia (Số Ba): Phân loại Xử lý Nước thải của 22 Thành phố Canada , http://www.sierralegal.org/reports/sewage_report_card_III.pdf (2004), 8.

[18] Michael Pollan, tiến thoái lưỡng nan của Omnivore: Một lịch sử tự nhiên của bốn bữa ăn(Penguin Press, 2006).

[19] Jeffery L. Singman, Cuộc sống hàng ngày ở châu Âu thời trung cổ (Westport, CT: Greenwood Press, 1999), 188.

[20] Rebecca Williamson, "Hơi thở của thành phố", trong gió Aeolian và Thánh linh trong kiến ​​trúc thời kỳ Phục hưng: Academia Eolia Revisited , ed. Barbara Kenda (London; New York: Routledge, 2006), 155.

[21] Singman, Cuộc sống hàng ngày ở châu Âu thời Trung cổ , 187; Williamson, "Hơi thở của thành phố", 160-3.

[22] Williamson, "Hơi thở của thành phố", 160. Để có một cuộc thảo luận tuyệt vời về lý thuyết miasmic, xem Carlo M. Cipolla, Chiến đấu với bệnh dịch hạch ở Ý thế kỷ 17 (Madison, WI: Đại học Wisconsin Press, 1981), 8 .

[23] Alain Corbin, The Foul and the Fragrant: Mùi và tưởng tượng xã hội Pháp (Cambridge, MA: Nhà in Đại học Harvard, 1986), 91.

[24] Matthew Gandy, "Hệ thống thoát nước của Paris và sự hợp lý hóa không gian đô thị", các giao dịch của Viện Địa lý Anh , Series mới 24 (1) (1999), 39.

[25] Lewis Mumford, "Lịch sử tự nhiên của đô thị hóa", trong vai trò của Man trong việc thay đổi bộ mặt của trái đất , ed. William L. Thomas (Chicago: Nhà in Đại học Chicago, 1956), 382-98.

[26] Montgomery, Dirt , 92, 99-100.

[27] Sabine Barles và Laurence Lestel, "Câu hỏi về nitơ: đô thị hóa, công nghiệp hóa và chất lượng sông, Paris (Pháp), nửa sau của thế kỷ 19," Kỷ yếu từ Hội nghị của lịch sử môi trường châu Âu (ESEH) (Prague) , Tháng 9 năm 2003).

[28] Sabine Barles, "Cho ăn thành phố: Tiêu thụ thực phẩm và dòng Nitơ, Paris, 1801-1914," Khoa học tổng số môi trường 375 (2007), 54.

[29] Gandy, "Hệ thống thoát nước của Paris," 39.

[30] Barles, "Urban Metabolism", 1759-60.

[31] Montgomery, Dirt , 183-7.

[32] Barles, "Urban Metabolism," 1760.

[33] Stephen Halliday, The Great Stink of London: Sir Joseph Bazalgette và sự làm sạch của đô thị thời Victoria (The History Press, 2001).

[34] Gandy, "The Sewers Paris," 30. Xem thêm Barles, "Urban Metabolism."

[35] Barles, "Cho ăn thành phố", 54.

[36] Gandy, "Hệ thống thoát nước của Paris," 29-31.

[37] Herbert Girardet, Thành phố Hành tinh Con người: Thành phố sinh động cho một thế giới bền vững (Chichester: Wiley-Academy, 2004), ví dụ, 9-10.

[38] Ví dụ, xem Newman và Kenworthy, Sustainability and Cities .

[39] Juliette P. Bohn, Carlos Chavez, Karen Sherman và Patrick Owen, "Chuyển hóa và sử dụng chất thải thực phẩm ở hạt Humboldt," (Cơ quan quản lý chất thải Humboldt, 2010), http://www.hwma.net/HRFWDFS. pdf (truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2010), 9.

[40] Bohn, và cộng sự, "Diversion Diversion Food," 47.

[41] Bohn, và cộng sự, "Diversion Diversion Food," 24.

[42] Bohn, và cộng sự, "Diversion Diversion Food," 37-42.

[ 42 ] Bohn, và cộng sự, "Diversion Food Disiversion," 3, 75. Các nhà nghiên cứu sinh học góp phần giảm phát thải khí nhà kính theo hai cách: họ tránh phát thải khí mê-tan kết hợp với chôn lấp chất thải hữu cơ và sản xuất năng lượng tái tạo (Bohn, et al. , "Diversion Diversion Food," 74).

[44] Bohn, và cộng sự, "Diversion Diversion Food," 75.

[45] Bohn, và cộng sự, "Diversion Diversion Food," 74.

[46] Ví dụ, Jepson Prairie Organics tạo ra phân hữu cơ từ rác thải từ khu vực San Francisco ( http://www.jepsonprairieorganics.com/index.htm ).

[47] Bohn và cộng sự, "Diversion Diversion Food," 69, 71.

[48] Ví dụ, xem môi trường Oaktech ở Vương quốc Anh ( http://www.oaktech-environmental.com ) hoặc Recology ở San Francisco ( http: // www.recology.com ).

[49] William McDonough và Michael Braungart, Cái nôi để cái nôi: Làm lại cách chúng ta làm mọi thứ (New York: North Point Press, 2002).

[50] Bohn và cộng sự, "Diversion Diversion Food," 29.

[51] CJ Banks, A. Stringfellow, M. Chesshire, và M. Pritchard, "Phân hủy sinh học của chất thải nhà bếp", Kỷ yếu của Hội nghị quản lý chất thải của Viện Chartered 2002 (Torbay, Vương quốc Anh, 18-21 tháng 6, 2002), 16 .

[52] Ruihong Zhang và Dave Konwinski, "Phân tử chất rắn cao cho các dòng chất thải thực phẩm và chất thải xanh", www.jgpress.com/westcoast/monday/m21_zhang.pdf (2008) (truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2010).

[53] Bohn và cộng sự, "Diversion Diversion Food," 47.

[54] Richard Register, Ecocity Berkeley: Xây dựng thành phố cho một tương lai lành mạnh(Berkeley, CA: Sách Bắc Đại Tây Dương, 1987).

[55] Peter Calthorpe, "Mạng lưới đô thị: Khung phát triển mới", http://www.calthorpe.com/publications/urban-network-new-framework-growth (truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2010). Xem thêm Sim Van der Ryn và Peter Calthorpe, Cộng đồng bền vững: Tổng hợp thiết kế mới cho thành phố, vùng ngoại ô và thị trấn (San Francisco: Sách Sierra Club, 1986).