填埋是我国主要的生活垃圾处置方式，填埋场的物质存量兼具环境污染和 资源利用双重属性。从环境影响角度来说，填埋场中的垃圾成分复杂，即使在 填埋场封场后其存量垃圾仍将持续产生温室气体，带来恶臭排放、地下水污染、 蚊蝇滋生、土地占用等环境问题。从资源效益角度来说，填埋场存量垃圾的资 源化与能源化利用已成为研究和工程实践的热点议题。填埋场中的有机碳存量 开采后不仅可以作为腐殖土资源进行综合利用，而且还有助于减少填埋场的温 室气体和渗滤液有机污染物排放；而其中的化石碳存量（如塑料等）具有较高 的热值，可以进行能源回收利用。垃圾填埋场的生化稳定与开采利用等修复治 理工程，不仅可以减少填埋场长期环境影响和运维成本，还可以延长垃圾填埋 场的使用寿命。填埋场修复治理首先需要明确其物质存量特征及动态变化趋势， 为相关政策、规划、工程提供科学数据支撑。

      目前，在我国垃圾填埋场物质存量中，高精度、高分辨率的基础数据不足， 大尺度、多维度的分析和预测方法缺乏。本研究初步探索了采用信息学方法拓 展垃圾领域的数据来源。首先，使用数据挖掘和人工神经网络建模的方法，以 垃圾组成成分作为突破口，解决研究我国地级市精度垃圾填埋场物质存量中关 键参数缺失的问题。进而，构建垃圾填埋场物质流模型，测算中国各个地级市 垃圾填埋场的物质存量，评价其环境影响和资源效益，进一步打开物质存量的 数据“黑箱”。最后，采用资源和环境两个维度的指标，分析我国各个城市垃圾 填埋场修复治理的优先级，为我国垃圾填埋场存量垃圾修复治理提出对策和建 议。主要研究结果如下：

      （1）将 BP 神经网络模型和球坐标转换模型结合，构建了城市生活垃圾组 成成分的定量估算模型，收集整理了 136 个地级市 503 条有效的生活垃圾组成 成分数据，首次建立了覆盖我国所有地级市的垃圾组成成分数据库，作为填埋 场物质存量核算的基础。

       （2）采用物质流分析方法开展全国尺度、地级市精度的城市生活垃圾填埋场物质存量研究。研究发现 2001 年至 2018 年，中国城市生活垃圾填埋场总物 质输入量为 2300.80Tg，通过元素形式流出的质量为 39.38Tg，通过渗滤液自产 水形式流出的质量为 121.71Tg。卫生填埋场和简易填埋场的累积物质存量为 2139.71Tg，其中卫生填埋占 69.54%，简易填埋场占 30.46%。北京，上海，广 州和深圳等超大城市的卫生填埋总物质存量最高；而简易填埋物质存量较高的 城市大多分布在东北地区，如哈尔滨，绥化，伊春等。

      （3）本文进一步研究了填埋场各类垃圾组分的存量及关键元素存量。2001 年至 2018 年，垃圾填埋场中类土物质、灰分、塑料橡胶、织物、木竹、玻璃和 金属的物质存量分别为 1302.60、414.91、268.76、50.59、36.39、36.20、 16.12Tg。北京、上海、深圳和广州是类土物质、塑料橡胶、织物、玻璃和金属 存量最大的四个城市（包括简易填埋和卫生填埋）。就填埋场关键元素存量而言， 2001-2018 年间，中国垃圾填埋场的关键元素存量（碳、氮、磷、钾）分别 681.57、10.09、18.31、14.36Tg。中国各城市中，填埋场累积碳存量最大的城市 分别是上海、北京、广州、深圳、重庆、西安等；而上述城市垃圾填埋场的氮、 磷、钾累积物质存量也相对较高。

      （4）最后，本文开展了填埋场存量垃圾治理的优先级评价研究。建立了资 源和环境两个维度的评价指标，包括填埋气占总甲烷排放量的比例、渗滤液泄 露风险、焚烧潜力、焚烧厂剩余处理能力、垃圾填埋场关键元素存量占城市土 壤关键元素含储量等。结合各地气候、垃圾焚烧设施、城市土壤碳存量等基础 数据以及填埋场物质存量特征，对我国地级市精度的生活垃圾填埋场修复治理 优先级进行了评价和划分。

       （5）全面性、系统化的数据缺失仍是目前固废领域研究的突出问题。本文 讨论了将信息学理念和方法应用于固废管理的可行性，例如深度学习、实时数 据采集等技术手段，丰富固废领域的数据来源，解决数据缺失及滞后等问题。