1月末到4月初,我們用掉的口罩,可以連接地球到月亮

我是科學家iscientist 發佈 2020-05-01T12:57:17+00:00

聚丙烯燃燒的方程式是:2n+ 9nO2 → 6nCO2 + 6nH2O釋放的二氧化碳大概會有: × 3 ÷ × 10755噸= 33,745噸再推廣一下,假設每個國家/地區都能用73天初步抑制住冠狀病毒,假設東亞三國人均口罩消耗量相同,假設除此之外其他國家/地區人均口罩消耗量是

四月快要結束了,武漢解封也有半個月了。

你有沒有算過,今年自己用掉了多少口罩?

也許你一人用不了多少,但把所有人消耗的口罩加起來,想必數字會很可觀。

北京南站廢棄口罩回收箱丨中國鐵路

你一定想知道,十幾億人的口罩噸位相當於多少頭大象,體積相當於多少節火車廂,焚燒的發電量夠多少人用一年......

所以,跟我一起開始一場嚴肅的估算吧。

廢棄,廢棄的口罩

由於公開數據有限,在下決定借用環衛處理的廢棄口罩量,來估算口罩的消耗量。

作為最早行動的省份之一,四川1月25日就發出了啟動廢棄口罩收運處置的通知。所以,來自四川的口罩處理數據,可能比較接近口罩的真實消耗量。

成都環衛蔡仲澤,每天要收100多桶廢棄口罩丨中新視頻

比如,成都從1月26日到3月12日,47天一共處理了廢棄口罩82噸,每日平均下來:

82噸 ÷ 47天 = 1.745噸/天

這些口罩可能是成都常住的1,658萬人消耗的,而全國人口最新數據是140,005萬

我們按人口比例,來估計一下全國平均每天消耗的口罩:

1.745噸/天 ÷ 1658萬人 × 140005萬人

= 147.3噸/天

那麼,估計全國從1月26日到武漢解封前一天4月7日,這73天一共消耗口罩大約:

147.3噸/天 × 73天 = 10,755噸

可能有些同學還沒感受到這有多重:假如一頭成年雄性亞洲象的體重是5噸,把這些口罩放在船上,足夠給2,151頭大象一起稱體重了。但你先要有一艘夠大的船。

看到這裡問題來了,多少只口罩才能達到這樣的噸位?

一隻普通一次性醫用口罩大概2.5克~3克,一隻N95口罩大概10克。所以,想從這裡估算出平均值並不容易,還是回頭去看口罩處理數據。

比如,廈門市政有三個焚燒廠,每天大約處理25萬個廢棄口罩,重量1噸左右。這樣一來,口罩的單重大概是:

1噸 × 1000000克/噸 ÷ 250000隻 = 4克/只

現在,就可以進一步估量全國73天消耗的口罩個數:

10755噸 ÷ 4克/只 = 26.89億隻

數字也許沒有超出你的想像,連14億人口的兩倍都沒到。但再往下讀,你可能會感受到這個數量究竟代表了什麼。

不只是一座山

想像一下,如果不去處理這些口罩,找一片土地任由它們堆積,會得到一座多大的山?

一隻口罩的體積難測,所以我們用整盒口罩的體積來估算。50隻一次性普通醫用口罩的包裝盒,長寬高是18 × 10 × 9厘米。所以,26.89億隻口罩的體積大約有:

0.18 × 0.10 × 0.09立方米 ÷ 50隻 × 26.89億隻

= 87,113立方米

*2月底,國內口罩日產能達到1.1億個,其中N95口罩日產能僅196萬個,占比不到2%。所以,這裡把所有口罩當成一次性醫用口罩來估計體積。

至於,這87,113立方米究竟是座多大的山,不妨找個參照物。我國的貨運列車,一節棚車(型號P62)的容積大約是120立方米。那麼這座山可以填滿:

87113立方米 ÷ 120立方米/節車皮 = 725節車皮

一般的貨運列車編組會有60節車廂,所以裝下這座山一共需要:

725節 ÷ 60節/列火車 = 12.1列火車

那如果不堆成山,就讓口罩們一隻一隻平鋪在地上,又需要一片多大的土地呢?

普通一次性醫用口罩的大小是17 × 9厘米,26.89億個口罩會鋪滿:

0.17 × 0.09平方米/只 × 26.89億隻

= 41,136,687平方米

國際足聯規定的標準足球場面積是7,140平方米,那口罩大軍可以覆蓋:

41136687平方米 ÷ 7140平方米/個足球場

= 5,761個足球場

當然,平鋪不只有這一種方法,假如讓每隻口罩肩並肩,能排起多長的隊呢:

0.17米/只 × 26.89億隻 × 1千米/1000米

= 457,074千米

注意,地球到月球的距離只有384,400公里。所以去月球之前,還能先繞赤道小兩圈。

圖丨Phil Plait

估算結果怎樣印證

看到這裡你可能會問,用廢棄口罩處理量來估算口罩的消耗量,得出的數字會不會不科學?

別怕,我們用另外一種方法驗證一下。

全國二三產業一共有5.3億勞動者,假如他們全部復工......不,一定沒有全部復工,早高峰的北京地鐵,至今也完全沒到人擠人的程度。

那該怎樣估算復工人數呢?根據官方數據,3月23日北京地鐵日客流恢復到311萬人次;而疫情發生之前的情況是,截止去年10月,全部23條地鐵線工作日的日均客流是1,230萬人次。也就是說,3月底可能有1/4復了工。

姑且按照這個比例計算復工人數,並假設復工者每人每3天消耗1隻口罩,那他們在2月3日(春節假日後第一天)到4月7日(武漢解封前一天)這65天裡,消耗的口罩數量大約是:

5.3億 × 311人次/1230人次 × 65天 ÷ 3天/只

= 29.03億隻

如果你還記得,按廢棄口罩處理量估算的口罩消耗量是26.89億,第二種估算的結果比它高出了8%,算是可接受的範圍(吧)。如果想解釋8%的差距主要從哪來,2月(甚至3月上半月)的復工者里有相當一部分在居家辦公或輪流辦公,那時地鐵也比3月23日更空曠,總體復工人數大機率被高估了。

2月17日晚上9點的一號線丨作者供圖

至此,單方面宣布第一種方法估算有效(不要打我)。當然,只估算了生活源的廢棄口罩,醫療機構產生的廢棄口罩屬於醫療廢物的一部分,並沒有包含在這裡。

那麼,被人類用完的口罩,會走向怎樣的歸宿呢?

發揮多少餘熱

你也許聽說過,退休的口罩是先接受反覆消毒,然後被送去900℃~1050℃高溫焚燒了。

它們燃燒的地方是垃圾發電廠,但並不是和生活垃圾一起燃燒。自從疫情到來,廢棄口罩有了專屬的卸貨通道,還有專用的焚燒爐。

來自成都某環保發電廠丨中新視頻

口罩的主材料是無紡布,成分主要是聚丙烯,它的熱值是44兆焦/千克。那麼10,755噸口罩,燃產生的熱量大約是:

10755噸 × 1000千克/噸 × 44兆焦/千克

= 473,220,000兆焦

假如垃圾發電廠的效率是25%,這些口罩的發電量大約有:

473,220,000兆焦 ÷ 3.6兆焦/度 × 25% = 3,286萬度

按照國內居民生活人均年用電695度來計算,這些電量可以支撐4.7萬人一年的生活用電。

圖丨Alexis Tapia

當然在發電的同時,燃燒也會生出些許二氧化碳。聚丙烯燃燒的方程式是:

2(C3H6)n + 9nO2 → 6nCO2 + 6nH2O

釋放的二氧化碳大概會有:

(12+16 × 2) × 3 ÷ (12 × 3 + 1 × 6) × 10755噸

= 33,745噸

再推廣一下,假設每個國家/地區都能用73天初步抑制住冠狀病毒,假設東亞三國人均口罩消耗量相同,假設除此之外其他國家/地區人均口罩消耗量是國內的1/5,假設全球都將廢棄口罩焚燒處理。那麼,這個世界73天的廢棄口罩(估算約55億隻)大概會排放二氧化碳:

33745噸 ÷ 140005萬人 × [ 【中(陸港澳台)】143183萬人 +【日】12595萬人 +【韓】5116萬人 + (【球】780000萬人 -【中日韓】160894萬人) ÷ 5] = 68,624噸

雖然數字看上去不小,但假如按照一個人每天呼吸排放二氧化碳1140克來計算,這只是全球78億人類11分鐘呼出的量。

如果覺得不夠形象,我們再換個參照物。有研究表明,全球比特幣礦機每年總排放2,200萬噸二氧化碳。而這兩個多月的68,624噸二氧化碳,只相當於礦機們1.1天的碳排。

在我們不常注意到的地方,默默地產生著巨大的碳排,礦機只是其中之一。對比之下,口罩焚燒的碳排也許不足道了。

4月數據丨Buy Bitcoins Worldwide

作者:栗子

編輯:Luna

參考文獻:

[1] 鄧童童. 成都已規範化收運處置廢棄口罩82噸 處置全過程揭秘. 12 Mar. 2020, sichuan.scol.com.cn/fffy/202003/57510011.html.

[2] 張金夢. 防疫廢棄物發電受多地青睞, 14 Apr. 2020, www.china5e.com/news/news-1086799-1.html.

[3] 鐵路車皮貨櫃尺寸. exprimeshipping.com/moresycx.asp?id=99.

[4] 周瀟梟. 第四次全國經濟普查:二三產就業人員5.3億人,這些行業吸納就業多. 20 Nov. 2019, finance.ifeng.com/c/7rkvTY0RiqG.

[5] 李博, 孫宏陽 . 北京地鐵客運量回升至311萬. 27 Mar. 2020, auto.people.com.cn/n1/2020/0327/c1005-31650591.html.

[6] 呂楊 . 垃圾清運工作的背後:廢棄口罩去哪兒了. 13 Mar. 2020, www.chinanews.com/sh/shipin/cns/2020/03-13/news850873.shtml.

[7] How Many Bitcoins Are There? www.buybitcoinworldwide.com/how-many-bitcoins-are-there/.

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