海南省城乡生活垃圾源活性氮排放特征研究

杜欢政 张威威 王韬

摘要：以海南省8 个地级市的城乡生活垃圾源活性氮排放特征为研究对象，测算8 个城市的活性氮排放总量、排放清单、人均活性氮排放强度和地均活性氮排放强度。研究发现：城乡生活垃圾总量呈现快速增长趋势，其中城市生活垃圾总量逐年增长，农村生活垃圾总量逐年降低；城乡生活垃圾源活性氮的总量与GDP 和人口总量均存在强正相关关系；活性氮的主要排放清单是NH3、NOX、N2O 和Nr。海口和三亚是城乡生活垃圾源活性氮排放总量最多和强度最大的两个城市。

关键词：海南；城乡生活垃圾；活性氮；排放特征

活性氮污染是继生物多样性减少和气候变暖之后的全球第三大环境污染问题[1]。生活垃圾的填埋、燃烧等处置方式是活性氮的重要来源。2021年10月，海南省发布了《生态环境准入清单》，明确提出严控陆源污染，完善生活垃圾收运处置系统，保护和修复海岛生态系统。同期，国务院办公厅印发《关于推动城乡建设绿色发展的意见》，指出推动城乡美好环境共建共治，以生活垃圾的分类治理等为抓手和载体，共同建设美好家园。本文以海南省8个地级市的城乡生活垃圾为研究对象，探究1995－2019年的海南城乡生活垃圾源活性氮的排放特征，根据活性氮排放总量、清单和强度，分析当前海南省城乡生活垃圾源活性氮污染较严重的区域，以期为海南省践行城乡绿色发展理念提供实证参考。

一、区域概况与数据来源

（一） 区域概况

海南是中国唯一的热带省份，地处中国最南端的省级行政区，属于华南区域。海南省共有18个县市，其中8个地级市和10个县区。为深入探究城乡生活垃圾的活性氮的排放特征，以海南省8个地级市的城乡生活垃圾为研究对象，8个城市分别为海口、三亚、五指山、儋州、东方、琼海、万宁和文昌，其中，海口、儋州、琼海、万宁和文昌为海南北部沿海城市，三亚和东方为南部沿海城市，五指山为内陆城市。

（二） 数据来源

城市生活垃圾清运量和农村生活垃圾产生量的总和表征城乡生活垃圾总量，城市生活垃圾清运量来自于《中国统计年鉴》《海南统计年鉴》。借鉴杨俊峰[2－4]等学者的估算方法估算得出农村生活垃圾总量。海南省8 个区域的人口、GDP、耕地面积均来自《海南统计年鉴》，本文参考各个地区的生产总值指数对地区生产指数进行修正，最终以2010年不变价来衡量地区生产总值GDP。

二、研究方法

现有的统计资料并未直接提供生活垃圾源活性氮排放数据。由于生活垃圾的三种处置方式是生活垃圾源活性氮排放的主要来源，因此，现有研究通常基于生活垃圾处置方式的数量来估算活性氮的排放量。本文参考Luo、Ma[5－6]等学者的研究，确定了生活垃圾不同处置方式的活性氮排放系数，如表1所示。本研究的活性氮清单主要指NH3、NOX、N2O、Nr（主要指排放进水体的活性氮）。

三、结果与分析

（一） 城乡生活垃圾总量分析

1995—2019年，海南8个城市的城乡生活垃圾总量呈现逐年递增趋势（图1），其中1995—2010年增长速度较慢，2010—2019年增长速度较快。研究期内，城市的生活垃圾逐年增长，农村的生活垃圾逐年减少。

1995—2019年，海南省城乡生活垃圾由148.04万t增加至285.68 万t，增加了137.64 万t，年均增长量为5.74 万t。

1995—2010年，城鄉生活垃圾增长速度较为平缓，增长总量仅为25.86万t；2010—2019年城乡生活垃圾增长速度较快，增长量为111.79万t。其中，城市生活垃圾由58.2万t增加至222.23万t，增加了164.03万t，年均增长量为6.83万t；农村生活垃圾由89.84万t减少至63.46万t，减少了26.38万t，年均减少量约为1.1万t。

研究期内，8 个城市的城乡生活垃圾累计排放量见图2。就城市生活垃圾而言（图2-a），海口是产生量最多的城市，约为336.2万t，占总量比约为49％，三亚是排放量第二的城市。五指山是产生量最低的城市，约为14.3万t，占比为2％，海口的城市生活垃圾产生量是五指山的23.5倍。就农村生活垃圾而言（图2-b），海口和儋州是产生量较高的两个城市，合计约为190万t，占总量约为41％。农村生活垃圾产生量最少的依然为五指山，约产生了9.2万t，占比为2％。综合来看，海口和三亚的城市生活垃圾产生量远大于其农村生活垃圾的产生量。

（二） 城乡生活垃圾源活性氮排放总量分析

1995—2019年，海南省8个区域的城乡生活垃圾源活性氮总量呈现上升趋势（见表2），从16.35万t增加至87.69万t，年均增长率约为15％。研究期内，海口和三亚活性氮增长量的贡献率位居前两位，分别为48.44％、30.2％。五指山的活性氮增长量贡献率最低，约为1％。

将海南省的活性氮总量分别与其GDP 和人口总量做回归分析，两者的R2分别为0.911、0.935，均大于0.9，呈现强正相关关系，说明GDP 的快速增长和各个区域的人口增量是海南省城乡生活垃圾源活性氮排放量重要的影响因素。

（三） 城乡生活垃圾源活性氮的排放清单分析

表3显示，研究期内海南省城乡生活垃圾源活性氮排放种类主要是Nr、N2O、NOX、NH3。其中，NOX占比最大，由1995年的73.65％增加至2019年的79.51％；NH3的比例逐年减少，由22.41％减少至18.99％；N2O的排放比例基本没有变化。

表4 显示，海南省的Nr 排放总量从0.592 万t 增长至1.028 万t，呈现增长趋势。8 个城市中，儋州、东方、琼海、万宁、文昌、五指山六个城市，Nr的排放量均呈现减少趋势；三亚和海口是全省Nr增长量的主要贡献城市，分别比1995年增长了约5.0倍和2.3倍。

表5 显示，海南省的NO2 排放总量从0.053 万t 增长至0.28万t，呈现缓慢增长趋势。海口是NO2排放量贡献最大的城市， 2019 年海口的排放量占比高达全省排放总量的46％。三亚是全省NO2排放量增长率最高的城市，2019年比1995年增长了约14倍。

表6显示，海南省的NOx排放总量呈现快速增长趋势，从12.047万t增长至69.747万t，年均增长率约20％。三亚是增长率最高的城市，年均增长率约为65％。

表7 显示，海南省的NH3 排放总量从3.665 万t 增长至16.661 万t，呈现快速增长趋势。东方、琼海、万宁、文昌、五指山5个城市NH3排放量均呈现先上升后下降趋势，三亚、海口、儋州的NH3排放量呈现上升趋势，海口的增长率最高，年均增长率约为28％。

（四） 城乡生活垃圾源活性氮的排放强度分析

1995—2019年，8 个城市的地均和人均活性氮排放强度差距较大，见表8和表9。就人均活性氮排放强度而言，儋州、万宁、文昌三个城市的人均排放强度均低于8个省份的均值；海口是超过全省均值的城市。三亚作为海南省最重要的旅游城市，1995 年的人均活性氮排放强度低于省均值，自2000年起人均活性氮排放强度逐步增长，2019年其活性氮排放强度约为省均值的2倍。就地均活性氮排放强度而言，文昌和琼海的排放强度低于省均值，海口和三亚的排放强度均远远高于全省均值，其中，2019年三亚和海口的地均排放量分别高达15.58万t和8.062万t；东方和文昌地均排放量最低，分别为0.753万t和0.903万t，不足省均值的三分四、讨论与建议

（一） 讨论

研究期内，8个城市的城乡生活垃圾总量呈现逐年增长趋势，自2010年起，城市生活垃圾的产生量呈现快速增长趋势，农村生活垃圾产生量呈现逐渐减少趋势。这与海南省近十年的城市化水平不断提升和城市人口急剧增加等因素有关。不同城市的城乡生活垃圾产生量比例差别较大，而儋州、东方、琼海、五指山四个城市的城市与农村的生活垃圾占比差距不大，说明其城市化发展速度较慢。海口和三亚是城市与农村生活垃圾总量差距最大的两个城市，主要是由于海口和三亚是海南经济最发达、城市化水平最高、产业最丰富的两个城市，对人口吸引力较大，导致城市生活垃圾产量远远高于其农村生活垃圾产量。

1995－2019年城乡生活垃圾源的活性氮总量呈现上升趋势，海口和三亚两个城市贡献量最大，累计贡献率超过78％，贡献率最低的城市为五指山。海南省城乡生活垃圾源活性氮总量与人口、GDP存在强正相关关系。海南生活垃圾源活性氮排放清单中NOX贡献率约80％，含Nr、N2O、NH3等三类活性氮总量仅占2成。三亚是Nr、NO2、NOx增长率最快的城市，海口是NH3增长率最快的城市。

8个城市的人均和地均活性氮排放强度差异较大，海口的人均活性氮排放强度始终超过全省均值，三亚则自2000年起逐步增长并超过全省均值，至2019年其人均排放量位列第一，是省均值的2倍。此外，三亚和海口的地均排放强度始终超过省均值。三亚是2019年地均活性氮排放强度最高的省份，是东方（排放强度最低） 地均活性氮排放强度的20倍。表明海口和三亚是目前海南8个城市中城乡生活垃圾源活性氮污染最为严重的两个城市。

（二） 建议

在大力引进外来人口和发展经济的同时应控制生活垃圾的产生量，分类治理生活垃圾和强化资源化处置方式。海口市作为国内首批46个垃圾分类重点城市之一，于2018年制定了《海口市生活垃圾分类管理办法》，明确了“有害垃圾、易腐垃圾、可回收物、其他垃圾”四分类法。建议加快制定除海口以外的城市生活垃圾分类管理条例。三亚作为国际旅游城市，由于人口密集，生活垃圾产量大，生活垃圾引致的活性氮污染问题严重，迫切需要制定生活垃圾分类处置的管理和实施细则。

8个城市中有7个城市属于沿海区域，其城乡生活垃圾源的活性氮污染对海洋生态环境造成了潜在生态威胁，应强化陆海生态统筹，提升沿海城市生活垃圾源氮污染的监控力度和治理水平。

参考文献：

[1]FOWLER D，PYLE J A，RAVEN J A，et al.The Global NitrogenCycle in the Twenty-first Century： Introduction[J]. Philosophi?cal Transactions of the Royal Society of London. Series B， Bio?logical Sciences，2013，368（1621）：1-13.

[2]杨俊峰.中国村镇生活垃圾特性及处理现状[J].资源节约与环保，2019（04）：181+195.

[3]李丹，陈冠益，马文超，等.中国村镇生活垃圾特性及处理现状[J].中国环境科学，2018，38（11）：4187-4197.

[4]岳波，张志彬，孙英杰，等.我国农村生活垃圾的产生特征研究[J].环境科学与技术，2014，37（06）：129-134.

[5]Luo Z， Hu S， Chen D， et al. From Production to Consumption：aCoupled Human - Environmental Nitrogen Flow Analysis inChina[J]. Environ. Sci. Technol，2018，52（4）：2025-2035.

[6]Ma L，Velthof G， Wang F， et al. Nitrogen and Phosphorus Use Ef?ficiencies and Losses in the Food Chain in China at RegionalScales in 1980 and 2005[J].Sci.Total Environ，2012，434（18）：51-61.

基金项目：2021 年国家社科基金重大项目“基于源头管控和区域协同的陆海统筹生态环境治理制度研究”，项目编号：21DA087；2019年国家自然科学基金项目“城市固废资源循环利用的区域政策协同等空间物质流网络优化：以长三角为例”，项目编号：71974144。

作者簡介：杜欢政（1962-），男，浙江东阳人，博士，教授，研究方向：生态文明与可持续发展、农业环境科学；张威威（1993-），女，江苏南通人，博士在读，研究方向：生态文明与可持续发展、农业环境科学；王韬（1975-），男，内蒙古赤峰人，通信作者，博士，研究员，研究方向：环境科学与可持续发展。

（责任编辑曹雯梅）