海南省城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮排放特征研究

杜歡政 張威威 王韜

摘要：以海南省8 個地級市的城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮排放特征為研究對象，測算8 個城市的活性氮排放總量、排放清單、人均活性氮排放強度和地均活性氮排放強度。研究發(fā)現(xiàn)：城鄉(xiāng)生活垃圾總量呈現(xiàn)快速增長趨勢，其中城市生活垃圾總量逐年增長，農(nóng)村生活垃圾總量逐年降低；城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮的總量與GDP 和人口總量均存在強正相關(guān)關(guān)系；活性氮的主要排放清單是NH3、NOX、N2O 和Nr。海口和三亞是城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮排放總量最多和強度最大的兩個城市。

關(guān)鍵詞：海南；城鄉(xiāng)生活垃圾；活性氮；排放特征

活性氮污染是繼生物多樣性減少和氣候變暖之后的全球第三大環(huán)境污染問題[1]。生活垃圾的填埋、燃燒等處置方式是活性氮的重要來源。2021年10月，海南省發(fā)布了《生態(tài)環(huán)境準(zhǔn)入清單》，明確提出嚴(yán)控陸源污染，完善生活垃圾收運處置系統(tǒng)，保護和修復(fù)海島生態(tài)系統(tǒng)。同期，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推動城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展的意見》，指出推動城鄉(xiāng)美好環(huán)境共建共治，以生活垃圾的分類治理等為抓手和載體，共同建設(shè)美好家園。本文以海南省8個地級市的城鄉(xiāng)生活垃圾為研究對象，探究1995－2019年的海南城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮的排放特征，根據(jù)活性氮排放總量、清單和強度，分析當(dāng)前海南省城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮污染較嚴(yán)重的區(qū)域，以期為海南省踐行城鄉(xiāng)綠色發(fā)展理念提供實證參考。

一、區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

（一） 區(qū)域概況

海南是中國唯一的熱帶省份，地處中國最南端的省級行政區(qū)，屬于華南區(qū)域。海南省共有18個縣市，其中8個地級市和10個縣區(qū)。為深入探究城鄉(xiāng)生活垃圾的活性氮的排放特征，以海南省8個地級市的城鄉(xiāng)生活垃圾為研究對象，8個城市分別為海口、三亞、五指山、儋州、東方、瓊海、萬寧和文昌，其中，海口、儋州、瓊海、萬寧和文昌為海南北部沿海城市，三亞和東方為南部沿海城市，五指山為內(nèi)陸城市。

（二） 數(shù)據(jù)來源

城市生活垃圾清運量和農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量的總和表征城鄉(xiāng)生活垃圾總量，城市生活垃圾清運量來自于《中國統(tǒng)計年鑒》《海南統(tǒng)計年鑒》。借鑒楊俊峰[2－4]等學(xué)者的估算方法估算得出農(nóng)村生活垃圾總量。海南省8 個區(qū)域的人口、GDP、耕地面積均來自《海南統(tǒng)計年鑒》，本文參考各個地區(qū)的生產(chǎn)總值指數(shù)對地區(qū)生產(chǎn)指數(shù)進行修正，最終以2010年不變價來衡量地區(qū)生產(chǎn)總值GDP。

二、研究方法

現(xiàn)有的統(tǒng)計資料并未直接提供生活垃圾源活性氮排放數(shù)據(jù)。由于生活垃圾的三種處置方式是生活垃圾源活性氮排放的主要來源，因此，現(xiàn)有研究通常基于生活垃圾處置方式的數(shù)量來估算活性氮的排放量。本文參考Luo、Ma[5－6]等學(xué)者的研究，確定了生活垃圾不同處置方式的活性氮排放系數(shù)，如表1所示。本研究的活性氮清單主要指NH3、NOX、N2O、Nr（主要指排放進水體的活性氮）。

三、結(jié)果與分析

（一） 城鄉(xiāng)生活垃圾總量分析

1995—2019年，海南8個城市的城鄉(xiāng)生活垃圾總量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢（圖1），其中1995—2010年增長速度較慢，2010—2019年增長速度較快。研究期內(nèi)，城市的生活垃圾逐年增長，農(nóng)村的生活垃圾逐年減少。

1995—2019年，海南省城鄉(xiāng)生活垃圾由148.04萬t增加至285.68 萬t，增加了137.64 萬t，年均增長量為5.74 萬t。

1995—2010年，城鄉(xiāng)生活垃圾增長速度較為平緩，增長總量僅為25.86萬t；2010—2019年城鄉(xiāng)生活垃圾增長速度較快，增長量為111.79萬t。其中，城市生活垃圾由58.2萬t增加至222.23萬t，增加了164.03萬t，年均增長量為6.83萬t；農(nóng)村生活垃圾由89.84萬t減少至63.46萬t，減少了26.38萬t，年均減少量約為1.1萬t。

研究期內(nèi)，8 個城市的城鄉(xiāng)生活垃圾累計排放量見圖2。就城市生活垃圾而言（圖2-a），海口是產(chǎn)生量最多的城市，約為336.2萬t，占總量比約為49％，三亞是排放量第二的城市。五指山是產(chǎn)生量最低的城市，約為14.3萬t，占比為2％，海口的城市生活垃圾產(chǎn)生量是五指山的23.5倍。就農(nóng)村生活垃圾而言（圖2-b），海口和儋州是產(chǎn)生量較高的兩個城市，合計約為190萬t，占總量約為41％。農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量最少的依然為五指山，約產(chǎn)生了9.2萬t，占比為2％。綜合來看，海口和三亞的城市生活垃圾產(chǎn)生量遠大于其農(nóng)村生活垃圾的產(chǎn)生量。

（二） 城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮排放總量分析

1995—2019年，海南省8個區(qū)域的城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮總量呈現(xiàn)上升趨勢（見表2），從16.35萬t增加至87.69萬t，年均增長率約為15％。研究期內(nèi)，海口和三亞活性氮增長量的貢獻率位居前兩位，分別為48.44％、30.2％。五指山的活性氮增長量貢獻率最低，約為1％。

將海南省的活性氮總量分別與其GDP 和人口總量做回歸分析，兩者的R2分別為0.911、0.935，均大于0.9，呈現(xiàn)強正相關(guān)關(guān)系，說明GDP 的快速增長和各個區(qū)域的人口增量是海南省城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮排放量重要的影響因素。

（三） 城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮的排放清單分析

表3顯示，研究期內(nèi)海南省城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮排放種類主要是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的比例逐年減少，由22.41％減少至18.99％；N2O的排放比例基本沒有變化。

表4 顯示，海南省的Nr 排放總量從0.592 萬t 增長至1.028 萬t，呈現(xiàn)增長趨勢。8 個城市中，儋州、東方、瓊海、萬寧、文昌、五指山六個城市，Nr的排放量均呈現(xiàn)減少趨勢；三亞和海口是全省Nr增長量的主要貢獻城市，分別比1995年增長了約5.0倍和2.3倍。

表5 顯示，海南省的NO2 排放總量從0.053 萬t 增長至0.28萬t，呈現(xiàn)緩慢增長趨勢。海口是NO2排放量貢獻最大的城市， 2019 年海口的排放量占比高達全省排放總量的46％。三亞是全省NO2排放量增長率最高的城市，2019年比1995年增長了約14倍。

表6顯示，海南省的NOx排放總量呈現(xiàn)快速增長趨勢，從12.047萬t增長至69.747萬t，年均增長率約20％。三亞是增長率最高的城市，年均增長率約為65％。

表7 顯示，海南省的NH3 排放總量從3.665 萬t 增長至16.661 萬t，呈現(xiàn)快速增長趨勢。東方、瓊海、萬寧、文昌、五指山5個城市NH3排放量均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，三亞、海口、儋州的NH3排放量呈現(xiàn)上升趨勢，海口的增長率最高，年均增長率約為28％。

（四） 城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮的排放強度分析

1995—2019年，8 個城市的地均和人均活性氮排放強度差距較大，見表8和表9。就人均活性氮排放強度而言，儋州、萬寧、文昌三個城市的人均排放強度均低于8個省份的均值；海口是超過全省均值的城市。三亞作為海南省最重要的旅游城市，1995 年的人均活性氮排放強度低于省均值，自2000年起人均活性氮排放強度逐步增長，2019年其活性氮排放強度約為省均值的2倍。就地均活性氮排放強度而言，文昌和瓊海的排放強度低于省均值，海口和三亞的排放強度均遠遠高于全省均值，其中，2019年三亞和海口的地均排放量分別高達15.58萬t和8.062萬t；東方和文昌地均排放量最低，分別為0.753萬t和0.903萬t，不足省均值的三分四、討論與建議

（一） 討論

研究期內(nèi)，8個城市的城鄉(xiāng)生活垃圾總量呈現(xiàn)逐年增長趨勢，自2010年起，城市生活垃圾的產(chǎn)生量呈現(xiàn)快速增長趨勢，農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量呈現(xiàn)逐漸減少趨勢。這與海南省近十年的城市化水平不斷提升和城市人口急劇增加等因素有關(guān)。不同城市的城鄉(xiāng)生活垃圾產(chǎn)生量比例差別較大，而儋州、東方、瓊海、五指山四個城市的城市與農(nóng)村的生活垃圾占比差距不大，說明其城市化發(fā)展速度較慢。海口和三亞是城市與農(nóng)村生活垃圾總量差距最大的兩個城市，主要是由于海口和三亞是海南經(jīng)濟最發(fā)達、城市化水平最高、產(chǎn)業(yè)最豐富的兩個城市，對人口吸引力較大，導(dǎo)致城市生活垃圾產(chǎn)量遠遠高于其農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)量。

1995－2019年城鄉(xiāng)生活垃圾源的活性氮總量呈現(xiàn)上升趨勢，海口和三亞兩個城市貢獻量最大，累計貢獻率超過78％，貢獻率最低的城市為五指山。海南省城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮總量與人口、GDP存在強正相關(guān)關(guān)系。海南生活垃圾源活性氮排放清單中NOX貢獻率約80％，含Nr、N2O、NH3等三類活性氮總量僅占2成。三亞是Nr、NO2、NOx增長率最快的城市，海口是NH3增長率最快的城市。

8個城市的人均和地均活性氮排放強度差異較大，海口的人均活性氮排放強度始終超過全省均值，三亞則自2000年起逐步增長并超過全省均值，至2019年其人均排放量位列第一，是省均值的2倍。此外，三亞和海口的地均排放強度始終超過省均值。三亞是2019年地均活性氮排放強度最高的省份，是東方（排放強度最低） 地均活性氮排放強度的20倍。表明海口和三亞是目前海南8個城市中城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮污染最為嚴(yán)重的兩個城市。

（二） 建議

在大力引進外來人口和發(fā)展經(jīng)濟的同時應(yīng)控制生活垃圾的產(chǎn)生量，分類治理生活垃圾和強化資源化處置方式。海口市作為國內(nèi)首批46個垃圾分類重點城市之一，于2018年制定了《海口市生活垃圾分類管理辦法》，明確了“有害垃圾、易腐垃圾、可回收物、其他垃圾”四分類法。建議加快制定除海口以外的城市生活垃圾分類管理條例。三亞作為國際旅游城市，由于人口密集，生活垃圾產(chǎn)量大，生活垃圾引致的活性氮污染問題嚴(yán)重，迫切需要制定生活垃圾分類處置的管理和實施細(xì)則。

8個城市中有7個城市屬于沿海區(qū)域，其城鄉(xiāng)生活垃圾源的活性氮污染對海洋生態(tài)環(huán)境造成了潛在生態(tài)威脅，應(yīng)強化陸海生態(tài)統(tǒng)籌，提升沿海城市生活垃圾源氮污染的監(jiān)控力度和治理水平。

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基金項目：2021 年國家社科基金重大項目“基于源頭管控和區(qū)域協(xié)同的陸海統(tǒng)籌生態(tài)環(huán)境治理制度研究”，項目編號：21DA087；2019年國家自然科學(xué)基金項目“城市固廢資源循環(huán)利用的區(qū)域政策協(xié)同等空間物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：以長三角為例”，項目編號：71974144。

作者簡介：杜歡政（1962-），男，浙江東陽人，博士，教授，研究方向：生態(tài)文明與可持續(xù)發(fā)展、農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)；張威威（1993-），女，江蘇南通人，博士在讀，研究方向：生態(tài)文明與可持續(xù)發(fā)展、農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)；王韜（1975-），男，內(nèi)蒙古赤峰人，通信作者，博士，研究員，研究方向：環(huán)境科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展。

（責(zé)任編輯曹雯梅）