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

1 同濟(jì)大學(xué)馬克思主義學(xué)院 2 同濟(jì)大學(xué)循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究所 3 同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院

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(yùn)處置系統(tǒng)，保護(hù)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(dòng)城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展的意見》，指出推動(dòng)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(gè)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(qiáng)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(shí)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(gè)縣市，其中8個(gè)地級市和10 個(gè)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(gè)地級市的城鄉(xiāng)生活垃圾為研究對象，8個(gè)城市分別為?？凇⑷齺?、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(yùn)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(yùn)量來自于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》《海南統(tǒng)計(jì)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(gè)區(qū)域的人口、GDP、耕地面積均來自《海南統(tǒng)計(jì)年鑒》，本文參考各個(gè)地區(qū)的生產(chǎn)總值指數(shù)對地區(qū)生產(chǎn)指數(shù)進(jìn)行修正，最終以2010年不變價(jià)來衡量地區(qū)生產(chǎn)總值GDP。

二、研究方法

現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)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?；谏罾幹梅绞降臄?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(jìn)水體的活性氮）。

估算公式如下：

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(gè)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(gè)城市的城鄉(xiāng)生活垃圾累計(jì)排放量見圖2。就城市生活垃圾而言（圖2-a），?？谑钱a(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%，?？诘某鞘猩罾a(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(gè)城市，合計(jì)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，?？诤腿齺喌某鞘猩罾a(chǎn)生量遠(yuǎn)大于其農(nóng)村生活垃圾的產(chǎn)生量。

圖2 1990—2019年8個(gè)城市的城鄉(xiāng)生活垃圾排放量

（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(gè)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(xiàn)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(xiàn)率最低，約為1%。

表2 1995—2019年海南省城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮排放量／萬t

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(qiáng)正相關(guān)關(guān)系，說明GDP 的快速增長和各個(gè)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3 海南省城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮排放清單比例

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(gè)城市中，儋州、東方、瓊海、萬寧、文昌、五指山六個(gè)城市，Nr的排放量均呈現(xiàn)減少趨勢；三亞和?？谑侨r增長量的主要貢獻(xiàn)城市，分別比1995年增長了約5.0倍和2.3倍。

表4 1990—2019年海南各個(gè)省份Nr排放量／萬t

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(xiàn)最大的城市，2019 年?？诘呐欧帕空急雀哌_(dá)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5 1990—2019年海南各個(gè)省份NO2排放量／萬t

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6 1990—2019年海南各個(gè)省份NOX排放量／萬t

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(gè)城市NH3排放量均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，三亞、?？?、儋州的NH3排放量呈現(xiàn)上升趨勢，?？诘脑鲩L率最高，年均增長率約為28%。

表7 1990—2019年海南各個(gè)省份NH3排放量／萬t

（四）城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮的排放強(qiáng)度分析

1995—2019年，8個(gè)城市的地均和人均活性氮排放強(qiáng)度差距較大，見表8 和表9。就人均活性氮排放強(qiáng)度而言，儋州、萬寧、文昌三個(gè)城市的人均排放強(qiáng)度均低于8個(gè)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(qiáng)度低于省均值，自2000 年起人均活性氮排放強(qiáng)度逐步增長，2019 年其活性氮排放強(qiáng)度約為省均值的2 倍。就地均活性氮排放強(qiáng)度而言，文昌和瓊海的排放強(qiáng)度低于省均值，?？诤腿齺喌呐欧艔?qiáng)度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全省均值，其中，2019 年三亞和?？诘牡鼐欧帕糠謩e高達(dá)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，不足省均值的三分之一。

表8 1990—2019年海南省人均活性氮排放量（t／人）

表9 1990—2019年海南省地均活性氮排放量（t／hm2）

四、討論與建議

（一）討論

研究期內(nèi)，8個(gè)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(gè)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。?？诤腿齺喪浅鞘信c農(nóng)村生活垃圾總量差距最大的兩個(gè)城市，主要是由于?？诤腿齺喪呛Ｄ辖?jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)、城市化水平最高、產(chǎn)業(yè)最豐富的兩個(gè)城市，對人口吸引力較大，導(dǎo)致城市生活垃圾產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)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，?？诤腿齺唭蓚€(gè)城市貢獻(xiàn)量最大，累計(jì)貢獻(xiàn)率超過78%，貢獻(xiàn)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(qiáng)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(xiàn)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，?？谑荖H3增長率最快的城市。

8個(gè)城市的人均和地均活性氮排放強(qiáng)度差異較大，?？诘娜司钚缘欧艔?qiáng)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?？诘牡鼐欧艔?qiáng)度始終超過省均值。三亞是2019 年地均活性氮排放強(qiáng)度最高的省份，是東方（排放強(qiáng)度最低）地均活性氮排放強(qiáng)度的20倍。表明海口和三亞是目前海南8個(gè)城市中城鄉(xiāng)生活垃圾源活性氮污染最為嚴(yán)重的兩個(gè)城市。

（二）建議

在大力引進(jìn)外來人口和發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)應(yīng)控制生活垃圾的產(chǎn)生量，分類治理生活垃圾和強(qiáng)化資源化處置方式。海口市作為國內(nèi)首批46 個(gè)垃圾分類重點(diǎn)城市之一，于2018 年制定了《?？谑猩罾诸惞芾磙k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?？谝酝獾某鞘猩罾诸惞芾?xiàng)l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(shí)施細(xì)則。

8 個(gè)城市中有7 個(gè)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(qiáng)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。