农村生活污染源产排污特征与规律研究论文

安徽农业大学 硕士学位论文 巢湖流域农村生活污染源产排污特征与规律研究 姓名：孙兴旺 申请学位级别：硕士 专业：土壤学 指导教师：马友华;胡宏祥 20100601 中文摘要中又捅斐 巢湖流域农业面源污染已成为巢湖富营养化氮、磷营养元素的主要来源。除传统 的农田化肥和农药流失、水产养殖排磷及农田水土流失对巢湖水体的影响外，农村生 活污水和生活垃圾的任意排放，已经成为巢湖水体污染的新的而且比较严重的来源。 本文通过对巢湖流域农村1 0 8 个监测点一年的基础调查、理论分析和典型监测相 结合的方法，对巢湖流域不同经济收入水平和生活方式条件下农村生活污水和生活垃 圾产排污系数进行测定，研究和分析了巢湖流域农村生活污水和垃圾的产生和排放量， 污水中污染物全氮、全磷、铵念氮、化学需氧量( C O D ) 和生活垃圾有机部分的全磷 和全氮产出和排放的月份变化规律和季节变化规律。 巢湖流域农村生活污水产生量系数为2 6 3 1 L 人d ，C O D 为1 8 9 1 9 人d ，总磷为 0 0 8g 人d ，总氮为0 6 3g 人d ，铵态氮为O 1 6g 人d ，污水利用率为3 8 ，排 放到户外比例为6 2 ，污水排放量系数为1 6 3 lL 人d ，C O D 为1 1 7 2 9 人d ，总磷为 O 0 5 人d ，总氮为0 3 9 9 人d ，铵态氮为0 1 0g 人d 。巢湖流域农村生活污水 污染物C O D 浓度约为8 0 0 m g L “ - - 1 2 0 0 m g L ，全氮浓度约为2 0 m g L - - 4 0 m g L ，全磷浓 度约为4 “ - 6 m g L ，铵态氮浓度为1 0 m g L 。流域农村生活污水中C O D 浓度、全氮浓度、 全磷浓度在冬、春季较高，夏、秋季较低，但均值较高。 巢湖流域农村生活垃圾产生量系数为0 2 4 k g 人d ，有机垃圾为0 1 0 埏人d ，有 机垃圾全氮产污系数为0 4 0g 人d ，全磷为0 1 1g 人d ，有机垃圾平均利用率为 4 0 ，有机垃圾排污系数全氮为0 2 4g 人d ，全磷为0 0 7g 人d 。巢湖流域农村生 活垃圾四类组分中有机垃圾成分约占总量的2 5 “ 3 5 ，基本为厨余垃圾和剩菜剩饭： 可回收垃圾约占3 0 ，其中废纸、塑料、玻璃、金属、织物等可回收物约占总量的 2 5 ；有害垃圾大部分时间都不会产生，即使产生，其含量大约为总量的5 以下； 其它垃圾中基本为灰土，约占总量的3 0 左右，巢湖地区的灰土中多为生活用煤渣。 有机垃圾月份全氮含量最高值约是最低值含量的3 倍，月份全磷最高值约是最低值含 量的6 5 倍。 本研究结果全面准确的摸清了巢湖流域农村生活污染源污染物底数，分析总结了 农村生活污染物排放规律和动态变化趋势，为正确评价农村生活源污染提供基本参 数，为今后治理巢湖流域农村生活污染提供科学依据，同时为环境管理科学化和政府 制定农村环境保护相关政策、节能减排指标提供决策依据。 关键词：巢湖流域，面源污染，农村生活污水，农村生活垃圾 A b s t r a c t C h a oL a k eA g r i c u l t u r a ln o n - p o i n ts o u r c ep o l l u t i o nh a sb e c o m et h em a i ns o u r c eo ft h e e u t r o p h i c a t i o no fn i t r o g e na n dp h o s p h o r u s I na d d i t i o nt ot h el o s so ft r a d i t i o n g a lc h e m i c a l f e r t i l i z e r sa n dp e s t i c i d e s ，r o wo fp h o s p h o r u so fa q u a c u l t u r ea n ds o i le r o s i o no nf a r m l a n d f o rC h a oL a k e ，a r b i t r a r ye m i s s i o no ft h er u r a lw a s t e w a t e ra n dr u b b i s hi nC h a oL a k eB a s i n h a sb e c o m ean e wa n ds e r i o u sp o l l u t i o ns o u r c e I nt h i s s t u d y , 10 8m o n i t o r i n gp o i n t sw e r es e tu p i nt h ec o u n t r yi nC h a oL a k e B a s i n C o m b i n i n gb a s i cr e s e a r c h ，t h e o r e t i c a la n a l y s i sa n dt h et y p i c a lm e t h o d ，t h e o r i g i n a t i n gc o e f f i c i e n ta n dd i s c h a r g ec o e f f i c i e n to fw a s t e w a t e ra n dr u b b i s ho fd i f f e r e n t e c o n o m i cc o n d i t i o n s i n c o m el e v e l sr u r a ll i f ew e r ed e t e r m i n e di nC h a oL a k eB a s i n I nt h e s a m et i m e ，i tr e s e a r c ha n da n a l y z et h eg e n e r a t i o na n de m i s s i o n so ft h er u r a lw a s t e w a t e ra n d r u b b i s ha n dt h ec o n t a m i n a t i o nT N ，T P ，N H 4 4 - ，C O Do ft h er u r a lw a s t e w a t e ra n dT N ，T Po ft h e o r g a n i cr u b b i s h O n t h e b a s i s ，i t a l s o a n a l y z e s t h em o n t ha n ds e a s o n a lv a r i a t i o n c h a r a c t e r i s t i c so fp o l l u t e df o u n t a i n h e a do fr u r a ll i f e T h eo u t p u tc o e f f i c i e n to ft h er u r a ls e w a g ei nC h a oL a k ew a s2 6 31L p e r s o n d ，C O D W a s18 9 1 9 p e r s o n d ，T Pw a s0 0 8g p e r s o n d ，T Nw a sO 6 3g p e r s o n d ，N H 4 十- NW a s 0 16g p e r s o n d , t h eu s ee f f i c i e n c yo fr u r a ls e w a g eW a s38 t h er a t i oo fe m i s s i o n so ft h e r u r a lw a s t e w a t e rt oo u t d o o rw a s6 2 T h ee m i s s i o n so u t p u to ft h er u r a lw a s t e w a t eW a s 1 6 31 L p e r s o n d ，C O Dw a s1 1 7 2 9 p e r s o n d ，T NW a s0 0 5g p e r s o n d ，T N 0 3 9 9 p e r s o n d T h ec o n c e n t r a t i o ni n d e xo fC O Di nt h ew a s t e w a t e rW a s8 0 0m g Lt o 12 0 0 m g L ，a n dt h ec o n c e n t r a t i o ni n d e xo fT NW a s2 0m g Lt o4 0m g L ，a n dt h e c o n c e n t r a t i o ni n d e xo fT Pa l m o s tw a s4m e , n , t o6m g L ，a n dt h ec o n c e n t r a t i o ni n d e xo f N H 4 + w a s10m g L t h ec o n t a m i n a t i o n “ IN ，T P , N H 4 + , C O Do ft h er u r a lw a s t e w a t e rW a s h i g h e ri nw i n t e ra n ds p r i n gt h a ni ns u n u n e ra n da u t u m n ，b u tt h ea v e r a g eW a sa l lh i g hi no n e y e a r n eo u t p u tc o e f f i c i e n to ft h er u r a lr u b b i s hi nC h a oL a k eW a sO 2 4 k g p e r s o n d ，t h e o r g a n i cw a s t ew a s0 10k g p e r s o n d ，p r o d u c t i o nc o e f f i c i e n to fo r g a n i cw a s t en i t r o g e n p o l l u t i o nc o e f f i c i e n to fO 4 0g p e r s o n d t o t a lp h o s p h o r u sw a s0 11g p e r s o n d t h e a v e r a g eu t i l i z a t i o no fo r g a n i cw a s t ew a s4 0 ，o r g a n i cw a s t ed i s c h a r g ec o e f f i c i e n to ft o t a l n i t r o g e nW a sO 2 4g p e r s o n d ，t o t a lp h o s p h o r u sw a s0 0 7g p e r s o n d I nt h e f o u r c o m p o n e n t so fr u r a lr u b b i s h o r g a n i cr u b b i s ha c c o u n t sf o ra b o u t2 5 35 o ft h et o t a la n d b a s i cw e r et h ek i t c h e nw a s t ea n dl e f i o v e r s R e c y c l a b l ew a s t ew a sa b o u t3 0 a n dw a s t e p a p e r , p l a s t i c ，g l a s s ，m e t a l ，f a b r i ca n do t h e rr e c y c l a b l em a t e r i a l sa c c o u n tf o ra b o u t2 5 o f t h et o t a l H a z a r d o u sw a s t ew i l ln o tp r o d u c e ，i t sc o n t e n ti sa b o u t5 o ft h et o t a li fg e n e t a t e d ； o t h e rg a r b a g ei nt h eb a s i cW a sd u s ta n dt h et o t a l3 0 o fd u s ti nC h a oL a k ea r e aw a sm o s t l y u s e dc i n d e ri nd a i l yl i f e V a l u eo fa b o u tt h eh i g h e s tm o n t ht o t a ln i t r o g e nc o n t e n to fo r g a n i c w a s t ew a s3t i m e st h a nt h el o w e s tc o n c e n t r a t i o n V a l u eo fa b o u tt h em o n t hh i g h e s to ft o t a l p h o s p h o r u sc o n t e n tW a sa b o u t 6 5t i m e st h em i n i m u mv a l u e 1 1 1 i ss t u d yW a St of i n dO U tt h ec o m p r e h e n s i v ea n da c c u r a t ec o n t a m i n a t i o nr e s u l t so f t h es o u r c e so fp o l l u t e df o u n t a i n h e a do fr u r a lL i f ei nC h a oL a k eB a s i n I ta n a l y z e da n d s u m m a r i z e dt h ec h a r a c t e r i s t i ca n dt h ed y n a m i cc h a n g e so fp o l l u t e df o u n t a i n h e a do ft h e r u r a ll i f e I tp r o v i d e db a s i cp a r a m e t e r sf o rt h ef u t u r em a n a g e m e n to fr u r a ll i f ei nC h a o L a k eB a s i na n dp r o v i d e das c i e n t i f i cb a s i st oc o n t r o lt h ep o l l u t i o no fC h a oL a k e W h i l ei t c o u l dp r o v i d eb a s i st om a k ed e c i s i o nf o rs c i e n t i f i ce n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n ta n d g o v e m m e n tp o l i c i e si nr u r a le n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n de n e r g ys a v i n gt a r g e t sa n dS O o n K e y w o r d s ：C h a oL a k eB a s i n ，N o n p i o n tS o u r c eP o l l u t i o n ，R u r a lS e w a g e ， R u r a lR u b b i s h 独创性：声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名：公兰! 垄时间：。扣c ，年，6 月p7 r 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解安徽农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许沦文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意安徽农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名： 盈丝堕 时间： 0 2 。力年，6 月口，日 第一导师签名： 帆出O c o 年舌7 日 1 、文献综述 1 1 农业面源污染与农村生活污染源概述 农业面源污染是指在农业生产活动中，氮素、磷素营养物质、农药以及其它无机 或有机污染物质，通过大田地表径流、农田排水和地下淋溶等形成的环境污染。其主 要包括化肥污染、农药污染、集约化养殖场污染、农村生活污染。农业生产中施用 的化肥、农药的径流流失是农业面源污染重要来源之一。面源污染是导致地表水污染 的主要原因，其中又以农业面源污染贡献率最大。农业面源污染主要特点有随机性、 不确定性、潜伏性、复杂性。J 下是由于面源污染形成具有较大的随机性，排放途径及 排放污染物的不确定性，及由于土壤和农作物中剩余的化肥农药和其它附着于地表的 污染物造成面源污染的潜伏性，导致面源污染的监测和控制具有较大的难度硷1 。 面源污染已成为流域水环境污染的重要甚至首要污染源。据丹麦2 7 0 条河流的监 测统计，9 0 以上的氮负荷、5 0 以上的磷负荷均由面源污染所引起，荷兰农业面 源产生的总氮、总磷分别占水环境污染总量的6 0 和4 0 5 0 。根据O E C E ( 欧洲 经济发展组织) 的报告，在其成员国中，硝酸盐和农药是最大的分散污染源，欧洲其 它国家也得到了相似的结论。制。据美国、日本等国相关报道，即使点源污染全面控 制之后，湖泊水质达标率也仅为4 2 ，美国的面源污染约占污染总量的2 3 ，其中农 业面源污染占面源污染总量的6 8 8 3 ，已经成为美国河流污染的第一污染源嫡1 。 1 9 8 6 年至1 9 9 0 年间，中国污染湖泊中，农村面源污染氮磷负荷占受纳水体负荷 的5 0 以上呻】。中国面临巨大的人口压力，致使农业土地开发利用强度大，加之农 业人口平均文化程度不高，导致化肥、农药过量且不合理使用现象严重。2 0 0 7 年中 国化肥用量为5 1 0 7 8 万t ，平均每公顷( 当年农作物播种面积计) 化肥施用约为4 0 0k g ， 是世界平均用量的3 倍。同时畜禽养殖业快速发展，2 0 0 2 年中国畜禽粪便产生量达 2 7 1 5 亿t ，其中总氮和总磷的产生量分别为1 5 3 0 万t 和6 4 0 万t 口1 。由于中国地域广 阔，农业生产经营多样，化肥、农药的过量施用以及大量畜禽粪便的随意排放，最终 导致了环境水体的严重污染；加之中国对农业面源污染的监测研究的不足，使得中国 农业面源污染的程度和广度都已超过欧美国家。 研究表明，我国重点流域农业面源已成为流域地区湖泊水体富营养化氮、磷营养 元素的主要来源睛3 。除传统的化肥和农药流失、水产养殖排放及大田水土流失对水体 的影响外，农村生活污水和生活垃圾的任意排放，已经成为太湖地区一们水体污染的 新的而且比较严重的来源。 据不完全统计，目前我国生活垃圾的年产生量己达1 5 亿t ，人均垃圾产生量在 1 0 k g d 左右n ，当前，农村生活垃圾的人均产生量统计数据较为匮乏。现有研究成 果中，王俊起等n 羽通过问卷和现场调查得到农村生活垃圾产生量高于城市居民平均值 的结果，而从其提供的垃圾产生源( 村镇街道清扫垃圾) 判断，调查范围应是近城 郊区，且将包装物等垃圾也计算在内，所得数值最终偏高。刘永德等n 3 3 在太湖流域某 农村通过统计研究认为，农村生活垃圾产生量大致为同一区域城市居民产生量的1 3 左右。巢湖流域现有人口约8 8 7 力。但流域内城镇化水平不高，平均为3 0 左右， 即大部分人口还居住在农村地区4 1 。从目前情况看，流域内农民收入水平还较低，由 于农村市政设施极为落后，绝大多数农村无下水道系统和污水处理设施，农村居民生 活污水和生活垃圾未经任何处理直接排放，有的直接排入水体，有的排入土地系统n 射。 我国农村生活污水和生活垃圾普遍缺乏有效治理，2 0 0 6 年第五届世界水大会在 北京召开，会议特别安排了一次“农村污水处理国际研讨会”。会议资料显示，农村 污水有效治理率差强人意。2 0 0 5 年，建设部组织对全国村庄调查显示n 们，9 6 的村 庄没有排水沟渠和污水处理系统；8 9 的村庄将垃圾堆放在房前屋后、坑边路旁甚 至水源地、泄洪道、村内外池塘，无人负责垃圾收集和处理。我国目前共有6 0 多万 个行政村、2 5 0 多万个自然村，居住生活着2 亿多农户、近八亿人。农村生活垃圾和 污水处理问题亟待重视引。 巢湖流域的农村污水和生活垃圾具体的产生和排放情况目前仍然底数不清，给流 域的农村面源污染工作带来了及其不利的限制，所以巢湖流域农村生活污染源产排污 测算意义重大。 1 2 农业面源污染研究 国外面源污染研究追溯起来，源于农业污染水质问题。二十世纪6 0 年代，美、 英、日等一些发达国家率先起步，7 0 年代以后在世界各地逐渐受到重视。其中以美 国研究历史最长。7 0 年代初进行的面源污染的研究主要是针对面源污染特征、影响 因素、单场暴雨和平均污染负荷输出等方面的初步研究，也有早期的农药输移和径流 模型n 7 1 。7 0 年代未期，为了满足水质规划的目的，开始使用数学模型进行定量评价 农业污染水质现状，影响因素和宏观特征研究由相关因素分析和时空分异分析转向与 面源污染控制密切相关的主控因子和关键源区的空间分析。 8 0 年代以来，面源污染的研究涉及的区域更广、类型多样，因素分析和污染迁 移机理进一步深入。面源污染模型研究向实用方向发展，一些新的应用性模型广泛应 用于农业面源污染研究中。随着信息技术和卫星遥感技术的发展和进步，以陆地卫星 数据库、航空摄影、陆地资源信息系统和G I S 为代表的3 S 技术与面源污染模型相结 合，广泛应用于面源污染预测、管理措施改变对农业面源污染的影响评价等领域。预 报面源无机污染物运移的模型主要有流域面源污染模拟模型( A N S W E R S ) n 耵、农业管 理系统中的化学污染物径流负荷和流失模型( C R E A M ) n 蝴1 和用于农业面源管理和政 2 策制定的农业面源污染模型( A G N P S ) 瞳1 捌等模型。 9 0 年代后期，美国水土保持局在对过去面源污染模型十多年的应用经验进行总 结的基础上对最先进的几种模型的预测能力进行了客观的综合评价。与面源污染负荷 估算相关的流域开发方向、面源污染风险评价和面源污染管理模型成为本时期应用模 型研究的最新突破点，与面源污染控制相关的影响因子研究也层出不穷旺朝。农药化肥 迁移模型( A C T M O ) 、农业径流管理模型( A R M ) 、农业管理系统中农药径流与侵蚀 模型( C R E A M S ) 等。 在控制对策方面，涉及了技术控制和管理手段的多种综合措施。利用生态工程措 旌控制面源污染是目前采取的有效手段。国外大量修建人工湿地和恢复自然湿地，将 之作为处理暴雨径流实现面源污染控制的重要手段之一m 1 。美、法、德、以色列等发 达国家相继开展了土壤渗滤相关研究，并应用于实际工程，取得了一定的成果瞄1 。起 源于7 0 年代后期的美国的“最佳管理措施”，是最具代表性的管理和控制方面的研究， 在这期间逐步发展与成型，并大量应用于农业面源污染的控制中。该措施是多部门合 作并注重教育和推广服务，通过制定合理的政策法规，鼓励农场主采用先进的科学的 农田管理方式。在美国，已经实行的一些政策法规如：降低农产品税收、增加对化肥 和农药的税收、设立专项基会鼓励农民采用最佳管理措施等，也已取得明显的效果。 法律方面，清洁水法规( T h eC l e a nW a t e rA c t ) 、联邦政府安全饮用水标准( F e d e r a lS a f e D r i n k i n gW a t e rA c t ) 及有关的项目等这些与面源污染控制有关的联邦法律发挥了重要 的作用绷。 由此可见，国外农村面源污染研究广泛涉及了流域内农业生产所致的面源污染的 特征、影响因素、污染负荷及流失、输移和径流中污染物的迁移转化机制，并进行影 响评价、风险评价与预测、控制和管理研究与应用，借助3 S 新技术，向推广应用型 和寻找新的面源污染影响因子发展。而发生在乡村聚落的面源污染研究则较少涉及。 1 3 农村生活污水研究 据介绍，我国废水年总排放量约为6 0 0 亿t ，其中工业废水约2 0 0 亿t ，城市 生活污水约2 0 0 亿t ，乡镇约2 0 0 亿t 。按城市有3 8 亿人口计算，每人每d 生活用 水量平均为5 2 6 3 L 。而农村与乡镇按9 2 亿人V I 计算，每人每d 生活用水量平均为 2 1 7 4 L ，其生活污水的人均产量为城市的2 5 。乡镇污水的处理率1 9 9 8 年的统计不足 l 。随小城镇建设的发展，估计今后我国8 0 的污水将来自小城镇。而污水水质与 排放状况，以往的资料几乎是空白。就目前环保部门的公布数据中农村生活污水的数 据也几乎是空白，更没有准确的监测结果。 生活污水是村镇居民的生活活动所产生的，其数量、成分、污染物浓度与居民的 生活习惯、生活水平、水资源的享有状况有关。生活污水的排放为不均匀排放，有时 是随意的，瞬间变化大。调查结果n 羽显示河南农村生活污水人均同排放量为7 8 7 k g 和8 7 4 k g ，上海为1 0 5 9 k g 和1 0 0 k g ，浙江为1 3 0 k g ，北京为5 0 5 8 k g 。由此看出经济 发达的地区农村污水产生量远高于经济欠发达地区。 国家环保总局信息显示，当前中国农村环境问题日益突出，点源污染与面源污染 共存，生活污染和工业污染叠加，各种新旧污染相互交织。据国家环境保护总局在国 家农村小康环境保护行动计划中指出，全国农村每年产生生活污水约8 0 亿t 汹1 。生 活垃圾约1 2 亿t ，每年畜禽粪便排放总量达2 5 亿t 。同时，城市工业污染向农村转 移趋势加剧，尤其是城乡结合部成为城市生活垃圾及工业废渣的堆放地。大量掠夺式 的采石开矿、挖河取沙、陡坡垦贿、毁F 日取土、毁林开荒、围湖造田等行为，致使很 多生态系统功能遭到严重破坏。土壤污染程度加剧，严重影响食品安全，威胁人体健 康，威胁国家生态安全。全国因固体废弃物堆存而被占用和毁损的耕地面积已超过 2 0 0 万亩，3 亿多农村人口面临饮水不安全问题。农村生产与生活中存在的环境问题， 已成为农村经济社会可持续发展的制约因素。一些地区由于环境污染引发的各类疾病 明显上升，还有一些地区农田用污水灌溉、过量施用化肥农药，导致农作物品质下降、 减产甚至绝收。农村环境污染防治仍是今后生态保护工作的首要任务啪1 。 中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所王俊起和中国疾病预防控制 中心农村改水技术指导中心李筱翠等n 却为了解中国农村生活垃圾与污水排放量与质 的现状，为进行科学处理与管理提供依据，他们对农村生活污水与垃圾排放量进行问 卷调查与现场调查。最后得出不同地区农村生活垃圾、污水的排放量不同，农村生活 垃圾、污水排放量与经济发展有关，但不应该是经济发展的必然。改变生活方式，竭 尽所能减少污水、垃圾的产生是关键。 王俊起等人n 羽在上海、浙江、青海、山东、河南与北京六省市分别选择1 2 个 自然村采用问卷调查与实地称量调查的方法进行调查，调查内容为当地农户的经济、 民族、生活习惯、能源、水源等基本情况2 9 项；生活垃圾含产生、分类、处理等内 容2 4 项：生活污水含用水量、污水量、排放系统及处理方法等2 2 项。 伴随我国农村社会经济迅速发展所带来的日益严重的生态环境问题，在面源污染 研究方面，研究者注意到，无排水系统的农村生活污水及垃圾所造成的面源污染的影 响日益突出，农村村镇面源污染成为农村面源污染的重要组成部分。据计算，上海市 郊生活污水和人粪尿的等标排放量占总P 值的2 1 ，仅次于畜禽粪尿所占比重啪1 ；在 滇池流域，农村生活污水及农村固体废弃物对氮、磷流失的贡献率分别为5 和6 口； 1 9 9 7 年，江苏太湖地区向水体累计排放T N 的各污染源中，生活污水及人粪尿占了 3 2 口羽。然而，这段时期对生活面源的研究主要结合农村面源污染的总体调查分析而 展开，多采用排污系数计算的方法对污染负荷进行估算。针对于生活污水、垃圾产生 的面源污染的专项研究始于近几年。夏立忠啪1 等通过对太湖地区典型小城镇研究监测 表明，小城镇及周边农村居民点的地表径流己是水体氮磷负荷的重要面源污染源，尤 4 其是农村居民点总氮和总磷的浓度显著高于交通干道商业区和乡镇居民区。陈能汪等 m 3 通过对福建九龙江村庄汇水区定点水质监测分析，总结出农村生活污水水质特性与 排污特征，定量估算了九龙江流域农村生活污水营养盐污染负荷。高良敏等汹1 特别以 太湖流域农村厕所为研究对象，分析了农村厕所的类型，得出了各类型厕所使用的比 例以及厕所污水直接或间接排入河流的比例，并通过水质监测表明农村地区厕所污水 对环境的污染问题已是面源污染的重要组成部分。刘永德等娜1 则以太湖流域的一个行 政村为研究对象，根据新建的生活垃圾和生活污水收集系统的运行和对村民的社会经 济状况调查结果，分析总结出该村的生活垃圾和生活污水的产生特征及影响因素。 1 4 农村生活垃圾研究 目前，我国农村地区生活垃圾的排放，多数仍是无序状态，造成环境污染与对 人体健康的影响是突出的，广大农民迫切要求采取可行措施予以解决。由于农村生活 垃圾缺乏基本情况数据，难于提出恰当的解决方案。按2 0 0 8 年的统计田1 ，目前中国城 市人均生活垃圾年产量约为3 7 5 k g ，垃圾总量年1 5 亿t ，人均1 1 k g ( 或1 0 1 7 5 k g d ) ， 城市生活垃圾的无害化处理率2 0 0 8 年统计达到6 6 8 。农村垃圾产生量不亚于城市， 人均日产1 - 2 k g ，在垃圾的组分方面，东、西部，城乡结合部与山区等不同地区有差 异，但随着经济发展，商品消费、应用能源的同一，差异在逐渐缩小。 城市生活垃圾是指城市居民同常生活中或城市同常生活提供服务的活动中产生 的固体废物。其主要成份包括厨余物、废纸、废会属、废塑料、废织物、废玻璃片、 粪便、砖瓦渣土、废家具电器及庭院废物等。我国每年产生的城市生活垃圾量占全世 界垃圾总量的2 7 ，而年增长率为8 1 1 5 ，超过欧美6 1 0 的增长速度。 预计2 0 1 0 年，年产生量将达2 5 x1 0 8t “ - 5 5 1 0 8t ，紧随美国之后排在第2 位口。 众多学者、专家对城市生活垃圾的研究主要集中在产量、处理现状、填埋气的收集、 成分分析以及对最新的处理方式和处理设备的介绍上汹叫刳。而生活垃圾中污染物的量 却很少涉及。 我国的广大农村地区，据太湖流域某村生活垃圾产生状况调查表明，其居民生 活垃圾人均产生量平均为2 5 5 8 人d ，该产生量约是周边城市的l 3 ，其变化主要与农 副食品( 有机垃圾来源) 上市时间和工业品( 废品来源) 购买周期有关。太湖流域农村 生活垃圾的主要物理组分为食品废物，砖石、制陶废物和包装废物，玻璃金属，塑料 等分别占垃圾总量的4 1 1 、1 6 O 、1 3 3 、1 6 8 ，而区域性的家庭手工业是引起 生活垃圾中制陶废物较多的原因。 从目前我国城市和农村局部地区的调查研究中可以得知随着我国经济水平的提 高，我国的城乡间尤其是经济发达地区的城市和农村间的生活污水和生活垃圾都已成 为环境污染的重要来源之一，但产生量和规律不近相同，且现有农村地区的研究手段 多为简单的调研报告或小范围的监测分析，在产生特征分析方面，刘永德等啪。建立的 生活垃圾收集系统，对太湖流域农村的生活垃圾产生特征进行了持续的监测，发现与 同区域的城市比较，农村居民产生的可收集垃圾量显著偏低；陈蓉等H 朝问卷调查方式， 得到浙江省农村居民生活垃圾产率为lk g , 人d ，与同区域的城市相当；郑玉涛等H 幻 对京郊密云水库区域农村，采用入户调查等方法，得到旅游村、镇级村和一般村的居 民生活垃圾产率分别为：0 4 1 、O 3 9 和O 2 9k e , 人d ，远低于北京城区居民的生活垃 圾产率。由此可见，尽管已有了一定的农村生活垃圾产生状况数据分析积累，然而， 由于其调查方法不统一，且农村的背景条件差异大，相互间的可参照性较差，还不能 为管理提供可靠的依据n 和。在我国广大农村地区生活污水和生活垃圾处理设施落后或 根本的没有的情况下，如何摸清我国重点流域农村生活污染源污染底数对其治理及其 重要。 1 5 巢湖流域农村生活源污染现状 巢湖是我国著名的五大淡水湖之一，位于安徽省，地理坐标为东经1 1 7 0 1 6 5 4 “ 1 1 7 0 5 1 4 4 ”，北纬3 0 0 2 5 2 8 ”3 1 0 4 3 2 8 ”，属长江流域水系，是国家重点治理的“三河 三湖”之一。全流域面积为1 3 4 6 6 k m 2 ，涉及七县二市制，地貌总体呈南北高，中间低， 杭埠河、白石河、兆河等主要河流呈心向状分布。湖水多年平均水位8 3 7 m ，对应的 湖泊面积为7 8 9k m 2 ，蓄水量为4 0 亿m 3 ，岸线1 5 5 7k m 。上个世纪8 0 年代以来，巢湖 水体逐渐被污染，9 0 年代迅速恶化。2 0 多年来，尽管各级政府投入大量人力、财力， 实施巢湖水体污染治理，但是水质富养化问题仍然没有得到根本解决，全湖平均水质 仍为劣V 类。其中：1 9 9 5 年总氮和总磷浓度分别高达4 6 2m g L 和0 4 1 7 m g L ，比十年 前的1 9 8 4 年分别增加1 7 5 倍和2 2 8 倍，超标3 6 2 倍和7 3 4 倍。在全国调查的1 1 个湖中巢 湖的氮磷污染最为严重。2 0 0 3 年总氮和总磷浓度仍然高达2 8 4m g L 、O 2 3 1m g L ，分 别超过地表水I I I 类标准的1 8 4 倍和3 6 2 倍，营养状态指数达到6 2 7 。2 0 0 5 年5 月，湖区 水体呈中度富营养状态，水质为重度污染，东半湖水质明显好于西半湖。每年滞留于 湖中的氮1 4 7 6 1 t 和磷2 1 9 8 t ，在湖泊生态系统内转化，为浮游植物生长提供了丰富的 营养源，导致巢湖藻类“疯长，“水华”频繁发生，巢湖水体富营养化日趋严重m 1 。 巢湖流域面源污染来源主要有种植业的化肥流失、畜禽粪便流失、水产养殖业、 农村生活污染等方面H 7 1 。据统计，2 0 0 4 年9 个县( 区) 农村人粪尿产生总量5 0 4 2 5 万t ， 经过无害化处理的占2 1 2 ，人粪尿还田占8 9 3 ，产生生活垃圾1 5 6 5 8 万t ( 仅部分生 活垃圾进入农业生产循环) ，经无害化处理仅占1 1 1 ，大部分随雨水和地表径流进入 水体，形成生活污染源H “ 。巢湖流域是安徽省的重要产粮区，农业用地约占6 0 ，农 业面源污染比较严重。巢湖的主要污染物为总磷和总氮，巢湖流域由面源污染排放的 总磷占排放总量的4 3 4 H 制。就目前巢湖流域的农业面源污染仍处于调查研究阶段， 对于农村生活污染源的研究没有深入到具体的污染物种类含量上，也没有具体的产生 和排放方面的数据，所以摸清巢湖流域农业面源污染中的农村生活污染源的污染现状 6 及产排污系数对于巢湖流域农村生活污染源的治理和控制具有重要的意义。 7 2 、引言 2 1 选题的依据与背景 2 1 1 全国污染源普查与监测背景 本课题来源于第一次全国污染源普查重点流域( 巢湖流域) 农村生活污染源 产排污系数测算课题。 开展巢湖流域农村生活污染源产排污系数测算的背景有两个，一个就是“底数不 清“ ，因为在全国范围来讲农村生活污染源方面还是一个空白，而农村生活污染源在 环境污染中占的比重越来越大，影响也越来越大。过去只是做了一些简单的调查和推 算，真正的农村生活垃圾和污水给环境带来污染的确切情况，大家并不清楚，所以说 污染源的底数不清。 另一个背景就是因为“底数不清”已经严重影响了当前的农业环保工作和将来环 保事业的发展。影响工作包括三个方面：第一影响对环境形势的判断。现在所谓的环 境形势分析，就那么几句话，如环境状况基本稳定、污染物排放变化不大等等几乎都 是这种同样的调子，但实际的环境状况大家都不满意。很明显，农村生活污染源这块 不清楚，只能说农村生活污染源排放的氮、磷对湖泊有影响，但到底排了多少，影响 有多少，谁也不清楚，这样直接影响到对形势的判断。形势判断不准确，其它的决策 工作都不好作。第二影响环境规划、环境决策的制定。编制规划的基础首先要搞清楚 现状，然后根据现状预测未来的发展，才能规划目标，才能制定相关的政策和措施。 但实际上很多指标大家自己都说不明白，计划就无法制定，例如铵氮排放量很明显跟 生活污染、农业污染关系密切，但没有这方面的数据，没有这个基础，制定规划无法 把它列进去。第三影响环境保护任务的完成，或者是影响环境保护目标的实现。基数 不清，单单说到某一年排放量消减百分之多少，很难说是非常准确的，要完成这个目 标就更是难上加难了。 2 1 2 巢湖流域农业面源污染背景 目前巢湖污染同趋严峻，引起了国家及安徽省政府的高度重视。进入2 0 世纪7 0 年代，随着汇水区工农业生产的迅速发展、人口的快速增长以及大规模水利工程的 建设，巢湖流域生态环境开始出现明显的退化趋势。8 0 年代初，巢湖水体开始呈现 富营养化状态；由于沿湖区域污水排放、化肥和农药大量使用、周围湿地面积减少、 水土流失以及湖笳淤积速度的加快，巢湖出现了明显的富营养化m 1 ，进入9 0 年代后， 蓝藻滋生，富营养化加剧，并逐渐演变成全国富营养化最为严重的淡水湖泊之一。 目前整个湖泊水体已处于富营养化甚至是重富营养化状况跚1 。巢湖水质的污染首先 8 是面源污染大于点源污染；其次是流入湖泊的氮、磷营养盐与耗氧有机物为主要污 染成份。随着巢湖流域点源污染控制的不断深入，农业面源污染问题显得越来越突 出，甚至己成为富营养化的主要因素。巢湖流域湖区面积7 6 0 平方公里，流域面积 1 3 4 8 6 平方公里睛，包括9 个区县( 市) ，2 9 6 3 个行政村，农户总数达1 6 9 6 4 万户， 6 4 2 4 3 万农村人口。巢湖流域农村生活污水处理率低，大量的生活污水直排入湖， 农村生活垃圾大多处于无人管理状态，被随意丢弃。2 0 0 7 年安徽省环境监测中心对 巢湖湖区和9 条主要环湖河流出、入湖水质进行了监测，并在2 0 0 7 年9 月发布的安 徽省重点流域水质月报中讲8 月份巢湖水质下降为重度污染。据监测数据显示，巢 湖湖区水质由中度污染下降为重度污染，水体营养状态也由轻度富营养下降至中度 富营养状态。有关专家分析8 月份巢湖水质之所以下降为重度污染，主要是农业面 源污染源随径流入湖所致，这其中农村生活污染源所占比重值得去深入的研究。 2 2 研究内容 ( 1 ) 研究建立巢湖流域不同经济收入水平和生活方式下农村生活污水、生活垃 圾等污染物的产生、排放系数的确定方法； 。 ( 2 ) 建立农村生活污水、生活垃圾等主要污染物产生、排放系数，为准确计算 农村生活源污染物产生量和排放量提供基本参数； ( 3 ) 研究、建立农村生活源污染物产生量、排放量的表征和测算方法； ( 4 ) 摸清巢湖流域农村生活源污染物产生、排放的时空变化规律和主要影响因 素，为控制农业面源污染提供科学指导。 2 3 研究方法及技术路线 。 2 3 1 研究方法 本研究拟从基础调查入手，采用典型监测和理论计算相结合的方法，通过对定 位监测点的生活污水和垃圾的产生量及其特征污染物种类、浓度等参数进行周年监 测。巢湖流域共计布置1 0 2 个定位监测点，其中周年四季监测点8 4 个，周年月份监 测点1 8 个。其中，高收入农户监测点3 6 个，包括有下水农户监测点1 8 个，无下水 农户监测点1 8 个；中等收入农户监测点4 4 个，包括有下水农户2 1 个，无下水农户 监测点2 3 个；低收入农户监测点2 2 个，有下水农户监测点1 1 个，无下水农户监测 点1 1 个。重点监测生活污水、生活垃圾产生量，确定产污系数，在产污系数监测和 重点流域农村生活污染源调查的基础上确定排污系数。 2 3 2 技术路线 农村生活污染主要源于生活垃圾和生活污水的无序排放。农村生活过程中影响污 染物产生和排放的主要因素有经济收入水平和生活方式。本研究拟从基础调查入手， 采用典型监测和理论计算相结合的方法，通过对定位监测点的生活污水和垃圾的产生 9 量及其特征污染物种类、浓度等参数进行周年监测，确定农村生活污染源产排污系数。 具体技术路线如下： ( 1 ) 广泛查阅和收集巢湖流域社会经济、农民生活习惯等方面资料与信息，结 合实地调研，摸清不同流域影响农村生活污染物产生和排放的主要因素，初步掌握农 村生活污水和垃圾的产生、排放规律。 ( 2 ) 收集分析现有农村生活污染源产排污系数和相关产排污系数研究成果，选 择适合巢湖流域农村生活特点的产排污系数的表征方法和测算方法。 ( 3 ) 依据农村生活垃圾产生量和类别的影响因素( 经济收入水平等) 和生活污 水产生量的影响因素( 有无生活污水集中收集设施) ，以流