（环境科学专业论文）水源保护区村镇生活污染特征与治理措施研究——以密云水库上游流域为例.pdf

菌都师范人举颂i ：学位论文 关键词：水源保护区；村镇生活污染；生活垃圾；生活污水；污染治理方案； 首都师范人学硕一i j 学位论文 a b s t r a c t m a n y d o m e s t i cr e s e a r c hi n d i c a t e dt h a te n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o nf r o mt h ev i l l a g e s a n ds m a l lt o w n sh a sa l r e a d ya f f e c t e dt h el o c a le n v i r o n m e n ta sw e l la st h ew a t e r b o d y a tp r e s e n t ，d o m e s t i cr e s e a r c ha b o u tt h ev i l l a g e sa n ds m a l lt o w n sp o l l u t i o ni s n o tu n i v e r s a l ，s t u d yr e g i o n sa l s om a i n l yc o n c e n t r a t ei ns e v e r a lb i gb a s i n s ，t h er e s e a r c h c o n t e n tm a i n l yc o n c e n t r a t e si nt w oa s p e c t s ，w h i c ha r et h ep o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i ca n d t h eg o v e r n m e n tm e a s u r e t h er e s e a r c ho fp o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i ci sa l s o q u i t e i n s u f f i c i e n t a st ot h ev i l l a g e sa n ds m a l lt o w n sp o l l u t i o n ，i ti sq u i t en e c e s s a r yf o r s a n i t a r ys e w a g e st e c h n i c a ls t u d yw h e r e a si n v o l v e sl i t t l ea t t e n t i o n ? i nt r a s ha s p e c t t h i sp a p e rc h o o s e st h em i y u nr e s e r v o i ru p s t r e a mb a s i na ss t u d yr e g i o n ，3d i f f e r e n t t y p e so fv i l l a g e si nt h er e s e a r c ha r e aw a ss e tb ym e t h o d so fi n v e s t i g a t i o n ，e x p e r i m e n t a n a l y s i sa sw e l la st e c h n o l o g i c a ld e s i g n i n g , t os t u d yp o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i co ft h e v i l l a g e sa n ds m a l lt o w n s t h e ni tp r o p o s e st h eg o v e r n m e n tr e s e a r c ha r e av i l l a g e sa n d s m a l lt o w n se n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o np l a na n dt h ec r a f t ，d r a w st h ef o l l o w i n g c o n c l u s i o n ： 1 ) t h em i y u nr e s e r v o i ru p s t r e a mb a s i nv i l l a g e sa n ds m a l lt o w n sp o l l u t i o nh a v e a k e a d yb e c a m eo n et h em o s ti m p o r t a n ts o u r c e so fp o l l u t i o nw h i c hi n f l u e n c et h el o c a l w a t e rb o d y i tc a nb ec l a r i f i e da u st h eh o m es c r a pa n dt h es a n i t a r ys e w a g e 2 ) t h em i y u nr e s e r v o i ru p s t r e a mb a s i nd o m e s t i cg a r b a g ec a nm a i n l yb ec l a s s i f i e d i n t o4k i n d s ：k i t c h e nt r a s h , t h ea s hd r e g s ，t h ep l a s t i ct r a s ha sw e l la st h ep a p e rt r a s h t h eo r d i n a r yv i l l a g ea v e r a g ep e rp e r s o nt r a s hc o e f f i c i e n ti s8 7k g - m 。l p e r s o n 。l ， t h et o u rv i l l a g ei s1 2 3k g m l p e r s o n i ，t h et o w nl e v e lv i l l a g ei s1 1 7k g m l p e r s o n 。1 i nt h ew h o l e ，v i l l a g e sa n ds m a l lt o w n st r a s hp r o d u c ei sa f f e c t e db yt h e s e a s o na n dt h ev i l l a g e sa n ds m a l lt o w n st y p eal o t ，s p e a k i n go fd i f f e r e n tf a m i l i e s ，t h e h o m es c r a po u t p u ta n dt h eh o u s e h o l di n c o m eh a v eab i gr e l e v a n c e 3 ) t h es a n i t a r ys e w a g em a i n l yi n c l u d e sk i t c h e nw a s t ew a t e r , w a s h i n gs e w a g ea n d b a t h i n gs e w a g e a st ot h et o u rv i l l a g e s ，n o to n l yh a st h ea b o v es e v e r a lk i n do fs e w a g e ， t h ep i s c u l t u r ew a s t ew a t e ro u t p u ti sa l s oo n ek i n do fi m p o r t a n ts e w a g eo r i g i n t h e 菌都师范人举颁1 ：学位论文 t o w nl e v e lv i l l a g ea l s od i s t r i b u t e sp i s c u l t u r ew a s t ew a t e r , b u tn o tp c ( ) i n i f l o n t h e o r d i n a r yv i l l a g es e w a g ed i s p o s a lc o e f f i c i e n ti s2 6 l d 1 p e r s o n 一，t h et o u rv i l l a g ei s 1 1 8l d 。| p e r s o n 。| ，t h et o w nl e v e lv i l l a g ei s3 9l d 。p e r s o n a l lt y p e so f v i l l a g e si n s i d et h er e s e a r c ha r e am a k e t h el a r g e s ts e w a g eo u t p u td u r i n gt h es e a s o n so f s u m m e ra n da u t u m n ，a n dh a v e4 o u t p u tp e a k sad a y 4 ) a f t e rs o m ea m e l i o r a t i o no nt h ep r e s e n tc o m m o n l yu s e dc r a f t ，t h ec o u n t r y s i d e g a r b a g ed i s p o s a lc r a f tf l o wd r a f ts u i t a b l ef o rt h el o c a lv i l l a g e sa n ds m a l lt o w n si s p r o p o s e d ，c o m b i n i n gt h eh o m es c r a pc h a r a c t e r i s t i ca n dt h en a t u r a le c o n o m ys o c i e t y e o n d i t i o ni nt h er e s e a r c ha r e a t h e nt h ed e t a i l e dt e c h n o l o g i c a ld e s i g ni sm a d ef o ro n e o ft h ev i l l a g e s 5 ) t h ev i l l a g e sa n ds m a l lt o w n ss a n i t a r ys e w a g ec h a r a c t e r i s t i ca sw e l la st h en a t u r a l e c o n o m ys o c i e t yc o n d i t i o na r ec o n s i d e r e dt o g e t h e r t h r o u g ht h ed i s c u s s i o no ne a c h c r a f t ，t h i sp a p e rp r o p o s e dar o c e s s i n gc r a f tw h i c ht a k e st h ea l g a ep o n da st h em a i n c o n s t r u c t i o na n di ts u i t st h er e s e a r c ha r e av i l l a g e sa n ds m a l lt o w n ss a n i t a r ys e w a g e d e m a n d t a k et h ew a t e rv i l l a g ea st h ee x a m p l e ，t h ed e t a i l e dd e s i g nc a l c u l a t i o nh a s b e e nm a d e k e yw o r d s ：m i y u nr e s e r v o i ru p s t r e a mb a s i n ；v i l l a g e s a n ds m a l lt o w n sl i f e p o l l u t i o n ；v i l l a g e sa n ds m a l lt o w n sh o m es c r a pc h a r a c t e r i s t i c ；v i l l a g e sa n ds m a l l t o w n ss a n i t a r ys e w a g ec h a r a c t e r i s t i c ； v i l l a g e sa n ds m a l lt o w n sh o m ep o l l u t i o n g o v e r n m e n tp l a n ； l v 首都师范大学颁：f ：学位论文 首都师范大学位论文原钥性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明弓l 用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以甓确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 首都师范大学学位论文授权使用声明 本人完全了解首都师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文 并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子舨和纸质舨。有权将学位论文用于非盈利 目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据 蓐进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密骺适用本规 定。 学位论文作者签名：警参路 西期：硼毽g 年胃7 - 奠 闩 哆广 厚 毽 年 c d 氇 饥 萌 蒲 参 旖 名签者作文沧位学 首都师范人学硕上学位论文 1 1 村镇生活污染现状 第1 章绪论 村镇生活污染是指在村镇居民日常生活或为r 常生活提供服务的活动中产生的生活 污水、生活垃圾、人畜粪便和农田废弃物等污染，是非点源污染的一种类型【i 】。近年来， 我国在保护和改善环境方面做了巨大的努力，并取得了显著的成效，但目前环保的重点尚 在城市与城市环境密切的郊区而广大农村地区的环境却未受到足够的重视【2 1 。我们国家“城 乡二元结构 的长期存在，使得农村及经济问题一直是农村的首要问题，因而农村生活污 染一直未引起关注。目前我国农村坏境问题呈现出以下几个特点：第一，随着农村经济发 展及城镇化速度的加快，农村人口居住特点由分散趋向集中，生活污水和垃圾对环境造成 的影响也逐渐凸现起来p 1 ；第二，城市工业“三废”污染向农村转移，一些污染严重的企 业，为了降低成本寻求生存，导致很多这些企业开始向环境管理条件较差的农村转移，很 多城市产生的垃圾也转移到农村，加重了农村环境的污染；第三，农村环境受自然经济条 件制约，治理难度较大，我们国家农村人口仍然占总人口的大多数，据统计，2 0 0 0 年中国 村镇人口占全国总人口的6 3 9 ，村镇城镇化进程加快，但广大农村仍以平房为主，居住 地仍相对比较分散，产生的生活污水、生活垃圾、人畜粪便、农时废弃物等污染物比较分 散，不便于收集，另外由于农村经济发展比较落后，很难有多余的资金用于农村环境环境 保护，造成大部分农村环境污染严重，村镇生活污染已经成为影响农村生态系统的重要非 点源。 由于以上问题的存在，村镇生活污染已经成为一个影响村镇环境质量的重要问题。村 镇生活垃圾意丢弃不仅占用一定的土地导致可利用土地资源减少，还容易污染土壤环境， 影响村镇环境卫生，还可以随地表径流进入河流、湖泊，影响地表水环境质量【4 】。在我们 国家一些重要流域，村镇生活污水的随意排放引起的面源问题也同益严重【5 】。据相关统计， 中国农村还有3 亿多人喝不上干净的水，1 5 亿亩耕地遭到污染，每年1 2 亿吨的农村生活 垃圾露天堆放，农村环保设施几乎为零，环境的不公加重了社会不斟6 1 。 国家相关领导和许多环境工作者已经认识到了农村生活污染的严重性以及治理农村 环境的必要性【刀。国家环保总局在2 0 0 5 年就指出：在“十一五”期间，要把包括防治土壤 污染和重点流域的水污染在内的农村污染和农业面源污染提上同程，以实现至l j 2 0 1 0 年环 首都师范人学硕j ：学位论文 境恶化的趋势得到基本控制和至u 2 0 2 0 年生态环境基本改善的目标。 1 2 国内外相关研究动态 1 2 1 国内研究进展 我国非点源问题的研究开始于上世纪8 0 年代【8 】，主要是关于湖泊、水库的富营养化问 题研究，研究的主要内容是湖泊、水库富营养化调查和河流水质规划的研究，先后在于桥 水库、滇池、太湖、鄱阳湖、三峡库区等湖泊、水库流域及晋江流域、淮河淮南段等河流 流域进行了探索性的研究，较好地把握了非点源污染的发生状况【9 l 。 直至9 0 年代末，随着非点源污染研究的深入以及农村小城镇建设，农村生活污染问题 开始提出并得到丰富发展，研究主要集中在三个方面：农村环境问题现状和危害宏观概述 性研究 1 0 , 1 1 , 1 2 , 1 3 】；村镇生活污染特征研究1 4 , 1 5 , 1 6 ；村镇非点源的治理工艺技术研究 1 7 ，1 8 1 9 , 2 0 2 。 在以往的研究中，宏观的危害研究和治理策略研究做得相对较多，村镇生活污染特征 研究和治理工艺技术研究做得相对较少。国内村镇生活污染特征研究主要集中在太湖流 域，研究内容主要在村镇环境污染的调查以及污染负荷计算两个方面【l3 1 ，江苏太湖流域非 点源研究表明：太湖流域的村镇生活污染向水体中排放的氮占氮总量的3 2 ，化学需氧量的 排放占首位，总磷的排放处于第二位；同济大学刘永德等人以太湖流域一个行政村为研究 对象做了太湖流域农村生活垃圾产生特征及其影响因素研究。 村镇生活污染的治理工艺与技术较典型的研究主要在滇池流域【2 2 2 3 ，2 4 1 ，主要包括村镇 污染的专项治理和村镇环境整体管理措施方面的内容，生活污水方面，他们提出了很多处 理农村生活污水的技术措施，同济大学陈广等人采用先进的高效藻类塘技术对太湖部分村 镇生活污水进行了处理，取得显著的效果，南京大学孙亚兵等人在滇池流域一部分典型村 做了自动增氧型潜流人工湿地处理农村生活污水的研究，处理效果显著。在生活垃圾的研 究方面，做的较多的主要是村镇垃圾产量和特性的调查，并提出了相应的收集管理措施， 南京农业大学武攀峰等研究人员以太湖流域渭渎行政村为研究对象，做了农村经济相对发 达地区生活垃圾的产生特征与管理模式初探，提出适合研究区的垃圾收集最优模式。 2 首鄙师范大学硕i ：学位论文 1 2 2 国外研究进展 在西方发达国家，村镇生活污染研究主要集中在生活垃圾与生活污水两个方面，与我 国相比，很多发达国家村镇都有比较完备的村镇尘活污水和生活垃圾收集处理系统与管理 措旌。在生活垃圾方面，英国在利用生活垃圾发电方面很有特色，该国在农村设立了数百 座垃圾处置场，所产生的甲烷用于发电，并入全国电网，其电力约占全国电力的5 ；德国居 民的环保意识非常高，每家门口都放着五颜六色的垃圾分类桶，有纸张、玻璃、金属、有 机物等七八种之多，承包全镇垃圾回收的环保公司会把垃圾分类运走，在垃圾处理厂进行 再处理，无法再利用的则用于焚烧发电瞄】。在生活污水方面，在美国农村，多数人分散居 住，上世纪2 0 - 3 0 年代，各地先后通过了地方法规，禁止使用敞开式的简易厕所，大都改 用抽水马桶，而且每户居民都在地下安装化粪罐，罐内投放发酵菌种，产生的生活污水和 粪便经过化粪罐处理，处理后的污水在地下排放渗入到土壤，使生活污水得到了较好的处 理；在德国，几乎所有村镇都建有排污系统，排污系统有混流式和分流式两种，混流式系 统是将所有污水全部汇入同一管道网进行处理，分流式系统是将生活污水和工厂废水与雨 水等分管道汇集后分别处理，绝大多数村镇采用生化处理工艺处理污水：澳大利亚科学和 工业研究组织( c s i r o ) 的专家于最近几年提出一种“非尔脱 高效、持续性污水灌溉新技 术，其目的主要是利用污水进行作物灌溉，通过灌溉土地处理后，再用地下暗管将其汇集和 排出，该系统一方面可以满足作物对水分和养分的要求，同时降低污水中的氮、磷等元素 的含量，使之达到污水排放标准；同本在村镇生活污水的治理方面也取得了不错效果，同 本从1 9 7 7 年实行农村污水处理计划以来，至1 j 1 9 9 6 年底已建成约2 0 0 0 座小型污水处理厂，日 本农村污水处理协会设计、推广的污水处理装置体积小、成本低、操作运行简单，十分适 用于农村。一般每1 0 0 0 人农村人口可建立一个污水处理厂，最大污水处理厂可处理1 0 0 0 0 左 右人口规模产生的污水【2 6 】。 1 3 选题引出、意义以及内容 1 3 1 选题的引出 密云水库是北京市重要的水源保护区，其水质直接影响首都人民的生活和健康。据杜 桂森等人2 0 0 1 年的研究表明：2 0 0 1 年库区水体中的t n 、t p 比1 9 8 8 年分别增长了1 3 2 和 3 7 5 ，t p 增长幅度较大。多年来经过各方面( 特别是上游地区) 的不懈努力，使密云水库 3 首郝师范人学硕1 ：学位论文 的水质稳定在中营养程度，但是近年来，随着库区蓄水量减少，导致承体向富营养发展f 羽。 密云水库的污染主要来自非点源，主要有农田化肥流失造成的菲点源污染、蓄禽养殖粪便 的流失造成的非点源污染、水土营养盐流失造成非点源污染以及村镇居民生活造成的非点 源污染。以往对密云水库流域环境的研究主要在土地利用方式和畜禽养殖造成的非点源污 染。近年来，随着密云水库上游流域村镇的迅速发展，村镇生活污染逐渐成为影响研究区 环境的重要的污染源，调查研究发现，密云水库村镇生活污染主要来自生活污水和生活垃 圾的污染2 8 。 以往密云水库流域村镇生活污染研究主要在村镇生活污染特征方面，并且毅得了一定 的成果。但研究还需要对以下3 个方面进行详细研究：一是村镇生活污染调查数据比较匮 芝。点就是研究区村镇类型差别较大，需进一步分类研究，通过实地调查发现，在密云 水库流域的村镇巾，存在着三种类型的村庄：普通自然村( 简称普通村) 、镇政府所在村 ( 简称镇级村) 和生态旅游村( 简称旅游村) ，这三种类型的村镇生活污染特征有较大的 差别；另外一点，村镇生活污染治理研究主要集中在宏观的措施研究，关于工程方案设计 的研究较少。针对以上研究存在的三点问题，本文以密云水库上游流域为研究区，选取典 型树，以“水源保护区村镇生活污染特征及治理方案研究蚪为题傲了研究。 i t 1 3 2 选题的意义 ，密云水库作为北京市重要的地面水源供应地，对于北京的经济发展有重大的意义。本 课题作为北京市科委课题“密云水库流域水士流失综合防治体系及示范推广研究 一个子 课题，完成这个予课题有重要的意义，主要表现在以下两个方面：第一，生活污染基础数 据的获取可以为密云水库流域环境生态治理提供基础数据；第二，治理措施的提出可以对 密云水库的治理提供工程技术参考。 1 3 。3 选题内容 熏) 研究区村镇生活垃圾特征研究。在朱家湾、水堡予以及葡萄园3 个村各选取l o 户 分别在春季、夏季、秋季、冬季四个季节各进行连续三天的垃圾总量与组分称重，确定 不同村镇类型的入均垃圾产量系数。进行各组分的称量可以研究村镇生活垃圾主成分， 研究垃圾产量、组分与居民收入的相关性，分析研究区村镇生活垃圾特征及影响因素。 2 ) 研究区村镇生活污水特征研究。在3 个典型村内各选1 0 户居民进行污水产量调查 4 首都师范人学硕j 二学位论文 并水样进行水质实验监测，监测指标主要有化学需氧量、总氮、总磷、硝态氮、亚硝态 氮以及氨氮等指标，通过调查获取三种不同类型村庄的人均污水产量系数，通过调查及 实验数据研究研究区村镇生活污水特征及其影响因素。 3 ) 研究区村镇生活垃圾与生活污水治理措施与工艺研究。以水堡子村为治理对象， 结合水堡子自然社会经济状况，经过详细的论证，提出了村镇生活污水和生活垃圾治理 工艺方案，并做了计算，计算符合设计要求。 1 4 研究方法 1 ) 资料收集与文献查阅。以密云县2 0 0 5 年统计年鉴为基本数据源，获取研究区行政 村基本概况，以文献为参考，获取研究区已经做过的相似研究。 2 ) 入户调查。入户调查采用随机分层重复抽样的方法，在研究区密云水库上游流域 选择了朱家湾、水堡子以及葡萄园3 个典型村，通过入户调查，对不同季节不同家庭调查， 获得村镇生活污染特征数据。 3 ) 实验监测。对研究区三种典型村生活垃圾、生活污水、饮用水、进行监测。生活 垃圾监测全氮和全磷，生活污水监测化学需氧量、总氮、总磷、硝态氮、亚硝态氮以及氨 态氮六个指标。 4 ) 统计分析。利用s p s s 统计方法做了垃圾产量与家庭收入相关性研究。 5 ) 工艺设计。根据研究区村镇生活污染特征结合自然经济社会状况，分别提出了研 究区生活垃圾和生活污水治理方案，并对其中主要工艺做了详细计算，工艺设计符合设计 手册要求。 首都师范人学硕1 ：学位论文 1 5 研究技术路线 图1 1 论文技术路线图 f i 9 1 1t h et e c h n i c a lc h a r to f t h es t u d y 6 首都师诅 学mi 学位论i 2 1 自然摄况 第2 章研究区概况 研究区位于北京市东北部，东经1 1 6 。3 9 东经1 1 7 。3 9 ，北纬4 0 。2 1 北纬 4 0 。4 8 ，包括大城子镇、北庄镇、太帅屯镇、新城子镇、古北口镇、高岭镇、不老屯镇、 冯家峪镇、石城镇等9 个乡镇，研究区南北宽4 62 公罩，东西长6 8d 公里，而积约1 3 1 0 平方公里( 见图21 ) 。流域内有捌河、白河两大水系，潮河流域面积9 2 2 75 平方公旱 发源于河北承德地区，白河流域面积6 2 7 75 平方公里，发源r 河北张家r n 地区。 图21 密云水库上游流域以及典型村镇示意图 f i 9 21 t i l esl u d y i n ga i 。e ae x e c t l t i v em a p 本区处十华北甲原与内蒙古高原的过渡地带，属于燕山山脉，山地地貌为主，海拔高 度在l f l o 1 4 1 4 米地层古老地质构造复杂，中低山为中生代及远古代的火成岩，主要 是花岗岩、闪长岩、石英j 下长岩。在水库周围多为太古代变质岩。本区土壤可以分为褐土、 棕壤、草甸和栗钙土四个大类。揭t 分枷于低山和丘陵地区，是本区的主要土壤类型， 昧壤则分布于流域两北部、东北部海拔高度8 0 0 米以上的中山林地。草甸土在河谷地带， 首都师范人学硕：i j 学位论文 占1 9 ，栗钙土主要分布在北部坝根一带，占2 2 ，另外还有一部分黄土层分布。 研究区气候属于暖温带大陆性季风半湿润半干旱气候。冬季受西伯利亚、蒙古高压控 制，夏季受大陆低压和太平洋高压影响，四季分明，干旱冷暖变化明显。年平均气温1 0 9 ，最热月为7 月，最冷月为1 月，无霜期1 8 2 - 1 8 6 天，同照总时数约2 8 0 0 小时，夏季 最多，春季次之，冬季最少。年平均降水量5 6 6 m m ，降水的年际及季节变化大，1 9 7 6 1 9 9 9 年间，1 9 7 7 年降水量最高，达到9 2 7 2 m m ，1 9 8 0 年降水量最少，只有3 5 2 9 m m ，年内降水 不均衡，降水主要集中在夏季，约占全年降水量的7 0 。 本区植被类型为针阔混交林森林植被带，由于原始森林遭到破坏，现存植被处于不同 恢复演管过程的次生林植被类型。植被覆盖率分布不均，山区覆盖率较高，达到7 1 3 6 ， 丘陵地区相对较低，约为4 6 6 4 ，在自然植被方面，属乔木的有十八科。其中分布广， 面积较大的有杨柳科、椴科、桦木科、山毛举科、松科、柏科，主要树种有杨、椴、槭、 松、柏等。人工林主要树种有油松、刺槐和干鲜果树，四旁植树以杨为主，经济林主要树 种有梨、苹果、板栗、杏、柿、核桃、枣和桑树等。在种植业方面，以早生乔本科作物为 主，其次是豆科作物，主要有玉米、小麦、大麦、栗、薯、豆类及花生，农业植被主要分 布于阶地、坡地和沟谷，林地则主要分布于丘陵坡地。 2 2 社会经济状况 研究区包括9 个乡镇，共1 7 4 个行政村，相关统计资料表明，研究区共有4 8 8 9 0 户， 共计1 3 1 3 8 1 人，研究区以农业养殖业为主要收入来源，旅游业也占一定比例，人均劳动 所得6 2 7 1 元，低于全县农村居民平均收入7 2 0 2 元【3 0 1 。 该区农村家庭从业人员6 4 7 4 7 人，其中农业从业人员3 2 6 0 0 人，非农业从业人员3 2 1 4 7 人。根据村镇居民收入方式的不同，将本区村镇划分为三种类型，普通村、旅游村以及镇 级村。在研究区普通村共有1 5 3 个，居民以传统的种植业为主要收入来源，旅游村1 2 个， 以生态旅游业为主要收入来源，镇级村9 个，以上班、个体经营为主要收入来源。 2 3 典型村概况 本文在研究时，典型村确定原则主要有三点：第一，典型代表，要求选取对象具备一 种类型的普遍特点；第二，特征明显，要求选取对象问题比较突出；第三，调查方便，要 求选择对象在调查和采样容易实现。 8 首都师范人学硕：l 学位论文 基于以上原则，本文选择朱家湾、水堡子以及葡萄园村为典型村进行调查研究，其中 朱家湾村属于普通村，水堡子村属于旅游村，葡萄园村属于镇级村。 朱家湾村属于北庄镇，位于北庄镇西北部，清水河流经村庄东南部( 见图2 1 ) 。统计 资料表明，2 0 0 5 年村庄有3 8 3 户居民，有1 0 3 4 人。村庄属于普通自然村，人均收入6 8 5 0 元，农民收入以种植业为主，约占总人口的8 5 ，此外有很多村民在村附近工厂打工，也 占一定收入。2 0 0 5 全村干果产量3 1 0 吨，粮食产量1 3 6 吨，居民饮用水全部来自自来水， 自来水来自村地下水。 水堡子村位于石城镇东南部，南靠密云水库西北部，对家河流经村庄南侧( 见图2 1 ) 。 统计资料表明，2 0 0 5 年村庄有2 2 0 户居民，人口5 2 0 人。村庄属于旅游度假村，村民收入 以旅游业为主，其次为种植业。2 0 0 5 年全村干果为8 6 吨，粮食产量3 吨。居民饮用水全 部来自自来水，自来水来自地下水。 葡萄园村是太师屯镇政府所在地，位于太师屯镇中部偏东，清水河流经村南部( 见图 2 1 ) 。统计资料表明，2 0 0 5 年村庄有1 0 2 6 户居民，人口共有2 7 2 5 人。居民人均收入9 1 3 0 元，以工厂打工为最主要收入，占5 0 ，个体经济收入也占很大比例，约占2 0 ，此外 还有一小部分居民从事种植业，约占1 0 。2 0 0 5 年全村干果产量1 6 6 吨，粮食产量1 1 6 吨。居民饮用水全部来自自来水，自来水来自村地下水。 俗话说：水是生命之源。农村饮用水不仅直接关系到人体的身体健康，而且还关系到当 地的社区经济发展和农业产业结构调整，严重的水体污染和不安全的饮用水还会影响到农 作物或农产品的质量、牲畜养殖等等。因此村镇饮用水状况不仅是衡量村镇生活质量的指 标，更是体现村镇环境污染状况的指标。因此农村饮用水安全问题是实现农村现代化和全 面建立小康社会的重要内容，是功在当今利在子孙“民心工程”口。 研究区位于密云水库流域，村镇都有独立的供水系统，村镇供水率达百分之百，此外， 研究区旅游村由于用水量大以及出于方便考虑，都有自打水井。为了详细了解研究区村镇 环境卫生状况以及饮用水水质状况，在研究区典型村各取1 0 个饮用水样，共计3 0 个水样做 了实验分析，分析了饮用水总氮、总磷、氨氮、硝态氮、亚硝态氮以及化学需氧量。其中 总氮采用过硫酸钾一紫外分光光度法，总磷采用钼锑抗分光光度 去【3 2 1 。氨氮、硝态氮、亚 硝态氮采用同本产h c - 1 0 0 0 富营养计测量仪监测。化学需氧量采用催化快速法， ( 水与 废水分析方法指南中册) 。 9 首都师范人学硕上学位论文 表2 1 三种类型村饮用水水质监测结果( 3 0 个样品) t a b ble 2 1t h e q u a l i t yo fp o t a b l ew a t e ri nt h r e ev i l l a g e s 说明：t n 指总氮，什指总磷，n 0 3 一n 指硝态氮，n 0 2 一n 指亚硝态氮，n h 4 + - n 指氨态氮，c o b 指化学需氧量 饮用地下水监测数据见表2 2 。通过表可以看出：三种类型村饮用地下水各类指标标 准差较小，说明研究区不同类型地下水水质各类指标变化较小；普通村的水质最好，其次 为旅游村，镇级村的水质最差；三个村的饮用水都符合饮用水标准【3 3 l 。 i o 首都师范大学硕1 ：学位论文 第3 章研究区生活垃圾特征 改革开放前，在传统农业经济条件下，研究区村镇生活垃圾产生后，通过直接还田 等途径，几乎可全量循环阴j 。近年来随着村镇经济和人口的增长，生活垃圾产量与同俱增， 分布及组成特征也越来越复杂，成为影响村镇生态环境的重要污染源b 5 1 。在垃圾产量急剧 增加的同时，研究区村镇垃圾收集系统与处理设施相对匮乏，造成很多垃圾随意丢弃，这 些垃圾在降水、地表径流的侵蚀冲刷下进入河道，对水体造成严重的污染。 村镇生活垃圾已经密云水库上游流域重要的污染源，研究其特征及影响因素是十分必 要的【邶7 】。国内外相关研究表明，在宏观上，研究区村庄垃圾特征受村庄类型和季节影响； 在微观上，就不同家庭来说，村镇生活垃圾特征与家庭收入有一定相关性【3 8 】。本文研究时 在空间上选取了研究区3 个典型村，在时间上涵盖了影响生活垃圾特征变化的4 个季节， 并跟踪调查研究了不同家庭生活垃圾的产出特征，分析了影响研究区生活垃圾产尘特征的 因素。 3 1 生活垃圾特征研究方法 3 1 1 入户调查 1 ) 调查样本数确定。在随机抽样调查中，调查的可靠性和精确度与样本规模有密切关 系，研究区密云水库上游流域居民约1 1 0 0 0 多户，在调查样本计算时，可以认为总体样本 无限大，在简单随机抽样调查中，样本规模、置信度及抽样误差之间的关系，可以用以下 公式表示【3 9 】： n - t 2 p ( 1 一p ) p 2 其中：n 一样本数； t 一概率度； p _ 总体成数； 旷成数条件下的允许误差； 由以上公式，当p = 0 5 ，置信度为9 5 ，t = 2 ，p = l 时，最低样本为9 6 0 6 个。同理当 p = 0 5 ，置信度为9 5 ，t = 2 ，p = 7 时，调查时需要最低样本数为1 9 6 个，因此在随机抽样 调查中，样本数必须在1 9 6 个以上才具有统计意义。本次凋查拟取样本数3 6 0 个。 首都师范人学硕1 ：学位论义 2 ) 调查方法确定。调查时采用随机抽样分层重复抽样调查，具体方法如下：在每个 典型村任取1 0 户居民进行跟踪调查，调查时间分别选择在2 0 0 7 年4 月2 0 同、2 1 日、2 2 日( 春季) ，2 0 0 7 年7 月1 2 日、1 3 日、1 4 日( 夏季) ，2 0 0 7 年1 1 月2 日、3 、4 日( 秋季) ， 2 0 0 7 年1 2 月1 5 、1 6 、1 7 日( 冬季) ，每次调查前发给调查户3 个塑料袋，用于收集垃圾， 委托所选居民自行收集所产生的各种生活垃圾，每天收集时间从8 时开始至第二天8 时结 束。收集完成后，调查小组到所选居民家先称重总量，然后对垃圾进行分类称重，并做好 记录。 3 ) 调查内容。调查的主要内容有家庭常住人口、家庭人均收入、生活垃圾主要成分 以及生活垃圾产量，调查表设计见表附录l 。在称量生活垃圾时，选择精确度较的弹簧秤 称量，本文采用的是浙江永康市永州衡器有限公司产的y z - 6 0 9 型的挂钩称。 3 1 2 实验分析 研究区，生活垃圾中的氮、磷是造成地表水污染的重要来源，在测试垃圾的理化性质 时，主要选择了生活垃圾的全氮、全磷两项指标。在调查过程中，各户l 天产生垃圾称量 完成后，将1 0 户1 天中所产生生活垃圾全部汇总到一起，根据城市垃圾采样和分析方法 ( c j t 3 0 3 9 - - 1 9 9 5 ) 进行取样和实验分析，共3 6 个实验样本。全氮采用凯氏法监测，全磷 采用偏钼酸铵分光光度法监测。 3 2 生活垃圾调查称量数据处理 3 2 1 调查数据汇总 3 1 。 每户每天各类生活垃圾的调查数据做为一个样本进行汇总，汇总后做统计处理见表 首都师范人学硕i ：学位论文 表3 2 垃圾产量统计表 t a b l e3 2r u r a ls o l i dw a s t ep r o d u c t i o ni nt r e es t y l ev i l l a g e s 3 2 2 调查数据样本统计意义分析 在生活垃圾实际调查过程中，到了预期确定的样本数，共计取了3 6 0 个样本1 9 6 个， 样本数没有异常值，因此本研究调查样本具有统计学意义。 3 3 典型村镇生活垃圾产出特征分析 3 3 1 生活垃圾主成分分析 从表3 1 中可以看出：研究区生活垃圾主要有厨余垃圾、灰渣垃圾、塑料垃圾、纸类 首都师范人学硕一l ：学位论文 垃圾等4 种类型，其中厨余垃圾最多，9 0 以上的厨余垃圾都是易腐的有机垃圾；灰渣次 之，灰渣主要有草木灰和煤炭灰两种；塑料和废纸产量虽然较小，但是几乎每家每天会产 生，草木垃圾的产生具有季节性，集中在夏秋两季；其他垃圾砖石、制陶废物、玻璃、金 属以及布类很少，呈零星分布。对于每个典型村不同季节的数据来看，标准差数据差距也 较大。 3 3 2 人均系数与村垃圾总量 人均生活垃圾系数是指在一段时间内( 通常取1 天或1 个月) 一个人生活过程中产生 的垃圾量。其计算通常用每户一段时间的垃圾产量除以每户的人数。调查结果计算得出， 普通村入均垃圾系数为8 7 千克月j 人，旅游村为1 2 3 千克月。1 人一，镇级村为 l i 7 千克月。1 人，旅游村与镇级村人均生活垃圾系数比较接近，但通过表3 2 和表 3 3 看，两个村各主要生活垃圾产量的标准差和均值相差较大，说明各类垃圾产生分布相 差较大，所以两个村人均垃圾系数虽然接近，但实质差别较大。普通村6 9 5 人，旅游村5 2 0 人，镇级村共计2 7 2 5 人，由总量估算公式： 年垃圾总量= 人均垃圾系数水人n 3 6 5 ( 1 ) 估算得出普通村、旅游村以及镇级村三个村年垃圾产生量分别为7 3 5 6 吨、7 7 8 2 吨、 3 8 7 9 吨。 3 3 3 垃圾全氮、全磷百分比 在对研究区生活垃圾的监测过程中，实验监测取样共计3 6 个，监测得出生活全氮、全 磷数据见表3 2 ，所有实验数据都在实验仪器监测限内，所以数据具有可靠性。从数据中 我们可以发现：旅游村总氮明显要高于其他两个村，这和旅游村的垃圾成分中厨余垃圾的 含量高有关；全氮含量随季节不同而有很大变化。 1 4 首都师范大学硕上学位论文 表3 2 垃圾理化性质 t a b l e3 4p h y s i c a la n dc h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fr u a ls o li dw a s t e 3 4 影响垃圾产出特征因素分析 3 4 1 村类型因素 村类型对人均垃圾系数有明显影响。旅游村的人均垃圾系数最高，镇级村略低，普通 村最低。 不同类型村人均厨余垃圾量见图3 1 ，从图上可以看出，村类型对厨余垃圾产量有较大 影响。分析原因为：在旅游村，农家乐饭馆非常普遍，吸引来很多游客驻足享用，造成村 人均厨余垃圾远高于其他两个村庄。镇级村属于镇级村，人均收入相对比朱家湾高，生活 水平相对好些，另外村里大约有l o 户左右的小饭馆也是产生大量厨余垃圾的来源。 不同类型村塑料垃圾与纸类产量见图3 1 ，从图中可以看出，村类型对塑料、纸类垃 圾有较大影响。在三个不同类型村，水堡子村人均每天产生的塑料和纸类垃圾最高，其次 为葡萄园村，朱家湾最低，之所以出现这种情况，主要与塑料和纸类垃圾的来源有关。在 首都师范人学硕：f ：学位论文 研究区内，塑料主要用来做食物的包装，水堡子村有很多农家乐饭庄，餐饮业比其他两个 村庄发达的多，因此水堡子的塑料垃圾比其他两个村高很多，葡萄园村的人均塑料比朱家 湾的要高，主要原因分析为：葡萄园村人年均收入为9 1 3 0 元人，朱家湾2 0 0 5 年均收入 为6 8 5 0 元人，相比来说，葡萄园村居民生活水平较高，主要作为食品包装的塑料垃圾自 然比朱家湾略高。在研究区内，纸类主要用来包装食品、饭后清洁以及如厕，水堡子是生 态旅游村，游客较多，餐饮业发达，所以废纸也较多。 普通村旅游村 、 镇级村 图3 1 不同类型村垃圾产量 f i g3 1t h ep r o d u c t i o no fr u a ls o l i dw a s t ei nt h r e ek i n dv i l l a g e s 3 4 2 季节因素 从表3 1 厨余垃圾统计分析来看，3 个典型村标准差都较大，都占均值的一半以上，说 明其不同季节产量差别较大。图3 2 是样本数据统计后的不同季节人均每月产量，从图上 可以看出，人均夏秋两季厨余垃圾含量明显比冬春两季要高，普通村夏秋两季的厨余垃圾 量占全年厨余垃圾总量的6 1 3 8 ，旅游村为7 7 9 ，镇级村为5 6 2 2 ，主要原因分析 为：研究区地处温带季风气候，夏秋两季蔬菜、水果丰富，价格相对便宜，因此厨余垃圾 产量较大，垃圾成分中的蔬菜和果皮明显比冬春增多。 1 6 8 7 6 5 4 3 2 i o 2主v器嘲扩蛰