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我国正进入大规模建设现代化乡村环境卫生与污染治理的设施和服务系统的前夕,到底是选择技术完善、产业成熟的以末端处理为主要手段的常规卫生模式,还是大力发展并推广应用源头资源化卫生模式,无论是对我国乡村环境卫生与污染治理,还是对全球可持续发展,都有着至关重要的战略意义。为此,本研究以我国乡村需求为背景,开展两种环境卫生模式的评价研究,旨在指导我国乡村环境卫生与污染治理的技术应用,并为制定正确的技术政策提供科学依据。 由于我国在应用常规卫生模式治理乡村环境卫生与污染方面也处于起步阶段,论文选择在此方面已经取得成功的常熟市为案例,在研究梳理常熟乡村污水和垃圾治理经验的基础上,构建了用于评价研究的常规卫生模式的系统模型。论文以常熟市为应用背景,结合全球源头资源化卫生模式案例研究、宏观环境因素分析和全球时间序列数据库的指标权重预测模型,研究构建了源头资源化卫生模式的系统模型,包括两种情景模型情景1适用于高收入人群,采用[负压厕所+负压管网收集+黑水厌氧发酵]或[负压粪尿分集式厕所+负压管网收集+粪便好氧堆肥+尿液储存]的技术构型;情景2适用于中等收入人群,采用[为三联式沼气厕所+重力管网收集+沼气池]或[粪尿分集式厕所+重力管网收集+车辆运输+粪便厌氧堆肥+尿液鸟粪石]的技术构型。 在对等原则下,运用生命周期评价方法开展了两种环境卫生模式的环境影响评价研究。结果表明,源头资源化卫生模式在人体健康、生态质量、气候变化和资源等评价指标均优于常规卫生模式,四种评价指标的最大数值分别为常规卫生模式的15.74%、60.75%、9%和6.58%。常规卫生模式的环境影响来源于处置环节的净化槽、回用环节的有机肥农用和补充环节的能源和化肥投入,源头资源化卫生模式的环境影响来源于处置环节中灰水、黑水或棕水处理过程和回用环节的有机肥农用。敏感性分析表明,居住分散性的敏感性较弱,负压系统的能耗和材料消耗对资源指标较敏感,营养物流失对所有卫生模式均较敏感。 针对生命周期评价过程敏感性分析获取的敏感因素——营养物流失,以氮素流失为媒介开展不同肥料农用过程不同途径氮流失率的试验研究。研究结果表明,化肥通过径流、淋溶流失、氨挥发和氧化亚氮流失的氮流失系数分别为3.17%、6.05%、4.66%和1.1%,均高于有机肥。综合作物吸收和土壤残留,三种肥料的氮肥有效率分别为60.88%、66.64%和63.08%,远高于传统氮素利用效率指标。针对生命周期评价无法衡量有机肥农用对作物产量和品质的影响,开展两类有机肥(人粪有机肥和猪粪有机肥)与化肥设置五种不同配施比例的种植试验研究。研究结果表明,有机/无机肥配施能够明显改善樱桃萝卜的产量和品质,其中产量最大提高76.08%,品质指标的改善程度在10.77%-103.94%;两种有机肥在不同配比条件下可获得最优产量和品质,且各配施比之间差异性较大。 基于论文研究结果,建议在我国乡村环境卫生与污染治理中应优先发展和应用源头资源化的技术模式,并制定配套的技术政策。