中国城市粪便的可持续利用研究

摘要：本文从可持续发展的概念出发提出了城市粪便可持续利用的发展战略，分析了中国城市粪便可持续利用存在的障碍，进而从若干方面提出了相应的对策。
关键词：城市粪便；可持续利用；处理处置；对策

粪便具有污染物和资源两种概念。在中国，城市粪便用作肥料由来已久，只是长期以来人们更多地关注粪便的资源利用而少考虑粪便的污染危害。80年代以来，由于多种原因使城市粪便农用出现了戏剧性的急剧下降，迫使大量的粪便向城市附近区域倾倒，出现更为严重的卫生和环境污染问题。许多城市已认识到粪便问题是城市环境保护发展战略必须解决的紧迫问题。
环境问题与资源问题可以说均是“可持续发展”的重要渊源。基于可持续发展的取向，中国城市粪便问题的解决应在符合国情的前提下，建立在环境保护和资源利用这两个支点上，即城市粪便资源的可持续利用。
1中国城市粪便农业利用的历史背景
粪便作为肥料来源和土壤调节剂，在中国具有悠久历史，其作为商品农用至少可追溯到南宋以前［1］。在化肥大规模应用之前，城市粪便可以说历来被视为重要的农业肥料走着废物资源化道路。据资料［2，3］，1949年以前，武汉、北京等地，城市粪便一直由私人粪商经营、把持，形成颇具规模的粪便产业。50年代后至1979年农村“包产到户”时期，城市粪便的清运和销售主要由环卫部门管理与经营。在武汉，粪便销往邻近各县，由市政府严格管理才得以控制农民进城哄抢粪便的状况［2］。80年代初，广州市粪便对郊区计划供应，农民要“凭票”购买［1］。据1976年统计，全国粪便为农业提供了全部肥料的三分之一以上［4］。1980年，中国城市年产粪便3300万t，其中约90%被运往农村，流入下水道的不足10%。由此可见，中国至少在80年代初一直维持着这种城乡之间良好的物质循环关系。
2城市粪便农业利用受阻的困境
中国城市粪便的农业利用自80年代后因下述原因而呈现迅速衰退的趋势。
(1)农村经济体制改革以后，个体农户缺乏独立运输、贮存城粪的财力和场所，而村、组集体又缺乏必要的组织措施［1，2］；
(2)水冲厕所的急剧增加，导致粪肥有效植物营养含量下降和杂质含量增加［1］；
(3)化肥的速效、方便和乡村禽畜肥(由于养殖业的发展)的增加对城粪的冲击；
(4)多数农民对土地经营观念变化，追求短期高产，忽视采用有机肥料养田养地；
(5)城市范围扩大和近郊农地的非农化导致城粪运距越来越远，提高了运输费用；
(6)农村劳动力的结构变化(非农化)使进城掏粪、运粪的农民减少；
(7)粪便未经无害化处理易传播疾病和农民卫生观念加强、卫生要求提高。
不同研究者对不同城市的研究从不同侧面都表明了这一趋势。如武汉市清运粪便至农田的产量自1979年的50万t下降至1983年的40万t［2］。据联合国开发计划署等对武汉市武昌区粪便农用情况统计，1994年的粪便农用销售量仅及1992年的29%，销售收入降至1992年的31%［5］。据对北京、西安、上海、长春等城市粪便还田利用率统计仅为31%，高者达48%，低仅10%，北京市为调节农田用肥量曾在郊区建设的30多座粪库，目前仅剩下10座左右［7］。城市粪便传统出路受阻对粪便处理提出了严峻的挑战。
3 城市粪便处理可持续发展战略选择
3.1选择污水处理系统为主要发展战略的可行性
许多人对城市粪便的处理寄希望于下水道的普及和污水处理厂的兴建。但是根据对近20年以来数据分析，城市下水道的普及率和污水处理率并未以期望的速度快速提高(如1978～1990年下水道普及率只提高了13个百分点，1989～1994年6年污水处理率只提高了5个百分点)。按照1987～1994年统计数据分析，全国粪便清运量不是随着下水道普及率提高而下降，而是表现出显著正相关［8］。虽然这种显著正相关可能仅仅是这一独特发展阶段的统计表象，但至少说明了将城市粪便的处理完全寄望于下水道普及和污水处理厂的建设，这在短时期内是不现实的。
美国的下水道和污水处理系统经历了160多年的发展才达到目前80%普及率的水平，而其累计投入高达2500多亿美元。根据国家的产业政策，规划到2000年才实现城市排水管网普及率70%，污水处理率20%；到2025年时分别为85%和50%～60%。按此规划和中国财力状况及国外经验，排水管网要达到欧美较高普及率且污水处理厂配套，预计至少还需50年以上。
3.2选择粪便净化处理为主要发展战略的可行性
若将城市粪便完全作为废物处理，则因粪便处理厂投资较大(一座100t/d处理能力的粪便处理厂以1992年不变价格计算投资至少在500万元以上)和运转费用较高，对于中小城市从经济承受能力和投资使用效益上短期是不现实的。对于特大和大城市，在相当长时期内也不可能实现完全由粪便处理厂处理所有收集的粪便。日本60年代虽然经济腾飞，但因当时下水设施基础太差(下水道人口普及率不足10%)，日本财政支出只能保证下水道普及率以每年1.5%的速度增长，故日本近40年来选择了费用相对低廉的粪便净化处理和下水道结合的发展战略。但粪便净化处理系统基建投资累计至少150亿美元以上。