当出现大便时肛门疼痛并出血的情况，可能的原因有以下几种：
1.肛裂：肛管皮肤全层纵行裂开并形成感染性溃疡，呈梭形或椭圆形，常因便秘导致肛管皮肤裂伤，继发感染形成慢性溃疡。典型表现为肛门疼痛、出血、便秘。肛门视诊可发现肛裂三联征，即肛裂、前哨痔、肛乳头肥大。
2.痔疮：内痔和混合痔可出现便血，通常为鲜红色，表现为便后滴血或喷射状出血。内痔或混合痔发展到一定程度时，可出现内痔脱出，若发生嵌顿，可导致疼痛。肛门视诊或直肠指诊可协助诊断。
3.肛管或直肠损伤：肛管或直肠受到外伤或器械检查时，可导致局部损伤，引起出血和疼痛。
4.直肠、结肠炎症性疾病：如溃疡性结肠炎、克罗恩病等，可累及直肠和结肠，导致局部黏膜充血、水肿、糜烂，甚至溃疡形成，从而引起便血和肛门疼痛。
5.直肠、结肠癌：早期多无明显症状，中晚期可出现大便习惯改变、黏液脓血便、腹痛、腹胀等症状，伴有肛门疼痛和出血。肛门指诊、结肠镜检查及病理活检可协助诊断。
6.其他：肛管或直肠的良恶性肿瘤、缺血性肠病、肠套叠等，也可导致大便时肛门疼痛并出血。
需要注意的是，引起大便时肛门疼痛并出血的原因较多，可能还有其他原因。如果症状持续不缓解或伴有其他不适，建议及时就医，进行详细的检查，以明确病因，并采取相应的治疗措施。同时，在就诊前应注意保持肛门局部清洁，避免食用辛辣刺激性食物，保持大便通畅。