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    氨气-不可忽视的雾霾元凶

    时间:2017-04-19 17:15来源:6维度转载 作者:余进海 浏览: 次    收藏 挑错 推荐 打印
    摘要:近年来,在媒体宣传下,公众或多或少的知道了灰霾的几大元凶:机动车尾气排放、工业污染、燃煤污染、施工扬尘以及外来污染。但这并不是中国空气污染答案的全部。 有一个重要污染源,一直被社会大众所忽视,是中国灰霾的重要元凶——氨气污染。现在越来越多的科学家开始关注氨气,认为它是PM2.5指数居高不下的重要推手。 氨气为什么会成为灰霾的元凶? PM2.5可以分成

    近年来,在媒体宣传下,公众或多或少的知道了灰霾的几大元凶:机动车尾气排放、工业污染、燃煤污染、施工扬尘以及外来污染。但这并不是中国空气污染答案的全部。 

    有一个重要污染源,一直被社会大众所忽视,是中国灰霾的重要元凶——氨气污染。现在越来越多的科学家开始关注氨气,认为它是PM2.5指数居高不下的重要推手。     

    氨气为什么会成为灰霾的元凶? 

    PM2.5可以分成两类:直接排放到大气中的细颗粒物(一次颗粒物)和在空气中通过反应生成的细颗粒物(二次颗粒物)。在中国的主要城市群,一次颗粒物大约只占到了所有颗粒物的30-50%,而二次颗粒物占到了50-70%。很少有人知道二次颗粒物的生成和氨气密不可分。 

    燃煤、汽车尾气污染源等排放出的二氧化硫、氮氧化物,在大气中会被氧化成气态硫酸、硝酸,再与过量氨气反应,生成硫酸铵、硝酸铵颗粒物。在充分吸收水分后,上述颗粒物的直径涨到可以接近可见光的波段,消光作用极强,这样的细颗粒物达到特定浓度后,灰霾天气就会出现。简单的来说,氨气是大气灰霾的生成促进剂。 

     

    1氨气在二次颗粒物生成过程中的反应 


    在西方发达国家,由于对氨气污染控制的较早,空气中氨气的浓度很低,即便二氧化硫、氮氧化物的浓度很高,二次颗粒物(硫酸铵、硝酸铵)的生成量也较为有限。而在目前的中国多数地区,空气中氨气明显过量,有多少可以发生相关化学反应的污染气体,通常都可以找到充足氨气生成二次颗粒物。 

        

    那么中国空气中的氨气是从何而来呢? 

    大多数的学者观点一致,中国农业大量施用氮肥以及持续扩大的禽畜养殖业是氨污染的最大来源,城市周边工业氨排放也是原因之一。 

    北京大学环境学院教授宋宇等人的研究发现,2006年中国的氨排放总量为980万吨,已经超过北美与欧洲的总和。畜牧业、农田化肥施用总共贡献了87%的氨气,两者分别占54%、33%。另一项权威研究来自哈佛大学的F.Paulot等人。他们对2005—2008年的全球氨排放监测显示,中国每年的氨排放量约为1020万吨,美国约340万吨,欧盟约为376万吨。

    图2 2006年中国氨气排放分布 

    为何氨气会被忽视? 

    氨对PM2.5的贡献,主要还是氮氧化物、二氧化硫生成硫酸和硝酸后和氨气反应生成铵盐,摩尔数相同的情况下,铵盐的质量浓度要比硝酸盐和硫酸盐的质量浓度小很多,因此在治理时上大家更关注氮氧化物、二氧化硫的控制,认为减少硝酸盐和硫酸盐会更有效的降低PM2.5的质量浓度。在中国空气治理的全国布局中,控制燃煤总量,提升油品质量和机动车排放装置,加强工厂脱硫脱硝等被摆上重要位置,而氨污染仍处于学术研究阶段。但是当氮氧化物、二氧化硫的控制达到一定阶段后,对氨气控制的重要性就凸显出来了。     

    如何控制氨污染? 

    长期以来,氨气排放源普查、治理对策研究,并未得到学界和环保部门的足够重视。对于每年全国氨排放总量、地区分布,以及各个污染源的排放量,目前都没有明确的数据。可以说对氨排放的精确估算是当前困扰我国环境管理部门的主要问题。2014年8月19日,环保部发布《氨源排放清单编制技术指南(试行)》,这是中国首个国家层面的氨排放编制指南,它的发布有助于环保部门了解我国氨排放的具体情况。 

    多项研究表明,大气中的氨约80%来自农业。不合理施用化肥,导致大量的氨逃逸,是氨气最重要来源之一。中国氮肥利用率偏低,约为30%—35%,损失率平均达45%。这源于氮肥施用的两方面问题:一是氮肥品种,传统氮肥中含氨水,容易挥发。二是施肥方式,表施、浅施易使氮肥挥发;农民为了保证产量,往往过量施肥,除植物吸收外,多余部分中的氨便释放到大气中。相比之下,畜禽养殖产生的粪尿也会排放氨气,且更难控制,很多学者认为畜禽养殖对氨排放贡献超过50%。畜禽养殖主要有两种方式,一是散养,如某农户自家养了两头牛,这种几乎没有控氨措施可言;二是规模化养殖,大型养殖场装有粪便、污水处理设施,但事实上,粪尿处理设施的运行往往不能尽如人意。因此,要控制氨排放,改变粗放的农牧业生产方式是必不可少的。


    来源:中国科学院大气物理研究所


    (责任编辑:杨超)
    TAG: 雾霾

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    数据统计中!!
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