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化肥、糞便的揮發物氨是導致霧霾的罪魁禍首?

發布時間:2018-09-30來源:科學網點擊量:5794

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管理農場的氨源,比如馬里蘭州的這堆雞糞,可能是限制排放的關鍵。  圖片來源:EDWIN REMSBERG/ALAMY STOCK PHOTO


  霧霾的成分,以及它們在大氣中的相互作用,一直是個謎。美國的一項研究發現,霧霾成分中大約3/4是硝酸銨,其中的氨通常來自使用氨基液體肥料的農場或產生大量動物糞便的農場,該文章近日發表在Science上。

  普林斯頓大學的環境工程師Mark Zondlo說:“氨是可怕的,它確實是大氣中最糟糕的氣體之一?!?br />
  氨一旦進入大氣層,就會與其他化合物結合,產生直徑小于2.5微米的微小顆粒,高濃度的氨似乎在加劇霧霾,而這些微小顆粒滯留在人體肺部和血液中,會導致疾病或過早死亡。

  長久以來,人類對這種無色、氣味刺鼻的氣體在致命的空氣污染中所扮演的角色知之甚少。從某種程度上說,這是因為追蹤它是出了名的困難。因為氨氣總是急切地與其他化合物結合,導致這種氣體的壽命很短,監測儀器很難捕捉到它們。

  事情并未因此戛然而止。近年來,霧霾導致美國鹽城湖地區居民肺炎和哮喘發作的問題日益嚴重,學校暫?;廡菹?,甚至健康的居民都抱怨喉嚨發癢和咳嗽,有越來越大的壓力迫使美國政府解決霧霾問題。

  去年,來自六所大學、幾個州和聯邦機構的研究人員展開了一項前所未有的努力,以更好地了解確切鹽城湖霧霾的化學成分和污染源。外界評論,在研究氨排放方面,很少有行動像2017年冬天鹽湖城地區那樣徹底。

  針對鹽城湖地區的研究發現,霧霾中的氨很高的比例來自農業和畜牧業,包括以氨為基礎的肥料和動物糞便,此外,森林大火、汽車和工業也有貢獻。

  中國是全球氨排放的熱點地區之一,中國科學院大氣物理研究所大氣分中心主任王躍思接受《中國科學報》記者采訪時表示,氨排放問題引起關注,主要是因為它在霧霾形成過程中扮演著非常關鍵的角色。在區域尺度的氨氣排放清單中,農牧業的貢獻較大,交通和工業過程氨氣排放較小。但在城市地區,汽車排放的氨氣對霧霾形成的貢獻可能比我們之前想象的要大的多。尤其在秋冬季,霧霾形成多與靜穩天氣條件有關,局地排放的氨氣在城市內累積,使得霧霾中來自非農業源的氨氣比例上升。

  自1990年以來,歐洲國家采取了多種策略,包括限制化肥的使用和覆蓋糞堆、控制乳制品的經營,將農業、畜牧業的總排放量減少了24%。但接下來,橫亙在尚未把限制氨排放作為優先事項的國家,比如中國、美國面前的控制氨排放的難度將進一步加大。王躍思表示,控制氨排放的技術相對成熟,難點在于落地和監管。

  北京市環境?;た蒲а芯吭荷;び牖肪徹婊芯克彼ず窕ǜ嫠摺噸泄蒲Пā芳欽?,近年來北京地區通過農業產業結構調整,降低化肥施用強度,關?;蛑衛斫詰墓婺;吵〉卻朧?,實現了北京市農業氨排放量的削減;但整體看,目前,國內氨排放治理主要通過減少化肥施用、提高養殖場畜禽糞污的規范化處置水平等方式來實現協同減排,農業氨排放控制技術尚處于摸索示范階段。

  有一點是確定的,如果鹽湖城和其他地方的研究提供證據證明氨已成為顆粒物污染的一個重要驅動因素,那么可能會加快監管機構采取行動的步伐。王躍思表示,減少氨排放需要長期、分層次進行,但首先要行動起來,把已經確定的氨排放源控制好,比如農業施肥和畜牧養殖?;掛瓜晗傅睦叢唇馕?,為精準實施控制提供科技支撐。

  此外,已有研究也證明,氨作為PM2.5形成的重要前體物,需要與排入大氣中的硫酸鹽、硝酸鹽等物質共同削減才能實現更加明顯的減排效應。韓玉花表示,我國一些城市為控制農業氨排放已對種植業和養殖業提出要求,但從歐盟和美國的氨排放控制歷程來看,農業氨排放控制將是一個長期復雜的過程。

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