作者：余進海（LAPC，2013級碩士研究生） 近年來，在媒體宣傳下，公眾或多或少的知道了灰霾的幾大元兇：機動車尾氣排放、工業(yè)污染、燃煤污染、施工揚塵以及外來污染。但這并不是中國空氣污染答案的全部。有一個重要污染源，一直被社會大眾所忽視，是中國灰霾的重要元兇——氨氣污染。現(xiàn)在越來越多的科學家開始關(guān)注氨氣，認為它是PM2.5指數(shù)居高不下的重要推手。 氨氣為什么會成為灰霾的元兇？PM2.5可以分成兩類：直接排放到大氣中的細顆粒物（一次顆粒物）和在空氣中通過反應生成的細顆粒物（二次顆粒物）。在中國的主要城市群，一次顆粒物大約只占到了所有顆粒物的30-50%，而二次顆粒物占到了50-70%。很少有人知道二次顆粒物的生成和氨氣密不可分。燃煤、汽車尾氣污染源等排放出的二氧化硫、氮氧化物，在大氣中會被氧化成氣態(tài)硫酸、硝酸，再與過量氨氣反應，生成硫酸銨、硝酸銨顆粒物。在充分吸收水分后，上述顆粒物的直徑漲到可以接近可見光的波段，消光作用極強，這樣的細顆粒物達到特定濃度后，灰霾天氣就會出現(xiàn)。簡單的來說，氨氣是大氣灰霾的生成促進劑。
在西方發(fā)達國家，由于對氨氣污染控制的較早，空氣中氨氣的濃度很低，即便二氧化硫、氮氧化物的濃度很高，二次顆粒物（硫酸銨、硝酸銨）的生成量也較為有限。而在目前的中國多數(shù)地區(qū)，空氣中氨氣明顯過量，有多少可以發(fā)生相關(guān)化學反應的污染氣體，通常都可以找到充足氨氣生成二次顆粒物。 那么中國空氣中的氨氣是從何而來呢？大多數(shù)的學者觀點一致，中國農(nóng)業(yè)大量施用氮肥以及持續(xù)擴大的禽畜養(yǎng)殖業(yè)是氨污染的最大來源，城市周邊工業(yè)氨排放也是原因之一。北京大學環(huán)境學院教授宋宇等人的研究發(fā)現(xiàn)，2006年中國的氨排放總量為980萬噸，已經(jīng)超過北美與歐洲的總和。畜牧業(yè)、農(nóng)田化肥施用總共貢獻了87%的氨氣，兩者分別占54%、33%。另一項權(quán)威研究來自哈佛大學的F.Paulot等人。他們對2005—2008年的全球氨排放監(jiān)測顯示，中國每年的氨排放量約為1020萬噸，美國約340萬噸，歐盟約為376萬噸。
為何氨氣會被忽視？氨對PM2.5的貢獻，主要還是氮氧化物、二氧化硫生成硫酸和硝酸后和氨氣反應生成銨鹽，摩爾數(shù)相同的情況下，銨鹽的質(zhì)量濃度要比硝酸鹽和硫酸鹽的質(zhì)量濃度小很多，因此在治理時上大家更關(guān)注氮氧化物、二氧化硫的控制，認為減少硝酸鹽和硫酸鹽會更有效的降低PM2.5的質(zhì)量濃度。在中國空氣治理的全國布局中，控制燃煤總量，提升油品質(zhì)量和機動車排放裝置，加強工廠脫硫脫硝等被擺上重要位置，而氨污染仍處于學術(shù)研究階段。但是當?shù)趸铩⒍趸虻目刂七_到一定階段后，對氨氣控制的重要性就凸顯出來了。 如何控制氨污染？長期以來，氨氣排放源普查、治理對策研究，并未得到學界和環(huán)保部門的足夠重視。對于每年全國氨排放總量、地區(qū)分布，以及各個污染源的排放量，目前都沒有明確的數(shù)據(jù)。可以說對氨排放的精確估算是當前困擾我國環(huán)境管理部門的主要問題。2014年8月19日，環(huán)保部發(fā)布《氨源排放清單編制技術(shù)指南（試行）》，這是中國首個國家層面的氨排放編制指南，它的發(fā)布有助于環(huán)保部門了解我國氨排放的具體情況。多項研究表明，大氣中的氨約80%來自農(nóng)業(yè)。不合理施用化肥，導致大量的氨逃逸，是氨氣最重要來源之一。中國氮肥利用率偏低，約為30%—35%，損失率平均達45%。這源于氮肥施用的兩方面問題：一是氮肥品種，傳統(tǒng)氮肥中含氨水，容易揮發(fā)。二是施肥方式，表施、淺施易使氮肥揮發(fā)；農(nóng)民為了保證產(chǎn)量，往往過量施肥，除植物吸收外，多余部分中的氨便釋放到大氣中。相比之下，畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞尿也會排放氨氣，且更難控制，很多學者認為畜禽養(yǎng)殖對氨排放貢獻超過50%。畜禽養(yǎng)殖主要有兩種方式，一是散養(yǎng)，如某農(nóng)戶自家養(yǎng)了兩頭牛，這種幾乎沒有控氨措施可言；二是規(guī)模化養(yǎng)殖，大型養(yǎng)殖場裝有糞便、污水處理設施，但事實上，糞尿處理設施的運行往往不能盡如人意。因此，要控制氨排放，改變粗放的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)方式是必不可少的。 參考文獻Huang, X., Song, Y., Li, M. M., Li, J. F., Huo, Q., Cai, X. H., et al. (2012). A high-resolution ammonia emission inventory in China. Global Biogeochemical Cycles, 26, Doi 10.1029/2011gb004161.
