專家認為此前治霾忽視了氨氣污染治霾必須另辟蹊徑  

去年9月10日，國務院頒布《大氣污染防治行動計劃》（簡稱“大氣國十條”）時，根據這一計劃，我國將投入1.75萬億元用于空氣治理，其中僅北京投入就達7600億元，這讓很多人對治霾重拾信心。  

但近期北京霧霾再度嚴重。面對目前“散霾只能等風來”的現實，學者認為，是時候解決另一個隱藏的霧霾元兇“氨氣”了，這個在科學界早已形成共識的致霾主因至今仍未納入減排監(jiān)控，在初步控制硫化物、氮氧化物排放后，如果不能控制氨氣排放，治霾的成效會打折。  

隨著人們對大氣污染認識日益深入，除了二氧化硫、二氧化碳等，一個新的污染源引起了科學家的關注，這個隱藏著的霧霾元兇就是氨氣。  

被忽視的霧霾元兇  

今年9月底，中國清潔空氣聯盟與清華大學聯合發(fā)布《基于“大氣國十條”的京津冀地區(qū)細顆粒物污染防治政策效果評估》報告。這個《報告》構建了2012年以及2017年京津冀地區(qū)大氣污染排放清單，并運用cmaq空氣質量模型，定量評估了現有的大氣污染防治措施實施對京津冀地區(qū)pm2.5濃度的削減效果，根據這一報告估算，在全面落實現有的減排措施的情況下，到2017年，天津、北京的pm2.5濃度下降幅度和北京的年均pm2.5濃度未必能達到“國十條”的目標要求。  

在這項《報告》提出的十項強化減排措施中，提到了要將“天津、河北將畜牧養(yǎng)殖業(yè)集約化比例提高到30%，并推廣施用緩釋肥料”，中科院院士魏復盛教授表示，這兩條建議所針對的治霾原因就是氨氣排放。  

多年來始終在關注氨氣排放和氮素沉降問題的專家、中國農業(yè)大學資源與環(huán)境學院教授劉學軍曾在《自然》雜志上發(fā)表論文分析中國氮素沉降對大氣污染影響，而氮素污染主要來源就是氨氣。“重污染天氣中，因氨氣與空氣中氧化物結合形成的銨鹽的質量總和約占pm2.5中二次顆粒的50%甚至更高，越嚴重的污染天氣，比例越高。”劉學軍說，氨氣可以說是促成pm2.5形成的“催化劑”。  

氨氣是灰霾催化劑  

空氣中氨氣的來源主要為農業(yè)生產和小部分的工業(yè)來源及汽車尾氣，氨氣為何會成為霧霾顆粒物的元兇？  

中國工程院院士魏復盛向記者解析了pm2.5復雜的成因：“這些讓天空變色的pm2.5細顆粒物既包括燃燒煙塵等直接排放的一次顆粒物，也包括污染物在大氣中進行化學反應后生成的二次顆粒物。而二次顆粒物正是靜穩(wěn)天氣時形成灰霾的主要貢獻者之一，是空氣治理的最大難點。”  

作為大氣中唯一的堿性氣體，氨氣在于與二氧化硫、氮氧化物等酸性物質反應生成的銨鹽，就形成了霧霾中最主要的兩種銨鹽——硫酸銨、硝酸銨，劉學軍表示，在平時天氣中，兩者的質量濃度總和大約占pm2.5的10%~20%以下，但在重污染天里，則劇升至40%~50%以上。  

魏復盛說，氨氣確實在霧霾天氣中扮演非常重要的角色。在pm2.5二次生成顆粒物中，銨鹽和有機污染物約占70%~75%，其中銨鹽的比例高達30%~40%。數據顯示，在重污染天氣中，硫酸銨、硝酸銨的質量總和約占pm2.5的40%~60%，越嚴重的污染天氣，則比例越高。  

此外，季節(jié)對二次顆粒中銨鹽的濃度也有影響，一般來說，冬季約占30%~40%，夏季約60%~70%，這說明夏季霧霾受氨氣影響更明顯，另一個數據也從側面反映這一情況，根據中國環(huán)境監(jiān)測總監(jiān)監(jiān)控的數據，今年1~8月，北京地區(qū)重污染總天氣較去年同期減少了11天，但是7月份較去年同期卻增加了5天，在銨鹽含量更高的夏季重污染天數經治理后不減反增，除考慮氣象因素外，氨排放未受控制可能也是原因之一。  

賀克斌教授表示，現有政策對二氧化硫的控制效果較明顯，但對氮化物和一次pm2.5的減排效果不及二氧化硫那么明顯，而對氨氣的控制則更為薄弱。如北京、天津和河北氮化物的減排幅度分別達到34.9%、17.3%和20.2%，但銨鹽濃度卻基本不變甚至略有上升。其次，“我們通過分析以往研究氨的有關技術指標，發(fā)現京津冀地區(qū)處于富氨地區(qū)，在富氨條件下，二次pm2.5生成對大氣氧化性更敏感，這意味著，氮化物減排導致大氣氧化性增強，造成氧化劑濃度增加，促進各種大氣污染前體物生成二次pm2.5。”氨氣就是“催化劑”。  

因此，劉學軍教授認為：“不控制氨氣排放，治霾的成效肯定要打折。”特別是華北地區(qū)，由于土壤鹽堿化嚴重，大氣中的氨含量多于酸性氣體。只要有酸性氣體排放，就有足量的氨隨時等待與之反應。“北方地區(qū)的土地是一個偏堿性環(huán)境，因此無法中和化肥中的氨氣，造成氨氣相對過剩，如果氨的數量不減下來，酸性氣體排放數量就會成為二次氣溶膠的限制因子，為霧霾提供源源不斷的顆粒物。”  

畜禽糞是氨氣主要來源  

魏復盛坦言盡管氨氣的影響客觀存在，但目前還沒有單獨進行檢測監(jiān)控。  

據資料數據顯示，氨排放源包括農田化肥、畜禽養(yǎng)殖業(yè)以及生物質燃燒、人體排放、化工行業(yè)、廢物處理和機動車尾氣等行業(yè)。北京大學環(huán)境學院教授宋宇等人的研究發(fā)現，2006年中國的氨排放總量為980萬噸，已經超過北美與歐洲的總和。并且，在過去20年間，中國一直是全球最大的氨排放國家。  

根據劉學軍的研究，中國目前每年氨排放量大約在1300萬~1400萬噸之間，中國的排放量超過了全球排放量的20%。  

這么多的氨氣，到底是哪里來的？根據他的研究，大氣中氨氣排放的來源，將近90%來自農業(yè)生產，非農業(yè)源不到10%，而在農業(yè)源中，畜牧業(yè)約占了60%，農田約占30%~40%。  

畜牧業(yè)的氨氣主要來自畜禽排泄的糞便、尿液。  

根據劉學軍多年的田野調查，目前國內畜牧業(yè)在建設的時候很少會考慮糞便的配套設施，比如一個大型養(yǎng)豬場到底要配套多大的農田才能消耗掉每日產生的大量糞便，如果不進行處理，這些糞便中的氨氣就會直接排放到大氣中。“尤其是尿液，很快就揮發(fā)掉了。中小型和散養(yǎng)的畜牧場就更不用說了。”  

除了畜牧業(yè)，化肥的濫用也是一個令人頭疼的問題，“以化肥為例，中國每公頃農田每年施肥400公斤，是歐美國家的4倍，但是當季利用率才不到30%，而歐美可以達到60%~70%。目前化肥過度使用情況非常嚴重，從1984年到現在增長了225%，但是糧食產量只增長了56%。效率之低可見一斑。”魏復盛院士說，“但中國作為農業(yè)大國，這么多的人口，這么少的土地，食物供給壓力之大也是國家對于控氨始終抱謹慎態(tài)度的原因。”  

除農業(yè)氨氣排放外，工業(yè)和汽車尾氣的氨排放雖然量不大，也逐漸引起學者重視，劉學軍說，當柴油升級到國四標準，柴油發(fā)動機要加脫硝裝置，該過程中會出現尿素的逃逸，尿素很容易分解出氨。而且汽油標號越高，硫含量越低，氨排放會相應增多，這意味著油品質量提高，氨的排放會隨之增加。劉學軍認為，對氨氣的認識正在一步步深化，而我們的技術還有改進完善的空間。  

劉學軍告訴記者，目前在全世界范圍內關于控氨仍是一個處于討論階段的話題。而作為全球第一的氨排放大國，中國目前因氨氣排放所產生的大氣污染、氮素沉降的問題也一一呈現，控氨同樣成為中國政府面對的難題。  

控氨得當可減排50%  

盡管氨排放問題嚴重，但是劉學軍等專家認為，控氨并非不能做到。“以施肥為例，目前施肥都是灑在土地表面，如果能夠深施5~10厘米，就能減少30%~40%的氨氣排放。”  

此外，劉學軍曾經考察過美國、歐洲的養(yǎng)殖場，“當地農場的面積都很大，農場主養(yǎng)殖的豬、牛，有足夠的土地來消納糞便。”  

此外，而對于畜牧業(yè)產生的糞便，劉學軍一方面建議加強大型畜牧業(yè)養(yǎng)殖場的建設，在規(guī)劃之初就落實好配套的農田用于消耗糞便，此外，在霧霾嚴重、不宜耕種的冬季，由于糞便沒有可施用的地方，應該修建一些封閉的建筑專門用于收納糞便，不能讓糞便暴露在空氣中。  

除糞便、化肥的揮發(fā)處理，劉學軍提出，在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)也有很多工作可做。“現在飼養(yǎng)動物的飼料中加入了大量的氮磷元素，主要是為了提高動物蛋白質，提高肉蛋產量，但是這個量已經超過了動物生長的需要。氮在糞便里測到的含量非常高，要消化充分才能少排氨，這說明浪費了資源，效率太低。”魏復盛院士也談到，由于中國農牧業(yè)當前管理過于粗放，一般農婦施肥就是提著一籃子化肥到田里撒一圈，如果要施有機肥，農村還面臨機械化程度不夠以及勞動力不足的問題，“農牧業(yè)減氨這種牽動全國的問題，解決起來并不容易。”魏復盛說。  

但劉學軍表示，如果不考慮政策實施的問題，就技術上而言，中國的農田氨減排技術上可以達到50%，而根據研究，只要氨排放量減排達30%，就能徹底改觀空氣狀況。  

劉學軍目前正在研制的一種脲酶抑制劑可以實現氨減排80%~90%，而如果輔以機械化手段，將肥料深施兩三寸深，氨排放能下降約60%。  

“所以我們提出來，農田的氨減排50%還是可以實現的，技術上難度不大。”劉學軍說，再結合治霾正在做的二氧化硫、氮氧化物等污染物的減排，京津冀霾情將會徹底改善。  

“控氨治霾”已在路上  

魏復盛院士告訴記者，按照目前的“國十條”2017年達到改善霧霾狀況，減少重污染天數，降低pm2.5濃度的目的應該還是可行的，“但是現在的情況要達到一級空氣標準最少要等到2030年。但這僅是達到目前中國的一級標準，并不是歐美國家的一級標準。”  

但魏復盛強調，目前確實有許多可以提升治霾效果的工作去落實，“比如科學施肥。”不過，魏復盛院士認為，目前立即可以做的就是考慮對氨氣排放進行實時監(jiān)控，單獨監(jiān)測，通過這些數據清單來進一步認識其在霧霾形成過程中產生的作用。  

除了科學的認識，政策層面的推動也在進行當中。  

今年8月，北京市環(huán)科院也發(fā)出招標書，項目名稱為“北京大氣氨排放特征及控制對策研究”，包括牛場、雞場周邊大氣環(huán)境氨監(jiān)測分析，農田化肥施用氨排放控制對策研究，垃圾場、交通干道大氣氨排放特征研究等。  

今年9月1日，國家環(huán)保部發(fā)布了中國首個《大氣氨源排放清單編制技術指南》，這部《指南》的編制者之一就是北京大學環(huán)境學院教授宋宇。  

“隨著各界對于氨源排放途徑和構成的分析越來越深入，控氨也必將成為治霾工程中的重要一環(huán)。”魏復盛說。

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