安徽省氨排放量估算

鄭志俠，翁建宇，汪水兵，汪家權(quán)

(1.安徽省環(huán)境科學(xué)研究院，安徽合肥 230071；2.合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽合肥 230009)

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安徽省氨排放量估算

鄭志俠1，2，翁建宇2，汪水兵1，汪家權(quán)2

(1.安徽省環(huán)境科學(xué)研究院，安徽合肥 230071；2.合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽合肥 230009)

摘要[目的]估算安徽省氨排放量，為氨排放控制方案的制訂提供決策依據(jù)。[方法]采用排放系數(shù)模型，對安徽省不同排放源的氨排放量進行估算。[結(jié)果] 2014年安徽省氨的排放總量為528 046.80 t，其中，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)為主要氨排放源，分別為50 860.98和357 812.01 t，占總量的9.63%和67.76%；其他行業(yè)中，廢物處理為主要氨排放源，為119 373.81 t，占總量的22.61%。[結(jié)論]安徽省的氨排放強度超過我國多數(shù)省份或地區(qū)，這可能與安徽省主要氨排放來源于動物有關(guān)。

關(guān)鍵詞氨；排放系數(shù)；排放量；安徽省

大氣中氨的來源復(fù)雜，通常分為人為源和自然源兩大類，其中人為源主要包括飼養(yǎng)的牲畜和家禽排泄物所釋放的氨，農(nóng)作物自身揮發(fā)以及氮肥施用過程中農(nóng)作物損失所產(chǎn)生的氨，人類和寵物排泄產(chǎn)生的氨，燃煤及煤渣所釋放等；自然源主要包括草原火災(zāi)、森林火災(zāi)、土壤揮發(fā)、野生動物的排泄物釋放等。近年來，學(xué)者逐漸重視對氨的研究，特別是對氨源的監(jiān)測[1]。2012年以來，霾天氣頻繁出現(xiàn)，引起了全國人民的極大關(guān)注[2]。研究表明，全球氨排放源中，家畜排放占40.2%，氮肥施用排放占16.8%，生物質(zhì)燃燒排放占11.0%[3]。不同地區(qū)氨的來源不同，因而氨排放量占總排放量的百分比也不同。歐洲各國統(tǒng)計表明，動物排放的貢獻最大，占75.0%以上，其次是化肥施用[4]；我國最大氨來源是化肥施用，占46.3%，其次是家畜排泄物，占29.0%；印度和巴基斯坦的情況相似[5-6]。筆者將安徽省氨排放源分為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)、生物質(zhì)燃燒、人體糞便、化工生產(chǎn)、廢物處理、交通排放5類，采用排放系數(shù)模型研究了每種排放源的氨排放量，旨在為氨排放控制方案的制訂提供決策依據(jù)。

1材料與方法

1.1氨排放系數(shù)的確定排放系數(shù)是指使用污染控制設(shè)備或措施后，單位活動水平排放的大氣污染物(NH3)的量；無污染控制措施時，排放系數(shù)等于產(chǎn)生系數(shù)。估算2014年安徽省氨排放總量的前提是確定不同排放源的具體氨排放系數(shù)。目前，國內(nèi)對不同氨源排放因子或排放系數(shù)的研究尚未成熟，朱兆良等[7]對農(nóng)田使用氨后排放情況的調(diào)查，袁應(yīng)登等[8]對北京二次粒子研究涉及到氨的排放因子。筆者所選用的排放系數(shù)值來源于《大氣氨源排放清單編制技術(shù)指南》，并在此基礎(chǔ)上估算2014年安徽省氨排放量。安徽省氨的排放源的分類及其排放系數(shù)見表1。

表12014年安徽省不同氨排放源的排放系數(shù)

Table 1Discharge coefficient of different ammonia emission sources in Anhui Province in 2014

排放源Emissionsources類型Types排放系數(shù)Dischargecoefficient∥kg/a農(nóng)田生態(tài)固氮大豆0.070000Farmlandecology水稻秸稈0.320000畜禽養(yǎng)殖土壤本底0.120000Livestockandpoultry散養(yǎng)蛋鴨0.540000breeding散養(yǎng)蛋鵝0.540000放養(yǎng)馬0.350000放養(yǎng)驢0.350000化工生產(chǎn)合成氨工藝0.010000Chemicalproduction氮肥生產(chǎn)5.000000廢物處理固廢填埋0.560000Wastetreatment固廢堆肥1.275000固廢焚燒0.210000生物質(zhì)燃燒森林大火0.002900Biomassburning草原大火0.000700交通源Trafficsource輕型汽油車0.000260重型柴油車0.000017人體糞便Humanfeces人0.787000

1.2氨排放量的計算方法大氣氨排放的計算采用排放系數(shù)方法，氨排放的總量為活動水平和排放系數(shù)的乘積?；顒铀绞侵冈谝欢〞r間范圍內(nèi)及在界定地區(qū)，與某項大氣污染物(NH3)排放相關(guān)的生產(chǎn)或消費活動的量，如氮肥施用量、畜禽飼養(yǎng)量、機動車行駛里程等。

Ei，j，y=Ai,j,y×EFi,j,y×γ

(1)

式中，i為地區(qū)(省、直轄市、自治區(qū)或縣)，j為排放源，y為年份，A為活動水平，EF為排放系數(shù)，γ為氮-大氣氨轉(zhuǎn)換系數(shù)，對于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)取1.0(計算可忽略)。

(2)

式中，ET為總排放量，Ei，j，y為 y 年i 地區(qū) j排放源的排放量。

2結(jié)果與分析

2.1氨排放量通過查閱《安徽省統(tǒng)計年鑒》[9]得到不同氨排放源的不同活動水平，查閱各市統(tǒng)計年鑒以及與該研究相關(guān)的調(diào)查研究數(shù)據(jù)[10-13]，得到了安徽省各市不同排放源的具體相關(guān)數(shù)據(jù)，并結(jié)合公式(1)、(2)，對排放源進行分析，計算安徽省不同城市不同排放源的氨排放量以及占總排放量的百分比，結(jié)果見表2。

由表2可知，2014年安徽省氨排放總量為528 046.80t/a，從排放源來看，畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放量為357 812.01t/a，占總氨排放量的67.76%，是最主要的氨排放來源；其次，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的氮肥施用過程和其他行業(yè)中廢物處理的氨排放量分別為40 889.79和96 241.30t/a，也是不容忽視的氨排放來源之一。從安徽省各個城市來看，排放量在35 000.00t以上的城市有3個：合肥市為主要氨排放城市，排放量為116 709.40t/a，占總量的22.10%；蕪湖市為第二大氨排放城市，排放量為55 417.05t/a，占總量的10.49%；第3是安慶市，氨排放量為38 979.72t，占總量的7.38%。這3個城市中，廢物處理氨排放量也是最多的。

表2　2014年安徽省大氣氨排放量

由表3可知，安徽省氨排放總量為528 046.80 t/a，其中，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)排放量為50 860.98 t/a，畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放量為357 812.01 t/a，其他行業(yè)排放量為119 373.81 t/a。

2.2不同排放源氨排放量的百分比從圖1可以看出，2014年安徽省氨排放主要來自畜禽養(yǎng)殖，占67.76%，農(nóng)田生態(tài)及廢物處理分別占9.63%和18.23%。

2.3安徽省與其他地區(qū)氨排放密度、人均排放量比較由表4可知，安徽省的排放密度為3.30 t/km2，與江浙滬地區(qū)(3.65 t/km2)相差不多，是全國值的2倍多，比亞洲高出1倍多。安徽省人均排放量為7.65 kg/人，大于江浙滬地區(qū)。由此得出，安徽省氨排放密度及人均排放量相對較高。

表32014年安徽省不同排放源的氨排放量

Table 3Different ammonia source emission in Anhui Province in 2014

t/a

注：數(shù)據(jù)來源于《安徽省統(tǒng)計年鑒》。

Note：Data are fromStatisticalYearbookofAnhuiProvince.

圖1　2014年安徽省不同排放源氨排放所占百分比Fig.1　Th proportion of different ammonia emission sources in Anhui Province in 2014

Table 4Comparison of ammonia emission density and emission per capita in Anhui Province with other regions

地區(qū)Region氨年排放密度Annualemissiondensityofammoniat/km2人口Population×103人人均排放量Emissionpercapitakg/人安徽省AnhuiProvince3.30690007.65江浙滬地區(qū)[14]Jiangsu,3.651228506.26ZhejiangandShanghai全國[15]China1.41113188012.00亞洲[15]Asia1.1627728508.87全球[16]Wholeworld0.04600000000.89

3結(jié)論與建議

3.1結(jié)論該研究結(jié)果表明，2014年安徽省氨的年排放總量為528 046.80 t/a，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)排放量為50 860.98 t/a，占總量的9.63%；畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放量為357 812.01 t/a，占總量的67.76%；其他行業(yè)排放量為119 373.81 t/a,占總量的22.61%。安徽省單位面積的排放密度為3.30 t/km2，是全國的2倍多，人均排放量為7.65 kg/a，大于江浙滬地區(qū)。

3.2建議從該研究估算結(jié)果可以看出，安徽省人為源所產(chǎn)生的氨排量較多，畜禽養(yǎng)殖行業(yè)氨排放量占主要部分；在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中氮肥的施用也是氨排放總量增加的原因。因此，為了降低氨的排放，在畜禽養(yǎng)殖方面，要從源頭控制氨氣的產(chǎn)生，特別是在農(nóng)村地區(qū)，應(yīng)盡可能擴大沼氣池使用的范圍；在氮肥施用方面，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)化肥施用量，加強對施用化肥的技術(shù)指導(dǎo)，合理施肥，鼓勵采用長效緩釋氮肥，防止氨的揮發(fā)[17]，充分改善化肥產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，提高氮素利用率；積極參與農(nóng)作物秸稈的綜合利用和循環(huán)再利用過程，努力減少農(nóng)作物田間秸稈堆肥量，從根源上減少堆肥產(chǎn)生的氨。

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Estimation of Ammonia Emission in Anhui Province

ZHENG Zhi-xia1,2, WENG Jian-yu2, WANG Shui-bing1et al

(1. Anhui Academy of Environmental Science Research, Hefei, Anhui 230071; 2. School of Resources and Environmental Engineering, Hefei University of Science and Technology, Hefei, Anhui 230009)

Abstract[Objective] The aim was to estimate ammonia emission quantity in Anhui Province and provide decision-making basis for formulating ammonia emission control scheme. [Method] By using emission coefficient model, ammonia emission quantity from different sources in Anhui Province was calculated. [Result] In 2014, the total discharge amount of ammonia in Anhui Province was 528 046.80 t, among which, farmland ecosystem(50 860.98 t) and livestock and poultry breeding industry(357 812.01 t) were main sources, accounting for 9.63% and 67.76%; in other industries, waste disposal was the main source(119 373.81 t), accounting for 22.61%. [Conclusion] The intensity of ammonia emission in Anhui Province is greater than that in most of the provinces or regions in China, which may be related to the main ammonia emission from animals.

Key wordsAmmonia; Emission coefficient; Emission quantity; Anhui Province

基金項目國家科技支撐計劃課題(2014BAC22B06)；國家自然科學(xué)基金項目(7117001)；安徽省省級環(huán)境保護科研項目(014-007)。

作者簡介鄭志俠(1973- )，女，安徽淮南人，教授級高級工程師，從事環(huán)境污染控制與管理研究。

收稿日期2016-02-26

中圖分類號

文獻標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)08-073-03