北京市典型農(nóng)業(yè)區(qū)域大氣環(huán)境氨濃度動(dòng)態(tài)變化分析

董婧,孫長虹,王永剛*，王旭，李明蔚，伍娟麗

1.北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，北京 100037 2.國家城市環(huán)境污染控制工程技術(shù)研究中心，北京 100037 3.清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院，北京 100084

?

北京市典型農(nóng)業(yè)區(qū)域大氣環(huán)境氨濃度動(dòng)態(tài)變化分析

董婧1,2,3,孫長虹1,2,王永剛1,2*，王旭1,2，李明蔚1,2，伍娟麗1,2

1.北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，北京 100037 2.國家城市環(huán)境污染控制工程技術(shù)研究中心，北京 100037 3.清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院，北京 100084

2015年對(duì)不同季節(jié)北京市某農(nóng)業(yè)區(qū)域大氣環(huán)境氨濃度進(jìn)行了監(jiān)測分析，結(jié)果表明：養(yǎng)殖場和有機(jī)肥料廠為農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)最重要的氨排放源，其廠界下風(fēng)向氨的最高濃度分別可達(dá)3.52和4.27 mg/m3。農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)大氣氨濃度季節(jié)性和晝夜變化明顯，夏秋季節(jié)高，冬春季節(jié)低；午后高，夜間低。農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)日間大氣氨濃度由高到低依次為有機(jī)肥料廠、養(yǎng)殖場、農(nóng)田、道路、居住區(qū)、林地；夜間有機(jī)肥料廠和養(yǎng)殖場的大氣氨濃度依舊較高，但影響范圍顯著降低，農(nóng)田、居住區(qū)和道路附近大氣氨濃度顯著降低。農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)居住區(qū)周邊大氣氨濃度遠(yuǎn)低于GB 14554—93《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，并不會(huì)對(duì)人體造成影響。

氨；農(nóng)業(yè)源；養(yǎng)殖場；有機(jī)肥料廠；農(nóng)業(yè)區(qū)域；北京市

農(nóng)業(yè)區(qū)域是指以從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的地區(qū)。北京市農(nóng)業(yè)區(qū)域主要分布在城六區(qū)以外的遠(yuǎn)郊區(qū)縣，區(qū)域內(nèi)有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活的各種地域，包括畜禽養(yǎng)殖場、有機(jī)肥料廠、農(nóng)田、林地、居住區(qū)以及街區(qū)道路等。順義區(qū)是北京市的典型農(nóng)業(yè)區(qū)域，是畜禽養(yǎng)殖和種植業(yè)發(fā)達(dá)的區(qū)縣之一，其規(guī)?；i、肉牛、肉雞養(yǎng)殖量分別占全市規(guī)模化養(yǎng)殖總量的28.7%、22.2%和17.2%。順義區(qū)畜禽養(yǎng)殖糞便排放量占全市的17.3%，氨排放量占全市的20.1%。順義區(qū)的總種植面積占全市的15.4%。

農(nóng)業(yè)區(qū)域包括了大氣氨的主要排放源，如養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)、交通源和生活源等，筆者主要考察了農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)不同排放源和用地性質(zhì)地區(qū)大氣氨濃度水平及動(dòng)態(tài)變化，分析排放源的污染特性，以期為后續(xù)氨減排和污染控制工作的開展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測點(diǎn)概況

為考察不同季節(jié)、不同時(shí)間大氣環(huán)境氨濃度的變化，選取北京市順義區(qū)某鎮(zhèn)不同用地類型進(jìn)行采樣監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)共24個(gè)，分別布設(shè)在養(yǎng)殖場周邊、有機(jī)肥料廠周邊、農(nóng)田、林地、道路、居住區(qū)(圖1)。養(yǎng)殖場選擇鎮(zhèn)上5家規(guī)?；B(yǎng)殖場，其中包括4家養(yǎng)豬場和1家奶牛場(養(yǎng)殖場1～5)。養(yǎng)殖場周邊監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)于廠界下風(fēng)向5 m處，平行布設(shè)3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，采樣高度為1.5 m。有機(jī)肥料廠年產(chǎn)有機(jī)肥約2×104t，堆肥原料主要有豬糞、雞糞和蘑菇渣，采用好氧堆肥方式生產(chǎn)有機(jī)肥，監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)于廠界下風(fēng)向5 m處，與養(yǎng)殖場周邊布點(diǎn)方式相同，平行布設(shè)3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，采樣高度為1.5 m。當(dāng)?shù)剞r(nóng)田主要種植玉米和小麥，在夏冬季收獲，監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)于農(nóng)田邊緣下風(fēng)向處(監(jiān)測點(diǎn)2、9、12、13、15、16)。林地選取種植楊樹為主的人工林地，監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)在林地中(監(jiān)測點(diǎn)1、11、17、18)，采樣高度為1.5 m。道路選取當(dāng)?shù)刂鞲陕?，該道路中間不設(shè)隔離護(hù)欄，也不區(qū)分人行道與機(jī)動(dòng)車道，監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)于道路旁，臨近綠化帶(監(jiān)測點(diǎn)3、5、6、14)。居住區(qū)的監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)在村鎮(zhèn)中心位置(監(jiān)測點(diǎn)4、7、8、10)。2015年對(duì)24個(gè)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測分析，考察春夏秋冬四季不同屬性地區(qū)大氣環(huán)境氨濃度動(dòng)態(tài)變化。采樣選擇在風(fēng)速不超過3 m/s的靜風(fēng)或微風(fēng)天氣，以盡量避免風(fēng)速對(duì)大氣氨濃度的影響。

圖1 監(jiān)測點(diǎn)分布Fig.1 Distribution diagram of monitoring sites

1.2 樣品的采集和分析

大氣環(huán)境氨樣品的采集使用液體吸收法，通過大氣采樣器(AMAE，EM-1500)進(jìn)行采樣，每天等間隔采樣4次，采樣時(shí)間分別為02:00、08:00、14:00、20:00。樣品的氨濃度檢測分析使用納氏試劑分光光度法(UNIC，UV-2100)進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 養(yǎng)殖場周邊大氣氨濃度變化

養(yǎng)殖場是農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)重要的氨排放源。2015年四季大氣氨濃度的監(jiān)測結(jié)果(取15個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的平均值)如圖2所示。由圖2可見，養(yǎng)殖場周邊大氣氨濃度有著顯著的季節(jié)性變化，夏季最高，秋季次之，冬季最低。春夏秋冬四季養(yǎng)殖場周邊大氣氨濃度的日間變化規(guī)律一致，早晚大氣氨濃度較低，午后最高。大氣氨濃度的季節(jié)性變化和日間變化規(guī)律主要與溫度相關(guān)，溫度對(duì)氨揮發(fā)的影響是多方面的：在一定范圍內(nèi)升高溫度可以促使液相中氨態(tài)氮和銨態(tài)氮的平衡向氨態(tài)氮的方向遷移；溫度升高有利于增加氨的擴(kuò)散速率；對(duì)養(yǎng)殖場尿素具有分解作用的脲酶，其活性隨溫度的升高而增加，使氨氮產(chǎn)生量隨之增加[8]。因此，養(yǎng)殖場周邊大氣氨濃度在夏季午后最高，為3.52 mg/m3。畜舍內(nèi)、糞便處理過程的氨氣排放量主要受到畜舍結(jié)構(gòu)、糞污清理和飼喂管理方式、環(huán)境溫度、飼養(yǎng)階段以及飼料和糞尿成分等的影響[9]。畜舍氨濃度隨養(yǎng)殖量、季節(jié)、通風(fēng)方式、清糞方式等不同有較大變化，通常氨排放濃度為0.5～50 mg/m3[10-12]。

圖2 養(yǎng)殖場周邊大氣氨濃度變化Fig.2 Variation of the ammoina concentration arround livestock farm

根據(jù)GB 3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》農(nóng)村地區(qū)在環(huán)境空氣功能區(qū)分類屬于二類地區(qū)，GB 14554—93《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二類區(qū)內(nèi)執(zhí)行二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，1994年6月1日新擴(kuò)改建的企業(yè)廠界標(biāo)準(zhǔn)值是對(duì)無組織排放源的限值，對(duì)氨氣的廠界值為1.5 mg/m3，而夏季和秋季全天養(yǎng)殖場廠界氨平均濃度分別為2.52和1.51 mg/m3，普遍高于排放標(biāo)準(zhǔn)，四季午后廠界氨平均濃度也高于排放標(biāo)準(zhǔn)限值。因此養(yǎng)殖場是重要的氨排放源。

式中，1(k+1)=(x0(1)-(z/a))e-ak+(z/a)(k=1,2,…,n)為時(shí)間響應(yīng)函數(shù)對(duì)應(yīng)的序列模型，其中x0(1)為非線性原始數(shù)據(jù)序列X0=(x0(1),x0(2),…,x0(k))的初值，a為發(fā)展灰數(shù)，z為內(nèi)生控制灰數(shù)[12]。

2.2 有機(jī)肥料廠周邊大氣氨濃度變化

有機(jī)肥料廠是農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)重點(diǎn)氨排放源。在堆肥過程中，氨揮發(fā)是氮損失的主要途徑[8]。在豬糞的堆肥過程中，氨揮發(fā)損失的氮占氮損失總量的80%[13]。以牛糞為堆肥原料，在整個(gè)堆肥過程中氨揮發(fā)損失的氮占總含氮量的20%～50%[14]。因此，考察有機(jī)肥料廠周邊大氣氨濃度隨時(shí)間的變化具有重要意義。

2015年四季有機(jī)肥料廠大氣氨濃度的監(jiān)測結(jié)果如圖3所示。由圖3可見，廠界下風(fēng)向大氣氨濃度在夏季午后最高，為4.27 mg/m3。與養(yǎng)殖場周邊的大氣氨濃度變化規(guī)律相同，夏季有機(jī)肥料廠周邊大氣氨濃度最高，冬季最低(0.55 mg/m3)。春季的濃度也相對(duì)較高，這是由于春季是農(nóng)作物施肥的高峰期，有機(jī)肥料廠翻堆生產(chǎn)更加頻繁，因此有機(jī)肥料廠周邊大氣氨濃度也會(huì)有所提高。有機(jī)肥料廠翻堆生產(chǎn)春夏季一般1 d 1次，而秋冬季節(jié)由于氣溫較低，一般2～3 d翻堆生產(chǎn)1次。以豬糞進(jìn)行條垛堆肥在高溫期氨排放通量最高，而且翻堆頻率增加會(huì)導(dǎo)致氨氣排放的增加[15]。由于氨氣主要是在原料堆存和發(fā)酵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，春夏季氣溫較高的原料露天堆存過程揮發(fā)的氨氣較高，導(dǎo)致廠界外大氣氨濃度升高；有機(jī)肥料廠生產(chǎn)過程中，通常上午09:00左右開始翻堆，由于廠房不密閉，導(dǎo)致大量的氨氣溢出，進(jìn)而導(dǎo)致中午前后廠界外大氣氨濃度顯著提高。

圖3 有機(jī)肥料廠周邊大氣氨濃度變化Fig.3 Variation of the ammoina concentration arround fertilizer factory

有機(jī)肥料廠廠界的氨排放濃度在春季、夏季和秋季除凌晨外，其余時(shí)間段均遠(yuǎn)高于GB 14554—93的廠界二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值(1.5 mg/m3)。春季、夏季和秋季全天氨的廠界平均濃度分別為2.37、2.92和1.81 mg/m3，均高于GB 14554—93的廠界濃度限值。因此，有機(jī)肥料廠也成為重點(diǎn)的氨排放源。

2.3 農(nóng)田周邊大氣氨濃度變化

農(nóng)田在農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)所占面積最多，冬小麥-玉米輪作農(nóng)田周邊大氣氨濃度變化如圖4所示。由圖4可見，與有機(jī)肥料廠和養(yǎng)殖場相比，農(nóng)田周邊氨濃度非常低，最高值不超過0.15 mg/m3。農(nóng)田周邊氨濃度季節(jié)差異明顯，秋季最高，夏季次之，春季最低(0.02 mg/m3)；日間變化與溫度密切相關(guān)，午后濃度最高。農(nóng)田周邊大氣氨濃度的季節(jié)性變化與多種因素相關(guān)，如溫度、降水、施肥情況、作物種植及生長情況。農(nóng)田大氣氨主要來源于土壤和作物的氨揮發(fā)。氨揮發(fā)是土壤中氮肥氣態(tài)損失的重要途徑[16]。夏季傳統(tǒng)的玉米種植施氮方式氨揮發(fā)率高于40%[17]。肥料類型、土壤含水率、施肥深度等均對(duì)土壤氨揮發(fā)特征有重要影響[18]。冬小麥體內(nèi)的氮素累積量在開花期達(dá)到高峰，此后開始減少，在成熟期氨揮發(fā)速率和數(shù)量成倍升高；氮減少量可達(dá)高峰期累積量的20%～40%[19]。

圖4 農(nóng)田周邊大氣氨濃度變化Fig.4 Variation of the ammoina concentration at cropland site

2.4 道路周邊大氣氨濃度變化

道路周邊大氣氨濃度變化如圖5所示。由圖5可見，道路周邊大氣氨濃度最高值可達(dá)0.11 mg/m3，最低值為0.02 mg/m3，平均值約為0.06 mg/m3。北京市北五環(huán)路邊的氨濃度為6.4～32.2 μg/m3[20]。農(nóng)業(yè)區(qū)域的主干道路，車流量雖然不大，但大多為貨運(yùn)汽車，其尾氣排放濃度較高，導(dǎo)致該區(qū)域的大氣氨濃度相對(duì)較高。

圖5 道路周邊大氣氨濃度變化Fig.5 Variation of the ammoina concentration at avenue

交通源氨排放也存在著明顯的季節(jié)變化，夏季濃度高于冬季，北京地區(qū)夏季的氣溫最高，交通源附近的氨濃度也最高。Ianniello等[21-22]的研究表明，交通源附近PM2.5濃度一般較高，大氣中氨濃度與PM2.5呈顯著相關(guān)。

2.5 居住區(qū)周邊大氣氨濃度變化

居住區(qū)周邊大氣氨濃度變化如圖6所示。由圖6可見，居住區(qū)一天中大氣氨濃度最高值出現(xiàn)在午后，這是由于此時(shí)氣溫較高且人類活動(dòng)較多，濃度最高值為0.13 mg/m3，最低值為0.03 mg/m3，平均值為0.08 mg/m3。夏、秋季濃度略高。居住區(qū)的氨排放來源于人類生活，由于農(nóng)業(yè)地區(qū)居住區(qū)不僅存在畜禽的分散養(yǎng)殖，也包括車輛等交通源的排放，同時(shí)還包括污水存儲(chǔ)等人為源氨排放。

圖6 居住區(qū)周邊大氣氨濃度變化Fig.6 Variation of the ammoina concentration at residential district

由于環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中沒有關(guān)于大氣氨污染物限值的規(guī)定，在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中普遍采用TJ 36—79《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中居住區(qū)大氣氨最高容許濃度0.2 mg/m3。居住區(qū)內(nèi)或居住區(qū)附近沒有重點(diǎn)的氨排放源，大氣中的氨濃度較低，四季中大氣氨濃度最高值沒有超過0.2 mg/m3，不會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響。

2.6 林地周邊大氣氨濃度變化

圖7 林地周邊大氣氨濃度變化Fig.7 Variation of the ammoina concentration at forest land

2.7 大氣氨濃度時(shí)空分布

應(yīng)用ArcGIS軟件中反距離權(quán)重插值法繪制出某鎮(zhèn)日間及夜間大氣氨濃度的空間分布，如圖8所示。由圖8可見，農(nóng)業(yè)區(qū)域大氣氨濃度分布存在規(guī)律性變化。日間，由于養(yǎng)殖場和有機(jī)肥料廠是最主要的氨排放源，其周邊的氨濃度遠(yuǎn)高于其他排放源，同時(shí)其排放的氨氣可以對(duì)周邊區(qū)域產(chǎn)生較大的影響，大氣氨濃度的分布以養(yǎng)殖密集區(qū)域(養(yǎng)殖場和有機(jī)肥料廠)為中心向外擴(kuò)散、逐漸降低，大片農(nóng)田地區(qū)濃度也相對(duì)較高，偏遠(yuǎn)的林地區(qū)域濃度相對(duì)較低。日間大氣氨濃度由高到低依次為養(yǎng)殖場和有機(jī)肥料廠、農(nóng)田、道路、居住區(qū)、林地。夜間，氨排放源養(yǎng)殖場、有機(jī)肥料廠周邊大氣氨濃度依然較高，但其影響的程度均顯著降低，農(nóng)田、居住區(qū)和道路附近大氣氨濃度顯著降低。

圖8 日間和夜間大氣氨濃度空間分布Fig.8 Spatial distribution of ammonia concentration in daytime and night

農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)居住區(qū)和生產(chǎn)區(qū)沒有明顯的界限區(qū)分，通常養(yǎng)殖場、農(nóng)田等氨排放源距離居住區(qū)很近，會(huì)對(duì)居民的生活和身體健康產(chǎn)生影響。

對(duì)照?qǐng)D1和圖8發(fā)現(xiàn)，受養(yǎng)殖場和有機(jī)肥料廠氨排放影響，養(yǎng)殖場1、3、5和有機(jī)肥料廠周邊建設(shè)用地區(qū)域的大氣氨濃度較高。農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)的密集居住區(qū)基本遠(yuǎn)離養(yǎng)殖場和有機(jī)肥料廠這類重點(diǎn)的氨排放源，因此居住區(qū)內(nèi)大氣氨的來源并不是養(yǎng)殖場和有機(jī)肥料廠，而是周邊道路和人類活動(dòng)所產(chǎn)生的氨氣。

3 結(jié)論

(1)北京市典型農(nóng)業(yè)區(qū)域不同屬性的地區(qū)大氣環(huán)境氨濃度有較大差別，養(yǎng)殖場、有機(jī)肥料廠是重點(diǎn)的氨排放源，其周邊大氣氨濃度與季節(jié)變化、時(shí)間變化、以及生產(chǎn)規(guī)律顯著相關(guān)，大氣氨濃度均為夏季午后最高，冬季最低。養(yǎng)殖場和有機(jī)肥料廠周邊大氣氨濃度最高值分別為3.52和4.27 mg/m3。

(2)農(nóng)田、道路、居住區(qū)和林地周邊大氣氨濃度在秋季午后最高，分別為0.15、0.11、0.13和0.09 mg/m3。

(3)日間大氣氨濃度由高到低依次為有機(jī)肥料廠、養(yǎng)殖場、農(nóng)田、道路、居住區(qū)、林地；夜間，養(yǎng)殖場附近大氣氨濃度依然較高，農(nóng)田、居住區(qū)和道路附近大氣氨濃度顯著降低。

[1] KIM J S,BAIS A L,KANG S H,et al.A semi-continuous measurement of gaseous ammonia and particulate ammonium concentrations in PM2.5in the ambient atmosphere[J].Journal of Atmospheric Chemistry,2011,68(3):251-263.

[2] SAILESH N B,MUKESH S,VINEY P A,et al.Ammonia in the atmosphere:a review on emission sources,atmospheric chemistry and deposition on terrestrial bodies[J].Environment Science Pollution Research,2013,20(11):8092-8131.

[3] ALLAN K,MAREK M.Concentrations of airborne particulate matter,ammonia and carbon dioxide in large scale uninsulated loose housing cowsheds in Estonia[J].Biosystems Engineering,2013,114:223-231.

[4] WANG W X,LU Y F,PANG Y B,et al.Geographical distribution of NH3emission intensities in China[J].Acta Scientiae Circumstantiae,1997,17(1):1-6.

[5] US EPA.2008 national emissions inventory: version 2.technical support document[R].Washington DC: US EPA,2012.

[6] 董艷強(qiáng),陳長虹,黃成,等.長江三角洲地區(qū)人為源氨排放清單及分布特征[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2009,29(8):1611-1617. DONG Y Q,CHEN C H,HUANG C,et al.Anthropogenic emissions and distribution of ammiona over the Yangtze River Delta[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2009,29(8):1611-1617.

[7] 尹沙沙,鄭君瑜,張禮俊,等.珠江三角洲人為氨源排放清單及特征[J].環(huán)境科學(xué),2010,31(5):1146-1151. YIN S S,ZHENG J Y,ZHANG L J,et al.Anthropogenic ammiona emission inventory and characteristics in the Pearl River Delta region[J].Environmental Science,2010,31(5):1146-1151.

[8] 李吉進(jìn).畜禽糞便高溫堆肥機(jī)理與應(yīng)用研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué),2004.

[9] 代小蓉.集約化豬場NH3的排放系數(shù)研究[D].杭州:浙江大學(xué),2014.

[10] 籍景淑.豬場氨氣控制研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[11] 汪開英,代小蓉,李震宇,等.不同地面結(jié)構(gòu)的育肥豬舍NH3排放系數(shù)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2010,41(1):163-166. WANG K Y,DAI X R,LI Z Y,et al.NH3emission factors of fattening pig buildings with different floor systems[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2010,41(1):163-166.

[12] PHILIPPE F X,LAITAT M,CANART B,et al.Comparison of ammonia and greenhouse gas emissions during the fattening of pigs kept either on fully slatted floor or on deep litter[J].Livestock Science,2007,111(1/2):144-152.

[13] 趙秋,張明怡,劉穎,等.豬糞堆肥過程中氮素物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律研究[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科技,2008(2):58-60. ZHAO Q,ZHANG M Y,LIU Y,et al.Study on the nitrogen transforming regulation during the pig dung compost[J].Heilongjiang Agricultural Sciences,2008(2):58-60.

[14] 王巖,王文亮,霍曉婷.家畜糞尿的堆肥化處理技術(shù)研究:Ⅱ.堆肥材料的發(fā)酵特性和氨氣揮發(fā)[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,36(3):284-287. WANG Y,WANG W L,HUO X T.Study on composting treatment of livestock wastes:Ⅱ.decomposition of composting materials and emission of ammonium[J].Journal of Henan Agricultural University,2002,36(3):284-287.

[15] 趙晨陽.堆肥過程中有害氣體(NH3、N2O、CH4)減排與氮素保存研究[D].北京:首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),2014.

[16] 李鑫,巨曉棠,張麗娟,等.不同施肥方式對(duì)土壤氨揮發(fā)和氧化亞氮排放的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2008,19(1):99-104. LI X,JU X T,ZHANG L J,et al.Effects of different fertilization modes on soil ammonia volatilization and nitrous oxide emission[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2008,19(1):99-104.

[17] 張翀,李雪倩,蘇芳,等.施氮方式及測定方法對(duì)紫色土夏玉米氨揮發(fā)的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2016,35(6):1194-1201. ZHANG C,LI X Q,SU F,et al.Effects of different fertilization and measurement methods on ammonia volatilization of summer maize in purple soil[J].Journal of Agro-environment Science,2016,35(6):1194-1201.

[18] 王歡,鄭西來,辛佳.土壤氨揮發(fā)的影響因素及其與脲酶活性的關(guān)系研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2016,22(9):74-79. WANG H,ZHENG X L,XIN J.Influencing factors on ammonia volatilization and its relations with urease activity[J].Anhui Agriculture Science Bulletin,2016,22(9):74-79.

[19] 王朝輝,田霄鴻,李生秀.冬小麥生長后期地上部分氮素的氨揮發(fā)損失[J].作物學(xué)報(bào),2001,27(1):1-6. WANG Z H,TIAN X H,LI S X.Nitrogen losses from winter wheat plant by NH3volatilization in late growing stage[J].Acta Agronomica Sinica,2001,27(1):1-6.

[20] 劉杰云,況福虹,唐傲寒,等.不同排放源周邊大氣環(huán)境中NH3濃度動(dòng)態(tài)生態(tài)學(xué)報(bào)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(23):7537-7544. LIU J Y,KUANG F H,TANG A H,et al.Dynamics of atmospheric ammonia concentrations near different emission sources[J].Acta Ecologica Sinica,2013,33(23):7537-7544.

[21] IANNIELLO A,SPATARO F,ESPOSITO G,et al.Occurrence of gas phase ammonia in the area of Beijing (China)[J].Atmospheric Chemistry and Physics,2010,10(19):9487-9503.

[22] PERRINO C,CATAMBONE M, BUCCHIANICO A D M D,et al.Gaseous ammonia in the urban area of Rome,Italy and its relationship with traffic emissions[J].Atmospheric Environment,2002,36(34):5385-5394.

[23] 吳小慶,徐陽春,沈其榮.植物葉片氨揮發(fā)研究進(jìn)展[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2006,22(2):80-84. WU X Q,XU Y C,SHEN Q R.Progress in research on ammonia volatilization from plant leaves[J].Journal of Ecology and Rural Environment,2006,22(2):80-84. ?

Dynamics of atmospheric ammonia concentrations over representative agricultural region in Beijing

DONG Jing1,2,3, SUN Changhong1,2, WANG Yonggang1,2, WANG Xu1,2, LI Mingwei1,2, WU Juanli1,2

1.Beijing Municipal Research Institute of Environmental Protection, Beijing 100037, China 2.National Engineering Research Center for Urban Environmental Pollution Control, Beijing 100037, China 3.Institute of Nuclear and Energy Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China

The spatial-temporal variability of ammonia in the atmosphere over representative agricultural region in Beijing during 2015 was monitored. The results showed that the livestock farm and fertilizer factory are both the most important ammonia sources in agricultural region, with the highest ammonia concentrations reaching 3.52 and 4.27 mgm3at the downwind of the fence line, respectively. The ammonia concentrations at agricultural region presented significant difference between seasons as well as day and night, which were higher in summer and autumn, and lower in winter and spring, meanwhile higher at afternoon and lower at night. During the daytime, the ammonia concentrations present descending order at fertilizer factory, livestock farm, cropland, avenue, residential district, and forest land. At night, the ammonia concentrations were still high at fertilizer factory and livestock farm, but the affected scope was significantly reduced, while the ammonia concentrations obviously decreased at cropland, residential district, and avenue. The ammonia concentrations at residential district in the agricultural region were much lower than theEmissionStandardsforOdorPollutants, and would not affect human health.

NH3;agricultural source;livestock farm;fertilizer factory;agricultural region;Beijing

2016-08-31

北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目(8164054)；北京市環(huán)境保護(hù)局科研項(xiàng)目；中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(2015M581018)

董婧(1984—)，女，助理研究員，博士，主要從事畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理研究，dongjing1098@sina.com

*責(zé)任作者：王永剛(1978—)，男，副研究員，主要從事環(huán)境污染控制技術(shù)研究，edward8848@163.com

X511

1674-991X(2017)03-0262-06

10.3969/j.issn.1674-991X.2017.03.038

董婧,孫長虹,王永剛，等.北京市典型農(nóng)業(yè)區(qū)域大氣環(huán)境氨濃度動(dòng)態(tài)變化分析[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào),2017,7(3):262-267.

DONG J, SUN C H, WANG Y G, et al.Dynamics of atmospheric ammonia concentrations over representative agricultural region in Beijing[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2017,7(3):262-267.