榆林市農(nóng)牧源大氣氨排放清單研究

崔娟 劉杰 陳潔

摘要：農(nóng)業(yè)活動引起的氨（NH3）排放是全球大氣中NH3最為主要的排放源，對大氣氣溶膠的形成和城市乃至區(qū)域空氣質(zhì)量有重要影響。本研究結(jié)合榆林市第二次污染源普查數(shù)據(jù)，根據(jù)排放清單編制技術(shù)指南，形成了2017年榆林市農(nóng)牧源大氣污染源排放清單數(shù)據(jù)庫，為榆林市大氣污染防治提供了基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)，對科學(xué)控制榆林市空氣污染和實現(xiàn)空氣質(zhì)量持續(xù)改善有重要意義。

關(guān)鍵詞：農(nóng)牧源;排放清單;環(huán)保

中圖分類號：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）10-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.126

Abstract：Ammonia （NH3） emissions caused by agricultural activities are the most important source of NH3 emissions in the global atmosphere， and have an important impact on the formation of atmospheric aerosols and air quality in cities and even regions.This study combines the data of the second pollution source census in Yulin City， and compiles technical guidelines based on the emission list to form the 2017 database of agricultural pollution sources in Yulin City.It provides basic theoretical data for the prevention and control of air pollution in Yulin City，and scientifically controls Yulin. The citys air pollution and the continuous improvement of air quality are of great significance.

Key words：Agricultural and animal husbandry sources;Emission inventory;Environmental protection

1 農(nóng)牧氨源氨排放清單的研究現(xiàn)狀

氨（NH3）是大氣中最為主要的堿性氣體，活動很強(qiáng)，且易溶于水。大氣中NH3的濃度分布可以直接反應(yīng)局地源的情況，其濃度分布與距離排放源的遠(yuǎn)近直接相關(guān)[1]。氨對大氣氣溶膠的形成，以及大氣能見度都有明顯影響，因此，NH3會直接影響城市乃至區(qū)域空氣質(zhì)量。多種自然源和人為源都會導(dǎo)致全球大氣NH3濃度的上升，包括物質(zhì)燃燒和城市機(jī)動車尾氣排放[2]。

農(nóng)業(yè)活動引起的NH3揮發(fā)是全球大氣NH3最為主要的排放源，其貢獻(xiàn)約為32 Tg N yr-1 [3]。據(jù)董文煊等[4]的估計，2006年我國NH3的排放總量為16.1 Tg。因此，建立農(nóng)業(yè)源大氣NH3排放清單，科學(xué)評價農(nóng)業(yè)源NH3揮發(fā)對空氣質(zhì)量的影響，對科學(xué)控制城市空氣污染和進(jìn)一步完善人為源排放清單有重要作用。

目前，榆林市還沒有系統(tǒng)的農(nóng)牧源大氣氨排放清單數(shù)據(jù)庫，我們的工作將直接填補(bǔ)這一空白，為榆林市大氣污染控制和空氣質(zhì)量持續(xù)改善提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。

根據(jù)《大氣氨源排放清單編制技術(shù)指南（試行）》（以下簡稱《指南》）[5]構(gòu)建農(nóng)牧源NH3排放清單時，通常將農(nóng)牧源分為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、畜禽養(yǎng)殖以及人體糞便等三大類，其中農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)NH3排放又包括氮肥施用排放、固氮植物排放和秸稈堆肥排放。

2 榆林市農(nóng)牧源排放源清單的建立方法

根據(jù)《指南》[5]，一個地區(qū)的氣候（月均溫）、肥料用量和種類、施肥方式和畜禽養(yǎng)殖方式、作物熟制等，都會影響農(nóng)牧源NH3的排放量。本研究中，我們根據(jù)榆林市農(nóng)牧業(yè)發(fā)展特征，結(jié)合活動數(shù)據(jù)的可獲取性，采用排放因子法對榆林市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、畜牧業(yè)和人體糞便的NH3排放量進(jìn)行了估算。

其中，清單需要的各類活動水平數(shù)據(jù)來自全國第二次污染源普查數(shù)據(jù)（榆林市），排放因子選自《指南》[4]。構(gòu)建的農(nóng)牧源排放清單以2017年為基準(zhǔn)年，調(diào)查范圍涵蓋榆林市下轄的2區(qū)（榆陽區(qū)、橫山區(qū)），1縣級市（神木市）和9個縣（府谷、靖邊、定邊、清澗、吳堡、綏德、米脂、佳縣、子洲）。調(diào)查數(shù)據(jù)包括肥料用量和使用種類、施肥時間，規(guī)?；B(yǎng)殖場和規(guī)模以下養(yǎng)殖場的養(yǎng)殖種類和數(shù)量、畜禽糞便管理方式，主要農(nóng)作物的種植面積和產(chǎn)量，播種和收獲時間，和各區(qū)縣耕地面積等。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，尿素、碳酸氫銨、硫酸銨和含氮復(fù)合肥為榆林市最為常用的四種化學(xué)氮肥。大豆和花生為榆林市轄區(qū)內(nèi)最普遍種植的兩種固氮作物。蛋雞、肉雞、生豬、奶牛和肉牛的養(yǎng)殖數(shù)量較大，據(jù)此，我們構(gòu)建了2017年榆林市農(nóng)牧源大氣NH3排放清單。

3 榆林市農(nóng)牧源清單數(shù)據(jù)分析

3.1 總體排放情況

經(jīng)計算，榆林市2017年農(nóng)牧源大氣NH3的排放總量為19 598.1t，因氮肥施用導(dǎo)致的NH3的排放量為8 474.8t/年（表1），占全市農(nóng)牧源NH3排放量的43.2%。畜禽養(yǎng)殖排放NH3量為7 661.9t/年，占比為39.1%，這說明氮肥施用和畜禽養(yǎng)殖為榆林市最為主要的NH3排放源。固氮植物NH3的排放量為61.3t/年，土壤本底為1 473.5t/年，秸稈堆肥為515.2t/年，人體糞便為1 411.4t/年，這4種類型農(nóng)牧源合計占比不足18%。

3.2 農(nóng)牧源氨排放的時間分布

農(nóng)牧源中，畜禽養(yǎng)殖和人體糞便NH3排放受季節(jié)等因素影響較小，因而其時間分配系數(shù)全年12個月均分，全年各月分配系數(shù)均為0.083。

固氮植物NH3排放受大豆和花生等固氮作物生長周期的影響，其時間分配系數(shù)在全年各月有所差別。具體而言，4月份，固氮植物NH3排放的月分配系數(shù)為0.067，9月分配系數(shù)為0.13，5月～8月分配系數(shù)均為0.2，其他月份分配系數(shù)為0。

氮肥施用受作物生長季氣溫變化和榆林市當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶施肥習(xí)慣影響。3月份，氮肥施用分配系數(shù)為0.003，5月份為0.097，6月份為0.87，10月份為0.027，其他各月分配系數(shù)為0。

秸稈堆肥和土壤本底排放受季節(jié)和氣溫變化等影響。冬季（12月、1月和2月）月分配系數(shù)為0.042，春季（3月、4月和5月）月分配系數(shù)為0.083，夏季（6月、7月和8月）月分配系數(shù)為0.125，秋季（9月、10月和11月）月分配系數(shù)為0.083。

3.3 農(nóng)牧源氨排放的空間分布

在榆林市下轄的12個區(qū)縣市中，農(nóng)牧源氨的排放量由大至小的順序為：榆陽區(qū)、定邊縣、神木市、靖邊縣、子洲縣、綏德縣、橫山縣、米脂縣、佳縣、府谷縣、清澗縣和吳堡縣。排放量最大的榆陽區(qū)和定邊縣分別占全市排放量的20.9%和14.7%，排放量最小的清澗縣和吳堡縣占比分別為3.6%和1.0%。在農(nóng)牧源的各個類型中，榆陽區(qū)和定邊縣由氮肥施用和畜禽養(yǎng)殖導(dǎo)致的NH3的排放量也在12個區(qū)縣中最大。

3.4 主要結(jié)論和減排建議

氮肥施用和畜禽養(yǎng)殖是榆林市最為主要的大氣氨排放源，而氮肥施用的排放量略高于畜禽養(yǎng)殖導(dǎo)致的排放。因此，合理控制氮肥用量，科學(xué)施肥（比如改表施為覆土深施和合理追肥等）和加強(qiáng)田間水肥管理，從而降低氮肥損失和提高氮肥利用率，以及加強(qiáng)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場畜禽糞便的管理、提倡養(yǎng)殖種類、優(yōu)化新建養(yǎng)殖場選址，都是行之有效的控制農(nóng)牧源氨排放的途徑。

在榆林市下轄的12個區(qū)縣市中，榆陽區(qū)和定邊縣的排放量最高，這可能與榆林市耕地分布和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的空間差異性密切相關(guān)。

參考文獻(xiàn)

[1]張園園.農(nóng)業(yè)活動對大氣含氮氣體的影響[D].北京：中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心，2012.

[2]Aneja， V.P.， Blunden， J.， James， K.， Schlesinger， W.H.， Knighton， R.， Gilliam， W.， Jennings， G.， Niyogi， D.， Cole， S. Ammonia assessment from agriculture： US status and needs [J]. Journal of Environmental Quality， 2008， 37：515-520.

[3]Allen， R.， Myles， L.， Heuer， M.W. Ambient ammonia in terrestrial ecosystems： A comparative study in the Tennessee Valley， USA [J]. Science of the Total Environment， 2011， 409：2768-2772.

[4]董文煊，邢佳，王書肖.1994～2006年中國人為源大氣氨排放時空分布[J].環(huán)境科學(xué)，2010，31：1457-1463.

[5]大氣氨源排放清單編制技術(shù)指南（試行）[M].北京：中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部，2013.

收稿日期：2020-08-13

課題項目：本文屬于2017年度國家重點研發(fā)項目“關(guān)中城市群大氣污染聯(lián)防聯(lián)控體系建立與應(yīng)用”（編號：2017YFC0212206）。

作者簡介：崔娟（1986-），女，漢族，博士，工程師，研究方向為大氣污染控制。