我國大氣氨的排放特征、減排技術(shù)與政策建議

劉學(xué)軍， 沙志鵬， 宋 宇， 董紅敏， 潘月鵬， 高志嶺， 李玉娥， 馬 林， 董文旭， 胡春勝， 王文林， 王 悅， 耿 紅， 鄭云昊， 顧夢娜

1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院， 農(nóng)田土壤污染與防控北京市重點實驗室， 北京 100193 2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)國家農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展研究院， 北京 100193 3.北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院， 北京 100871 4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所， 北京 100081 5.中國科學(xué)院大氣物理研究所， 北京 100029 6.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 河北 保定 071001 7.中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心， 河北 石家莊 050021 8.生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所， 江蘇 南京 210042 9.北京市農(nóng)林科學(xué)院， 北京 100097 10.山西大學(xué)環(huán)境與科學(xué)研究所， 山西 太原 030006

20世紀初期，合成氨工藝(哈伯-博施)的發(fā)明使得全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力得到大幅提升，促成了史無前例的人口增長，并解決了全球50%人口的溫飽[1]. 隨著人口持續(xù)增長，人們對資源的需求與日俱增[2]. 為保證作物和動物產(chǎn)品的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，氮素的投入不斷增加，致使氮素利用效率低下且大量活性氮(如NH3、N2O、NOx和NO3-)進入環(huán)境，誘發(fā)了一系列的環(huán)境問題[3-5]. 氨是一種重要的活性氮，其主要源于農(nóng)田氮肥施用與畜禽養(yǎng)殖，據(jù)模型估計，2100年全球氨排放將達到93×106t(以N計，下同)，相比2008年增加43%[6]. 氨揮發(fā)是種植業(yè)生產(chǎn)中氮肥損失主要途徑之一，全球施用化肥導(dǎo)致引起的氨排放由1961年的1.9×106t增至2010年的16.7×106t[7]. 基于全球農(nóng)業(yè)氨排放的清單分析發(fā)現(xiàn)，畜禽養(yǎng)殖的氨排放要高于化肥施用，占農(nóng)業(yè)氨排放的65%，其中飼喂和糞污儲藏處置是主要的氨排放環(huán)節(jié)[8]. 我國氨排放總量在2012年達到9.7×106t，農(nóng)業(yè)畜牧養(yǎng)殖和氮肥施用分別占51.9%和29.1%[9].

大量氨氣進入環(huán)境后會對生態(tài)系統(tǒng)功能產(chǎn)生諸多負面影響，例如，揮發(fā)的氨會通過大氣干、濕沉降回到陸地和水體，增加了環(huán)境養(yǎng)分輸入造成的水體富營養(yǎng)化[10]. 活性氮在陸地生態(tài)系統(tǒng)輸入增加，一方面會改變植物群落中物種間的競爭格局，喜氮植物的數(shù)量增加限制了其他物種的生長和發(fā)展，從而降低了系統(tǒng)的物種多樣性[11]；另一方面會造成土壤酸化(由NH4+轉(zhuǎn)變?yōu)镹O3-所造成)[12]. 此外，堿性的氨氣與大氣中的酸性前體物(如SO2、NOx)反應(yīng)形成的銨鹽是二次無機氣溶膠的主要形成方式[13]. 二次氣溶膠是大氣顆粒物的主要成分，其與霧霾天氣的發(fā)生和空氣質(zhì)量息息相關(guān).

圖1 我國氨排放變化趨勢Fig.1 Changes in ammonia emissions in China

氨排放的管控和治理不僅關(guān)乎氮素資源的高效利用和農(nóng)業(yè)面源污染的控制，還可大幅改善空氣質(zhì)量[14]. 研究表明，在我國農(nóng)業(yè)發(fā)達區(qū)域——華北平原，減少50%的大氣氨濃度可顯著降低PM2.5質(zhì)量濃度[15]，同時隨著氨減排對空氣質(zhì)量的改善，還可顯著降低由于空氣污染導(dǎo)致的人口死亡率[16]. 從國外的氨減排經(jīng)驗來看，1999年，歐洲和北美簽訂的《哥德堡協(xié)議》是最早的針對氨排放控制的國際條約，其規(guī)定到2010年公約簽署國的氨排放量較1990年削減約20%[17]. 在2016年歐盟頒布了新的提案，制定了以2005年為基線的大氣污染物減排目標(biāo)，其中到2020年和2030年氨減排目標(biāo)分別為6%和27%(與2005年相比)[18]. 英國環(huán)境局2018年發(fā)布的《清潔空氣策略》(Clean Air Strategy)提出了氨減排的目標(biāo)[19]：以2005年為基準，到2020年氨排放下降8%，到2030年下降16%. 1995年美國環(huán)境保護局發(fā)布了《氨排放控制和污染防治方法報告》(EPA-456R-95-002)，針對工業(yè)、畜牧業(yè)和種植業(yè)生產(chǎn)中氨排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)提供相應(yīng)的針對性抑氨技術(shù)措施[20]. 同時于1997年啟動了National Ambient Air Quality Standards (NAAQS)計劃，由美國環(huán)境保護局設(shè)定時間表，各州政府制定和實施農(nóng)業(yè)氨排放管理措施，并限期實現(xiàn)空氣質(zhì)量達標(biāo)(PM2.5). 2014年美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)空氣質(zhì)量工作組(USDA Agricultural Air Quality Task Force)提出的官方白皮書闡述了氨氣的環(huán)境行為和潛在治理技術(shù)，并敦促政府加強對氨排放的管理[21].

在2017年開始實施的總理基金《農(nóng)業(yè)排放狀況及強化治理方案》課題和2018年《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》[22]中，我國首次提出了氨減排行動計劃，強調(diào)了對農(nóng)業(yè)資源利用效率的改善以及農(nóng)業(yè)氨減排工作的推進. 當(dāng)前，進一步摸清氨排放特征，厘清大氣氨來源，并梳理潛在的農(nóng)業(yè)氨減排技術(shù)，是我國治理大氣氨污染的關(guān)鍵基礎(chǔ). 為此，該研究通過精細化氨排放清單入手，結(jié)合全國氨氣監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和同位素溯源技術(shù)精細化大氣氨來源，利用大氣污染模擬系統(tǒng)，定量化農(nóng)業(yè)氨減排對霾污染(PM2.5)的改善效應(yīng)；通過整合分析國內(nèi)外氨減排技術(shù)，構(gòu)建減排技術(shù)清單并明確技術(shù)減排潛力可行性，最后提出農(nóng)業(yè)氨減排政策建議，以期為打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)提供有力理論和技術(shù)支撐.

1 大氣氨的來源與排放特征

1.1 我國氨排放特征和來源

我國氨排放一直維持在較高水平且年際變化不大(見圖1)，氨排放量從2000年的10.30×106t增至2005年的10.96×106t(峰值)，此后有小幅波動，2012年降至9.67×106t[9]，2018年小幅回升至9.90×106t. 農(nóng)業(yè)氨排放是我國氨排放的最主要來源，約占全國氨排放總量的80%，其中畜禽養(yǎng)殖業(yè)是我國氨排放最大的貢獻源，其次是種植業(yè)(農(nóng)田)含氮化肥的施用. 其他排放源包括生物質(zhì)燃燒、人體糞便、化工生產(chǎn)、廢物處理、交通排放、煤炭燃燒等.

從時間分布來看，受夏季高溫影響，氨在夏季的排放量高于冬季(見圖2). 研究結(jié)果顯示，冬季(12月—翌年2月)大氣氨排放約占全年排放總量的17%；夏季(6—8月)約占全年的33%，是冬季排放量的2倍左右[23].

圖2 我國氨排放季節(jié)性變化Fig.2 Seasonal changes in ammonia emissions in China

京津冀及周邊地區(qū)“2+26”城市是我國氨排放強度較大的區(qū)域，2017年和2018年氨排放量分別為1.56×106和1.41×106t[23]. 其中，農(nóng)業(yè)源氨排放占比超過80%，種植業(yè)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)NH3排放分別占總量的22%和59%.

1.2 我國大氣氨濃度特征

基于我國大氣氨觀測研究網(wǎng)絡(luò)(AMoN-China)，發(fā)現(xiàn)我國氨濃度較高的地區(qū)集中分布在華北平原(見圖3)，特別是京津冀中南部地區(qū)年均氨濃度高達13.4 μgm3，其次為西北地區(qū)(10.0 μgm3)，遠高于中部地區(qū)(5.4 μgm3)、東南地區(qū)(5.1 μgm3)、東北地區(qū)(4.4 μgm3)和西南地區(qū)(3.8 μgm3). 總體而言，地面氨濃度的空間分布與衛(wèi)星觀測的氨柱濃度和氨排放清單空間分布基本一致，證實了華北平原是我國氨濃度最高、氨排放量最大的熱點區(qū)域[24].

圖3 我國大氣氨濃度的空間分布Fig.3 Spatial distribution of atmospheric ammonia concentration in China

通過對北京初冬(農(nóng)業(yè)活動減弱)和盛夏(農(nóng)業(yè)排放增強)大氣霾污染過程不同粒徑段樣品的氮穩(wěn)定同位素測試，發(fā)現(xiàn)了非農(nóng)業(yè)源影響城市氣溶膠銨鹽的強烈信號. 通過同位素質(zhì)量平衡模型，解析到北京城區(qū)(年尺度上)銨鹽有55%來自農(nóng)業(yè)排放，而非農(nóng)業(yè)源(機動車、燃煤、氨逃逸)的貢獻也決不能忽視(尤其是在重霾污染期間)[25]. 同位素源解析結(jié)果進一步印證了我國城市觀測到的高濃度氨氣與局地排放有關(guān)，而與區(qū)域農(nóng)業(yè)源的關(guān)系不大. 如果該結(jié)論具有普適性，這將直接關(guān)系到我國未來氨氣減排的策略選擇. 建議未來進一步開展不同區(qū)域的氨氣銨鹽來源解析，特別是加強氨氣同位素源譜的本地化研究[26].

1.3 氨對秋冬季霾污染(PM2.5)的影響及其減排效應(yīng)

農(nóng)業(yè)源氨排放作為氨污染的主要來源，嚴格的控氨措施技術(shù)上雖可實現(xiàn)，但面臨較大的經(jīng)濟成本與糧食安全問題，即農(nóng)業(yè)控氨既要保證種植業(yè)和畜牧業(yè)的正常生產(chǎn)，又要在經(jīng)濟成本相對較低的情況下來進行氨的減排. 考慮到我國部分地區(qū)還有較嚴重的酸雨問題，氨減排不宜一刀切，重點應(yīng)放在霧霾嚴重的秋冬季與暫無酸雨威脅的地區(qū)[27].

1.3.1非洲豬瘟對大氣氨濃度的影響

2018年下半年非洲豬瘟的爆發(fā)導(dǎo)致全國畜牧業(yè)生豬飼養(yǎng)量顯著下降(平均降幅在25%以上)，基于氨排放因素估算，豬瘟導(dǎo)致全國養(yǎng)豬行業(yè)氨的年排放量降低約2×105t，占全國農(nóng)業(yè)氨排放量的3%. 全國大氣沉降監(jiān)測網(wǎng)的結(jié)果[28]表明，2018年7—12月全國大氣氨濃度比2016年和2017年同期下降約5%；華北平原作為養(yǎng)殖業(yè)集中區(qū)域，大氣氨濃度與2017年同期相比下降了13%. 大氣氨濃度的下降是多因素(包括化肥施用量下降)共同作用的結(jié)果，但豬瘟導(dǎo)致的生豬養(yǎng)殖量下降在其中所起的貢獻不容忽視.

1.3.2華北區(qū)域氨減排對重污染期間PM2.5的削減效應(yīng)

基于熱力學(xué)模型(ISORROPIA)模擬了華北地區(qū)大氣中氨減排對削減硝酸根離子的效果[29]，發(fā)現(xiàn)大氣中總氨(氣態(tài)氨和銨根離子)削減40%后，硝酸根離子的峰值濃度被大幅削弱，平均降幅超過50%，進而使PM2.5的峰值濃度下降15%～20%. 因此，華北地區(qū)冬季重污染期間，通過控制氨排放來削減PM2.5是有效的. 同時，硝酸銨下降只會引起NOx的氧化產(chǎn)物氣態(tài)硝酸濃度的變化，不會引起前體物NO2的變化. 同理，氨的大幅減排(如減排50%)會導(dǎo)致硫酸銨轉(zhuǎn)換成硫酸氫銨，不會影響SO2的濃度. 因此，大幅減氨不會引起SO2、NO2濃度升高.

2 農(nóng)業(yè)氨減排技術(shù)

2.1 種植業(yè)氨減排技術(shù)

種植業(yè)的氨排放主要源于氮肥施用，施用量、肥料形態(tài)及其施用方法均是影響氨排放的關(guān)鍵因素. 通過收集全國尺度種植業(yè)氨排放相關(guān)文獻(1990—2017年)，整合分析了種植業(yè)生產(chǎn)過程中潛在的氨減排技術(shù)，通過技術(shù)減排效率和經(jīng)濟性構(gòu)建了種植業(yè)氨減排技術(shù)清單(見表1). 從源頭上管控種植業(yè)氮素投入是緩解我國種植業(yè)氨排放的基礎(chǔ)(數(shù)據(jù)庫中單季作物施氮量最大值為600 kghm2)，其可降低生產(chǎn)成本、增加氮肥利用效率，但在減肥增效實踐中應(yīng)該因地制宜，結(jié)合測土配方施肥合理管控氮肥投入，從而兼顧糧食安全和保護環(huán)境. 對于機械配套和灌溉設(shè)施條件較好的區(qū)域，可采用深施肥(減排效果為45.1%～79.4%)以及施肥后灌溉(減排效果為71.3%～83.4%)等措施來避免肥料的氨損失；對于水源匱乏區(qū)域，可構(gòu)建水肥一體化體系，從而實現(xiàn)節(jié)水-節(jié)肥-控氨的多重效果；秸稈還田技術(shù)在旱地的運用中對氨揮發(fā)影響因還田方式而異，秸稈免耕覆蓋顯著提高土壤脲酶活性，此時尿素表施顯著增大氨揮發(fā)損失[30]，而在秸稈粉碎混合還田，增強銨氮固定方面具有顯著降低氨揮發(fā)效果[31]. 另外，秸稈通過高溫?zé)峤庵瞥山斩捝锾?，其施用會強烈影響氨的揮發(fā)，尤其是中酸性生物炭的施用增強了土壤的吸附交換能力可使氨損失降低20.9%～57.7%[32]，但鑒于其生產(chǎn)成本較高，可在一些基礎(chǔ)地力較低的地區(qū)選擇性推廣以達到固碳、培肥和抑氨的效果. 就氮肥形態(tài)替換來說，增強畜牧業(yè)與種植業(yè)耦合，實現(xiàn)有機肥代替尿素具有較好的氨減排效果，全替代的情況下可減排44.7%～63.6%，部分替代情景下也可減少6%～18.5%的氨排放，但協(xié)調(diào)與降低有機肥運輸?shù)某杀臼峭七M有機肥資源利用的重要前提與措施. 改變不同無機氮肥的形態(tài)，如利用銨態(tài)氮肥或硝肥替換尿素可減少8.6%～48.8%的氨損失，但其施用應(yīng)與作物對氮素形態(tài)的喜好相結(jié)合，在保障氨減排的前提下也要充分考慮其他活性氮排放及其潛在的環(huán)境污染(如硝酸鹽淋洗和氧化亞氮排放). 氮肥增效主要是通過控制或減緩有效氮素的釋放速率使之與作物的氮素需求特點相匹配，以有效減少活性氮損失. 控釋氮肥總體都有較好的氨減排潛力(46.8%～58.3%). 相較于控釋尿素，尿素與氮素穩(wěn)定劑(如脲酶抑制劑)配施的氨減排效果最好，減排潛力為48.1%～70.4%，其生產(chǎn)成本相對較低，是值得推廣的氨減排技術(shù)，特別是對于農(nóng)機不配套的區(qū)域，簡單的表施也可在很大程度上降低氨排放. 結(jié)合脲酶抑制劑在典型華北農(nóng)田開展的定位試驗，脲酶抑制可減少小麥玉米輪作體系41.4%～96.4%的氨排放，同時還可以一定程度上緩解氧化亞氮和氮氧化物的排放[33].

表1 種植業(yè)氨減排技術(shù)清單

2.2 畜牧業(yè)氨減排技術(shù)

通過對豬、雞、牛糞便管理全鏈條各自的氨減排技術(shù)數(shù)據(jù)的收集以及meta整合分析[34-36]，分別給出了各動物類型適宜的氨減排技術(shù)及其減排效果(見表2). 由表2可見：對于各種動物在糞便管理的各階段，均有可行的技術(shù)使氨獲得有效減排；對于整個養(yǎng)殖管理鏈條進行高效減排的關(guān)鍵在于識別排放關(guān)鍵階段，采用高效低價的技術(shù)進行減排.

表2 畜禽養(yǎng)殖氨減排技術(shù)清單

同時對生豬的深坑式、水泡糞式、墊料式、固液分離式養(yǎng)殖管理模式，以及肉雞墊料式、蛋雞清糞帶式和肉牛大型育肥場模式，總計7種典型管理模式，結(jié)合氮物質(zhì)流方法核算了各模式全鏈條氨排放結(jié)果，認為不同畜種和不同飼養(yǎng)方式下，氨排放關(guān)鍵環(huán)節(jié)不同. 生豬養(yǎng)殖系統(tǒng)氨排放關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要在舍外管理和農(nóng)田利用階段[34]，肉雞墊料系統(tǒng)氨排放關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于舍內(nèi)，蛋雞清糞帶系統(tǒng)由于糞便快速被清出舍外，因而關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于舍外和農(nóng)田階段[35]；對于肉牛大型育肥場系統(tǒng)，氨排放關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于育肥場上[36]. 因而針對這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)開展減排工作，設(shè)計相應(yīng)減排組合方案，可以獲得最大效果的全鏈條水平的氨減排效果.

綜合豬、雞、牛3種動物的氨減排技術(shù)，結(jié)合對每種技術(shù)的減排效率、減排原理、其具體適用對象、技術(shù)經(jīng)濟性、實現(xiàn)方法等，構(gòu)建了畜禽養(yǎng)殖氨減排技術(shù)清單. 在糞便管理各階段最為推薦的技術(shù)分別是：飲食上采用低蛋白日糧(減排效率為0～63%)；畜舍內(nèi)采用半漏縫地板(減排效率為11%～40%)和提高清糞頻率(減排效率為0～93%)；外排氣體采用酸洗(減排效率為90%～95%)或生物過濾器(減排效率為0～86%)，但該技術(shù)需進一步降低成本；污水貯存采用塑料薄膜覆蓋(減排效率為74%～100%)和降溫(減排效率為20%～30%)；堆肥過程推薦使用堆肥尾氣過濾器(減排效率為36%～94%)，堆放過程采用覆蓋(減排效率為15%～88%)；施用過程改表施為注射(減排效率為70%～99%)，固體快速翻耕混施(減排效率為39%～94%).

現(xiàn)行的畜禽養(yǎng)殖場政策、規(guī)范大都基于職業(yè)衛(wèi)生健康、水、固廢污染防治，大氣污染主要從惡臭防治角度考慮. 通過分析，發(fā)現(xiàn)畜禽圈舍管理環(huán)節(jié)中圈舍封閉、機械通風(fēng)、外排氣處理，畜禽糞尿儲存與處理環(huán)節(jié)中封閉輸送儲存、固液分離、PVC薄膜覆蓋儲存、密閉倉式堆肥等控氨技術(shù)措施與現(xiàn)行的畜禽養(yǎng)殖場相關(guān)政策、規(guī)范存在一致性，可作為優(yōu)先推廣技術(shù)[37-41].

3 我國氨減排政策分析、建議及實現(xiàn)途徑

3.1 我國氨減排相關(guān)政策和行動計劃

2018年6月，中共中央 國務(wù)院在《關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境保護 堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》中提出 “堅決打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，其中第一條是加強工業(yè)企業(yè)大氣污染綜合治理中強調(diào)“強化工業(yè)企業(yè)無組織排放管理，推進揮發(fā)性有機物排放綜合整治，開展大氣氨排放控制試點”. 同年，國務(wù)院印發(fā)了《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃的通知》(國發(fā)〔2018〕22號)，在二十一條加強秸稈綜合利用和氨減排控制中強調(diào)“控制農(nóng)業(yè)源氨排放，減少化肥農(nóng)藥使用量，增加有機肥使用量，實現(xiàn)化肥農(nóng)藥使用量負增長. 提高化肥利用率，到2020年，京津冀及周邊地區(qū)、長三角地區(qū)在40%以上. 強化畜禽糞污資源化利用，改善養(yǎng)殖場通風(fēng)環(huán)境，提高畜禽糞污綜合利用率，減少氨揮發(fā)排放”[23].

3.2 我國氨減排政策建議

a) 建立氨氣測量標(biāo)準、完善監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系與排放核算標(biāo)準. 針對現(xiàn)有研究監(jiān)測評估方法不統(tǒng)一、結(jié)果可比性差、研究成果碎片化等問題，研究建立科學(xué)的、分類型的、系統(tǒng)的觀測評估方法和技術(shù)標(biāo)準；選擇基礎(chǔ)好的觀測點，補充完善監(jiān)測設(shè)備與體系，建立統(tǒng)一的質(zhì)控數(shù)據(jù)管理制度，開展不同氣候條件、生產(chǎn)要素等對氨排放的影響，形成綜合的監(jiān)測評估體系，摸清排放底數(shù)，構(gòu)建精細化排放清單.

b) 氨減排目標(biāo)設(shè)定. 將氨氣(NH3)歸入主要空氣污染物并進行針對性地監(jiān)測，并頒布官方規(guī)范化的氨排放清單. 在國家及地方各級政府層面的環(huán)境治理目標(biāo)規(guī)劃中，針對各省(自治區(qū)、直轄市)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合各項減排技術(shù)的費效比、可操作性、地區(qū)經(jīng)濟承受能力等，設(shè)定不同地區(qū)農(nóng)業(yè)的氨減排的短期和中長期目標(biāo)，如可考慮選擇100個養(yǎng)殖大縣，設(shè)定2025年減排10%、2035年減排30%的目標(biāo)(相對于2015年)，由政府各部門聯(lián)合監(jiān)督，以保障區(qū)域按減排目標(biāo)的有效實現(xiàn).

c) 氨污染預(yù)警、源解析和環(huán)境安全評價體系建立. 結(jié)合氨減排目標(biāo)和區(qū)域氨排放特征，劃分氨排放重點區(qū)域，加強該區(qū)域的氨監(jiān)測強度，結(jié)合溯源技術(shù)(如同位素指紋)探明氨污染來源，進行氨氣和PM2.5的同步監(jiān)測解析區(qū)域氨排放對霧霾形成的貢獻. 對于部分點源污染區(qū)域及其周邊生態(tài)環(huán)境體系(如森林、草地和水體)進行環(huán)境評估，分析氨污染對生物多樣性、水質(zhì)等的影響，進而有針對性地提出重點區(qū)域的氨限排標(biāo)準. 同時根據(jù)氨排放、大氣中二次轉(zhuǎn)化和沉降的特點，結(jié)合區(qū)域霧霾預(yù)警體系，即時控制污染期間的氨來源，如推遲施肥時間或使用穩(wěn)定性肥料，減少設(shè)施農(nóng)業(yè)通風(fēng)頻次或進行棚內(nèi)氨氣回收；增加清糞頻率，堆放和儲藏的糞污進行覆蓋等措施，預(yù)警消息可利用手機APP形式即時傳達至相關(guān)村級行政單位、企業(yè)和中大型種植或養(yǎng)殖戶負責(zé)人，同時設(shè)置氨管控督查小組，確保重污染期間氨減排措施的切實貫徹實施.

d) 農(nóng)業(yè)氨減排技術(shù)篩選與示范. 篩選主要排放源的減排技術(shù)措施，系統(tǒng)評估不同減排技術(shù)的效果與成本，構(gòu)建具有區(qū)域針對性的氨減排技術(shù)列單；結(jié)合區(qū)域主流種養(yǎng)習(xí)慣，細化氨減排技術(shù)在區(qū)域?qū)崿F(xiàn)的技術(shù)難點和要點，同時將有關(guān)技術(shù)規(guī)程對相關(guān)政府機構(gòu)、企業(yè)和農(nóng)戶進行普及和商討，明確技術(shù)實施存在的阻礙；對部分可行性高和氨減排效果顯著的技術(shù)在京津冀及周邊“2+26”城市、長三角地區(qū)等國家大氣污染防治重點區(qū)域，選擇種植和養(yǎng)殖規(guī)模較大、地方有積極性的國家農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展試驗示范區(qū)，開展種植業(yè)和畜牧業(yè)氨減排技術(shù)試點，連續(xù)定點監(jiān)測，評估區(qū)域氨減排成效，形成可復(fù)制、可推廣氨減排技術(shù)模式和管理機制，適時編制全國種植和畜禽氨排放控制規(guī)劃并向全國推廣.

3.3 我國農(nóng)業(yè)氨減排的實現(xiàn)途徑

a) 建立和完善農(nóng)業(yè)氨排放管理技術(shù)指南，納入到生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程中. 種植業(yè)方面，加強對科學(xué)施肥的指導(dǎo)、避免過量施用氮肥是從源頭控制種植業(yè)氨排放的重要措施. 此外，尿素取代碳銨、添加脲酶抑制劑、改性硝態(tài)氮肥、氮肥深施等技術(shù)是經(jīng)廣泛驗證、行之有效的控氨措施，結(jié)合費效分析，選取適宜施肥技術(shù)，納入到地區(qū)主要類型種植業(yè)的技術(shù)規(guī)程中. 養(yǎng)殖業(yè)方面，宜在推廣應(yīng)用低蛋白日糧、源頭減少氮產(chǎn)生量的基礎(chǔ)上，加強標(biāo)準化畜舍與糞便儲存處理環(huán)節(jié)的管理，示范推廣畜舍排放氣體凈化技術(shù)，糞污密閉或覆蓋貯存、種養(yǎng)結(jié)合與糞便深施等技術(shù)，適時納入到養(yǎng)殖場環(huán)評、建設(shè)、驗收等標(biāo)準、規(guī)范、管理辦法和條例中. 通過政府引導(dǎo)、鼓勵和監(jiān)督相結(jié)合，實現(xiàn)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)氨減排技術(shù)的大范圍推廣與實施，尤其是在河南省、山東省、河北省、江蘇省、四川省、陜西省和新疆維吾爾自治區(qū)等排放大省(自治區(qū))優(yōu)先示范.

b) 加強畜禽糞尿的減量、濃縮處理，減小不同類型有機肥的差異. 我國種植業(yè)氮素需求量大和養(yǎng)殖業(yè)糞污氮素的大量盈余之間的時空錯位與管理脫節(jié)是當(dāng)前農(nóng)業(yè)養(yǎng)分資源管理的難點. 打通種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的養(yǎng)分流通阻礙，推動農(nóng)牧結(jié)合，實現(xiàn)有機肥替代化肥是降低農(nóng)業(yè)系統(tǒng)氮素存量、控制氨揮發(fā)的重要途徑. 由于不同類型有機肥養(yǎng)分活性與有效性差異巨大，如何確定畜禽糞肥的化肥當(dāng)量值是合理施用有機肥的關(guān)鍵問題. 建議通過加強畜禽糞尿的減量、濃縮等加工處理，既可以大幅增加有機肥的輻射發(fā)散距離和農(nóng)戶的施用意愿，也可降低不同類型有機肥養(yǎng)分有效性等方面差異，更好地實現(xiàn)有機肥替代化肥，提高養(yǎng)殖業(yè)糞污氮素的利用.

c) 加強農(nóng)業(yè)機械研究，彌補液態(tài)有機肥施用技術(shù)缺乏的短板. 沼液等液態(tài)有機肥的施用方式主要是地表噴施、隨水沖施，滴灌等精細化施用技術(shù)占比仍然較低，因此氨揮發(fā)嚴重. 液態(tài)有機肥可通過條施、混施和注射施用等方式大幅降低氨排放，但受此類施肥機械小型化不足等影響，液態(tài)有機肥田間施用難，氨揮發(fā)嚴重，已成為影響種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)間養(yǎng)分循環(huán)的巨大短板. 因此，通過資助和補貼以加強液態(tài)有機肥施肥機械研制和推廣具有重要的意義.

d) 優(yōu)化區(qū)域布局，實現(xiàn)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)空間耦合. 我國農(nóng)業(yè)空間分布不均勻，畜牧業(yè)多集中于東部沿海大城市周圍，而這些區(qū)域種植業(yè)一般以蔬菜和果樹等經(jīng)濟作物為主，由于經(jīng)濟作物氮素攜出量低，且有機肥多已過量施用，因此消納有機肥的潛力較小. 與之相比，糧食作物氮素輸出量大，但其集中種植區(qū)與畜禽養(yǎng)殖集中區(qū)不匹配，無法實現(xiàn)養(yǎng)殖業(yè)和飼料生產(chǎn)基地間的氮素高效循環(huán)與流動. 政府應(yīng)充分利用補貼、減稅等經(jīng)濟手段和排污許可等環(huán)保手段，推動種植業(yè)和畜牧業(yè)空間分布上的耦合，增加直接還田利用比例，降低養(yǎng)殖業(yè)糞污存儲時間，減少糞尿加工和儲藏過程中氨揮發(fā)和有機肥運輸距離，既提高效率又可降低成本.

4 結(jié)論與展望

a) 通過精細化氨排放清單統(tǒng)計，2000—2018年我國氨排放經(jīng)歷了先增長后略有下降并穩(wěn)定在10×106ta的水平，農(nóng)業(yè)源氨排放占80%以上，京津冀及其周邊地區(qū)氨排放強度大.

b) 基于同位素示蹤技術(shù)反向溯源發(fā)現(xiàn)，工業(yè)和交通源氨排放對在城市大氣氨和銨鹽的貢獻超過了50%，而農(nóng)業(yè)源的貢獻與其排放量占比不匹配，未來需加強農(nóng)業(yè)源排放到大氣后的化學(xué)轉(zhuǎn)化和傳輸過程追蹤，揭示其最終的去向.

c) 通過模型量化了氨減排對霾污染(PM2.5)的改善效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)氨減排40%可減少10%～20%的PM2.5峰值濃度，農(nóng)業(yè)尤其是畜牧業(yè)氨減排有助于消弱冬季大氣PM2.5污染峰值.

d) 系統(tǒng)分析了氨減排技術(shù)、明確減排潛力，提出以源頭控氮(氮肥總量和飼料蛋白的削減)為基礎(chǔ)、圈舍空氣凈化和加強糞污貯存處理相結(jié)合的畜牧業(yè)控氨措施，同時在種植業(yè)生產(chǎn)中強化氮肥深施和肥料優(yōu)化(如用脲酶抑制劑增效氮肥代替普通尿素)可進一步提升控氨效果.

e) 結(jié)合我國氨排放現(xiàn)狀和減排潛力，建議強化大氣氨監(jiān)測并結(jié)合溯源技術(shù)定量化氨來源，提出針對我國的氨減排目標(biāo)，并加強重點區(qū)域氨減排技術(shù)的推廣和示范，為打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)提供理論和技術(shù)支撐.