浙江省2013～2020年人為源氨排放清單

魯勝坤,晁 娜,陳金媛*,王瓊真,汪 輝 (.浙江工業(yè)大學環(huán)境學院,浙江 杭州 004；.浙江省生態(tài)環(huán)境科學設(shè)計研究院,浙江 杭州 0007；.臺州市污染防治工程技術(shù)中心,浙江 臺州 8000)

NH3是參與大氣氮循環(huán)最主要的堿性氣體[1],它既可以與SO2、NOx反應(yīng)形成硫酸鹽、硝酸鹽等氣溶膠,成為霧霾形成的重要組分[2],也可在大氣濕沉降情況下進入水體,引起水體富營養(yǎng)化,進入土壤,成為土壤酸化的重要誘導因子[3],對人類的生活環(huán)境有著極其重要的影響.

歐美發(fā)達國家關(guān)于人為源NH3排放清單的研究開始較早,并在20世紀末快速發(fā)展,其在NH3排放源類別[4]以及清單計算的有效性和不確定性方面[5]都有較為深入的研究.中國人為源 NH3排放清單的研究起步晚于歐美國家,早期研究多以京津冀地區(qū)[6]、珠三角地區(qū)[7]和長三角地區(qū)[8]等城市群為研究對象,探究了人為源 NH3排放特征以及各類排放源的占比情況.部分學者也開展了省級層面人為源 NH3排放清單研究,例如四川省[9]、湖北省[10]、福建省[11]等地.近年來關(guān)于浙江省 NH3排放的研究也有報道,余飛翔等[12]和趙睿東等[13]基于浙江省的各類排放因子和活動水平,系統(tǒng)的建立了浙江省2013年農(nóng)業(yè)源和 2017年浙江省人為源 NH3排放清單, 分析了各排放源的排放分擔率以及浙江省各地市的排放情況.綜上所述,現(xiàn)有的關(guān)于浙江省人為源 NH3排放的研究較少,且基準年多為較早的年份,而近年來浙江省陸續(xù)出臺了合理化畜禽養(yǎng)殖、減少氮肥使用等NH3減排相關(guān)政策要求[14-15],NH3排放量變化較大,現(xiàn)有的研究成果已經(jīng)不適用于目前浙江省的現(xiàn)狀.已采取NH3減排措施效果如何,有待進一步研究.

本研究基于2014年國家生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《大氣氨源排放清單編制技術(shù)指南(試行)》(以下簡稱《指南》)[16],采用排放因子法建立了浙江省 2013～2020年人為源NH3排放清單,利用ArcGIS軟件對排放量進行了3km×3km高分辨率空間分配,并與大氣PM2.5組分中 NH4+濃度進行對比,分析人為源 NH3排放對 NH4+濃度變化的影響,以期為浙江省大氣NH3減排和PM2.5防控提供參考.

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域和對象

研究區(qū)域為浙江省全域,研究對象為涉及大氣NH3排放的11個人為源,其中包括固氮植物、土壤本底、氮肥施用、秸稈堆肥、畜禽養(yǎng)殖等5個農(nóng)業(yè)源,以及工業(yè)生產(chǎn)、人體排泄、燃料燃燒、機動車、生物質(zhì)燃燒、廢棄物處理等6個非農(nóng)業(yè)源.

1.2 清單估算方法與數(shù)據(jù)來源

浙江省人為源 NH3排放量估算主要采用排放因子法,具體見公式(1):

式中:E為排放量,萬t;i,j為地市和排放源;A為活動水平;EF為不同排放源的排放因子; γ為氮氨轉(zhuǎn)換系數(shù),僅針對畜禽養(yǎng)殖業(yè),取1.214,其他排放源取1.0[16].

各類源活動水平數(shù)據(jù)主要通過2013～2020年中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒[17],2014～2020年中國能源統(tǒng)計年鑒[18],浙江省[19]和各地市 2014～2021年統(tǒng)計年鑒[20-30]獲取,數(shù)據(jù)收集以縣(區(qū))為最小行政單元,排放因子主要參考《指南》[16]推薦值,部分做本地化修正或參考相關(guān)文獻.

1.2.1 畜禽養(yǎng)殖 畜禽養(yǎng)殖業(yè)主要分為集約化養(yǎng)殖和散養(yǎng) 2種方式,由于浙江省畜禽養(yǎng)殖以集約化養(yǎng)殖為主,2015年生豬、奶牛、家禽集約化養(yǎng)殖比重已分別達89%、99%和91%[31],且散養(yǎng)畜禽活動水平較難獲取,故本研究僅考慮集約化養(yǎng)殖.畜禽養(yǎng)殖業(yè) NH3排放主要來自于畜禽排泄物,其計算所需活動水平以排泄物在不同形態(tài)(固態(tài)和液態(tài))和不同管理階段(圈舍、存儲和施肥)的銨態(tài)氮總量表征,計算方法見公式(2)～(8).

式中:TAN為各類畜禽排泄物的總銨態(tài)氮量, t ;LAN 為畜禽年內(nèi)飼養(yǎng)量,頭(只),其中飼養(yǎng)周期大于1a的畜禽選用年底存欄量,飼養(yǎng)周期小于1a的選用年底出欄量; DN為單位畜禽排泄量,kg/(頭(只)·d); NN、η分別為氮和銨態(tài)氮質(zhì)量分數(shù), %;A圈舍,液態(tài)、A圈舍,固態(tài)、A存儲,液態(tài)、A存儲,固態(tài)、A施肥,液態(tài)、A施肥,固態(tài)分別為不同階段畜禽糞便和尿液中含有的總銨態(tài)氮量,t ; X液為液態(tài)排泄物占總排泄物的質(zhì)量分數(shù), %,牲畜排泄物中液態(tài)固態(tài)各占 50%,禽類均為固態(tài)[32];EF圈舍,液態(tài)、EF圈舍,固態(tài)、EF存儲,液態(tài)、EF存儲,固態(tài)分別為圈舍和儲存階段畜禽排泄物的排放因子,%;EF損失,液態(tài)、EF損失,固態(tài)為儲存階段液態(tài)和固態(tài)排泄物的N2O、NO和N2的排放因子;R飼料為用作生態(tài)飼料的排泄物質(zhì)量分數(shù),牛和羊、豬、雞分別取 20%、30%和 50%,其他均取0[16].

存欄量和出欄量取自各地市2014～2021年統(tǒng)計年鑒,本研究排放因子以及各類畜禽排泄物的量、氮含量等主要參照《指南》[16],如表1所示.

表1 浙江省畜禽養(yǎng)殖NH3排放計算參數(shù)Table 1 Parameters used in calculating NH3 emission of livestock in Zhejiang Province

1.2.2 氮肥施用 本研究中氮肥種類主要分為尿素、碳銨、硝銨、硫銨和其他氮肥,各類氮肥施用量取自統(tǒng)計年鑒.氮肥施用 NH3排放量受氮肥種類、施肥率和施肥方式影響,本研究基于《指南》中推薦的基準排放因子,根據(jù)浙江省本地實際情況,采用公式(9)對基準排放因子進行修正,從而獲得適用于浙江省的氮肥施用排放因子.

式中:浙江省2013～2020年城市年氣溫區(qū)間在16.8～19.9℃,土壤主要呈酸性,不同氮肥基礎(chǔ)排放因子選取《指南》[16]中推薦的數(shù)值;施肥率校正因子與單位耕地面積施氮量相關(guān)[16],研究結(jié)果表明浙江省的單位耕地施氮量為26～35t/km2[34], 故施肥率校正因子取1.18;施肥方式校正因子取0.66[12].

表2 氮肥施用排放因子Table 2 Emission factors of nitrogen fertilizer application

1.2.3 其他農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng) (1)固氮植物:固氮植物的種類主要包含大豆、花生和綠肥,活動水平主要取自各地市統(tǒng)計年鑒中固氮植物的種植面積.三者的NH3排放因子取自《指南》[16]中推薦值,分別為0.08,0.07,0.09kg/畝.

(2)秸稈堆肥:秸稈堆肥的活動水平數(shù)據(jù)為田間的秸稈堆肥量,通過公式(10)計算獲取.秸稈堆肥的NH3排放因子取自《指南》[16]中推薦值,為0.32kg/t.

式中:各類農(nóng)作物產(chǎn)量通過統(tǒng)計年鑒獲取;草谷比來源于文獻[35],不同農(nóng)作物的草谷比見表3;農(nóng)作物用作田間堆肥的秸稈比例來源于浙江省生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布的《浙江省全國第二次污染源普查公報》[36].

表3 不同農(nóng)作物草谷比Table 3 Grass to valley ratio of different crops

(3)土壤本底:土壤本底的活動水平為浙江省各縣(區(qū))的耕地面積,數(shù)據(jù)來源于各地市統(tǒng)計年鑒,土壤本底的 NH3排放因子取自《指南》[16]的推薦值0.12kg/畝.

1.2.4 人體排泄 人體主要通過呼吸、汗液及糞便排放 NH3,由于城鄉(xiāng)衛(wèi)生條件和設(shè)施不同,所以本研究對城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)分別進行研究.人體排泄 NH3排放量基于城鎮(zhèn)和農(nóng)村人口數(shù)量計算,排放因子分別取0.25,0.5kg/人[37].

1.2.5 工業(yè)生產(chǎn) 合成氨和氮肥生產(chǎn)是工業(yè)中NH3排放的主要來源,基于統(tǒng)計年鑒中合成氨和氮肥產(chǎn)品產(chǎn)量,結(jié)合文獻[38-39]的排放因子(其中,合成NH3生產(chǎn)取2.1kg/t,氮肥生產(chǎn)取3kg/t)對工業(yè)生產(chǎn)過程的NH3排放進行估算.

1.2.6 機動車 本研究參考《指南》將機動車分為小(輕)微型車、大(重)中型車和其他車輛,通過公式(11)對機動車NH3排放量進行估算.各地市機動車保有量可從統(tǒng)計年鑒中獲取,與對應(yīng)的行駛里程的乘積即為機動車污染物排放的活動水平,本研究參考《指南》[16],對不同車型和燃燒類型的機動車的排放因子進行歸類,如表4.

表4 不同類型機動車NH3排放因子Table 4 NH3 emission factors of different types of motor vehicles

式中:E為機動車 NH3排放量,t;P為機動車保有量,輛;M為機動車年均行駛里程,km;EF為機動車排放因子,g/(km·輛);i為機動車車型;j為機動車燃料類型.

1.2.7 燃料燃燒 燃料燃燒源主要選用電廠和工業(yè)生產(chǎn)過程中燃料使用,活動水平數(shù)據(jù)取自統(tǒng)計年鑒中的燃煤、燃油、燃天然氣量,排放因子選取自文獻[40],分別為0.014kg/t、0.096kg/kL、51.259mg/m3.

1.2.8 生物質(zhì)燃燒 生物質(zhì)燃燒源包括民用生物質(zhì)爐灶和生物質(zhì)露天焚燒,活動水平通過公式(12)[41-42]計算獲取秸稈焚燒量,排放因子如表5所示[16].

表5 生物質(zhì)燃燒排放因子Table 5 Emission factors of biomass combustion

式中:A為農(nóng)田廢棄秸稈的焚燒量,t;i,j分別為地區(qū)和農(nóng)作物種類;P為主要農(nóng)作物產(chǎn)量,t;N為農(nóng)作物草谷比;R為生物質(zhì)爐灶燃燒比例/露天焚燒比例;η為燃燒率.

1.2.9 廢棄物處理 廢棄物處理源主要包括污水處理、垃圾填埋、垃圾焚燒和煙氣脫硝,活動水平取自中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒[17]中的污水和垃圾處理量以及中國能源統(tǒng)計年鑒[18]中的火電廠燃煤消耗量,排放因子取自《指南》[16]推薦值,分別為0.3g/m3、0.56kg/t、0.21kg/t和 0.165kg/t,基于式(1)進行計算.

1.3 NH4+濃度數(shù)據(jù)來源

本研究中2020年NH4+濃度通過PM2.5組分手工采樣分析獲取,采樣點位、時間和方法詳見李冰潔等[43]的研究,分析測試方法選用《環(huán)境空氣顆粒物中水溶性陽離子(Li+、Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+)的測定離子色譜法》(HJ 800-2016).手工監(jiān)測質(zhì)控要求執(zhí)行《國家大氣顆粒物組分手工監(jiān)測質(zhì)量保證與質(zhì)量控制規(guī)定》.其他年份 NH4+濃度取自參考文獻[44-49],相關(guān)采樣信息如表6所示,分析測試方法均與2020年方法相同,采用離子色譜法.

表6 其他年份NH4+采樣信息Table 6 Sampling information of NH4+ for other years

2 結(jié)果與討論

2.1 浙江省人為源NH3排放量變化

由表7可知,2013～2020年浙江省人為源 NH3排放量分別為17.5,6.1,15.4,14.9,14.4,14.2,13.8,13.5萬t,近8a來呈逐年下降趨勢,2020年人為源NH3排放量較2013年下降23.1%,2014～2020年分別較上年下降7.7%、4.8%、3.4%、2.9%、1.7%、2.9%和2.3%.

表7 浙江省2013～2020年人為源NH3排放量變化情況(萬t)Table 7 NH3 emissions of anthropogenic sources in Zhejiang Province from 2013 to 2020(×104t)

2.2 浙江省人為源NH3排放貢獻率變化

從圖1可見,歷年來農(nóng)業(yè)源為主要貢獻源,占比在 57.2%～69.6%,其中歷年畜禽養(yǎng)殖源的貢獻比例為35.0%～44.3%,氮肥施用的貢獻比例為15.3%～22.0%,其他農(nóng)業(yè)源占比僅 4.0%～4.3%;非農(nóng)業(yè)排放源方面,人體排泄、廢棄物處理和機動車排放貢獻率較高,貢獻比例分別為11.2%～13.8%、9.3%～12.1%和3.5%～7.6%,其他非農(nóng)業(yè)源總計占比6.4%～9.2%.

圖1 浙江省2013～2020年各類源NH3排放占比情況Fig.1 Proportion of NH3 emissions from various sources in Zhejiang Province from 2013 to 2020

如圖2,從歷年來各類排放源NH3排放變化情況來看,農(nóng)業(yè)源 NH3排放量整體下降,機動車、能源消費和廢棄物處理等非農(nóng)業(yè)源方面排放量整體上升.2013年畜禽養(yǎng)殖排放量為7.7萬t,在各類排放源中占比最高,為44.3%,2020年畜禽養(yǎng)殖排放量為5.1萬 t,在各類源中占比下降為37.7%,排放量較 2013年下降了34.5%;2020年氮肥施用NH3排放量為2.1萬t,占全省 NH3排放量的15.3%,較2013年下降了44.1%.2020年人體排泄NH3排放量為1.9萬t,占全省NH3排放量的13.8%,較2013年下降了5.0%;2020年廢棄物處理排放量為1.63萬t,占全省NH3排放量的12.1%,較2013年下降了0.1%;2020年機動車NH3排放量為1萬t,占全省NH3排放量的7.6%,較2013年上升了65.9%;2020年燃料燃燒NH3排放量為0.9萬 t,占全省 NH3排放量的 6.8%,較 2013年上升了12.1%;2020年耕地面積、固氮植物、秸稈堆肥、工業(yè)生產(chǎn)和生物質(zhì)燃燒NH3排放量總計0.9萬t,占全省NH3排放量的6.6%,較2013年總計下降了15.0%.

圖2 浙江省2013～2020年各類源NH3排放量變化情況Fig.2 NH3 emissions from various sources in Zhejiang Province from 2013 to 2020

畜禽養(yǎng)殖作為浙江省2013～2020年以來NH3排放占比最大的人為源,排放量主要由雞、豬、羊養(yǎng)殖業(yè)貢獻.如圖3所示,雞類養(yǎng)殖業(yè)始終占比較高,2020年雞類養(yǎng)殖業(yè)占總畜禽養(yǎng)殖 NH3排放量的 44.1%,較 2013年雞類養(yǎng)殖業(yè)占畜禽養(yǎng)殖比例上升了 10.7%;豬養(yǎng)殖業(yè) NH3排放量占畜禽養(yǎng)殖的 13.3%,較 2013年豬養(yǎng)殖業(yè)占畜禽養(yǎng)殖比例下降了 12.6%;羊養(yǎng)殖業(yè) NH3排放量占畜禽養(yǎng)殖的17.1%,較 2013年羊養(yǎng)殖業(yè)占畜禽養(yǎng)殖比例上升了1.8%.

圖3 浙江省2020年與2013年各類畜禽在畜禽養(yǎng)殖源中NH3排放占比Fig.3 Proportion of NH3 emissions from various types of livestock in Zhejiang Province in 2013 and 2020

2.3 浙江省人為源NH3排放量空間變化

由圖4可以看出,各地市 NH3排放量整體可以分為3個級別.第一個級別為杭州市和嘉興市,排放量分布在2.0～2.8萬t,2013年排放量分別為2.7和2.6萬t左右, 2013～2020年兩市NH3排放量下降明顯,下降趨勢較為同步.2019年和2020年嘉興市農(nóng)業(yè)源 NH3排放下降明顯,降為第二級別.第二級別排放量分布在1.0～2.0萬t,包括溫州市、湖州市、金華市、臺州市、紹興市、衢州市和寧波市,這些城市2013～2020年NH3排放量整體呈明顯下降趨勢,溫州市在 2017～2018年出現(xiàn)明顯反彈現(xiàn)象,主要是由于其畜禽養(yǎng)殖源 NH3排放增加;第三個級別 NH3排放量分布在1.0萬t以下,NH3排放量水平較低,包括麗水市和舟山市.

圖4 浙江省2013～2020年各地市NH3排放量變化情況Fig.4 NH3 emissions of cities in Zhejiang Province from 2013 to 2020

從圖5可見,各地市近8a NH3排放強度整體呈下降趨勢,嘉興市下降比例最為顯著,下降了 39.4%,其他各地市下降比例分布在1.8%～23.0%.此外,嘉興市近8a排放強度一直處于全省較高水平,2013年排放強度為6.2kg/km2,是湖州市(排放強度位居第二)的2.3倍,但近年來嘉興市在農(nóng)業(yè)NH3減排方面成效顯著,2020年排放強度下降至3.7kg/km2,降為湖州市排放強度的1.8倍.

圖5 浙江省2013～2020年各地市NH3排放強度變化情況Fig.5 NH3 emission intensity of cities in Zhejiang Province from 2013 to 2020

從圖6可知,各地市 2020年 NH3排放量較2013年均有所下降,嘉興市和杭州市均下降明顯,兩市畜禽養(yǎng)殖下降比例分別為47.6%和48.6%,氮肥施用下降比例分別為67.2%和38.7%,主要原因是兩市活動水平的下降,其中兩市生豬存欄量從2013年的195萬頭和219萬頭下降至2020年的27萬頭和105萬頭,氮肥施用量從7.83萬t和5.04萬t下降至2.57萬t和3.23萬t.人體排泄產(chǎn)生的NH3排放量總體略微下降,主要是因為2020年各地市城鎮(zhèn)人口占比較 2013年有所上升.機動車NH3排放量逐年升高,2013～2020年寧波市、紹興市、湖州市和衢州市等地區(qū)機動車NH3排放量上升超過100%.

圖6 浙江省2020年與2013年各地市排放量變化情況Fig.6 NH3 Emissions from various sources of cities in Zhejiang Province in 2020 and 2013

基于ArcGIS空間分析軟件,結(jié)合中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心下載的 1km×1km高分辨率的人口密度分布數(shù)據(jù)、土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)和分級道路數(shù)據(jù)[50],將浙江省 2013～2020年期間各縣(市、區(qū))人為源NH3排放量以人口密度、耕地面積和分級道路網(wǎng)作為權(quán)重系數(shù)分配到 3km×3km的網(wǎng)格中,建立了全省高分辨率的網(wǎng)格化空間分布圖(圖7).浙江省NH3排放主要集中在浙江北部的杭州市、嘉興市、湖州市、紹興市和寧波市,以及西部的金衢盆地地區(qū),這些地區(qū)多為半山區(qū)和平原區(qū),自然條件優(yōu)越,是浙江省主要的畜禽和農(nóng)作物生產(chǎn)基地[51],也意味著這些地區(qū)存在較強的減排潛勢.在近年來NH3減排政策的實施下[14-15],這些地區(qū)2020年NH3排放量較2013年出現(xiàn)十分明顯的下降.沿海地區(qū)二三產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,種植業(yè)和畜牧業(yè)發(fā)展則處于全省中等水平[52],且非農(nóng)業(yè)源 NH3排放占比較大.因此,2013～2020年溫州市、臺州、舟山和寧波南部等沿海地區(qū)相比于其他地區(qū)下降比例較低.浙江省西南部的麗水以及相鄰的其他地市部分地區(qū)地勢起伏,多山巒,NH3排放量較低.

圖7 浙江省2020年和2013年人為源NH3排放量空間分布Fig.7 Spatial distribution of anthropogenic NH3 emissions in Zhejiang Province in 2013 and 2020

2.4 與NH4+的相關(guān)性分析

NH3的排放對大氣PM2.5中NH4+的濃度有重要影響,本研究選取浙江省部分城市2013～2020年NH3排放量與其PM2.5組分中NH4+濃度進行對比.經(jīng)統(tǒng)計,可獲取NH4+濃度的6個城市2020年NH3排放量占全省總量的67.0%,具有一定的代表性.分析圖8發(fā)現(xiàn),人為源NH3排放量較高的地市,如杭州市、嘉興市、寧波市和溫州市NH4+濃度也較高.2013～2020年期間各地市 NH3排放量逐年下降,同時,各地市 2020年NH4+濃度也較往年明顯下降,下降趨勢較為一致.浙江省的人為源NH3排放量和大氣NH4+呈現(xiàn)一定的相關(guān)性,這一定程度上反映出控制 NH3排放量對大氣PM2.5污染治理有著積極作用.

圖8 浙江省部分地市人為源NH3排放量與NH4+濃度Fig.8 NH3 emissions from anthropogenic sources and NH4+concentrations in some cities of Zhejiang Province

2.5 同類結(jié)果比較及不確定性分析

如表8收集同類結(jié)果進行對比,不同區(qū)域和年份的排放清單估算一般存在一定差異,本研究計算得到的人為源 NH3排放量與余飛翔等[12]、趙睿東等[13]對浙江省的估算值及沈興玲等[53]對珠三角的估算值相近,與其他學者對山東省[54]、河南省[55]、安徽省[56]和江蘇省[57]的估算值相差較大.從浙江省的其他研究來看,余飛翔等[12]僅研究了2013年農(nóng)業(yè)NH3的排放情況,所以畜禽養(yǎng)殖和氮肥施用的綜合占比超過了90%,與本研究2013年農(nóng)業(yè)源部分的排放量和占比相近; 趙睿東等[13]對浙江省人為源NH3排放量的估算與本研究2017年估算值相近,但其對畜禽養(yǎng)殖源的估算偏低,主要原因是本研究依據(jù)《指南》[16]進行飼養(yǎng)天數(shù)劃分,而趙睿東等[13]的研究中奶牛、肉牛、山羊、肉豬的飼養(yǎng)天數(shù)選取參考了相關(guān)文獻中的經(jīng)驗系數(shù)[58].從其他地區(qū)的人為源 NH3排放清單來看,排放量均高于本研究對浙江省的估算值,主要原因是浙江省本地城鎮(zhèn)化水平高,工業(yè)發(fā)達,種植業(yè)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)相較于其他省份,尤其是山東省[54]和河南省[55]等農(nóng)業(yè)大省的 NH3排放量和排放強度偏低,珠三角同樣屬于工業(yè)發(fā)達,農(nóng)業(yè)規(guī)模相對薄弱的地區(qū),本研究總排放量與沈興玲等[53]對珠三角的估算相近,主要排放源占比差別小,安徽省[56]和江蘇省[57]與浙江省相毗鄰,但城市化水平低于浙江省,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也有明顯差別.

表8 同類排放清單結(jié)果對比Table 8 Comparison of similar study results

如表9,本研究結(jié)果與清華大學開發(fā)的中國多尺度排放清單模型(MEIC)[59]結(jié)果對比發(fā)現(xiàn),兩者的 NH3排放年際變化趨勢與本研究較為一致,均呈逐年下降趨勢.從排放量來看 MEIC清單排放量略高于本研究,2013～2020年相差幅度分布在11.0萬t～27.6萬t,總體較小,導致差異的原因可能是本研究部分源計算過程中考慮浙江省實際情況,做了本地化修正,活動水平來源和處理方法也可能存在部分區(qū)別.

表9 同MEIC清單歷年NH3排放結(jié)果對比Table 9 Comparison with NH3 emission results of the MEIC inventory

本研究的數(shù)據(jù)來源和排放因子來源較為系統(tǒng),可以一定程度上減小不確定性,但仍然存在一定的不確定性,主要體現(xiàn)在部分活動水平及參數(shù)缺失和缺乏本地化的排放因子.本研究中部分活動水平缺失,采用相近參數(shù)近似處理,如地市統(tǒng)計年鑒中缺乏部分農(nóng)作物種植面積,選用全省統(tǒng)計數(shù)據(jù)基于人口等數(shù)據(jù)進行分配;每年的不同種類氮肥施用量均以2017年的比例進行分配,此類近似處理均會產(chǎn)生一定誤差.此外,從排放因子選取來看,本研究僅對部分排放因子做了本地化修正,多數(shù)排放因子的選取主要依據(jù)《指南》[16],也會產(chǎn)生一定誤差.

不確定性的存在會產(chǎn)生清單計算結(jié)果的誤差,但是本研究主要選取針對浙江省特點的研究方法,活動水平主要取自統(tǒng)計年鑒,排放因子選取的適用性效果好,都相對降低了清單的不確定性,清單結(jié)果的準確性和可使用性都較高.根據(jù)文獻[60]的方法估算本研究 95%置信度下的不確定度.結(jié)果表明,浙江省2013～2020年人為源NH3排放量估算的不確定度為±69.5%～±72.4%,其中氮肥施用源 NH3排放量的不確定度最大,具體各類排放源的不確定度如表10所示.

表10 不同人為源NH3排放源的不確定度(%)Table 10 Uncertainty of NH3 emissions from different types of anthropogenic sources(%)

3 結(jié)論

3.1 2013～2020年浙江省人為源 NH3排放量呈逐年下降趨勢,2013年浙江省人為源 NH3排放量為17.5萬t,2020年排放量為13.5萬t,2020年相對于2013年人為源NH3排放量下降23.1%.各地市2020年NH3排放量較2013年均有所下降,其中嘉興市和杭州市均下降明顯.

3.2 浙江省人為源 NH3排放以農(nóng)業(yè)源為主,2013～2020年占比分布在 57.2%～69.6%,其中畜禽養(yǎng)殖貢獻最為顯著,占比分布在 35.0%～44.3%,近年來得益于 NH3減排相關(guān)措施的實施,農(nóng)業(yè)源 NH3排放量整體下降,2020年畜禽養(yǎng)殖和氮肥施用NH3排放量分別較2013年下降了34.5%、44.1%.受機動車、能源消費等活動水平增加影響,該類源 NH3排放量有所上升.

3.3 從空間分布來看,NH3排放較高的地區(qū)主要分布在浙江北部和金衢盆地地區(qū).根據(jù)排放量大小可將浙江省各地市人為源 NH3排放分為3個級別,第一個級別為杭州市和嘉興市(2.0～2.8萬 t),第三個級別為舟山市和麗水市(1.0萬t以下),其他地市位于第二級別(1.0～2.0萬t).

3.4 浙江省部分城市 PM2.5組分中 NH4+濃度與同年份 NH3排放量對比數(shù)據(jù)顯示,NH3排放量較高的地市 NH4+濃度也較高,2013～2020年出現(xiàn)同步下降趨勢.