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            氨减排怎么牵住“牛鼻子”?

            新闻中心 2021年12月14日 报道 浏览次数:

            ◆本报记者王珊

            《中共中央 国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》(以下简称《意见》)提出,到2025年,京津冀及周边地区大型规?;吵“迸欧抛芰勘?020年下降5%。

            早在2020年9月 的国务院常务会议上,加强农牧业生产中的氨排放治理已被提上议事日程。此次《意见》为何对京津冀及周边地区养殖场提出要求?氨排放研究经历了怎样的历程?减排有何难点?

            我国的氨排放量需要引起重视

            氨(NH3)在大多数人的印象里,“刺激性”妥妥地排在第一位。大家认为,它除了有点味道,几乎人畜无害,毕竟它是许多食物和肥料的重要成分。但这,不是事实。

            北方自进入秋冬季以来,雾霾天气仍不时“造访”。在湿度较大的冬季,往往可监测到硫酸盐浓度暴增的现象。这些高浓度的硫酸盐,主要来源于大气中的二氧化硫。

            不是说氨吗,与二氧化硫有什么关系?

            中科院大气物理所研究员王跃思解释道:“1体积水能溶解700体积的氨,这意味着当大气湿度增高时,氨更容易与水进行反应,水又吸收了二氧化硫和二氧化氮,变成液相的亚硫酸和亚硝酸。在合适的氧化反应条件下,亚硫酸、亚硝酸就会转化成硫酸、硝酸,与氨发生中和反应,生成颗粒态的硫酸铵、硝酸铵,成为了PM2.5?!?/span>

            PM2.5就这样和氨产生了连接,而需要引起重视的是,在近20年时间里,我国是氨排放大国。

            中国农业大学资源与环境学院教授、国家大气重污染攻关联合实验室首席专家刘学军告诉记者,最新的排放清单结果显示,2000年-2018年,我国氨排放基本稳定在950万吨-1100万吨之间,2005年达到峰值。2018年排放990万吨左右,其中来自农业的氮肥施用和畜禽养殖的贡献分别约为30%和50%,其余20%来自土壤本底、生物质燃烧、人体排泄、交通源和城市废弃物排放等。

            根据我国统计年鉴的数据推算,2020年我国氨排放仍维持在960万吨左右,约为欧美国家排放总量(二者之和)的两倍。

            “目前,京津冀地区氮沉降每平方公里每年达6.1吨?!蓖踉舅妓?。这意味着,由于土壤盐碱化严重,大气中的氨含量多于酸性气体。只要还有酸性气体排放,就有足量的氨随时等待与之发生反应,生成源源不断的颗粒物。

            农业氨从雾霾深处走到明处

            在中国知网将“氨排放”作为检索关键词可以发现,我国的氨排放研究最早可追溯到上世纪90年代,起步并不算晚。

            但直到雾霾成因机理明晰后,氨排放在环境污染中的“推手”角色才逐渐浮出水面。那么此前,研究氨排放主要侧重于解决什么问题?

            众所周知,氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料,氮元素在植物生长中的作用不可或缺,能够增加叶绿素,促使树木生长茂盛。过去,我国研究氨排放主要侧重于解决农业生产(包括农田和养殖业)中氨挥发损失定量化、优化施肥、提高氮肥高效利用效率与减少氨排放等问题。

            一言以蔽之,就是怎样将化肥利用率最大化。

            “我记得1997年前后,中国科学院南京土壤所的朱兆良院士组织国内专家写过一个报告,很重要的一个结论就是如果把不合理的过量施氮降下来,可以为农民节省几百亿元的投入成本,并避免造成上千亿元的生态环境代价,其中农田氨排放是农田氮损失的重要途径?!绷跹Ь?。

            雾霾问题出现之后,研究重点放在氨排放的大气环境(包括氨沉降与二次颗粒物)与人体健康效应等方面,也开展了一些农业氨减排的技术列单以及在典型地区(如河北省邯郸市)农业氨减排区域落地等工作。

            今年,浙江大学教授谷保静和北京大学研究员张霖团队等,在Science上合作发文,发现在全球尺度同样减排50%的情景下,减氨的费效比远高于氮氧化物减排。因此,未来氨减排空间较大。

            “目前,氨排放研究领域的难点主要有两方面,首先是如何精准溯源,新的研究表明城市地区非农业源氨排放被低估,但如何精准溯源这些氨排放源是未来氨研究领域一个很大的挑战?!绷跹Ь硎?。

            其次是氨排放的精准控制。在排放源清晰的情况下,如何实现农田和养殖业等氨排放的精准管控,也是研究工作的重中之重,即如何使得各种氨的减排技术真正落地,具备可操作性(成本低、操作简便易行)。尤其在目前碳达峰碳中和背景下,如何同时实现氨排放控制与温室气体减排或土壤增碳有机结合,是未来一段时期的新挑战。

            未来的减排路径

            让我们回到《意见》中定位的“京津冀及周边地区”,即华北平原。

            华北平原面积为31万平方公里,其中耕地面积约占全国耕地面积的23%,是我国玉米、小麦等粮食作物的主产区。据清华大学开发的中国多尺度排放清单模型分析,华北平原2017年的氨排放量约占全国氨排放的23.7%,氨浓度高于其他地区。

            造成这一问题的根源,在于华北平原典型的小农户经营模式。

            近年来,由于农业生产利润低,农村劳动力向城市输入,农户对农田管理愈加忽视,形成高氮投入和管理粗放的状态,造成施肥后大量的氨挥发损失。

            为破解这一难题,2019年以来,中国农业大学院士团队专家和心连心肥料公司成员作为技术支撑,在河南省曲周县开展了“农业面源污染治理减少农业氨排放”的试点工作。通过在小麦上施用新型肥料——含脲酶抑制剂肥,1.6万亩试点田共节肥28.1%,降低氨排放47.8%,增产9%。

            作为试点工作的重要成员之一,刘学军表示,这一模式可以在华北地区大面积推广,前提是短期内需要给农户提供一定的政府补贴,以减轻农民的负担(因为含脲酶抑制剂肥价格稍高于普通尿素)。

            当然,由于其肥效高,施肥量可以比农民传统推荐量低15%-20%。这样一来,肥料实际成本的增加非常有限。从长远来看,随着新型肥料生产规模的扩大,成本也会趋于降低,肥料补贴可以逐步取消。

            那么,《意见》为何将重点放在大型规?;吵??

            “严格意义上来说,大型规?;吵∈粲诘阍?,相对容易采用新技术来控制氨的排放??梢源铀橇吓浞接呕?,如采用低蛋白配方,饲养舍结构优化,有机肥密闭管理等环节实现氨的减排?!绷跹Ь衔?,京津冀及周边地区大型规?;吵∮捎谟薪锨康木檬盗?,一些氨减排技术有望在这些养殖?。ㄈ绲虑嘣醇牛┑靡杂畔扔τ?,具有很强的示范性和可操作性。而且5%的氨减排目标相对容易实现。

            需要指出的是,目前养殖场氨减排效果的精准评估仍有一定技术困难。相对而言,监测养殖场内外大气氨浓度变化相对较为容易。

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            “十三五”期间尤其是2017年启动国家大气重污染成因与治理重大专项以来,我国在“2+26”城市和其他一些地区开展了农业氨排放研究与强化治理等方面的工作。

            1 中国科学院遗传与发育研究所农业资源利用中心在太行山山前平原,如河北省石家庄市栾城地区,选取小麦和玉米开展机械分层施肥技术,实现大面积(累积10万亩)氨减排的示范与应用,取得了平均减氨40%-50%的效果。

            2 中国农业大学研究团队通过与德国巴斯夫公司和国内心连心公司合作,采用新型脲酶抑制剂在华北平原的典型农区进行了农田氨减排示范及效果评估,取得了良好的效果。

            3 北京市从2008年北京奥运会以来采取的大气治理措施尤其是机动车限行的策略也在一定程度上实现了城市氨排放控制,助推大气污染治理。

            这些成功经验可以归纳为两点:

            ①农田主要控制施肥量,优化肥料产品,改进施肥技术(机械化深施或水肥结合)。

            ②养殖业采用低蛋白饲料配方、饲舍结构优化、粪尿密闭管理,有机肥深施入土

            《中国环境报》2021年12月13日5版



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