畜禽養殖業氨排放清單編制技術

摘要：氨在環境中起著重要的作用，而畜禽養殖作為人為源氨排放的重要來源備受關注。歐盟和美國均較早開展了對氨排放的管理和控制，制定了相應的清單編制技術文件。主要介紹了畜禽養殖業的氨排放來源，歐盟和美國畜禽養殖業氨排放清單的編制方法及不同畜禽種類的氨排放因子，并對我國開展畜禽養殖業氨排放清單研究提出了建議。

關鍵詞：畜禽養殖；氨；排放清單；排放因子

中圖分類號： X511；X713文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0361-04

收稿日期：2013-11-26

作者簡介：張雙（1985—），女，碩士，助理研究員，主要研究方向為環境規劃與大氣污染控制。E-maill：zhangshuang2015@163.com。氨（NH3）是大氣中重要的堿性氣體，在大氣化學和氣溶膠形成過程中起著重要的作用，對酸沉降、能見度、水體富營養化等都有直接或間接的影響[1]。特別是與近來公眾普遍關注的PM2.5問題相關，氨與二氧化硫、氮氧化物等是形成細顆粒物的重要前體物，其相互反應形成的二次粒子硫酸鹽和硝酸鹽是大氣PM2.5的重要組成部分[2-3]。國內外相關學者對不同空間尺度的大氣氨排放清單進行了研究，結果表明、畜禽養殖是氨主要的排放源。如歐洲農業源氨排放量占總排放量的93.7%，其中80%～90%來自于畜禽養殖[4-5]；美國牲畜家禽的氨排放量占總排量的56%[6]；日本畜禽氨排放量占人為源的64.3%[7]；我國畜禽養殖氨排放量占人為源的40. 79%[8]。針對氨在環境中的重要作用，以及畜禽養殖是人為源氨排放的重要貢獻者，有必要對畜禽養殖氨排放水平進行全面的了解，以便采取有效控制措施。本文主要介紹了歐盟和美國對畜禽養殖業氨排放清單的編制方法，旨在為我國開展畜禽養殖業氨排放清單研究提供參考。

1畜禽養殖業氨排放來源

畜禽養殖業排放的NH3來自于牲畜排泄的N。通常哺乳動物排泄的超過50%的N是在尿液中，且65%～85%的尿-N以尿素和其他可礦化化合物的形式存在[9-10]。尿素在尿酶的作用下迅速水解成碳酸銨[（NH4）2CO3]和銨根離子（NH+4），他們是NH3的主要來源。銨態氮（NH+4-N）和易分解成NH+4-N的化合物（包括尿酸），被稱為總氨氮（TAN）[5]，即具有潛在NH3排放能力的源。而哺乳動物固態糞便中的大多數N不容易降解，僅小部分N是以尿素或NH+4的形式存在[11-12]，與尿液相比NH3排放量較少。家禽僅產生固態糞便，其中主要成分是尿酸和其他不穩定的化合物，在水解為尿素后可被分解為NH+4-N[13]。

畜禽排泄物只要暴露在大氣中，就會有NH3的排放。NH3排放環節主要為畜舍、糞便的存儲處理、糞肥土地利用及放牧等，其中畜舍和糞肥土地利用是氨排放的重要環節，一般各占到畜禽總排放量的30%～40%，放牧期間排放量很少，因牲畜排泄尿液中的TAN會迅速被土壤吸收[5]。同時牲畜管理模式及氣候差異等對NH3的排放也有顯著影響。

2歐盟畜禽養殖業氨排放量估算方法

歐盟《EMEP/EEA2013年空氣污染物排放清單編制指南》[5]中對污染物排放量的估算有3種方法：（1）

默認方法，直接用估算行業的活動水平數據×對應污染物的排放因子；（2）

基于具體技術的方法，當對估算行業有較為詳細的數據資料時使用該方法；（3）

排放建模和使用設施數據的方法：該方法的計算結果比“方法2”更準確，包括使用基于本地測量的排放因子、更詳細的活動數據和排放因子或過程模型。

根據排放源的重要性以及數據資料的詳細程度選擇估算方法，盡可能對某行業的污染物排放量作出準確的估算。其中，第3種方法沒有嚴格的要求，只要能夠證明比“方法2”的估算結果更準確就可以，可能使用“方法2”中的計算步驟，但使用具體地區的排放因子或包含對減排措施的考慮等，結合實際情況進行使用。

2.1默認方法

畜禽氨排放量（kg/年）=畜禽年平均數量×默認的氨排放因子。默認的氨排放因子是使用基于具體技術的方法并采用相應的默認參數計算得出的，結果見表1。

2.2基于具體技術的方法

該方法是基于貫穿糞便管理系統的氮物質流的方法（圖1）[8]，氨排放因子采用各環節揮發的NH+4-N占進入該環節TAN的比例來表征（表2）

首先根據每種畜禽的年平均數量計算N年排泄量，并根據每年在畜禽舍、農家庭院（農場建筑物附近的區域）和放牧上所處時間比例及動物的習性，分別計算其在畜禽舍、農家庭院和放牧過程中的N年排泄量，再進一步計算出各部分TAN的量，之后根據水沖糞和干清糞糞便處理方式使用情況及各環節的氨排放因子，分別計算動物在畜禽舍、農家庭院、存儲、糞肥施用及放牧過程中的氨排放量，最后合計得到年排放總量。

3美國畜禽養殖業氨排放量估算方法

目前，美國排放因子AP-42中沒有具體給出畜禽養殖的氨排放因子，建議參考使用2004年美國環保局編制的《畜牧業氨排放清單草案》[14]中的估算方法，估算方法類似于歐盟《EMEP/EEA2013年空氣污染物排放清單指南》中的基于具體技術的估算方法。首先調查出不同養殖方式和糞便管理方式下各畜禽種類的年平均數目，并結合給出的氮排泄率計算出相對應的氮排泄總量；再依據針對不同畜禽糞便管理系統的各環節給出的氨排放因子（表3），及進入該環節的N含量，計算得到本環節的氨排放量，最后匯總各環節的計算結果得到氨排放總量。該草案中的氨排放因子是對已有的研究結果進行加權平均得到，根據排放源的類型及已有研究結果將氨排放因子分為NH3排放量[kg/（年·頭）]和N的損失百分比2種表征形式。

以豬為例說明給出的氨排放因子。養殖方式和豬糞便管理方式有具有氧化塘的畜舍系統、具有深坑的畜舍系統和限制在一定區域的戶外散養3種方式（圖2、圖3、圖4），各系統的組成環節分別為豬舍（沖刷）、補給坑或拉塞坑、固體分離器、固體糞便存儲、氧化塘、土地利用；豬舍、土地利用；戶外散養。在已有研究結果的基礎上，分析給出各系統不同環節的氨排放因子見表3。

4結語

畜禽養殖氨排放來自于畜禽糞污，我國是畜禽養殖大國，2009年全國畜禽糞便排放量達33億t（鮮重）[15]。當前我國大氣污染形勢嚴峻，國務院于2013年9月公布的《大氣污染防治行動計劃》中明確提出了對PM10和PM2.5的控制，作為形成二次粒子重要前體物的氨將逐步成為重點控制對象，畜禽養殖業也將成為重點開展氨排放控制的行業，而建立準確的畜禽養殖業氨排放清單是有效開展該工作的基礎。建議我國從以下2個方面開展清單編制工作：

4.1調查畜禽養殖業活動水平數據

掌握當地詳細、準確的畜禽養殖業活動水平數據是建立氨排放源清單的基礎工作。應通過收集資料和現場調研等掌握當地的畜禽養殖種類、養殖規模、養殖方式、糞便排放量、糞便存儲和處理方式、糞肥施用方式等信息，并在此基礎上分析重點氨排放環節。

4.2開展氨排放因子本地化研究

氨排放因子的準確性直接關系到氨排放量估算結果的準確度。目前，國內對氨排放清單研究中的排放因子多直接使用國外數據，每種畜禽種類直接對應一個總的排放因子，而畜禽氨排放因子與養殖方式、糞便存儲和處理方式、環境氣候等多種因素有關，使得估算結果不能準確反映我國實際氨排放endprint

摘要：氨在環境中起著重要的作用，而畜禽養殖作為人為源氨排放的重要來源備受關注。歐盟和美國均較早開展了對氨排放的管理和控制，制定了相應的清單編制技術文件。主要介紹了畜禽養殖業的氨排放來源，歐盟和美國畜禽養殖業氨排放清單的編制方法及不同畜禽種類的氨排放因子，并對我國開展畜禽養殖業氨排放清單研究提出了建議。

關鍵詞：畜禽養殖；氨；排放清單；排放因子

中圖分類號： X511；X713文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0361-04

收稿日期：2013-11-26

作者簡介：張雙（1985—），女，碩士，助理研究員，主要研究方向為環境規劃與大氣污染控制。E-maill：zhangshuang2015@163.com。氨（NH3）是大氣中重要的堿性氣體，在大氣化學和氣溶膠形成過程中起著重要的作用，對酸沉降、能見度、水體富營養化等都有直接或間接的影響[1]。特別是與近來公眾普遍關注的PM2.5問題相關，氨與二氧化硫、氮氧化物等是形成細顆粒物的重要前體物，其相互反應形成的二次粒子硫酸鹽和硝酸鹽是大氣PM2.5的重要組成部分[2-3]。國內外相關學者對不同空間尺度的大氣氨排放清單進行了研究，結果表明、畜禽養殖是氨主要的排放源。如歐洲農業源氨排放量占總排放量的93.7%，其中80%～90%來自于畜禽養殖[4-5]；美國牲畜家禽的氨排放量占總排量的56%[6]；日本畜禽氨排放量占人為源的64.3%[7]；我國畜禽養殖氨排放量占人為源的40. 79%[8]。針對氨在環境中的重要作用，以及畜禽養殖是人為源氨排放的重要貢獻者，有必要對畜禽養殖氨排放水平進行全面的了解，以便采取有效控制措施。本文主要介紹了歐盟和美國對畜禽養殖業氨排放清單的編制方法，旨在為我國開展畜禽養殖業氨排放清單研究提供參考。

1畜禽養殖業氨排放來源

畜禽養殖業排放的NH3來自于牲畜排泄的N。通常哺乳動物排泄的超過50%的N是在尿液中，且65%～85%的尿-N以尿素和其他可礦化化合物的形式存在[9-10]。尿素在尿酶的作用下迅速水解成碳酸銨[（NH4）2CO3]和銨根離子（NH+4），他們是NH3的主要來源。銨態氮（NH+4-N）和易分解成NH+4-N的化合物（包括尿酸），被稱為總氨氮（TAN）[5]，即具有潛在NH3排放能力的源。而哺乳動物固態糞便中的大多數N不容易降解，僅小部分N是以尿素或NH+4的形式存在[11-12]，與尿液相比NH3排放量較少。家禽僅產生固態糞便，其中主要成分是尿酸和其他不穩定的化合物，在水解為尿素后可被分解為NH+4-N[13]。

畜禽排泄物只要暴露在大氣中，就會有NH3的排放。NH3排放環節主要為畜舍、糞便的存儲處理、糞肥土地利用及放牧等，其中畜舍和糞肥土地利用是氨排放的重要環節，一般各占到畜禽總排放量的30%～40%，放牧期間排放量很少，因牲畜排泄尿液中的TAN會迅速被土壤吸收[5]。同時牲畜管理模式及氣候差異等對NH3的排放也有顯著影響。

2歐盟畜禽養殖業氨排放量估算方法

歐盟《EMEP/EEA2013年空氣污染物排放清單編制指南》[5]中對污染物排放量的估算有3種方法：（1）

默認方法，直接用估算行業的活動水平數據×對應污染物的排放因子；（2）

基于具體技術的方法，當對估算行業有較為詳細的數據資料時使用該方法；（3）

排放建模和使用設施數據的方法：該方法的計算結果比“方法2”更準確，包括使用基于本地測量的排放因子、更詳細的活動數據和排放因子或過程模型。

根據排放源的重要性以及數據資料的詳細程度選擇估算方法，盡可能對某行業的污染物排放量作出準確的估算。其中，第3種方法沒有嚴格的要求，只要能夠證明比“方法2”的估算結果更準確就可以，可能使用“方法2”中的計算步驟，但使用具體地區的排放因子或包含對減排措施的考慮等，結合實際情況進行使用。

2.1默認方法

畜禽氨排放量（kg/年）=畜禽年平均數量×默認的氨排放因子。默認的氨排放因子是使用基于具體技術的方法并采用相應的默認參數計算得出的，結果見表1。

2.2基于具體技術的方法

該方法是基于貫穿糞便管理系統的氮物質流的方法（圖1）[8]，氨排放因子采用各環節揮發的NH+4-N占進入該環節TAN的比例來表征（表2）

首先根據每種畜禽的年平均數量計算N年排泄量，并根據每年在畜禽舍、農家庭院（農場建筑物附近的區域）和放牧上所處時間比例及動物的習性，分別計算其在畜禽舍、農家庭院和放牧過程中的N年排泄量，再進一步計算出各部分TAN的量，之后根據水沖糞和干清糞糞便處理方式使用情況及各環節的氨排放因子，分別計算動物在畜禽舍、農家庭院、存儲、糞肥施用及放牧過程中的氨排放量，最后合計得到年排放總量。

3美國畜禽養殖業氨排放量估算方法

目前，美國排放因子AP-42中沒有具體給出畜禽養殖的氨排放因子，建議參考使用2004年美國環保局編制的《畜牧業氨排放清單草案》[14]中的估算方法，估算方法類似于歐盟《EMEP/EEA2013年空氣污染物排放清單指南》中的基于具體技術的估算方法。首先調查出不同養殖方式和糞便管理方式下各畜禽種類的年平均數目，并結合給出的氮排泄率計算出相對應的氮排泄總量；再依據針對不同畜禽糞便管理系統的各環節給出的氨排放因子（表3），及進入該環節的N含量，計算得到本環節的氨排放量，最后匯總各環節的計算結果得到氨排放總量。該草案中的氨排放因子是對已有的研究結果進行加權平均得到，根據排放源的類型及已有研究結果將氨排放因子分為NH3排放量[kg/（年·頭）]和N的損失百分比2種表征形式。

以豬為例說明給出的氨排放因子。養殖方式和豬糞便管理方式有具有氧化塘的畜舍系統、具有深坑的畜舍系統和限制在一定區域的戶外散養3種方式（圖2、圖3、圖4），各系統的組成環節分別為豬舍（沖刷）、補給坑或拉塞坑、固體分離器、固體糞便存儲、氧化塘、土地利用；豬舍、土地利用；戶外散養。在已有研究結果的基礎上，分析給出各系統不同環節的氨排放因子見表3。

4結語

畜禽養殖氨排放來自于畜禽糞污，我國是畜禽養殖大國，2009年全國畜禽糞便排放量達33億t（鮮重）[15]。當前我國大氣污染形勢嚴峻，國務院于2013年9月公布的《大氣污染防治行動計劃》中明確提出了對PM10和PM2.5的控制，作為形成二次粒子重要前體物的氨將逐步成為重點控制對象，畜禽養殖業也將成為重點開展氨排放控制的行業，而建立準確的畜禽養殖業氨排放清單是有效開展該工作的基礎。建議我國從以下2個方面開展清單編制工作：

4.1調查畜禽養殖業活動水平數據

掌握當地詳細、準確的畜禽養殖業活動水平數據是建立氨排放源清單的基礎工作。應通過收集資料和現場調研等掌握當地的畜禽養殖種類、養殖規模、養殖方式、糞便排放量、糞便存儲和處理方式、糞肥施用方式等信息，并在此基礎上分析重點氨排放環節。

4.2開展氨排放因子本地化研究

氨排放因子的準確性直接關系到氨排放量估算結果的準確度。目前，國內對氨排放清單研究中的排放因子多直接使用國外數據，每種畜禽種類直接對應一個總的排放因子，而畜禽氨排放因子與養殖方式、糞便存儲和處理方式、環境氣候等多種因素有關，使得估算結果不能準確反映我國實際氨排放endprint

摘要：氨在環境中起著重要的作用，而畜禽養殖作為人為源氨排放的重要來源備受關注。歐盟和美國均較早開展了對氨排放的管理和控制，制定了相應的清單編制技術文件。主要介紹了畜禽養殖業的氨排放來源，歐盟和美國畜禽養殖業氨排放清單的編制方法及不同畜禽種類的氨排放因子，并對我國開展畜禽養殖業氨排放清單研究提出了建議。

關鍵詞：畜禽養殖；氨；排放清單；排放因子

中圖分類號： X511；X713文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0361-04

收稿日期：2013-11-26

作者簡介：張雙（1985—），女，碩士，助理研究員，主要研究方向為環境規劃與大氣污染控制。E-maill：zhangshuang2015@163.com。氨（NH3）是大氣中重要的堿性氣體，在大氣化學和氣溶膠形成過程中起著重要的作用，對酸沉降、能見度、水體富營養化等都有直接或間接的影響[1]。特別是與近來公眾普遍關注的PM2.5問題相關，氨與二氧化硫、氮氧化物等是形成細顆粒物的重要前體物，其相互反應形成的二次粒子硫酸鹽和硝酸鹽是大氣PM2.5的重要組成部分[2-3]。國內外相關學者對不同空間尺度的大氣氨排放清單進行了研究，結果表明、畜禽養殖是氨主要的排放源。如歐洲農業源氨排放量占總排放量的93.7%，其中80%～90%來自于畜禽養殖[4-5]；美國牲畜家禽的氨排放量占總排量的56%[6]；日本畜禽氨排放量占人為源的64.3%[7]；我國畜禽養殖氨排放量占人為源的40. 79%[8]。針對氨在環境中的重要作用，以及畜禽養殖是人為源氨排放的重要貢獻者，有必要對畜禽養殖氨排放水平進行全面的了解，以便采取有效控制措施。本文主要介紹了歐盟和美國對畜禽養殖業氨排放清單的編制方法，旨在為我國開展畜禽養殖業氨排放清單研究提供參考。

1畜禽養殖業氨排放來源

畜禽養殖業排放的NH3來自于牲畜排泄的N。通常哺乳動物排泄的超過50%的N是在尿液中，且65%～85%的尿-N以尿素和其他可礦化化合物的形式存在[9-10]。尿素在尿酶的作用下迅速水解成碳酸銨[（NH4）2CO3]和銨根離子（NH+4），他們是NH3的主要來源。銨態氮（NH+4-N）和易分解成NH+4-N的化合物（包括尿酸），被稱為總氨氮（TAN）[5]，即具有潛在NH3排放能力的源。而哺乳動物固態糞便中的大多數N不容易降解，僅小部分N是以尿素或NH+4的形式存在[11-12]，與尿液相比NH3排放量較少。家禽僅產生固態糞便，其中主要成分是尿酸和其他不穩定的化合物，在水解為尿素后可被分解為NH+4-N[13]。

畜禽排泄物只要暴露在大氣中，就會有NH3的排放。NH3排放環節主要為畜舍、糞便的存儲處理、糞肥土地利用及放牧等，其中畜舍和糞肥土地利用是氨排放的重要環節，一般各占到畜禽總排放量的30%～40%，放牧期間排放量很少，因牲畜排泄尿液中的TAN會迅速被土壤吸收[5]。同時牲畜管理模式及氣候差異等對NH3的排放也有顯著影響。

2歐盟畜禽養殖業氨排放量估算方法

歐盟《EMEP/EEA2013年空氣污染物排放清單編制指南》[5]中對污染物排放量的估算有3種方法：（1）

默認方法，直接用估算行業的活動水平數據×對應污染物的排放因子；（2）

基于具體技術的方法，當對估算行業有較為詳細的數據資料時使用該方法；（3）

排放建模和使用設施數據的方法：該方法的計算結果比“方法2”更準確，包括使用基于本地測量的排放因子、更詳細的活動數據和排放因子或過程模型。

根據排放源的重要性以及數據資料的詳細程度選擇估算方法，盡可能對某行業的污染物排放量作出準確的估算。其中，第3種方法沒有嚴格的要求，只要能夠證明比“方法2”的估算結果更準確就可以，可能使用“方法2”中的計算步驟，但使用具體地區的排放因子或包含對減排措施的考慮等，結合實際情況進行使用。

2.1默認方法

畜禽氨排放量（kg/年）=畜禽年平均數量×默認的氨排放因子。默認的氨排放因子是使用基于具體技術的方法并采用相應的默認參數計算得出的，結果見表1。

2.2基于具體技術的方法

該方法是基于貫穿糞便管理系統的氮物質流的方法（圖1）[8]，氨排放因子采用各環節揮發的NH+4-N占進入該環節TAN的比例來表征（表2）

首先根據每種畜禽的年平均數量計算N年排泄量，并根據每年在畜禽舍、農家庭院（農場建筑物附近的區域）和放牧上所處時間比例及動物的習性，分別計算其在畜禽舍、農家庭院和放牧過程中的N年排泄量，再進一步計算出各部分TAN的量，之后根據水沖糞和干清糞糞便處理方式使用情況及各環節的氨排放因子，分別計算動物在畜禽舍、農家庭院、存儲、糞肥施用及放牧過程中的氨排放量，最后合計得到年排放總量。

3美國畜禽養殖業氨排放量估算方法

目前，美國排放因子AP-42中沒有具體給出畜禽養殖的氨排放因子，建議參考使用2004年美國環保局編制的《畜牧業氨排放清單草案》[14]中的估算方法，估算方法類似于歐盟《EMEP/EEA2013年空氣污染物排放清單指南》中的基于具體技術的估算方法。首先調查出不同養殖方式和糞便管理方式下各畜禽種類的年平均數目，并結合給出的氮排泄率計算出相對應的氮排泄總量；再依據針對不同畜禽糞便管理系統的各環節給出的氨排放因子（表3），及進入該環節的N含量，計算得到本環節的氨排放量，最后匯總各環節的計算結果得到氨排放總量。該草案中的氨排放因子是對已有的研究結果進行加權平均得到，根據排放源的類型及已有研究結果將氨排放因子分為NH3排放量[kg/（年·頭）]和N的損失百分比2種表征形式。

以豬為例說明給出的氨排放因子。養殖方式和豬糞便管理方式有具有氧化塘的畜舍系統、具有深坑的畜舍系統和限制在一定區域的戶外散養3種方式（圖2、圖3、圖4），各系統的組成環節分別為豬舍（沖刷）、補給坑或拉塞坑、固體分離器、固體糞便存儲、氧化塘、土地利用；豬舍、土地利用；戶外散養。在已有研究結果的基礎上，分析給出各系統不同環節的氨排放因子見表3。

4結語

畜禽養殖氨排放來自于畜禽糞污，我國是畜禽養殖大國，2009年全國畜禽糞便排放量達33億t（鮮重）[15]。當前我國大氣污染形勢嚴峻，國務院于2013年9月公布的《大氣污染防治行動計劃》中明確提出了對PM10和PM2.5的控制，作為形成二次粒子重要前體物的氨將逐步成為重點控制對象，畜禽養殖業也將成為重點開展氨排放控制的行業，而建立準確的畜禽養殖業氨排放清單是有效開展該工作的基礎。建議我國從以下2個方面開展清單編制工作：

4.1調查畜禽養殖業活動水平數據

掌握當地詳細、準確的畜禽養殖業活動水平數據是建立氨排放源清單的基礎工作。應通過收集資料和現場調研等掌握當地的畜禽養殖種類、養殖規模、養殖方式、糞便排放量、糞便存儲和處理方式、糞肥施用方式等信息，并在此基礎上分析重點氨排放環節。

4.2開展氨排放因子本地化研究

氨排放因子的準確性直接關系到氨排放量估算結果的準確度。目前，國內對氨排放清單研究中的排放因子多直接使用國外數據，每種畜禽種類直接對應一個總的排放因子，而畜禽氨排放因子與養殖方式、糞便存儲和處理方式、環境氣候等多種因素有關，使得估算結果不能準確反映我國實際氨排放endprint