氨減排怎么牽住“牛鼻子”

王珊

《中共中央 國務院關于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》（以下簡稱《意見》）提出，到2025年，京津冀及周邊地區(qū)大型規(guī)模化養(yǎng)殖場氨排放總量比2020年下降5%。

早在2020年9月的國務院常務會議上，加強農牧業(yè)生產中的氨排放治理已被提上議事日程。此次《意見》為何對京津冀及周邊地區(qū)養(yǎng)殖場提出要求？氨排放研究經歷了怎樣的歷程？減排有何難點？

我國的氨排放量需要引起重視

氨（NH3）在大多數人的印象里，“刺激性”妥妥地排在第一位。大家認為，它除了有點味道，幾乎人畜無害，畢竟它是許多食物和肥料的重要成分。但這，不是事實。

北方自進入秋冬季以來，霧霾天氣仍不時“造訪”。在濕度較大的冬季，往往可監(jiān)測到硫酸鹽濃度暴增的現象。這些高濃度的硫酸鹽，主要來源于大氣中的二氧化硫。

不是說氨嗎，與二氧化硫有什么關系？

中科院大氣物理所研究員王躍思解釋道：“1體積水能溶解700體積的氨，這意味著當大氣濕度增高時，氨更容易與水進行反應，水又吸收了二氧化硫和二氧化氮，變成液相的亞硫酸和亞硝酸。在合適的氧化反應條件下，亞硫酸、亞硝酸就會轉化成硫酸、硝酸，與氨發(fā)生中和反應，生成顆粒態(tài)的硫酸銨、硝酸銨，成為了PM2.5。”

PM2.5就這樣和氨產生了連接，而需要引起重視的是，在近20年時間里，我國是氨排放大國。

中國農業(yè)大學資源與環(huán)境學院教授、國家大氣重污染攻關聯合實驗室首席專家劉學軍告訴記者，最新的排放清單結果顯示，2000-2018年，我國氨排放基本穩(wěn)定在950萬噸～1100萬噸，2005年達到峰值。2018年排放990萬噸左右，其中來自農業(yè)的氮肥施用和畜禽養(yǎng)殖的貢獻分別約為30%和50%，其余20%來自土壤本底、生物質燃燒、人體排泄、交通源和城市廢棄物排放等。

根據我國統(tǒng)計年鑒的數據推算，2020年我國氨排放仍維持在960萬噸左右，約為歐美國家排放總量（二者之和）的兩倍。

“目前，京津冀地區(qū)氮沉降每平方公里每年達6.1噸。”王躍思說。這意味著，由于土壤鹽堿化嚴重，大氣中的氨含量多于酸性氣體。只要還有酸性氣體排放，就有足量的氨隨時等待與之發(fā)生反應，生成源源不斷的顆粒物。

農業(yè)氨從霧霾深處走到明處

在中國知網將“氨排放”作為檢索關鍵詞可以發(fā)現，我國的氨排放研究最早可追溯到20世紀90年代，起步并不算晚。

但直到霧霾成因機理明晰后，氨排放在環(huán)境污染中的“推手”角色才逐漸浮出水面。那么此前，研究氨排放主要側重于解決什么問題？

眾所周知，氨是化肥工業(yè)和基本有機化工的主要原料，氮元素在植物生長中的作用不可或缺，能夠增加葉綠素，促使樹木生長茂盛。過去，我國研究氨排放主要側重于解決農業(yè)生產（包括農田和養(yǎng)殖業(yè)）中氨揮發(fā)損失定量化、優(yōu)化施肥、提高氮肥高效利用效率與減少氨排放等問題。

一言以蔽之，就是怎樣將化肥利用率最大化。

“我記得1997年前后，中國科學院南京土壤所的朱兆良院士組織國內專家寫過一個報告，很重要的一個結論就是如果把不合理的過量施氮降下來，可以為農民節(jié)省幾百億元的投入成本，并避免造成上千億元的生態(tài)環(huán)境代價，其中農田氨排放是農田氮損失的重要途徑。”劉學軍說。

霧霾問題出現之后，研究重點放在氨排放的大氣環(huán)境（包括氨沉降與二次顆粒物）與人體健康效應等方面，也開展了一些農業(yè)氨減排的技術列單以及在典型地區(qū)（如河北省邯鄲市）農業(yè)氨減排區(qū)域落地等工作。

2021年，浙江大學教授谷保靜和北京大學研究員張霖團隊等，在Science上合作發(fā)文，發(fā)現在全球尺度同樣減排50%的情景下，減氨的費效比遠高于氮氧化物減排。因此，未來氨減排空間較大。

“目前，氨排放研究領域的難點主要有兩方面，首先是如何精準溯源，新的研究表明城市地區(qū)非農業(yè)源氨排放被低估，但如何精準溯源這些氨排放源是未來氨研究領域一個很大的挑戰(zhàn)。”劉學軍表示。

其次是氨排放的精準控制。在排放源清晰的情況下，如何實現農田和養(yǎng)殖業(yè)等氨排放的精準管控，也是研究工作的重中之重，即如何使得各種氨的減排技術真正落地，具備可操作性（成本低、操作簡便易行）。尤其在目前碳達峰碳中和背景下，如何同時實現氨排放控制與溫室氣體減排或土壤增碳有機結合，是未來一段時期的新挑戰(zhàn)。

未來的減排路徑

回到《意見》中定位的“京津冀及周邊地區(qū)”，即華北平原。

華北平原面積為31萬平方公里，其中耕地面積約占全國耕地面積的23%，是我國玉米、小麥等糧食作物的主產區(qū)。據清華大學開發(fā)的中國多尺度排放清單模型分析，華北平原2017年的氨排放量約占全國氨排放的23.7%，氨濃度高于其他地區(qū)。

造成這一問題的根源，在于華北平原典型的小農戶經營模式。

近年來，由于農業(yè)生產利潤低，農村勞動力向城市輸入，農戶對農田管理愈加忽視，形成高氮投入和管理粗放的狀態(tài)，造成施肥后大量的氨揮發(fā)損失。

為破解這一難題，2019年以來，中國農業(yè)大學院士團隊專家和心連心肥料公司成員作為技術支撐，在河南省曲周縣開展了“農業(yè)面源污染治理減少農業(yè)氨排放”的試點工作。通過在小麥上施用新型肥料——含脲酶抑制劑肥，1.6萬畝試點田共節(jié)肥28.1%，降低氨排放47.8%，增產9%。

作為試點工作的重要成員之一，劉學軍表示，這一模式可以在華北地區(qū)大面積推廣，前提是短期內需要給農戶提供一定的政府補貼，以減輕農民的負擔（因為含脲酶抑制劑肥價格稍高于普通尿素）。

當然，由于其肥效高，施肥量可以比農民傳統(tǒng)推薦量低15%～20%。這樣一來，肥料實際成本的增加非常有限。從長遠來看，隨著新型肥料生產規(guī)模的擴大，成本也會趨于降低，肥料補貼可以逐步取消。

那么，《意見》為何將重點放在大型規(guī)模化養(yǎng)殖場？

“嚴格意義上來說，大型規(guī)模化養(yǎng)殖場屬于點源，相對容易采用新技術來控制氨的排放。可以從飼料配方優(yōu)化，如采用低蛋白配方，飼養(yǎng)舍結構優(yōu)化，有機肥密閉管理等環(huán)節(jié)實現氨的減排。”劉學軍認為，京津冀及周邊地區(qū)大型規(guī)模化養(yǎng)殖場由于有較強的經濟實力，一些氨減排技術有望在這些養(yǎng)殖場（如德青源集團）得以優(yōu)先應用，具有很強的示范性和可操作性。而且5%的氨減排目標相對容易實現。

需要指出的是，目前養(yǎng)殖場氨減排效果的精準評估仍有一定技術困難。相對而言，監(jiān)測養(yǎng)殖場內外大氣氨濃度變化相對較為容易。

（文章來源《中國環(huán)境報》圖片來源網絡）

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“十三五”期間尤其是2017年啟動國家大氣重污染成因與治理重大專項以來，我國在“2+26”城市和其他一些地區(qū)開展了農業(yè)氨排放研究與強化治理等方面的工作。

1.中國科學院遺傳與發(fā)育研究所農業(yè)資源利用中心在太行山山前平原，如河北省石家莊市欒城地區(qū)，選取小麥和玉米開展機械分層施肥技術，實現大面積（累積10萬畝）氨減排的示范與應用，取得了平均減氨40%～50%的效果。

2.中國農業(yè)大學研究團隊通過與德國巴斯夫公司和國內心連心公司合作，采用新型脲酶抑制劑在華北平原的典型農區(qū)進行了農田氨減排示范及效果評估，取得了良好的效果。

3.北京市從2008年北京奧運會以來采取的大氣治理措施尤其是機動車限行的策略也在一定程度上實現了城市氨排放控制，助推大氣污染治理。

這些成功經驗可以歸納為兩點：

①農田主要控制施肥量，優(yōu)化肥料產品，改進施肥技術（機械化深施或水肥結合）。

②養(yǎng)殖業(yè)采用低蛋白飼料配方、飼舍結構優(yōu)化、糞尿密閉管理，有機肥深施入土。