畜禽养殖业氨排放清单编制技术

摘要：氨在环境中起着重要的作用，而畜禽养殖作为人为源氨排放的重要来源备受关注。欧盟和美国均较早开展了对氨排放的管理和控制，制定了相应的清单编制技术文件。主要介绍了畜禽养殖业的氨排放来源，欧盟和美国畜禽养殖业氨排放清单的编制方法及不同畜禽种类的氨排放因子，并对我国开展畜禽养殖业氨排放清单研究提出了建议。

关键词：畜禽养殖；氨；排放清单；排放因子

中图分类号： X511；X713文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0361-04

收稿日期：2013-11-26

作者简介：张双（1985—），女，硕士，助理研究员，主要研究方向为环境规划与大气污染控制。E-maill：zhangshuang2015@163.com。氨（NH3）是大气中重要的碱性气体，在大气化学和气溶胶形成过程中起着重要的作用，对酸沉降、能见度、水体富营养化等都有直接或间接的影响[1]。特别是与近来公众普遍关注的PM2.5问题相关，氨与二氧化硫、氮氧化物等是形成细颗粒物的重要前体物，其相互反应形成的二次粒子硫酸盐和硝酸盐是大气PM2.5的重要组成部分[2-3]。国内外相关学者对不同空间尺度的大气氨排放清单进行了研究，结果表明、畜禽养殖是氨主要的排放源。如欧洲农业源氨排放量占总排放量的93.7%，其中80%～90%来自于畜禽养殖[4-5]；美国牲畜家禽的氨排放量占总排量的56%[6]；日本畜禽氨排放量占人为源的64.3%[7]；我国畜禽养殖氨排放量占人为源的40. 79%[8]。针对氨在环境中的重要作用，以及畜禽养殖是人为源氨排放的重要贡献者，有必要对畜禽养殖氨排放水平进行全面的了解，以便采取有效控制措施。本文主要介绍了欧盟和美国对畜禽养殖业氨排放清单的编制方法，旨在为我国开展畜禽养殖业氨排放清单研究提供参考。

1畜禽养殖业氨排放来源

畜禽养殖业排放的NH3来自于牲畜排泄的N。通常哺乳动物排泄的超过50%的N是在尿液中，且65%～85%的尿-N以尿素和其他可矿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铵[（NH4）2CO3]和铵根离子（NH+4），他们是NH3的主要来源。铵态氮（NH+4-N）和易分解成NH+4-N的化合物（包括尿酸），被称为总氨氮（TAN）[5]，即具有潜在NH3排放能力的源。而哺乳动物固态粪便中的大多数N不容易降解，仅小部分N是以尿素或NH+4的形式存在[11-12]，与尿液相比NH3排放量较少。家禽仅产生固态粪便，其中主要成分是尿酸和其他不稳定的化合物，在水解为尿素后可被分解为NH+4-N[13]。

畜禽排泄物只要暴露在大气中，就会有NH3的排放。NH3排放环节主要为畜舍、粪便的存储处理、粪肥土地利用及放牧等，其中畜舍和粪肥土地利用是氨排放的重要环节，一般各占到畜禽总排放量的30%～40%，放牧期间排放量很少，因牲畜排泄尿液中的TAN会迅速被土壤吸收[5]。同时牲畜管理模式及气候差异等对NH3的排放也有显著影响。

2欧盟畜禽养殖业氨排放量估算方法

欧盟《EMEP/EEA2013年空气污染物排放清单编制指南》[5]中对污染物排放量的估算有3种方法：（1）

默认方法，直接用估算行业的活动水平数据×对应污染物的排放因子；（2）

基于具体技术的方法，当对估算行业有较为详细的数据资料时使用该方法；（3）

排放建模和使用设施数据的方法：该方法的计算结果比“方法2”更准确，包括使用基于本地测量的排放因子、更详细的活动数据和排放因子或过程模型。

根据排放源的重要性以及数据资料的详细程度选择估算方法，尽可能对某行业的污染物排放量作出准确的估算。其中，第3种方法没有严格的要求，只要能够证明比“方法2”的估算结果更准确就可以，可能使用“方法2”中的计算步骤，但使用具体地区的排放因子或包含对减排措施的考虑等，结合实际情况进行使用。

2.1默认方法

畜禽氨排放量（kg/年）=畜禽年平均数量×默认的氨排放因子。默认的氨排放因子是使用基于具体技术的方法并采用相应的默认参数计算得出的，结果见表1。

2.2基于具体技术的方法

该方法是基于贯穿粪便管理系统的氮物质流的方法（图1）[8]，氨排放因子采用各环节挥发的NH+4-N占进入该环节TAN的比例来表征（表2）

首先根据每种畜禽的年平均数量计算N年排泄量，并根据每年在畜禽舍、农家庭院（农场建筑物附近的区域）和放牧上所处时间比例及动物的习性，分别计算其在畜禽舍、农家庭院和放牧过程中的N年排泄量，再进一步计算出各部分TAN的量，之后根据水冲粪和干清粪粪便处理方式使用情况及各环节的氨排放因子，分别计算动物在畜禽舍、农家庭院、存储、粪肥施用及放牧过程中的氨排放量，最后合计得到年排放总量。

3美国畜禽养殖业氨排放量估算方法

目前，美国排放因子AP-42中没有具体给出畜禽养殖的氨排放因子，建议参考使用2004年美国环保局编制的《畜牧业氨排放清单草案》[14]中的估算方法，估算方法类似于欧盟《EMEP/EEA2013年空气污染物排放清单指南》中的基于具体技术的估算方法。首先调查出不同养殖方式和粪便管理方式下各畜禽种类的年平均数目，并结合给出的氮排泄率计算出相对应的氮排泄总量；再依据针对不同畜禽粪便管理系统的各环节给出的氨排放因子（表3），及进入该环节的N含量，计算得到本环节的氨排放量，最后汇总各环节的计算结果得到氨排放总量。该草案中的氨排放因子是对已有的研究结果进行加权平均得到，根据排放源的类型及已有研究结果将氨排放因子分为NH3排放量[kg/（年·头）]和N的损失百分比2种表征形式。

以猪为例说明给出的氨排放因子。养殖方式和猪粪便管理方式有具有氧化塘的畜舍系统、具有深坑的畜舍系统和限制在一定区域的户外散养3种方式（图2、图3、图4），各系统的组成环节分别为猪舍（冲刷）、补给坑或拉塞坑、固体分离器、固体粪便存储、氧化塘、土地利用；猪舍、土地利用；户外散养。在已有研究结果的基础上，分析给出各系统不同环节的氨排放因子见表3。

4结语

畜禽养殖氨排放来自于畜禽粪污，我国是畜禽养殖大国，2009年全国畜禽粪便排放量达33亿t（鲜重）[15]。当前我国大气污染形势严峻，国务院于2013年9月公布的《大气污染防治行动计划》中明确提出了对PM10和PM2.5的控制，作为形成二次粒子重要前体物的氨将逐步成为重点控制对象，畜禽养殖业也将成为重点开展氨排放控制的行业，而建立准确的畜禽养殖业氨排放清单是有效开展该工作的基础。建议我国从以下2个方面开展清单编制工作：

4.1调查畜禽养殖业活动水平数据

掌握当地详细、准确的畜禽养殖业活动水平数据是建立氨排放源清单的基础工作。应通过收集资料和现场调研等掌握当地的畜禽养殖种类、养殖规模、养殖方式、粪便排放量、粪便存储和处理方式、粪肥施用方式等信息，并在此基础上分析重点氨排放环节。

4.2开展氨排放因子本地化研究

氨排放因子的准确性直接关系到氨排放量估算结果的准确度。目前，国内对氨排放清单研究中的排放因子多直接使用国外数据，每种畜禽种类直接对应一个总的排放因子，而畜禽氨排放因子与养殖方式、粪便存储和处理方式、环境气候等多种因素有关，使得估算结果不能准确反映我国实际氨排放endprint

摘要：氨在环境中起着重要的作用，而畜禽养殖作为人为源氨排放的重要来源备受关注。欧盟和美国均较早开展了对氨排放的管理和控制，制定了相应的清单编制技术文件。主要介绍了畜禽养殖业的氨排放来源，欧盟和美国畜禽养殖业氨排放清单的编制方法及不同畜禽种类的氨排放因子，并对我国开展畜禽养殖业氨排放清单研究提出了建议。

关键词：畜禽养殖；氨；排放清单；排放因子

中图分类号： X511；X713文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0361-04

收稿日期：2013-11-26

作者简介：张双（1985—），女，硕士，助理研究员，主要研究方向为环境规划与大气污染控制。E-maill：zhangshuang2015@163.com。氨（NH3）是大气中重要的碱性气体，在大气化学和气溶胶形成过程中起着重要的作用，对酸沉降、能见度、水体富营养化等都有直接或间接的影响[1]。特别是与近来公众普遍关注的PM2.5问题相关，氨与二氧化硫、氮氧化物等是形成细颗粒物的重要前体物，其相互反应形成的二次粒子硫酸盐和硝酸盐是大气PM2.5的重要组成部分[2-3]。国内外相关学者对不同空间尺度的大气氨排放清单进行了研究，结果表明、畜禽养殖是氨主要的排放源。如欧洲农业源氨排放量占总排放量的93.7%，其中80%～90%来自于畜禽养殖[4-5]；美国牲畜家禽的氨排放量占总排量的56%[6]；日本畜禽氨排放量占人为源的64.3%[7]；我国畜禽养殖氨排放量占人为源的40. 79%[8]。针对氨在环境中的重要作用，以及畜禽养殖是人为源氨排放的重要贡献者，有必要对畜禽养殖氨排放水平进行全面的了解，以便采取有效控制措施。本文主要介绍了欧盟和美国对畜禽养殖业氨排放清单的编制方法，旨在为我国开展畜禽养殖业氨排放清单研究提供参考。

1畜禽养殖业氨排放来源

畜禽养殖业排放的NH3来自于牲畜排泄的N。通常哺乳动物排泄的超过50%的N是在尿液中，且65%～85%的尿-N以尿素和其他可矿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铵[（NH4）2CO3]和铵根离子（NH+4），他们是NH3的主要来源。铵态氮（NH+4-N）和易分解成NH+4-N的化合物（包括尿酸），被称为总氨氮（TAN）[5]，即具有潜在NH3排放能力的源。而哺乳动物固态粪便中的大多数N不容易降解，仅小部分N是以尿素或NH+4的形式存在[11-12]，与尿液相比NH3排放量较少。家禽仅产生固态粪便，其中主要成分是尿酸和其他不稳定的化合物，在水解为尿素后可被分解为NH+4-N[13]。

畜禽排泄物只要暴露在大气中，就会有NH3的排放。NH3排放环节主要为畜舍、粪便的存储处理、粪肥土地利用及放牧等，其中畜舍和粪肥土地利用是氨排放的重要环节，一般各占到畜禽总排放量的30%～40%，放牧期间排放量很少，因牲畜排泄尿液中的TAN会迅速被土壤吸收[5]。同时牲畜管理模式及气候差异等对NH3的排放也有显著影响。

2欧盟畜禽养殖业氨排放量估算方法

欧盟《EMEP/EEA2013年空气污染物排放清单编制指南》[5]中对污染物排放量的估算有3种方法：（1）

默认方法，直接用估算行业的活动水平数据×对应污染物的排放因子；（2）

基于具体技术的方法，当对估算行业有较为详细的数据资料时使用该方法；（3）

排放建模和使用设施数据的方法：该方法的计算结果比“方法2”更准确，包括使用基于本地测量的排放因子、更详细的活动数据和排放因子或过程模型。

根据排放源的重要性以及数据资料的详细程度选择估算方法，尽可能对某行业的污染物排放量作出准确的估算。其中，第3种方法没有严格的要求，只要能够证明比“方法2”的估算结果更准确就可以，可能使用“方法2”中的计算步骤，但使用具体地区的排放因子或包含对减排措施的考虑等，结合实际情况进行使用。

2.1默认方法

畜禽氨排放量（kg/年）=畜禽年平均数量×默认的氨排放因子。默认的氨排放因子是使用基于具体技术的方法并采用相应的默认参数计算得出的，结果见表1。

2.2基于具体技术的方法

该方法是基于贯穿粪便管理系统的氮物质流的方法（图1）[8]，氨排放因子采用各环节挥发的NH+4-N占进入该环节TAN的比例来表征（表2）

首先根据每种畜禽的年平均数量计算N年排泄量，并根据每年在畜禽舍、农家庭院（农场建筑物附近的区域）和放牧上所处时间比例及动物的习性，分别计算其在畜禽舍、农家庭院和放牧过程中的N年排泄量，再进一步计算出各部分TAN的量，之后根据水冲粪和干清粪粪便处理方式使用情况及各环节的氨排放因子，分别计算动物在畜禽舍、农家庭院、存储、粪肥施用及放牧过程中的氨排放量，最后合计得到年排放总量。

3美国畜禽养殖业氨排放量估算方法

目前，美国排放因子AP-42中没有具体给出畜禽养殖的氨排放因子，建议参考使用2004年美国环保局编制的《畜牧业氨排放清单草案》[14]中的估算方法，估算方法类似于欧盟《EMEP/EEA2013年空气污染物排放清单指南》中的基于具体技术的估算方法。首先调查出不同养殖方式和粪便管理方式下各畜禽种类的年平均数目，并结合给出的氮排泄率计算出相对应的氮排泄总量；再依据针对不同畜禽粪便管理系统的各环节给出的氨排放因子（表3），及进入该环节的N含量，计算得到本环节的氨排放量，最后汇总各环节的计算结果得到氨排放总量。该草案中的氨排放因子是对已有的研究结果进行加权平均得到，根据排放源的类型及已有研究结果将氨排放因子分为NH3排放量[kg/（年·头）]和N的损失百分比2种表征形式。

以猪为例说明给出的氨排放因子。养殖方式和猪粪便管理方式有具有氧化塘的畜舍系统、具有深坑的畜舍系统和限制在一定区域的户外散养3种方式（图2、图3、图4），各系统的组成环节分别为猪舍（冲刷）、补给坑或拉塞坑、固体分离器、固体粪便存储、氧化塘、土地利用；猪舍、土地利用；户外散养。在已有研究结果的基础上，分析给出各系统不同环节的氨排放因子见表3。

4结语

畜禽养殖氨排放来自于畜禽粪污，我国是畜禽养殖大国，2009年全国畜禽粪便排放量达33亿t（鲜重）[15]。当前我国大气污染形势严峻，国务院于2013年9月公布的《大气污染防治行动计划》中明确提出了对PM10和PM2.5的控制，作为形成二次粒子重要前体物的氨将逐步成为重点控制对象，畜禽养殖业也将成为重点开展氨排放控制的行业，而建立准确的畜禽养殖业氨排放清单是有效开展该工作的基础。建议我国从以下2个方面开展清单编制工作：

4.1调查畜禽养殖业活动水平数据

掌握当地详细、准确的畜禽养殖业活动水平数据是建立氨排放源清单的基础工作。应通过收集资料和现场调研等掌握当地的畜禽养殖种类、养殖规模、养殖方式、粪便排放量、粪便存储和处理方式、粪肥施用方式等信息，并在此基础上分析重点氨排放环节。

4.2开展氨排放因子本地化研究

氨排放因子的准确性直接关系到氨排放量估算结果的准确度。目前，国内对氨排放清单研究中的排放因子多直接使用国外数据，每种畜禽种类直接对应一个总的排放因子，而畜禽氨排放因子与养殖方式、粪便存储和处理方式、环境气候等多种因素有关，使得估算结果不能准确反映我国实际氨排放endprint

摘要：氨在环境中起着重要的作用，而畜禽养殖作为人为源氨排放的重要来源备受关注。欧盟和美国均较早开展了对氨排放的管理和控制，制定了相应的清单编制技术文件。主要介绍了畜禽养殖业的氨排放来源，欧盟和美国畜禽养殖业氨排放清单的编制方法及不同畜禽种类的氨排放因子，并对我国开展畜禽养殖业氨排放清单研究提出了建议。

关键词：畜禽养殖；氨；排放清单；排放因子

中图分类号： X511；X713文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0361-04

收稿日期：2013-11-26

作者简介：张双（1985—），女，硕士，助理研究员，主要研究方向为环境规划与大气污染控制。E-maill：zhangshuang2015@163.com。氨（NH3）是大气中重要的碱性气体，在大气化学和气溶胶形成过程中起着重要的作用，对酸沉降、能见度、水体富营养化等都有直接或间接的影响[1]。特别是与近来公众普遍关注的PM2.5问题相关，氨与二氧化硫、氮氧化物等是形成细颗粒物的重要前体物，其相互反应形成的二次粒子硫酸盐和硝酸盐是大气PM2.5的重要组成部分[2-3]。国内外相关学者对不同空间尺度的大气氨排放清单进行了研究，结果表明、畜禽养殖是氨主要的排放源。如欧洲农业源氨排放量占总排放量的93.7%，其中80%～90%来自于畜禽养殖[4-5]；美国牲畜家禽的氨排放量占总排量的56%[6]；日本畜禽氨排放量占人为源的64.3%[7]；我国畜禽养殖氨排放量占人为源的40. 79%[8]。针对氨在环境中的重要作用，以及畜禽养殖是人为源氨排放的重要贡献者，有必要对畜禽养殖氨排放水平进行全面的了解，以便采取有效控制措施。本文主要介绍了欧盟和美国对畜禽养殖业氨排放清单的编制方法，旨在为我国开展畜禽养殖业氨排放清单研究提供参考。

1畜禽养殖业氨排放来源

畜禽养殖业排放的NH3来自于牲畜排泄的N。通常哺乳动物排泄的超过50%的N是在尿液中，且65%～85%的尿-N以尿素和其他可矿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铵[（NH4）2CO3]和铵根离子（NH+4），他们是NH3的主要来源。铵态氮（NH+4-N）和易分解成NH+4-N的化合物（包括尿酸），被称为总氨氮（TAN）[5]，即具有潜在NH3排放能力的源。而哺乳动物固态粪便中的大多数N不容易降解，仅小部分N是以尿素或NH+4的形式存在[11-12]，与尿液相比NH3排放量较少。家禽仅产生固态粪便，其中主要成分是尿酸和其他不稳定的化合物，在水解为尿素后可被分解为NH+4-N[13]。

畜禽排泄物只要暴露在大气中，就会有NH3的排放。NH3排放环节主要为畜舍、粪便的存储处理、粪肥土地利用及放牧等，其中畜舍和粪肥土地利用是氨排放的重要环节，一般各占到畜禽总排放量的30%～40%，放牧期间排放量很少，因牲畜排泄尿液中的TAN会迅速被土壤吸收[5]。同时牲畜管理模式及气候差异等对NH3的排放也有显著影响。

2欧盟畜禽养殖业氨排放量估算方法

欧盟《EMEP/EEA2013年空气污染物排放清单编制指南》[5]中对污染物排放量的估算有3种方法：（1）

默认方法，直接用估算行业的活动水平数据×对应污染物的排放因子；（2）

基于具体技术的方法，当对估算行业有较为详细的数据资料时使用该方法；（3）

排放建模和使用设施数据的方法：该方法的计算结果比“方法2”更准确，包括使用基于本地测量的排放因子、更详细的活动数据和排放因子或过程模型。

根据排放源的重要性以及数据资料的详细程度选择估算方法，尽可能对某行业的污染物排放量作出准确的估算。其中，第3种方法没有严格的要求，只要能够证明比“方法2”的估算结果更准确就可以，可能使用“方法2”中的计算步骤，但使用具体地区的排放因子或包含对减排措施的考虑等，结合实际情况进行使用。

2.1默认方法

畜禽氨排放量（kg/年）=畜禽年平均数量×默认的氨排放因子。默认的氨排放因子是使用基于具体技术的方法并采用相应的默认参数计算得出的，结果见表1。

2.2基于具体技术的方法

该方法是基于贯穿粪便管理系统的氮物质流的方法（图1）[8]，氨排放因子采用各环节挥发的NH+4-N占进入该环节TAN的比例来表征（表2）

首先根据每种畜禽的年平均数量计算N年排泄量，并根据每年在畜禽舍、农家庭院（农场建筑物附近的区域）和放牧上所处时间比例及动物的习性，分别计算其在畜禽舍、农家庭院和放牧过程中的N年排泄量，再进一步计算出各部分TAN的量，之后根据水冲粪和干清粪粪便处理方式使用情况及各环节的氨排放因子，分别计算动物在畜禽舍、农家庭院、存储、粪肥施用及放牧过程中的氨排放量，最后合计得到年排放总量。

3美国畜禽养殖业氨排放量估算方法

目前，美国排放因子AP-42中没有具体给出畜禽养殖的氨排放因子，建议参考使用2004年美国环保局编制的《畜牧业氨排放清单草案》[14]中的估算方法，估算方法类似于欧盟《EMEP/EEA2013年空气污染物排放清单指南》中的基于具体技术的估算方法。首先调查出不同养殖方式和粪便管理方式下各畜禽种类的年平均数目，并结合给出的氮排泄率计算出相对应的氮排泄总量；再依据针对不同畜禽粪便管理系统的各环节给出的氨排放因子（表3），及进入该环节的N含量，计算得到本环节的氨排放量，最后汇总各环节的计算结果得到氨排放总量。该草案中的氨排放因子是对已有的研究结果进行加权平均得到，根据排放源的类型及已有研究结果将氨排放因子分为NH3排放量[kg/（年·头）]和N的损失百分比2种表征形式。

以猪为例说明给出的氨排放因子。养殖方式和猪粪便管理方式有具有氧化塘的畜舍系统、具有深坑的畜舍系统和限制在一定区域的户外散养3种方式（图2、图3、图4），各系统的组成环节分别为猪舍（冲刷）、补给坑或拉塞坑、固体分离器、固体粪便存储、氧化塘、土地利用；猪舍、土地利用；户外散养。在已有研究结果的基础上，分析给出各系统不同环节的氨排放因子见表3。

4结语

畜禽养殖氨排放来自于畜禽粪污，我国是畜禽养殖大国，2009年全国畜禽粪便排放量达33亿t（鲜重）[15]。当前我国大气污染形势严峻，国务院于2013年9月公布的《大气污染防治行动计划》中明确提出了对PM10和PM2.5的控制，作为形成二次粒子重要前体物的氨将逐步成为重点控制对象，畜禽养殖业也将成为重点开展氨排放控制的行业，而建立准确的畜禽养殖业氨排放清单是有效开展该工作的基础。建议我国从以下2个方面开展清单编制工作：

4.1调查畜禽养殖业活动水平数据

掌握当地详细、准确的畜禽养殖业活动水平数据是建立氨排放源清单的基础工作。应通过收集资料和现场调研等掌握当地的畜禽养殖种类、养殖规模、养殖方式、粪便排放量、粪便存储和处理方式、粪肥施用方式等信息，并在此基础上分析重点氨排放环节。

4.2开展氨排放因子本地化研究

氨排放因子的准确性直接关系到氨排放量估算结果的准确度。目前，国内对氨排放清单研究中的排放因子多直接使用国外数据，每种畜禽种类直接对应一个总的排放因子，而畜禽氨排放因子与养殖方式、粪便存储和处理方式、环境气候等多种因素有关，使得估算结果不能准确反映我国实际氨排放endprint