安徽省氨排放量估算

郑志侠，翁建宇，汪水兵，汪家权

(1.安徽省环境科学研究院，安徽合肥 230071；2.合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥 230009)



安徽省氨排放量估算

郑志侠1，2，翁建宇2，汪水兵1，汪家权2

(1.安徽省环境科学研究院，安徽合肥 230071；2.合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥 230009)

摘要[目的]估算安徽省氨排放量，为氨排放控制方案的制订提供决策依据。[方法]采用排放系数模型，对安徽省不同排放源的氨排放量进行估算。[结果] 2014年安徽省氨的排放总量为528 046.80 t，其中，农田生态系统和畜禽养殖业为主要氨排放源，分别为50 860.98和357 812.01 t，占总量的9.63%和67.76%；其他行业中，废物处理为主要氨排放源，为119 373.81 t，占总量的22.61%。[结论]安徽省的氨排放强度超过我国多数省份或地区，这可能与安徽省主要氨排放来源于动物有关。

关键词氨；排放系数；排放量；安徽省

大气中氨的来源复杂，通常分为人为源和自然源两大类，其中人为源主要包括饲养的牲畜和家禽排泄物所释放的氨，农作物自身挥发以及氮肥施用过程中农作物损失所产生的氨，人类和宠物排泄产生的氨，燃煤及煤渣所释放等；自然源主要包括草原火灾、森林火灾、土壤挥发、野生动物的排泄物释放等。近年来，学者逐渐重视对氨的研究，特别是对氨源的监测[1]。2012年以来，霾天气频繁出现，引起了全国人民的极大关注[2]。研究表明，全球氨排放源中，家畜排放占40.2%，氮肥施用排放占16.8%，生物质燃烧排放占11.0%[3]。不同地区氨的来源不同，因而氨排放量占总排放量的百分比也不同。欧洲各国统计表明，动物排放的贡献最大，占75.0%以上，其次是化肥施用[4]；我国最大氨来源是化肥施用，占46.3%，其次是家畜排泄物，占29.0%；印度和巴基斯坦的情况相似[5-6]。笔者将安徽省氨排放源分为农田生态系统、畜禽养殖业、生物质燃烧、人体粪便、化工生产、废物处理、交通排放5类，采用排放系数模型研究了每种排放源的氨排放量，旨在为氨排放控制方案的制订提供决策依据。

1材料与方法

1.1氨排放系数的确定排放系数是指使用污染控制设备或措施后，单位活动水平排放的大气污染物(NH3)的量；无污染控制措施时，排放系数等于产生系数。估算2014年安徽省氨排放总量的前提是确定不同排放源的具体氨排放系数。目前，国内对不同氨源排放因子或排放系数的研究尚未成熟，朱兆良等[7]对农田使用氨后排放情况的调查，袁应登等[8]对北京二次粒子研究涉及到氨的排放因子。笔者所选用的排放系数值来源于《大气氨源排放清单编制技术指南》，并在此基础上估算2014年安徽省氨排放量。安徽省氨的排放源的分类及其排放系数见表1。

表12014年安徽省不同氨排放源的排放系数

Table 1Discharge coefficient of different ammonia emission sources in Anhui Province in 2014

排放源Emissionsources类型Types排放系数Dischargecoefficient∥kg/a农田生态固氮大豆0.070000Farmlandecology水稻秸秆0.320000畜禽养殖土壤本底0.120000Livestockandpoultry散养蛋鸭0.540000breeding散养蛋鹅0.540000放养马0.350000放养驴0.350000化工生产合成氨工艺0.010000Chemicalproduction氮肥生产5.000000废物处理固废填埋0.560000Wastetreatment固废堆肥1.275000固废焚烧0.210000生物质燃烧森林大火0.002900Biomassburning草原大火0.000700交通源Trafficsource轻型汽油车0.000260重型柴油车0.000017人体粪便Humanfeces人0.787000

1.2氨排放量的计算方法大气氨排放的计算采用排放系数方法，氨排放的总量为活动水平和排放系数的乘积。活动水平是指在一定时间范围内及在界定地区，与某项大气污染物(NH3)排放相关的生产或消费活动的量，如氮肥施用量、畜禽饲养量、机动车行驶里程等。

Ei，j，y=Ai,j,y×EFi,j,y×γ

(1)

式中，i为地区(省、直辖市、自治区或县)，j为排放源，y为年份，A为活动水平，EF为排放系数，γ为氮-大气氨转换系数，对于农田生态系统取1.0(计算可忽略)。

(2)

式中，ET为总排放量，Ei，j，y为 y 年i 地区 j排放源的排放量。

2结果与分析

2.1氨排放量通过查阅《安徽省统计年鉴》[9]得到不同氨排放源的不同活动水平，查阅各市统计年鉴以及与该研究相关的调查研究数据[10-13]，得到了安徽省各市不同排放源的具体相关数据，并结合公式(1)、(2)，对排放源进行分析，计算安徽省不同城市不同排放源的氨排放量以及占总排放量的百分比，结果见表2。

由表2可知，2014年安徽省氨排放总量为528 046.80t/a，从排放源来看，畜禽养殖业氨排放量为357 812.01t/a，占总氨排放量的67.76%，是最主要的氨排放来源；其次，农田生态系统中的氮肥施用过程和其他行业中废物处理的氨排放量分别为40 889.79和96 241.30t/a，也是不容忽视的氨排放来源之一。从安徽省各个城市来看，排放量在35 000.00t以上的城市有3个：合肥市为主要氨排放城市，排放量为116 709.40t/a，占总量的22.10%；芜湖市为第二大氨排放城市，排放量为55 417.05t/a，占总量的10.49%；第3是安庆市，氨排放量为38 979.72t，占总量的7.38%。这3个城市中，废物处理氨排放量也是最多的。

表2　2014年安徽省大气氨排放量

由表3可知，安徽省氨排放总量为528 046.80 t/a，其中，农田生态系统排放量为50 860.98 t/a，畜禽养殖业排放量为357 812.01 t/a，其他行业排放量为119 373.81 t/a。

2.2不同排放源氨排放量的百分比从图1可以看出，2014年安徽省氨排放主要来自畜禽养殖，占67.76%，农田生态及废物处理分别占9.63%和18.23%。

2.3安徽省与其他地区氨排放密度、人均排放量比较由表4可知，安徽省的排放密度为3.30 t/km2，与江浙沪地区(3.65 t/km2)相差不多，是全国值的2倍多，比亚洲高出1倍多。安徽省人均排放量为7.65 kg/人，大于江浙沪地区。由此得出，安徽省氨排放密度及人均排放量相对较高。

表32014年安徽省不同排放源的氨排放量

Table 3Different ammonia source emission in Anhui Province in 2014

t/a

注：数据来源于《安徽省统计年鉴》。

Note：Data are fromStatisticalYearbookofAnhuiProvince.

图1　2014年安徽省不同排放源氨排放所占百分比Fig.1　Th proportion of different ammonia emission sources in Anhui Province in 2014

Table 4Comparison of ammonia emission density and emission per capita in Anhui Province with other regions

地区Region氨年排放密度Annualemissiondensityofammoniat/km2人口Population×103人人均排放量Emissionpercapitakg/人安徽省AnhuiProvince3.30690007.65江浙沪地区[14]Jiangsu,3.651228506.26ZhejiangandShanghai全国[15]China1.41113188012.00亚洲[15]Asia1.1627728508.87全球[16]Wholeworld0.04600000000.89

3结论与建议

3.1结论该研究结果表明，2014年安徽省氨的年排放总量为528 046.80 t/a，农田生态系统排放量为50 860.98 t/a，占总量的9.63%；畜禽养殖业排放量为357 812.01 t/a，占总量的67.76%；其他行业排放量为119 373.81 t/a,占总量的22.61%。安徽省单位面积的排放密度为3.30 t/km2，是全国的2倍多，人均排放量为7.65 kg/a，大于江浙沪地区。

3.2建议从该研究估算结果可以看出，安徽省人为源所产生的氨排量较多，畜禽养殖行业氨排放量占主要部分；在农田生态系统中氮肥的施用也是氨排放总量增加的原因。因此，为了降低氨的排放，在畜禽养殖方面，要从源头控制氨气的产生，特别是在农村地区，应尽可能扩大沼气池使用的范围；在氮肥施用方面，减少农业生产化肥施用量，加强对施用化肥的技术指导，合理施肥，鼓励采用长效缓释氮肥，防止氨的挥发[17]，充分改善化肥产品的结构，提高氮素利用率；积极参与农作物秸秆的综合利用和循环再利用过程，努力减少农作物田间秸秆堆肥量，从根源上减少堆肥产生的氨。

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Estimation of Ammonia Emission in Anhui Province

ZHENG Zhi-xia1,2, WENG Jian-yu2, WANG Shui-bing1et al

(1. Anhui Academy of Environmental Science Research, Hefei, Anhui 230071; 2. School of Resources and Environmental Engineering, Hefei University of Science and Technology, Hefei, Anhui 230009)

Abstract[Objective] The aim was to estimate ammonia emission quantity in Anhui Province and provide decision-making basis for formulating ammonia emission control scheme. [Method] By using emission coefficient model, ammonia emission quantity from different sources in Anhui Province was calculated. [Result] In 2014, the total discharge amount of ammonia in Anhui Province was 528 046.80 t, among which, farmland ecosystem(50 860.98 t) and livestock and poultry breeding industry(357 812.01 t) were main sources, accounting for 9.63% and 67.76%; in other industries, waste disposal was the main source(119 373.81 t), accounting for 22.61%. [Conclusion] The intensity of ammonia emission in Anhui Province is greater than that in most of the provinces or regions in China, which may be related to the main ammonia emission from animals.

Key wordsAmmonia; Emission coefficient; Emission quantity; Anhui Province

基金项目国家科技支撑计划课题(2014BAC22B06)；国家自然科学基金项目(7117001)；安徽省省级环境保护科研项目(014-007)。

作者简介郑志侠(1973- )，女，安徽淮南人，教授级高级工程师，从事环境污染控制与管理研究。

收稿日期2016-02-26

中图分类号

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)08-073-03