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    我国科学家发现氨减排在降低大气污染的同时会加剧酸雨
    ——中国氨减排计划需分区域制定

    日期 2019-04-08   来源:地球科学部   作者:张朝林  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金重大研究计划“中国大气复合污染的成因与应对机制的基础研究”(项目批准号:91644212)等资助下,北京大学宋宇和朱彤教授团队研究发现氨减排虽然有利于降低PM2.5浓度,减少人群暴露风险,但同时会恶化酸雨问题,对生态系统产生不利影响,需要依据环境和生态效应分区域制定我国氨减排计划。相关成果以"Ammonia Emission Control in China Would Mitigate Haze Pollution and Nitrogen Deposition, but Worsen Acid Rain"(中国氨减排在降低大气霾污染的同时会加剧酸雨)为题,2019年4月2日在线发表于Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America(《美国科学院院刊》)上。论文链接:https://doi.org/10.1073/pnas.1814880116。该研究由北京大学主导,南京大学、清华大学、中国气象科学研究院、中国科学院地球环境研究所、香港科技大学和四川大学等十余家单位参与。

      有效治理大气复合污染是中国生态文明建设中亟待解决的问题。氨排放会促进硫酸盐、硝酸盐的生成,进而增加大气细颗粒物(PM2.5)的浓度。由于氮肥的密集施用和畜牧业养殖等农业活动,中国已成为全球氨排放的主要区域。我国计划通过削减农业氨排放以降低大气PM2.5污染。但对氨减排的综合效应缺乏定量分析和科学评估。

      该研究团队基于多年观测和自主研发的氨排放模型,利用空气质量数值模型,评估了中国氨排放削减潜力,及其对大气污染、氮沉降和酸雨影响的综合效应。研究表明,提高氮肥施用效率和加强畜牧业养殖的粪尿管理,全国氨气年排放量可下降50%。国家计划2015-2020年二氧化硫和氮氧化物减排15%,如果同步削减50%的氨排放,全国重点区域(华北、南方地区和四川盆地地区)年均PM2.5质量浓度可下降7.0-11.2μg m−3,占总浓度的11-17%,主要来自于硝酸铵浓度的下降。氨减排降低PM2.5的效果在冬季雾霾天气更加明显,平均PM2.5浓度可下降13.4-20.0μg m-3。氨减排也可以同时降低大气氮沉降量。但值得注意的是,氨减排将导致全国重酸雨污染面积扩大,其中我国东部地区的降水酸化将明显增强,年均降水pH降幅可达1.0个单位。基于费用-效益分析,研究提出华北地区氨排放可在未来5年削减20-30%,而南方地区和四川盆地仍需优先控制二氧化硫和氮氧化物。

      氨作为大气环境中含量最为丰富的碱性气体,确实在大气环境和生态系统中扮演着重要角色。这一研究成果的重要性在于揭示出在中国化石燃料排放大量二氧化硫和氮氧化物的背景下,只有依据环境和生态效应分区域制定中国氨减排计划,才能既改善中国大气污染状况,又避免生态系统被破坏。

    图. 中国大气PM2.5(A-C)、氮沉降临界负荷(D-F)和降水pH值(G-I)的数值模拟结果。其中左列为基准年(2015)情形,中列为硫氮各减排15%的情形,右列为在硫氮减排15%基础上,氨同时减排50%的情形




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