大量科学证据表明，灰霾主要是由碱性污染物氨（NH3）与酸性污染物二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）在空气中发生化学反应，生成硫酸铵和硝酸铵，形成PM2.5凝结核，吸水并结合其他污染物而形成（图1）。在NH3大量存在的条件下，SO2和NOx形成PM2.5的速度会急剧增加。NH3在灰霾形成中的重要性，引起了全社会的高度关注。基于国家重大科学计划项目“我国活性氮源及其对空气质量与气候变化的影响机理研究”和我们长期“氮素循环与环境影响”的研究结果，提出种植和畜牧养殖氨气减排措施，供政府灰霾治理决策参考。
图1 农业氨挥发对PM2.5形成的贡献
设定农业氨减排目标
中国目前每年大约排放1500万t的NH3（以纯氮计，下同），与酸性物质NOx（700万~800万t，以纯氮计）和SO2 （900万~1000万t，以硫计）排放量（《2015中国环境状况公报》）的酸当量相当，对灰霾的形成具有重要的贡献。中国农业源氨排放量占总排放的90%左右，其中种植和牲畜养殖业排放大约各半，牲畜养殖排放略高。
图2 挥发大量氨气的农田化肥撒施以及牲畜养殖废弃物的露天风干
3）氮肥品种单一，基本都是铵态氮和产铵态氮肥料（如尿素）。铵态氮肥在中国北方碱性土壤上极易以氨的形态挥发到大气中。与此同时，铵态氮肥在土壤中会氧化成为硝态氮，该氧化过程同时排放大量温室气体N2O。改性硝酸铵比尿素的价格高10%~30%，由于其损失低，净花费并未增加。若施用改性硝态氮肥，既无氨挥发，也不因硝化过程而排放N2O。建议在加强监管的基础上，在中国北方，特别是华北平原，适当供应改性硝态氮肥，减少铵态氮肥的施用。
制订规模化畜禽养殖各个环节的操作规程和氨减排措施
中国畜禽养殖每年排泄的畜禽粪便大约1500万t纯氮，约为化学氮肥使用量的1/2。当前畜禽粪便氮素收集还田率大约为50%，其余大部分直接排放到大气和水体，成为重要的污染源（图2）。建议制订从饲料选择、畜舍构造、粪尿贮存、处理到田间施用等各个环节的操作规程和氨减排措施，作为规模化畜禽养殖操作和监管的依据。具体包括：
1）推广应用低蛋白含量的饲料品种。饲料中的碳氮比会显著影响牲畜粪便中的氮含量，加强对适应中国牲畜种类的低蛋白饲料品种研制和推广应用，有助于降低单位畜禽产品的氮素排泄量，可以从源头同时降低向地表水排放的氨氮以及向大气中排放的氨气。
2）控制规模化养殖场的氨气排放。规模化养殖圈舍氨气排放占牲畜养殖总氨气排放的10%~30%。采用合理的建筑设计可以降低圈舍的氨气排放，包括建设集中的排泄和粪便收集区域、快速的粪便清除系统、排泄区的温度控制以及酸性中和物质的使用等措施。建议通过引入合理技术标准规范控制新建养殖场的氨气排放；对已有的养殖场进行技术改造，安装现场在线氨浓度监测制备，加大对规模化养殖氨气排放的治理和监管，切实降低养殖场的氨气挥发。
3）推行规范化的粪便储存、堆沤和施用技术。中国目前的牲畜粪便处理倾向于固液分离，堆沤生产有机肥，减少向水体的排放，常忽略向大气的氨气排放。建议推广应用封闭式的粪便贮存、处理和施肥方式，降低粪便储存、处理和施用环节的氨排放。
上述4个方面建议和措施的实施，不仅可以控制氨排放引起的大气污染，还可减轻氮素流失导致的水体富营养化、硝酸盐淋洗引起的地下水污染、大量施用铵态氮和产铵态氮肥料导致的土壤酸化、大气氮沉降增加导致的生态环境退化，减少施用氮肥和有机肥引起的温室气体N2O的排放以及氮肥制造过程中巨大的化石能消耗和碳排放。因此，减少种植和养殖业的氨排放是一举多得的举措，也是治理活性氮大气和水体污染、保证食物生产安全的根本。（责任编辑 王丽娜）
本文作者：
巨晓棠，谷保静，蔡祖聪。作者简介
：
巨晓棠，中国农业大学资源与环境学院，教授；谷保静，浙江大学公共管理学院，研究员；蔡祖聪，南京师范大学地理科学学院，教授。注：本文发表在2017年第13期《科技导报》，欢迎关注。
,
