榆林市农牧源大气氨排放清单研究

崔娟 刘杰 陈洁

摘要：农业活动引起的氨（NH3）排放是全球大气中NH3最为主要的排放源，对大气气溶胶的形成和城市乃至区域空气质量有重要影响。本研究结合榆林市第二次污染源普查数据，根据排放清单编制技术指南，形成了2017年榆林市农牧源大气污染源排放清单数据库，为榆林市大气污染防治提供了基础理论数据，对科学控制榆林市空气污染和实现空气质量持续改善有重要意義。

关键词：农牧源;排放清单;环保

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）10-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.126

Abstract：Ammonia （NH3） emissions caused by agricultural activities are the most important source of NH3 emissions in the global atmosphere， and have an important impact on the formation of atmospheric aerosols and air quality in cities and even regions.This study combines the data of the second pollution source census in Yulin City， and compiles technical guidelines based on the emission list to form the 2017 database of agricultural pollution sources in Yulin City.It provides basic theoretical data for the prevention and control of air pollution in Yulin City，and scientifically controls Yulin. The citys air pollution and the continuous improvement of air quality are of great significance.

Key words：Agricultural and animal husbandry sources;Emission inventory;Environmental protection

1 农牧氨源氨排放清单的研究现状

氨（NH3）是大气中最为主要的碱性气体，活动很强，且易溶于水。大气中NH3的浓度分布可以直接反应局地源的情况，其浓度分布与距离排放源的远近直接相关[1]。氨对大气气溶胶的形成，以及大气能见度都有明显影响，因此，NH3会直接影响城市乃至区域空气质量。多种自然源和人为源都会导致全球大气NH3浓度的上升，包括物质燃烧和城市机动车尾气排放[2]。

农业活动引起的NH3挥发是全球大气NH3最为主要的排放源，其贡献约为32 Tg N yr-1 [3]。据董文煊等[4]的估计，2006年我国NH3的排放总量为16.1 Tg。因此，建立农业源大气NH3排放清单，科学评价农业源NH3挥发对空气质量的影响，对科学控制城市空气污染和进一步完善人为源排放清单有重要作用。

目前，榆林市还没有系统的农牧源大气氨排放清单数据库，我们的工作将直接填补这一空白，为榆林市大气污染控制和空气质量持续改善提供科学依据和理论指导。

根据《大气氨源排放清单编制技术指南（试行）》（以下简称《指南》）[5]构建农牧源NH3排放清单时，通常将农牧源分为农田生态系统、畜禽养殖以及人体粪便等三大类，其中农田生态系统NH3排放又包括氮肥施用排放、固氮植物排放和秸秆堆肥排放。

2 榆林市农牧源排放源清单的建立方法

根据《指南》[5]，一个地区的气候（月均温）、肥料用量和种类、施肥方式和畜禽养殖方式、作物熟制等，都会影响农牧源NH3的排放量。本研究中，我们根据榆林市农牧业发展特征，结合活动数据的可获取性，采用排放因子法对榆林市农田生态系统、畜牧业和人体粪便的NH3排放量进行了估算。

其中，清单需要的各类活动水平数据来自全国第二次污染源普查数据（榆林市），排放因子选自《指南》[4]。构建的农牧源排放清单以2017年为基准年，调查范围涵盖榆林市下辖的2区（榆阳区、横山区），1县级市（神木市）和9个县（府谷、靖边、定边、清涧、吴堡、绥德、米脂、佳县、子洲）。调查数据包括肥料用量和使用种类、施肥时间，规模化养殖场和规模以下养殖场的养殖种类和数量、畜禽粪便管理方式，主要农作物的种植面积和产量，播种和收获时间，和各区县耕地面积等。

根据调查结果，尿素、碳酸氢铵、硫酸铵和含氮复合肥为榆林市最为常用的四种化学氮肥。大豆和花生为榆林市辖区内最普遍种植的两种固氮作物。蛋鸡、肉鸡、生猪、奶牛和肉牛的养殖数量较大，据此，我们构建了2017年榆林市农牧源大气NH3排放清单。

3 榆林市农牧源清单数据分析

3.1 总体排放情况

经计算，榆林市2017年农牧源大气NH3的排放总量为19 598.1t，因氮肥施用导致的NH3的排放量为8 474.8t/年（表1），占全市农牧源NH3排放量的43.2%。畜禽养殖排放NH3量为7 661.9t/年，占比为39.1%，这说明氮肥施用和畜禽养殖为榆林市最为主要的NH3排放源。固氮植物NH3的排放量为61.3t/年，土壤本底为1 473.5t/年，秸秆堆肥为515.2t/年，人体粪便为1 411.4t/年，这4种类型农牧源合计占比不足18%。

3.2 农牧源氨排放的时间分布

农牧源中，畜禽养殖和人体粪便NH3排放受季节等因素影响较小，因而其时间分配系数全年12个月均分，全年各月分配系数均为0.083。

固氮植物NH3排放受大豆和花生等固氮作物生長周期的影响，其时间分配系数在全年各月有所差别。具体而言，4月份，固氮植物NH3排放的月分配系数为0.067，9月分配系数为0.13，5月～8月分配系数均为0.2，其他月份分配系数为0。

氮肥施用受作物生长季气温变化和榆林市当地农户施肥习惯影响。3月份，氮肥施用分配系数为0.003，5月份为0.097，6月份为0.87，10月份为0.027，其他各月分配系数为0。

秸秆堆肥和土壤本底排放受季节和气温变化等影响。冬季（12月、1月和2月）月分配系数为0.042，春季（3月、4月和5月）月分配系数为0.083，夏季（6月、7月和8月）月分配系数为0.125，秋季（9月、10月和11月）月分配系数为0.083。

3.3 农牧源氨排放的空间分布

在榆林市下辖的12个区县市中，农牧源氨的排放量由大至小的顺序为：榆阳区、定边县、神木市、靖边县、子洲县、绥德县、横山县、米脂县、佳县、府谷县、清涧县和吴堡县。排放量最大的榆阳区和定边县分别占全市排放量的20.9%和14.7%，排放量最小的清涧县和吴堡县占比分别为3.6%和1.0%。在农牧源的各个类型中，榆阳区和定边县由氮肥施用和畜禽养殖导致的NH3的排放量也在12个区县中最大。

3.4 主要结论和减排建议

氮肥施用和畜禽养殖是榆林市最为主要的大气氨排放源，而氮肥施用的排放量略高于畜禽养殖导致的排放。因此，合理控制氮肥用量，科学施肥（比如改表施为覆土深施和合理追肥等）和加强田间水肥管理，从而降低氮肥损失和提高氮肥利用率，以及加强规模化畜禽养殖场畜禽粪便的管理、提倡养殖种类、优化新建养殖场选址，都是行之有效的控制农牧源氨排放的途径。

在榆林市下辖的12个区县市中，榆阳区和定边县的排放量最高，这可能与榆林市耕地分布和社会经济发展的空间差异性密切相关。

参考文献

[1]张园园.农业活动对大气含氮气体的影响[D].北京：中国科学院生态环境研究中心，2012.

[2]Aneja， V.P.， Blunden， J.， James， K.， Schlesinger， W.H.， Knighton， R.， Gilliam， W.， Jennings， G.， Niyogi， D.， Cole， S. Ammonia assessment from agriculture： US status and needs [J]. Journal of Environmental Quality， 2008， 37：515-520.

[3]Allen， R.， Myles， L.， Heuer， M.W. Ambient ammonia in terrestrial ecosystems： A comparative study in the Tennessee Valley， USA [J]. Science of the Total Environment， 2011， 409：2768-2772.

[4]董文煊，邢佳，王书肖.1994～2006年中国人为源大气氨排放时空分布[J].环境科学，2010，31：1457-1463.

[5]大气氨源排放清单编制技术指南（试行）[M].北京：中华人民共和国环境保护部，2013.

收稿日期：2020-08-13

课题项目：本文属于2017年度国家重点研发项目“关中城市群大气污染联防联控体系建立与应用”（编号：2017YFC0212206）。

作者简介：崔娟（1986-），女，汉族，博士，工程师，研究方向为大气污染控制。