摘要:氨在環(huán)境中起著重要的作用,而畜禽養(yǎng)殖作為人為源氨排放的重要來源備受關(guān)注。歐盟和美國均較早開展了對氨排放的管理和控制,制定了相應(yīng)的清單編制技術(shù)文件。主要介紹了畜禽養(yǎng)殖業(yè)的氨排放來源,歐盟和美國畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單的編制方法及不同畜禽種類的氨排放因子,并對我國開展畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單研究提出了建議。
關(guān)鍵詞:畜禽養(yǎng)殖;氨;排放清單;排放因子
中圖分類號: X511;X713文獻標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2014)09-0361-04
收稿日期:2013-11-26
作者簡介:張雙(1985—),女,碩士,助理研究員,主要研究方向為環(huán)境規(guī)劃與大氣污染控制。E-maill:zhangshuang2015@163.com。氨(NH3)是大氣中重要的堿性氣體,在大氣化學(xué)和氣溶膠形成過程中起著重要的作用,對酸沉降、能見度、水體富營養(yǎng)化等都有直接或間接的影響[1]。特別是與近來公眾普遍關(guān)注的PM2.5問題相關(guān),氨與二氧化硫、氮氧化物等是形成細(xì)顆粒物的重要前體物,其相互反應(yīng)形成的二次粒子硫酸鹽和硝酸鹽是大氣PM2.5的重要組成部分[2-3]。國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對不同空間尺度的大氣氨排放清單進行了研究,結(jié)果表明、畜禽養(yǎng)殖是氨主要的排放源。如歐洲農(nóng)業(yè)源氨排放量占總排放量的93.7%,其中80%~90%來自于畜禽養(yǎng)殖[4-5];美國牲畜家禽的氨排放量占總排量的56%[6];日本畜禽氨排放量占人為源的64.3%[7];我國畜禽養(yǎng)殖氨排放量占人為源的40. 79%[8]。針對氨在環(huán)境中的重要作用,以及畜禽養(yǎng)殖是人為源氨排放的重要貢獻者,有必要對畜禽養(yǎng)殖氨排放水平進行全面的了解,以便采取有效控制措施。本文主要介紹了歐盟和美國對畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單的編制方法,旨在為我國開展畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單研究提供參考。
1畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放來源
畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的NH3來自于牲畜排泄的N。通常哺乳動物排泄的超過50%的N是在尿液中,且65%~85%的尿-N以尿素和其他可礦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銨[(NH4)2CO3]和銨根離子(NH+4),他們是NH3的主要來源。銨態(tài)氮(NH+4-N)和易分解成NH+4-N的化合物(包括尿酸),被稱為總氨氮(TAN)[5],即具有潛在NH3排放能力的源。而哺乳動物固態(tài)糞便中的大多數(shù)N不容易降解,僅小部分N是以尿素或NH+4的形式存在[11-12],與尿液相比NH3排放量較少。家禽僅產(chǎn)生固態(tài)糞便,其中主要成分是尿酸和其他不穩(wěn)定的化合物,在水解為尿素后可被分解為NH+4-N[13]。
畜禽排泄物只要暴露在大氣中,就會有NH3的排放。NH3排放環(huán)節(jié)主要為畜舍、糞便的存儲處理、糞肥土地利用及放牧等,其中畜舍和糞肥土地利用是氨排放的重要環(huán)節(jié),一般各占到畜禽總排放量的30%~40%,放牧期間排放量很少,因牲畜排泄尿液中的TAN會迅速被土壤吸收[5]。同時牲畜管理模式及氣候差異等對NH3的排放也有顯著影響。
2歐盟畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放量估算方法
歐盟《EMEP/EEA2013年空氣污染物排放清單編制指南》[5]中對污染物排放量的估算有3種方法:(1)
默認(rèn)方法,直接用估算行業(yè)的活動水平數(shù)據(jù)×對應(yīng)污染物的排放因子;(2)
基于具體技術(shù)的方法,當(dāng)對估算行業(yè)有較為詳細(xì)的數(shù)據(jù)資料時使用該方法;(3)
排放建模和使用設(shè)施數(shù)據(jù)的方法:該方法的計算結(jié)果比“方法2”更準(zhǔn)確,包括使用基于本地測量的排放因子、更詳細(xì)的活動數(shù)據(jù)和排放因子或過程模型。
根據(jù)排放源的重要性以及數(shù)據(jù)資料的詳細(xì)程度選擇估算方法,盡可能對某行業(yè)的污染物排放量作出準(zhǔn)確的估算。其中,第3種方法沒有嚴(yán)格的要求,只要能夠證明比“方法2”的估算結(jié)果更準(zhǔn)確就可以,可能使用“方法2”中的計算步驟,但使用具體地區(qū)的排放因子或包含對減排措施的考慮等,結(jié)合實際情況進行使用。
2.1默認(rèn)方法
畜禽氨排放量(kg/年)=畜禽年平均數(shù)量×默認(rèn)的氨排放因子。默認(rèn)的氨排放因子是使用基于具體技術(shù)的方法并采用相應(yīng)的默認(rèn)參數(shù)計算得出的,結(jié)果見表1。
2.2基于具體技術(shù)的方法
該方法是基于貫穿糞便管理系統(tǒng)的氮物質(zhì)流的方法(圖1)[8],氨排放因子采用各環(huán)節(jié)揮發(fā)的NH+4-N占進入該環(huán)節(jié)TAN的比例來表征(表2)
首先根據(jù)每種畜禽的年平均數(shù)量計算N年排泄量,并根據(jù)每年在畜禽舍、農(nóng)家庭院(農(nóng)場建筑物附近的區(qū)域)和放牧上所處時間比例及動物的習(xí)性,分別計算其在畜禽舍、農(nóng)家庭院和放牧過程中的N年排泄量,再進一步計算出各部分TAN的量,之后根據(jù)水沖糞和干清糞糞便處理方式使用情況及各環(huán)節(jié)的氨排放因子,分別計算動物在畜禽舍、農(nóng)家庭院、存儲、糞肥施用及放牧過程中的氨排放量,最后合計得到年排放總量。
3美國畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放量估算方法
目前,美國排放因子AP-42中沒有具體給出畜禽養(yǎng)殖的氨排放因子,建議參考使用2004年美國環(huán)保局編制的《畜牧業(yè)氨排放清單草案》[14]中的估算方法,估算方法類似于歐盟《EMEP/EEA2013年空氣污染物排放清單指南》中的基于具體技術(shù)的估算方法。首先調(diào)查出不同養(yǎng)殖方式和糞便管理方式下各畜禽種類的年平均數(shù)目,并結(jié)合給出的氮排泄率計算出相對應(yīng)的氮排泄總量;再依據(jù)針對不同畜禽糞便管理系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)給出的氨排放因子(表3),及進入該環(huán)節(jié)的N含量,計算得到本環(huán)節(jié)的氨排放量,最后匯總各環(huán)節(jié)的計算結(jié)果得到氨排放總量。該草案中的氨排放因子是對已有的研究結(jié)果進行加權(quán)平均得到,根據(jù)排放源的類型及已有研究結(jié)果將氨排放因子分為NH3排放量[kg/(年·頭)]和N的損失百分比2種表征形式。
以豬為例說明給出的氨排放因子。養(yǎng)殖方式和豬糞便管理方式有具有氧化塘的畜舍系統(tǒng)、具有深坑的畜舍系統(tǒng)和限制在一定區(qū)域的戶外散養(yǎng)3種方式(圖2、圖3、圖4),各系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)分別為豬舍(沖刷)、補給坑或拉塞坑、固體分離器、固體糞便存儲、氧化塘、土地利用;豬舍、土地利用;戶外散養(yǎng)。在已有研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,分析給出各系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)的氨排放因子見表3。
4結(jié)語
畜禽養(yǎng)殖氨排放來自于畜禽糞污,我國是畜禽養(yǎng)殖大國,2009年全國畜禽糞便排放量達(dá)33億t(鮮重)[15]。當(dāng)前我國大氣污染形勢嚴(yán)峻,國務(wù)院于2013年9月公布的《大氣污染防治行動計劃》中明確提出了對PM10和PM2.5的控制,作為形成二次粒子重要前體物的氨將逐步成為重點控制對象,畜禽養(yǎng)殖業(yè)也將成為重點開展氨排放控制的行業(yè),而建立準(zhǔn)確的畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單是有效開展該工作的基礎(chǔ)。建議我國從以下2個方面開展清單編制工作:
4.1調(diào)查畜禽養(yǎng)殖業(yè)活動水平數(shù)據(jù)
掌握當(dāng)?shù)卦敿?xì)、準(zhǔn)確的畜禽養(yǎng)殖業(yè)活動水平數(shù)據(jù)是建立氨排放源清單的基礎(chǔ)工作。應(yīng)通過收集資料和現(xiàn)場調(diào)研等掌握當(dāng)?shù)氐男笄蒺B(yǎng)殖種類、養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖方式、糞便排放量、糞便存儲和處理方式、糞肥施用方式等信息,并在此基礎(chǔ)上分析重點氨排放環(huán)節(jié)。
4.2開展氨排放因子本地化研究
氨排放因子的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到氨排放量估算結(jié)果的準(zhǔn)確度。目前,國內(nèi)對氨排放清單研究中的排放因子多直接使用國外數(shù)據(jù),每種畜禽種類直接對應(yīng)一個總的排放因子,而畜禽氨排放因子與養(yǎng)殖方式、糞便存儲和處理方式、環(huán)境氣候等多種因素有關(guān),使得估算結(jié)果不能準(zhǔn)確反映我國實際氨排放endprint
摘要:氨在環(huán)境中起著重要的作用,而畜禽養(yǎng)殖作為人為源氨排放的重要來源備受關(guān)注。歐盟和美國均較早開展了對氨排放的管理和控制,制定了相應(yīng)的清單編制技術(shù)文件。主要介紹了畜禽養(yǎng)殖業(yè)的氨排放來源,歐盟和美國畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單的編制方法及不同畜禽種類的氨排放因子,并對我國開展畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單研究提出了建議。
關(guān)鍵詞:畜禽養(yǎng)殖;氨;排放清單;排放因子
中圖分類號: X511;X713文獻標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2014)09-0361-04
收稿日期:2013-11-26
作者簡介:張雙(1985—),女,碩士,助理研究員,主要研究方向為環(huán)境規(guī)劃與大氣污染控制。E-maill:zhangshuang2015@163.com。氨(NH3)是大氣中重要的堿性氣體,在大氣化學(xué)和氣溶膠形成過程中起著重要的作用,對酸沉降、能見度、水體富營養(yǎng)化等都有直接或間接的影響[1]。特別是與近來公眾普遍關(guān)注的PM2.5問題相關(guān),氨與二氧化硫、氮氧化物等是形成細(xì)顆粒物的重要前體物,其相互反應(yīng)形成的二次粒子硫酸鹽和硝酸鹽是大氣PM2.5的重要組成部分[2-3]。國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對不同空間尺度的大氣氨排放清單進行了研究,結(jié)果表明、畜禽養(yǎng)殖是氨主要的排放源。如歐洲農(nóng)業(yè)源氨排放量占總排放量的93.7%,其中80%~90%來自于畜禽養(yǎng)殖[4-5];美國牲畜家禽的氨排放量占總排量的56%[6];日本畜禽氨排放量占人為源的64.3%[7];我國畜禽養(yǎng)殖氨排放量占人為源的40. 79%[8]。針對氨在環(huán)境中的重要作用,以及畜禽養(yǎng)殖是人為源氨排放的重要貢獻者,有必要對畜禽養(yǎng)殖氨排放水平進行全面的了解,以便采取有效控制措施。本文主要介紹了歐盟和美國對畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單的編制方法,旨在為我國開展畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單研究提供參考。
1畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放來源
畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的NH3來自于牲畜排泄的N。通常哺乳動物排泄的超過50%的N是在尿液中,且65%~85%的尿-N以尿素和其他可礦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銨[(NH4)2CO3]和銨根離子(NH+4),他們是NH3的主要來源。銨態(tài)氮(NH+4-N)和易分解成NH+4-N的化合物(包括尿酸),被稱為總氨氮(TAN)[5],即具有潛在NH3排放能力的源。而哺乳動物固態(tài)糞便中的大多數(shù)N不容易降解,僅小部分N是以尿素或NH+4的形式存在[11-12],與尿液相比NH3排放量較少。家禽僅產(chǎn)生固態(tài)糞便,其中主要成分是尿酸和其他不穩(wěn)定的化合物,在水解為尿素后可被分解為NH+4-N[13]。
畜禽排泄物只要暴露在大氣中,就會有NH3的排放。NH3排放環(huán)節(jié)主要為畜舍、糞便的存儲處理、糞肥土地利用及放牧等,其中畜舍和糞肥土地利用是氨排放的重要環(huán)節(jié),一般各占到畜禽總排放量的30%~40%,放牧期間排放量很少,因牲畜排泄尿液中的TAN會迅速被土壤吸收[5]。同時牲畜管理模式及氣候差異等對NH3的排放也有顯著影響。
2歐盟畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放量估算方法
歐盟《EMEP/EEA2013年空氣污染物排放清單編制指南》[5]中對污染物排放量的估算有3種方法:(1)
默認(rèn)方法,直接用估算行業(yè)的活動水平數(shù)據(jù)×對應(yīng)污染物的排放因子;(2)
基于具體技術(shù)的方法,當(dāng)對估算行業(yè)有較為詳細(xì)的數(shù)據(jù)資料時使用該方法;(3)
排放建模和使用設(shè)施數(shù)據(jù)的方法:該方法的計算結(jié)果比“方法2”更準(zhǔn)確,包括使用基于本地測量的排放因子、更詳細(xì)的活動數(shù)據(jù)和排放因子或過程模型。
根據(jù)排放源的重要性以及數(shù)據(jù)資料的詳細(xì)程度選擇估算方法,盡可能對某行業(yè)的污染物排放量作出準(zhǔn)確的估算。其中,第3種方法沒有嚴(yán)格的要求,只要能夠證明比“方法2”的估算結(jié)果更準(zhǔn)確就可以,可能使用“方法2”中的計算步驟,但使用具體地區(qū)的排放因子或包含對減排措施的考慮等,結(jié)合實際情況進行使用。
2.1默認(rèn)方法
畜禽氨排放量(kg/年)=畜禽年平均數(shù)量×默認(rèn)的氨排放因子。默認(rèn)的氨排放因子是使用基于具體技術(shù)的方法并采用相應(yīng)的默認(rèn)參數(shù)計算得出的,結(jié)果見表1。
2.2基于具體技術(shù)的方法
該方法是基于貫穿糞便管理系統(tǒng)的氮物質(zhì)流的方法(圖1)[8],氨排放因子采用各環(huán)節(jié)揮發(fā)的NH+4-N占進入該環(huán)節(jié)TAN的比例來表征(表2)
首先根據(jù)每種畜禽的年平均數(shù)量計算N年排泄量,并根據(jù)每年在畜禽舍、農(nóng)家庭院(農(nóng)場建筑物附近的區(qū)域)和放牧上所處時間比例及動物的習(xí)性,分別計算其在畜禽舍、農(nóng)家庭院和放牧過程中的N年排泄量,再進一步計算出各部分TAN的量,之后根據(jù)水沖糞和干清糞糞便處理方式使用情況及各環(huán)節(jié)的氨排放因子,分別計算動物在畜禽舍、農(nóng)家庭院、存儲、糞肥施用及放牧過程中的氨排放量,最后合計得到年排放總量。
3美國畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放量估算方法
目前,美國排放因子AP-42中沒有具體給出畜禽養(yǎng)殖的氨排放因子,建議參考使用2004年美國環(huán)保局編制的《畜牧業(yè)氨排放清單草案》[14]中的估算方法,估算方法類似于歐盟《EMEP/EEA2013年空氣污染物排放清單指南》中的基于具體技術(shù)的估算方法。首先調(diào)查出不同養(yǎng)殖方式和糞便管理方式下各畜禽種類的年平均數(shù)目,并結(jié)合給出的氮排泄率計算出相對應(yīng)的氮排泄總量;再依據(jù)針對不同畜禽糞便管理系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)給出的氨排放因子(表3),及進入該環(huán)節(jié)的N含量,計算得到本環(huán)節(jié)的氨排放量,最后匯總各環(huán)節(jié)的計算結(jié)果得到氨排放總量。該草案中的氨排放因子是對已有的研究結(jié)果進行加權(quán)平均得到,根據(jù)排放源的類型及已有研究結(jié)果將氨排放因子分為NH3排放量[kg/(年·頭)]和N的損失百分比2種表征形式。
以豬為例說明給出的氨排放因子。養(yǎng)殖方式和豬糞便管理方式有具有氧化塘的畜舍系統(tǒng)、具有深坑的畜舍系統(tǒng)和限制在一定區(qū)域的戶外散養(yǎng)3種方式(圖2、圖3、圖4),各系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)分別為豬舍(沖刷)、補給坑或拉塞坑、固體分離器、固體糞便存儲、氧化塘、土地利用;豬舍、土地利用;戶外散養(yǎng)。在已有研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,分析給出各系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)的氨排放因子見表3。
4結(jié)語
畜禽養(yǎng)殖氨排放來自于畜禽糞污,我國是畜禽養(yǎng)殖大國,2009年全國畜禽糞便排放量達(dá)33億t(鮮重)[15]。當(dāng)前我國大氣污染形勢嚴(yán)峻,國務(wù)院于2013年9月公布的《大氣污染防治行動計劃》中明確提出了對PM10和PM2.5的控制,作為形成二次粒子重要前體物的氨將逐步成為重點控制對象,畜禽養(yǎng)殖業(yè)也將成為重點開展氨排放控制的行業(yè),而建立準(zhǔn)確的畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單是有效開展該工作的基礎(chǔ)。建議我國從以下2個方面開展清單編制工作:
4.1調(diào)查畜禽養(yǎng)殖業(yè)活動水平數(shù)據(jù)
掌握當(dāng)?shù)卦敿?xì)、準(zhǔn)確的畜禽養(yǎng)殖業(yè)活動水平數(shù)據(jù)是建立氨排放源清單的基礎(chǔ)工作。應(yīng)通過收集資料和現(xiàn)場調(diào)研等掌握當(dāng)?shù)氐男笄蒺B(yǎng)殖種類、養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖方式、糞便排放量、糞便存儲和處理方式、糞肥施用方式等信息,并在此基礎(chǔ)上分析重點氨排放環(huán)節(jié)。
4.2開展氨排放因子本地化研究
氨排放因子的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到氨排放量估算結(jié)果的準(zhǔn)確度。目前,國內(nèi)對氨排放清單研究中的排放因子多直接使用國外數(shù)據(jù),每種畜禽種類直接對應(yīng)一個總的排放因子,而畜禽氨排放因子與養(yǎng)殖方式、糞便存儲和處理方式、環(huán)境氣候等多種因素有關(guān),使得估算結(jié)果不能準(zhǔn)確反映我國實際氨排放endprint
摘要:氨在環(huán)境中起著重要的作用,而畜禽養(yǎng)殖作為人為源氨排放的重要來源備受關(guān)注。歐盟和美國均較早開展了對氨排放的管理和控制,制定了相應(yīng)的清單編制技術(shù)文件。主要介紹了畜禽養(yǎng)殖業(yè)的氨排放來源,歐盟和美國畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單的編制方法及不同畜禽種類的氨排放因子,并對我國開展畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單研究提出了建議。
關(guān)鍵詞:畜禽養(yǎng)殖;氨;排放清單;排放因子
中圖分類號: X511;X713文獻標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2014)09-0361-04
收稿日期:2013-11-26
作者簡介:張雙(1985—),女,碩士,助理研究員,主要研究方向為環(huán)境規(guī)劃與大氣污染控制。E-maill:zhangshuang2015@163.com。氨(NH3)是大氣中重要的堿性氣體,在大氣化學(xué)和氣溶膠形成過程中起著重要的作用,對酸沉降、能見度、水體富營養(yǎng)化等都有直接或間接的影響[1]。特別是與近來公眾普遍關(guān)注的PM2.5問題相關(guān),氨與二氧化硫、氮氧化物等是形成細(xì)顆粒物的重要前體物,其相互反應(yīng)形成的二次粒子硫酸鹽和硝酸鹽是大氣PM2.5的重要組成部分[2-3]。國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對不同空間尺度的大氣氨排放清單進行了研究,結(jié)果表明、畜禽養(yǎng)殖是氨主要的排放源。如歐洲農(nóng)業(yè)源氨排放量占總排放量的93.7%,其中80%~90%來自于畜禽養(yǎng)殖[4-5];美國牲畜家禽的氨排放量占總排量的56%[6];日本畜禽氨排放量占人為源的64.3%[7];我國畜禽養(yǎng)殖氨排放量占人為源的40. 79%[8]。針對氨在環(huán)境中的重要作用,以及畜禽養(yǎng)殖是人為源氨排放的重要貢獻者,有必要對畜禽養(yǎng)殖氨排放水平進行全面的了解,以便采取有效控制措施。本文主要介紹了歐盟和美國對畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單的編制方法,旨在為我國開展畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單研究提供參考。
1畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放來源
畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的NH3來自于牲畜排泄的N。通常哺乳動物排泄的超過50%的N是在尿液中,且65%~85%的尿-N以尿素和其他可礦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銨[(NH4)2CO3]和銨根離子(NH+4),他們是NH3的主要來源。銨態(tài)氮(NH+4-N)和易分解成NH+4-N的化合物(包括尿酸),被稱為總氨氮(TAN)[5],即具有潛在NH3排放能力的源。而哺乳動物固態(tài)糞便中的大多數(shù)N不容易降解,僅小部分N是以尿素或NH+4的形式存在[11-12],與尿液相比NH3排放量較少。家禽僅產(chǎn)生固態(tài)糞便,其中主要成分是尿酸和其他不穩(wěn)定的化合物,在水解為尿素后可被分解為NH+4-N[13]。
畜禽排泄物只要暴露在大氣中,就會有NH3的排放。NH3排放環(huán)節(jié)主要為畜舍、糞便的存儲處理、糞肥土地利用及放牧等,其中畜舍和糞肥土地利用是氨排放的重要環(huán)節(jié),一般各占到畜禽總排放量的30%~40%,放牧期間排放量很少,因牲畜排泄尿液中的TAN會迅速被土壤吸收[5]。同時牲畜管理模式及氣候差異等對NH3的排放也有顯著影響。
2歐盟畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放量估算方法
歐盟《EMEP/EEA2013年空氣污染物排放清單編制指南》[5]中對污染物排放量的估算有3種方法:(1)
默認(rèn)方法,直接用估算行業(yè)的活動水平數(shù)據(jù)×對應(yīng)污染物的排放因子;(2)
基于具體技術(shù)的方法,當(dāng)對估算行業(yè)有較為詳細(xì)的數(shù)據(jù)資料時使用該方法;(3)
排放建模和使用設(shè)施數(shù)據(jù)的方法:該方法的計算結(jié)果比“方法2”更準(zhǔn)確,包括使用基于本地測量的排放因子、更詳細(xì)的活動數(shù)據(jù)和排放因子或過程模型。
根據(jù)排放源的重要性以及數(shù)據(jù)資料的詳細(xì)程度選擇估算方法,盡可能對某行業(yè)的污染物排放量作出準(zhǔn)確的估算。其中,第3種方法沒有嚴(yán)格的要求,只要能夠證明比“方法2”的估算結(jié)果更準(zhǔn)確就可以,可能使用“方法2”中的計算步驟,但使用具體地區(qū)的排放因子或包含對減排措施的考慮等,結(jié)合實際情況進行使用。
2.1默認(rèn)方法
畜禽氨排放量(kg/年)=畜禽年平均數(shù)量×默認(rèn)的氨排放因子。默認(rèn)的氨排放因子是使用基于具體技術(shù)的方法并采用相應(yīng)的默認(rèn)參數(shù)計算得出的,結(jié)果見表1。
2.2基于具體技術(shù)的方法
該方法是基于貫穿糞便管理系統(tǒng)的氮物質(zhì)流的方法(圖1)[8],氨排放因子采用各環(huán)節(jié)揮發(fā)的NH+4-N占進入該環(huán)節(jié)TAN的比例來表征(表2)
首先根據(jù)每種畜禽的年平均數(shù)量計算N年排泄量,并根據(jù)每年在畜禽舍、農(nóng)家庭院(農(nóng)場建筑物附近的區(qū)域)和放牧上所處時間比例及動物的習(xí)性,分別計算其在畜禽舍、農(nóng)家庭院和放牧過程中的N年排泄量,再進一步計算出各部分TAN的量,之后根據(jù)水沖糞和干清糞糞便處理方式使用情況及各環(huán)節(jié)的氨排放因子,分別計算動物在畜禽舍、農(nóng)家庭院、存儲、糞肥施用及放牧過程中的氨排放量,最后合計得到年排放總量。
3美國畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放量估算方法
目前,美國排放因子AP-42中沒有具體給出畜禽養(yǎng)殖的氨排放因子,建議參考使用2004年美國環(huán)保局編制的《畜牧業(yè)氨排放清單草案》[14]中的估算方法,估算方法類似于歐盟《EMEP/EEA2013年空氣污染物排放清單指南》中的基于具體技術(shù)的估算方法。首先調(diào)查出不同養(yǎng)殖方式和糞便管理方式下各畜禽種類的年平均數(shù)目,并結(jié)合給出的氮排泄率計算出相對應(yīng)的氮排泄總量;再依據(jù)針對不同畜禽糞便管理系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)給出的氨排放因子(表3),及進入該環(huán)節(jié)的N含量,計算得到本環(huán)節(jié)的氨排放量,最后匯總各環(huán)節(jié)的計算結(jié)果得到氨排放總量。該草案中的氨排放因子是對已有的研究結(jié)果進行加權(quán)平均得到,根據(jù)排放源的類型及已有研究結(jié)果將氨排放因子分為NH3排放量[kg/(年·頭)]和N的損失百分比2種表征形式。
以豬為例說明給出的氨排放因子。養(yǎng)殖方式和豬糞便管理方式有具有氧化塘的畜舍系統(tǒng)、具有深坑的畜舍系統(tǒng)和限制在一定區(qū)域的戶外散養(yǎng)3種方式(圖2、圖3、圖4),各系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)分別為豬舍(沖刷)、補給坑或拉塞坑、固體分離器、固體糞便存儲、氧化塘、土地利用;豬舍、土地利用;戶外散養(yǎng)。在已有研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,分析給出各系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)的氨排放因子見表3。
4結(jié)語
畜禽養(yǎng)殖氨排放來自于畜禽糞污,我國是畜禽養(yǎng)殖大國,2009年全國畜禽糞便排放量達(dá)33億t(鮮重)[15]。當(dāng)前我國大氣污染形勢嚴(yán)峻,國務(wù)院于2013年9月公布的《大氣污染防治行動計劃》中明確提出了對PM10和PM2.5的控制,作為形成二次粒子重要前體物的氨將逐步成為重點控制對象,畜禽養(yǎng)殖業(yè)也將成為重點開展氨排放控制的行業(yè),而建立準(zhǔn)確的畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放清單是有效開展該工作的基礎(chǔ)。建議我國從以下2個方面開展清單編制工作:
4.1調(diào)查畜禽養(yǎng)殖業(yè)活動水平數(shù)據(jù)
掌握當(dāng)?shù)卦敿?xì)、準(zhǔn)確的畜禽養(yǎng)殖業(yè)活動水平數(shù)據(jù)是建立氨排放源清單的基礎(chǔ)工作。應(yīng)通過收集資料和現(xiàn)場調(diào)研等掌握當(dāng)?shù)氐男笄蒺B(yǎng)殖種類、養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖方式、糞便排放量、糞便存儲和處理方式、糞肥施用方式等信息,并在此基礎(chǔ)上分析重點氨排放環(huán)節(jié)。
4.2開展氨排放因子本地化研究
氨排放因子的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到氨排放量估算結(jié)果的準(zhǔn)確度。目前,國內(nèi)對氨排放清單研究中的排放因子多直接使用國外數(shù)據(jù),每種畜禽種類直接對應(yīng)一個總的排放因子,而畜禽氨排放因子與養(yǎng)殖方式、糞便存儲和處理方式、環(huán)境氣候等多種因素有關(guān),使得估算結(jié)果不能準(zhǔn)確反映我國實際氨排放endprint