基于IASI的中国NH_(3)浓度及排放时空分布特征分析

基于红外大气探测干涉仪(IASI)反演的NH_(3)柱浓度数据,利用排放通量盒模型和动态NH_(3)寿命估算了中国2008~2016年的NH_(3)排放量,并结合中国的土地覆盖类型、人口密度及人口增长数据分析了中国NH_(3)浓度及排放的空间分布和年际变化趋势.结果发现,2008~2016年中国平均NH_(3)柱浓度、排放通量密度和排放量分别为6.81×10^(15)molec/cm^(2)、1.43g/m^(2)和10.09Tg,其中山东、河南两省的NH_(3)浓度增长最快,年均增长率分别为1.47×10^(15)和1.23×10^(15)molec/(cm^(2)⋅a).高浓度及高排放强度区域主要集中在华北、新疆中部及四川盆地地区,表现为向四周逐渐减小的趋势分布,这与中国的耕地、高人口密度区域分布基本一致.中国的NH_(3)排放量整体呈上升趋势,从2008年的9.33Tg增加到2016年的13.96Tg,从占全球总量的14.96%上升到了24.88%.在这期间,西北和华北地区贡献了我国排放总量的47.50%,而青藏高原地区仅占2.65%.中国各地区的NH_(3)浓度具有“夏峰冬谷”的季节性特征,春、夏、秋和冬4个季节分别占全年总浓度的28.96%、49.84%、13.02%和8.17%,这表明春夏频繁的农业活动对NH_(3)浓度的贡献不可忽视.考虑到中国NH_(3)浓度及排放存在显著的时空差异,制定分时段、分区域的空气污染防治计划对NH_(3)的减排治理将更加切实有效.

生物炭及其老化对农田NH_(3)挥发及N_(2)O排放的影响

生物炭具有减缓农田NH_(3)挥发和N_(2)O排放的重要潜力,但在施入环境后常常存在“老化”现象,这为其缓解全球变暖的长期有效性带来了不确定性。为了探明生物炭的长期效应,人工加速模拟了自然界中水分、温度、氧气、土壤矿物质及微生物多种老化因素,结合多元表征手段对比不同老化方式对生物炭性质的影响,利用主成分分析法建立新的生物炭性质综合指标来反映老化强度。再通过大田控制试验,采用原位通气法和静态箱-气相色谱法监测夏玉米生长周期内老化前后生物炭施用对农田NH_(3)挥发和N_(2)O排放的影响,为生物炭的可持续应用提供科学依据。结果表明,老化过程增加了原生物炭(BC)的氧含量、比表面积(SBET)、总孔容(Vt)及含氧官能团数量,降低了灰分、碱性、碳含量、平均孔径及其芳香性,各老化作用强度排序为:氧化老化生物炭(OBC)>矿化老化生物炭(KBC)>微生物老化生物炭(MBC)>干湿循环老化生物炭(WBC)>冻融循环老化生物炭(FBC)>BC。生物炭的添加减少了13.57%-29.50%的NH_(3)挥发量。与BC相比,OBC和KBC分别显著降低了14.71%和9.38%的NH_(3)挥发(P<0.05),MBC降低了3.38%的NH_(3)挥发(P>0.05)。相反,WBC和FBC分别增加了4.55%和2.72%的NH_(3)挥发(P>0.05)。同时,生物炭的添加降低了22.36%-40.43%的N_(2)O排放量。其中,BC减排效果最优,老化作用均削弱了原生物炭对N_(2)O的减排效应。与BC相比,OBC和KBC显著增加了30.34%和26.36%的N_(2)O排放量(P<0.05),MBC、FBC和WBC分别增加了19.96%、18.29%和10.92%的N_(2)O排放量(P>0.05)。综上,不同老化方式会对生物炭的理化性质造成不同改变,进而影响土壤气态氮释放。通过对比不同的老化方式,OBC影响最为显著,其次为KBC,MBC居中,WBC和FBC的影响最弱。

轻型汽油车NH_(3)排放研究

研究了某1.5T SUV车不同排放测试循环(WLTC与CLTC)和催化剂不同状态(新鲜和老化)对NH_(3)排放的影响。通过试验研究表明:发动机原始NH_(3)排放量很低,而经过第一块三元催化剂后,NH_(3)排放量大幅增加。催化剂老化后OSC降低,内部空燃比波动幅度大,经过老化催化剂的NH_(3)排放相对新鲜催化剂的NH_(3)排放有所增加。催化剂状态、排放测试循环和发动机空燃比等对NH_(3)排放有明显影响,这些对于催化剂设计和标定优化均有指导意义。

国六重型柴油车NH_(3)排放特征分析

以一辆国六重型柴油车为研究对象,在底盘测功机上进行等速和调整的国家对世界重型商用车辆瞬态循环(C-WTVC)工况,通过便携式排放测试系统(PEMS)和傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)设备检测尾气中的NH_(3)和NO_(x)排放。结果表明,等速工况下,每个速度点的NH3排放浓度峰值出现在提速后的阶段,各速度点的平均NH_(3)排放浓度是随速度增加先减小后增大,平均NO_(x)排放浓度随速度先增大后减小再增大;C-WTVC工况下,高速阶段的NH3平均排放浓度最大,市区阶段NH_(3)平均排放浓度最小;NO_(x)的平均排放浓度在市区、市郊和高速阶段均较低;NH3排放因子与其平均排放浓度有相同的趋势。

施氮方式与添加脲酶/硝化抑制剂对稻季NH_(3)挥发和N_(2)O排放的影响

【目的】分析施肥方式及添加脲酶/硝化抑制剂对稻田NH3挥发和N_(2)O排放的影响,基于稻田NH_(3)和N_(2)O减排的效果评价优化施肥措施的可行性。【方法】在太湖地区开展为期两年的稻季田间小区试验,供试脲酶抑制剂为N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT),硝化抑制剂为对羟基苯丙酸甲酯(MHPP),用量为施氮量的1%。设置6个处理:1)不施氮肥对照(CK);2)表施尿素N 300 kg/hm^(2)(当地常规施肥,CN);3)表施尿素N 225 kg/hm2(RNB);4)尿素N 225 kg/hm^(2),50%表施,50%深施(RND);5)表施尿素N 225 kg/hm^(2)+NBPT+MHPP(RNB+DI);6)尿素N 225 kg/hm^(2)+NBPT+MHPP,50%表施,50%深施(RND+DI)。每次施肥后两周内,用密闭式抽气法监测稻田NH3挥发,在水稻生育期内用静态箱—气相色谱法监测稻田N2O排放。【结果】1) NH_(3)挥发主要发生在每次施氮后7天内,CN、RNB和RNB+DI处理基肥和分蘖肥施用后的NH3挥发量占总挥发量的86.63%~91.76%;稻季N_(2)O排放峰期主要出现在每次施肥后一周内和中期烤田期。2) RNB比CN处理可减少NH3挥发总量29.69%~39.41%和N_(2)O排放总量13.43%~23.37%。3) RND比RNB处理可减少NH_(3)挥发总量53.50%~72.05%和N2O排放总量16.66%~23.43%。4) RNB+DI比RNB处理可减少NH3挥发总量9.57%~22.27%和N_(2)O排放总量8.77%~15.67%。5) RND+DI比CN处理可减少NH3挥发总量76.89%~82.29%和N_(2)O排放总量37.98%~48.71%。【结论】尿素总氮投入减少25%,50%由撒施改为基肥深施,并添加脲酶/硝化抑制剂,可显著减少稻季NH3挥发和N2O总排放,特别是降低NH3挥发的效果更佳;将这3种措施组合集成的RND+DI处理减排效果最佳。该综合集成措施的实际操作性强,为在水稻生产上推广应用提供了技术支撑。

不同硝化抑制剂对稻季N_(2)O排放、NH_(3)挥发和水稻产量的影响

为了筛选出水稻生产中应用效果更佳的硝化抑制剂,在太湖地区开展水稻季田间小区试验,尿素中分别添加化学合成硝化抑制剂2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)和3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)以及生物硝化抑制剂对羟基苯丙酸甲酯(MHPP),探讨3种不同硝化抑制剂对水稻季N_(2)O排放、NH_(3)挥发、水稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明,与单施尿素处理相比,尿素添加3种硝化抑制剂能显著减少N_(2)O排放总量,抑制效果表现为DMPP(31.71%)>MHPP(30.40%)>CP(27.83%),不同硝化抑制剂间减排效果无显著差异;添加硝化抑制剂均显著增加了NH_(3)挥发总量,促进作用表现为CP(58.7%)>DMPP(40.3%)>MHPP(25.3%),不同硝化抑制剂间差异显著;添加硝化抑制剂的增产幅度为MHPP(4.9%)>CP(3.3%)>DMPP(1.1%),不同硝化抑制剂间无显著差异;氮肥表观利用率显著增加,表现为MHPP(15.7%)>CP(13.8%)>DMPP(10.9%),但不同硝化抑制剂间无显著差异;综合考虑活性气态氮损失量和水稻产量,3种硝化抑制剂相比单施尿素均显著增加了单位产量活性气态氮排放强度,增加幅度表现为CP(50.3%)>DMPP(35.0%)>MHPP(17.8%),CP显著高于DMPP和MHPP。综合比较,生物硝化抑制剂MHPP在水稻生产中增效减排的作用优于化学合成硝化抑制剂CP和DMPP,但在生产应用中要与其他NH_(3)挥发减排措施相结合,更好地发挥其增效减排潜力,推动农业绿色可持续发展。

规模化猪场NH_3排放特征及影响因素研究

为探讨规模化猪场NH_3排放特征及影响因素,本研究对河南省34个规模猪场进行调查研究,探讨地面类型与清粪方式、通风方式以及屋顶形式与材料等因素对猪舍NH_3浓度和NH_3排放系数的影响。结果表明:在机械通风模式下,猪舍内NH_3浓度因地面类型与清粪方式不同而有所差异,猪舍内NH_3浓度由高到低依次为缝隙地面水泡粪、水泥地面干清粪、生物发酵床舍、缝隙地面刮板清粪,猪舍内NH_3浓度日变化呈现早低、午高、晚降低的趋势;缝隙地板刮板清粪和生物发酵床猪舍内NH_3排放系数显著降低;自然通风舍内NH_3浓度显著高于自然+机械和机械通风2种通风方式(P<0.05),分别高出36.71%和58.57%;舍内通风量越大NH_3排放速率越小;不同屋顶形式与材料对猪舍内NH_3浓度的影响均符合NH_3浓度日变化规律,即呈现早低、午高、晚降低的趋势,但不同屋顶形式与材料对猪舍内NH_3浓度和NH_3排放系数无显著影响(P>0.05)。

太原市NH_3排放量估算及地域分布特征分析

NH3在大气细颗粒物(PM2.5)和灰霾形成过程中扮演着重要角色。为了解太原市NH3来源及排放情况,利用排放因子法,根据2013年该市各类氨排放源的活动水平数据,对NH3年排放量进行了估算,并分析其地域分布特征。结果表明,太原市NH3排放总量约为11 445 t,其中99.3%来自于人为源排放,0.7%来自自然源排放;在人为NH3排放源中,农业源是太原市的主要排放贡献源,其中畜禽养殖排放量最大,占34.2%;其次为氮肥施用,占18.9%;畜禽源中,鸡是NH3排放最大贡献源,占畜禽源NH3排放总量的31.0%,其次是猪,其贡献率为28.5%;在太原市下辖的六区三县一市中,畜禽NH3排放量约3 904 t,依贡献值从大到小排序为:清徐县>小店区>阳曲县>古交市>晋源区>尖草坪区>娄烦县>杏花岭区>万柏林区>迎泽区。说明在人为氨源排放过程中,畜禽养殖的贡献很大,且主要分布在郊区县市中,建议加强对畜禽养殖业的管理,采取有效措施,严格控制氨气排放。

生物炭配施硝化抑制剂降低稻田土壤NH_(3)和N_(2)O排放的微生物机制

【目的】研究生物炭和硝化抑制剂对稻田土壤主要活性氮气体(NH_(3)和N_(2)O)排放的影响及机制,以提升施用生物炭与硝化抑制剂的减排效果。【方法】采集浙江典型水稻土进行盆栽试验。试验设置5个处理:不施氮肥(N0)、仅施尿素(Urea)、尿素配施硝化抑制剂(DMPP)、尿素配施生物炭(BC)、尿素配施硝化抑制剂和生物炭(BCDM)。从水稻插秧后开始,利用密闭箱−气相色谱法和Drage-Tube法分别监测土壤N_(2)O及NH_(3)排放,在基肥、分蘖肥和穗肥后,取田面水和渗漏水样,测定无机氮浓度。在水稻收获后,采集鲜土提取土壤微生物DNA,利用qPCR技术分析测定氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)的amoA以及氧化亚氮还原酶nosZ的基因拷贝数。【结果】施基肥后,各处理没有显著提升田面水中的NH_(4)^(+)-N浓度;追施分蘖肥和穗肥后,BC和DMPP处理显著提升田面水NH_(4)^(+)-N浓度,最高达35.4 mg/L;BCDM及DMPP处理分别降低田面水NO_(3)^(−)-N浓度达80.0%及56.9%。与Urea处理相比,BC和DMPP单施或配施均显著降低田面水累计氮损失量,降幅最大为95.6%(BCDM)。Urea处理20和40 cm深度土层的累积渗漏氮损失量为N 3.67 kg/hm^(2),BC、BCDM及DMPP处理分别降低了累积渗漏氮损失量16.5%、27.9%及37.4%。与Urea处理相比,BC、DMPP和BCDM处理分别显著降低N_(2)O累积排放量约31.5%、64.0%和57.6%;施加DMPP使氨累积排放量显著增加了10.5%,而BC与DMPP配施或BC单独施用降低了氨累积排放,降幅分别为25.2%和21.6%。水稻生育期内,BC、BCDM、DMPP、N0和Urea处理由氨排放带来的N_(2)O间接排放对N_(2)O总排放的贡献率分别为83.9%、90.2%、90.5%、52.9%和82.0%。qPCR结果显示,与Urea处理相比,BC、DMPP和BCDM处理土壤AOA的amoA基因拷贝数较Urea处理增加48.0%~73.4%,AOB的基因拷贝数降低了62.7%~195.6%(P<0.05)。DMPP和BCDM处理nosZ基因拷贝数较Urea处理分别增加了3.7%和14.8%。【结论】生物炭和DMPP与尿素同时基施可显著降低土壤amoA-AOB基因拷贝数,减缓土壤铵离子的硝化过程,从而降低NO_(3)^(−)-N浓度,减少稻田田面水、渗漏水中的无机氮浓度;增加N_(2)O还原酶nosZ基因拷贝数,促进N_(2)O还原能力,降低N_(2)O(N_(2)O直接排放和NH_(3)带来的间接排放)总排放量32.2%,是同时有效减少N_(2)O排放和氨挥发的有效措施。

果园N_(2)O排放与NH_(3)挥发监测方法研究

为准确估算果园N_(2)O排放与NH_(3)挥发量,合理选用监测方法,试验以河北苹果园、葡萄园为研究对象,开展了土壤N_(2)O排放和NH_(3)挥发监测方法的探索,并分析采样方式、吸收液种类对监测结果的影响。结果表明:施肥区与非施肥区N_(2)O排放累积量具有显著性差异;滴灌管下不同位置N_(2)O排放差异很小。土壤N_(2)O排放速率在上午9:00前后测定的结果与日均排放速率差异最小。尺寸较大的方形静态箱对N_(2)O排放速率测定结果更准确,且变异系数更低;土壤N_(2)O排放速率与采样间隔时间呈负相关。间歇式通气法与磷酸甘油—双海绵通气法进行NH_(3)挥发监测结果均较为准确;间歇式通气法使用H3BO3作为吸收液对NH_(3)挥发量较大的监测结果良好,但对挥发量较低的情况误差较大;采用H_(2)SO_(4)吸收液时与磷酸甘油—双海绵通气法一致性较好,在NH_(3)挥发速率较低时灵敏度较高。磷酸甘油—双海绵通气法在使用2.00 cm厚度海绵时变异系数最低,能较好反应真实NH_(3)挥发速率。此结果为提高果园土壤N_(2)O排放与NH_(3)挥发采样监测精确度提供一定参考。

氰氨化钙与生物炭配施对设施菜地土壤N_(2)O、NH_(3)排放的影响

为了探索施用氰氨化钙(石灰氮)设施菜地土壤N_(2)O和NH_(3)的协同减排技术,本研究通过室内模拟试验,采用静态箱法和动态箱法测定了氰氨化钙(LN)、氰氨化钙+酸性生物炭(LN+MB)、氰氨化钙+中性生物炭(LN+WB)、氰氨化钙+碱性生物炭(LN+AB)4个处理N_(2)O和NH_(3)的排放量与排放特征。结果表明:与单施氰氨化钙相比,配施酸性和碱性生物炭使土壤N_(2)O累积排放量分别降低了66.70%和55.45%。配施3种生物炭均使土壤NH_(3)累积挥发量降低,降幅为7.26%~59.61%,另外提高土壤NO3--N含量8.05%~23.57%,降低土壤NH_(4)^(+)-N含量19.00%~43.12%。配施酸性生物炭对土壤N_(2)O、NH_(3)联合减排效果最佳,土壤N_(2)O、NH_(3)和GHG比单施氰氨化钙分别降低了66.70%、59.61%和64.55%。

工业城市人为源VOCs排放特征及典型行业控制对策:以聊城市为例

近年来以PM_(2.5)和臭氧(O_(3))为特征污染物的大气复合污染问题频发,VOCs是工业城市O_(3)和PM_(2.5)产生的重要前体物之一,明确VOCs排放来源及特征有利于精准减排以及PM_(2.5)和O_(3)协同控制措施的制定.聊城市是山东省典型工业城市,PM_(2.5)和O_(3)分别是秋冬季、夏季的首要污染物.本研究以聊城市为例,运用排放因子法构建2020年聊城市人为源VOCs排放清单,分析VOCs排放来源及特征并提出控制对策.结果表明:(1)2020年聊城市VOCs排放总量为28434.5 t,溶剂使用源(10551.5 t)、工艺过程源(6504.9 t)和移动源(6311.1 t)为主要排放来源,总占比为82%,与其他工业城市情况相似.(2)从空间分布来看,VOCs排放明显集中于城区,与工业企业及人口分布等具有密切联系.茌平区及东昌府区VOCs排放量较大,分别为6800.1、6333.4 t.(3)从三级排放源看,机动车(5748.4 t)、木材生产及胶粘剂使用(4586.7 t)、橡胶和塑料制品业(2849.2 t)等VOCs排放量较大,且排放的特征组分对大气中O_(3)及二次有机气溶胶的生成影响较显著.(4)通过对典型行业原辅材料和末端设施使用情况进行分析,发现建筑涂料使用、工业涂装和印刷印染行业溶剂型涂料使用量占比分别为49%、91%和56%,同时工业涂装、印刷印染以及石化与化工行业的高效末端设施使用数量占比总体不足20%,具有较大的减排潜力.研究显示,聊城市工业VOCs排放源减排潜力较大,应尽快推进典型行业低挥发性溶剂和高效末端设施的替代升级.

基施控释氮肥提高华北露地大白菜产量并减少土壤NH_(3)和N_(2)O排放

【目的】控制土壤氮素气态损失是提升菜地氮肥利用和环境效益的一个重要措施。在滴灌条件下,研究控释氮肥一次性基施和减少氮肥投入对华北地区大白菜土壤NH_(3)和N_(2)O排放及其经济效益的影响,为华北地区大白菜生产提供最优氮肥管理方案。【方法】在河北赵县设置田间小区试验,4个处理分别为:不施氮(CK);常规施氮(施用尿素,总施氮量为N 400 kg/hm^(2),基施氮∶追肥氮=4∶6,U);优化施氮(在常规施氮的基础上减氮10%,总施氮量为N 360 kg/hm^(2),基施氮∶追肥氮=4∶6,90U);控释氮肥一次性基施(减氮10%,总施氮量为N 360 kg/hm^(2),90CRU)。采用通气法和密闭式静态箱–气相色谱法,分析了不同处理下土壤NH_(3)和N_(2)O排放动态变化及大白菜产量和氮素吸收的差异。【结果】U、90U处理基肥期土壤NH_(3)排放峰出现在基施后3~6天,追肥后峰值出现在施肥后3~5天,而90CRU处理峰值延迟到基施后9~11天出现,且其峰值显著降低。与U处理相比,整个生育期90U处理土壤NH_(3)排放通量和总量分别降低了11.0%和10.4%,而90CRU处理其排放通量和总量分别显著降低了46.9%和27.6%(P<0.05)。U、90U处理基肥期土壤N_(2)O排放峰值出现在基施后7~9天,追肥后峰值出现在4~6天,而90CRU处理峰值出现在基施后14~17天,其峰值显著降低。施氮处理基肥期NH_(3)和N_(2)O排放峰值均高于追肥后。与U处理相比,90U处理土壤N_(2)O排放通量和总量分别降低了11.1%和8.8%,90CRU处理其排放通量和总量分别显著降低了50.5%和23.2%(P<0.05)。与U处理相比,90CRU处理大白菜氮素利用率提高了5.7个百分点,产量和净经济效益分别增加了7.8%和8.0%,但差异不显著。相关分析表明,土壤温度和湿度与NH_(3)和N_(2)O排放通量成线性正相关关系,由于基肥期土壤温度和湿度高于追肥期,因此基肥期NH_(3)和N_(2)O排放通量高于追肥期。土壤脲酶活性与NH_(3)排放通量间呈线性正相关关系,90CRU处理通过降低其活性而显著降低了NH_(3)排放通量;土壤NO3–^(-)N含量和功能基因AOB-amoA和nirK数量与N_(2)O排放通量呈线性正相关关系,90CRU处理通过降低上述指标而显著降低了N_(2)O排放通量。【结论】控释氮肥一次性基施在减少氮肥和劳动力投入、提高大白菜产量、经济效益与降低土壤NH_(3)和N_(2)O排放通量方面起到积极作用,为华北地区秋季大白菜种植提供了有效的氮肥管理方式。

土壤改良剂影响盐渍土NH_(3)挥发和N2O排放的研究进展

土壤盐渍化影响氮素循环转化,制约氮素供应,影响作物产量。添加改良剂是盐渍土壤改良的重要手段。综述了生物炭、石膏、有机物料3种盐渍土改良剂的作用原理及其对盐渍土壤NH_(3)挥发、N_(2)O排放的影响,从氮素转化的角度对改良剂的施用提出建议,并对改良剂的未来应用研究作出展望,以期对盐渍化土壤的高产高效利用提供理论参考。

当量燃烧天然气发动机NH_(3)排放控制策略研究

为了满足国六标准新增的NH_(3)排放限值要求,基于NH_(3)排放生成机理和大量工程试验数据,提出了微浓空燃比+逸氨催化器(ammonia slip catalyst,ASC)控制策略,并在某天然气发动机上进行了匹配开发试验,最终使发动机排放满足国六法规要求。试验表明:NH_(3)排放来源于三效催化器,并非来源于天然气发动机原始排放。贵金属含量为0.177×10^(-3)g/cm^(3)的ASC可达到72.2%的转化效率,继续增加贵金属含量对提升NH_(3)排放的转化效率无明显效果。在贵金属含量为0.177×10^(-3)g/cm^(3)的ASC后处理条件下,当空燃比为0.996时,NH_(3)排放物体积浓度最低,低于国六排放限值。

不同施氮措施对枸杞园土壤NH_(3)挥发和N_(2)O排放的影响

为明确适宜氮肥用量配施硝化抑制剂对柴达木枸杞园土壤NH_(3)挥发和N_(2)O排放的影响,在柴达木地区枸杞园开展研究,共设置9个处理:N667、N534、N400、N267、N133、N0处理分别表示施用纯氮667、534、400、267、133、0 kg·hm^(-2),N400I2.00、N267I1.33、N133I0.67处理分别表示在N400、N267、N133处理基础上配施2-氯-6(三氯甲基)-吡啶(nitrapyrin)2.00、1.33、0.67 kg·hm^(-2),采用通气法和静态暗箱法采集NH_(3)和NO_(2),连续流动分析仪和气相色谱仪测定气体含量。结果表明:NH_(3)挥发速率与累积量均随施氮量的增加而增加,相同施氮量下配施硝化抑制剂对NH_(3)挥发无显著影响。N667处理2019年及2020年的NH_(3)挥发速率峰值分别为0.48 kg·hm^(-2)·d^(-1)和0.57 kg·hm^(-2)·d^(-1),NH_(3)挥发累积量分别为34.49 kg·hm^(-2)和35.11 kg·hm^(-2),显著高于其他处理。两年相同施氮量处理下配施与未配施硝化抑制剂处理的NH_(3)挥发累积量均无显著差异;N400I2.00、N267I1.33、N133I0.67处理较农民习惯施氮(N667)处理显著降低了N_(2)O排放。2019年和2020年N667处理的N_(2)O累积排放量较N400处理分别增加了43.10%、16.11%,N400I2.00、N267I1.33、N133I0.67处理的N_(2)O累积排放量较N400、N267、N133处理降低了28.52%~41.37%。2019年和2020年N400I2.00处理的产量较N667处理显著提高了9.26%及6.67%,且净收益提高了9.80%、7.10%。研究表明,与农民习惯施氮量相比,减施氮肥且配施硝化抑制剂可显著降低NH_(3)挥发和N_(2)O排放,同时可提高枸杞产量与经济效益。施氮量为400 kg·hm^(-2)且配施nitrapyrin 2.00 kg·hm^(-2)为柴达木高肥力枸杞园较优的施氮组合。

超低排放燃煤机组SO_(3)和NH_(3)生成及迁移规律研究

研究不同机组负荷、还原剂制备方式下超低排放燃煤机组SO_(3)和NH_(3)生成及迁移规律,结果表明:负荷的升高促进SCR(选择性催化还原)系统内SO2转化为SO_(3),也会促进氨逃逸上升;机组负荷的升高抑制SO_(3)和NH_(3)在空预器段迁移;3种还原剂制备方式的机组,SO_(3)迁移比例在空预器为1.5%~10.4%,在LLT-ESP(低低温电除尘器)为33.7%~53.9%,在FGD(脱硫塔)为17.0%~29.3%;NH_(3)在空预器和LLT-ESP的迁移比例分别为23%~50%和50%~67%,进入FGD量极少;还原剂制备方式短时对NH_(3)和SO_(3)生成及迁移影响不明显,长期运行可能造成氨逃逸上升,进而影响SO_(3)迁移。

京津冀农业与机动车氨排放及对大气PM_(2.5)的差异化影响

农业和机动车NH_(3)排放分别是农村和城市地区的重要NH_(3)排放源,开展两者环境影响的对比研究,对于减排策略的科学制定具有重要意义。而目前缺少农业和机动车NH_(3)排放差异化影响的研究。为此,基于排放因子法建立了1 km分辨率的农田施肥、畜禽养殖和机动车NH_(3)排放清单,分析了其时空分布特征;进一步利用WRF-CAMx-PSAT模型,结合Brute-Force法对2017年1月和6月的农业源、机动车源减排情景进行模拟,探究不同NH_(3)排放源对大气PM_(2.5)的差异化影响。研究结果显示,2017年京津冀农田施肥、畜禽养殖、机动车NH_(3)排放分别为31.0万、44.7万和0.8万t。从减排效果看,当对农业NH_(3)和机动车NH_(3)分别进行梯度减排(10%、30%、50%、70%、100%)时,NH_(4)^(+)呈现出近线性变化,SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)呈现出非线性下降趋势。受排放量影响,农业NH_(3)减排情景下NH_(4)^(+)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)的平均浓度变化率(-16.3%、-4.3%和-37.3%)显著高于机动车NH_(3)减排情景(-1.7%、-0.2%和-4.3%)。但从减排效率看,则呈现相反现象。为分析减排效率,提出并定义了NH_(3)减排空气质量改善效率指数,即单位(104 t)NH_(3)减排下PM_(2.5)浓度变化值。对比发现,机动车NH_(3)减排的空气质量改善效率明显高于农业NH_(3)减排,1月和6月分别相差1.0~3.2倍和1.2~2.3倍。研究结果可为大气污染的优化防控提供科学依据。

石河子市大气NH_(3)污染特征及影响因素研究

大气氨(NH_(3))对二次气溶胶的形成有重要影响。为研究石河子市大气NH_(3)污染特征,于2020年12月—2021年11月对石河子市NH_(3)浓度进行了连续观测,结合大气NH_(3)排放特征和同期气象因素的变化特征分析了石河子市NH_(3)浓度水平、污染特征和影响因素。结果表明:石河子市大气ρ(NH_(3))年均为21.0μg/m^(3),ρ(NH_(3))季均分布为20.2~21.7μg/m^(3),季节变化幅度较小。农业源是石河子市大气NH_(3)的主要贡献源;而冬季大气NH_(3)主要来源于工业烟气脱硝过程中的氨逃逸,冬季持续的低边界层高度和低风速致使大气扩散条件转差,不利的扩散条件是冬季NH_(3)浓度累积升高的重要原因。冬季加大对烟气脱硝过程中氨逃逸的治理力度有利于降低石河子市冬季大气NH_(3)浓度。石河子市4个季节大气NH_(3)浓度均表现为白天高夜间低,且NH_(3)浓度在春季和冬季呈单峰日变化特征,峰值分别出现在12:00和16:00;在夏季和秋季呈多峰日变化特征,最大峰值分别出现在11:00和13:00。与国内其他城市相比,石河子市4个季节大气NH_(3)浓度日间峰值出现时间晚1~3 h。随机森林算法对大气NH_(3)浓度影响因素的定量评估表明,4个季节气象因素对NH_(3)浓度的影响分别达到了63.6%、58.8%、73.9%和64.5%,气象因素是大气NH_(3)浓度变化的主要影响因素。

功率对空气分级NH_(3)、NH_(3)/CH_(4)火焰排放的影响

NH_(3)作为氢能载体,可实现氢能远距离输运。针对NH_(3)燃烧的反应性低、稳定性差、高燃料型NO_(x)排放问题,设计旋流燃烧器和空气分级燃烧室,实验研究功率为5~23 k W的NH_(3)、NH_(3)/CH_(4)扩散火焰NO_(x)排放特性。并采用化学反应器网络(CRN)进行化学动力学模拟,分析排放变化的原因。结果表明:5 kW、Ф_(pri)=1.05的条件下,NH_(3)火焰NO_(x)测量排放最低为114.4×10^(-6)@15%O_(2);随着功率升高,NO_(x)排放增加,且导致燃烧不充分、火焰延长,此时最佳Ф_(pri)提前、燃烧范围减少、NO_(x)进一步增加;本文的CRN更适合模拟预混燃烧的NO_(x)排放,而不是扩散燃烧;功率升高不会改变反应路径,但生成NO的基元反应速率的升高幅度略大于消耗NO的基元反应速率,从而导致NO排放升高.