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控制农业源氨 污染能降几何?
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控制农业源氨 污染能降几何?

王文林,江苏南京人,现为环境保护部南京环境科学研究所流域生态保护与水污染控制中心副研究员、国家环保科普基地评审专家。长期从事畜禽养殖污染及流域面源污染防治工作,目前主持有环境保护部财政预算项目、环保公益性行业科研专项课题、国家自然科学青年基金等多个科研项目,已发表论文20余篇,授权专利30余项。
 

最近有媒体报道中科院地球环境研究所历时4年研究雾霾形成机制,发现农业源氨对PM2.5的生成贡献率可能达20%。对此,我们想了解我国在农业源氨排放控制工作方面进展如何?要加大对农业源氨排放控制的力度,还应采取哪些措施?

对话人:环境保护部南京环境科学研究所

副研究员王文林

采访人:本报记者原二军

开展农业源氨特别是农田施肥和畜禽养殖氨排放控制工作,对控制雾霾、大幅提升环境空气质量具有重要意义。

开展农业源氨控制对提升环境空气质量有哪些意义?

■可以大幅度降低大气环境中细粒子浓度,实现环境空气质量的大幅提升。

中国环境报:近日有媒体报道称,中科院地球环境研究所通过研究发现,农业源氨对PM2.5生成有着重要的影响。在您看来,农业源氨对于污染天气的形成究竟起到多大的作用?

王文林:目前,越来越多的科学证据表明,在PM2.5形成过程中,气态氨扮演着重要角色,对雾霾的形成起着关键性作用。欧美发达国家PM2.5控制实践表明,在二氧化硫和氮氧化物基本得到控制的情况下,通过对气态氨排放进行同步削减,可以大幅度降低大气环境中细粒子浓度,实现环境空气质量的大幅提升。

大气中氨的来源比较复杂,而农业源氨排放是大气中人为源氨的主体,主要来自于农田生态系统和畜禽养殖业。前者包括含氮化肥施用、土壤本底排放、固氮农作物、秸秆堆肥排放等;后者包含农户圈养、集约化养殖、放牧等。

农业源氨排放占全球人为源氨排放总量的90%。2013年欧盟28国氨排放总量为384.79万吨,其中农业源氨占氨排放总量的93.3%;2013年美国氨排放总量为423.1万吨,其中农业源氨占氨排放总量的81.8%。我国目前还无权威的氨排放数据,但根据环境保护部公益项目“中国人为源大气氨排放特征”研究报告提供的数据,2006年我国氨排放中最大的排放源是农业源,占排放总量的92.47%,其中畜禽养殖氨排放量最大,占总排放量的54.06%;其次是农田生态系统,占总排放量的38.41%。

因此,开展农业源特别是农田施肥和畜禽养殖氨排放控制工作,对控制雾霾、大幅提升环境空气质量具有重要意义。

中国环境报:我国目前对于农业源氨排放控制研究工作进展如何?

王文林:由于我国在氨排放控制方面的研究起步较晚,研究较为分散,对氨排放的机理性认识尚不全面,支撑氨减排的本土化高分辨率排放清单尚未建立,因此实施农业源氨排放控制工作还存在较大的难度。

总的来看,目前针对农田氨排放研究主要是基于两个需求开展的:一是研究农田氮的地球化学循环过程;二是基于粮食增产的需要。而农田施肥及畜禽养殖生产导致的氨排放通量尚不明确,其排放引起的区域环境质量下降风险及环境影响机制尚不清晰。因此急需广泛、全面、深入地开展相关基础调查和研究工作。

中国环境报:近年来,中科院、北京大学、清华大学、中国农业大学等院校都在开展农业源氨排放清单的研究。有专家指出,编制排放清单绝非易事,其中每个环节都有很多不确定性因素。这些不确定因素有哪些?对精确度的影响有多大?

王文林:农业源氨排放影响因素众多,如影响农田氨排放的主要因素包括土壤理化性质、肥料种类、气象气候条件、施肥方式等;影响畜禽养殖氨排放的主要因素包括饲料性质、禽舍环境、清粪模式、粪肥土地利用等模式因素及温度、湿度、风速等气候因素。

此外,农业源氨排放影响机制复杂,往往某一措施变化,就会引起多重环境因子变化。同时,某一环境因子的变化,也往往会引起其他环境因子的变化,如空气温度升高一般伴随着相对湿度的降低,进而综合影响氨排放量。

氨排放通量是对氨排放造成影响的所有环境因素综合作用的体现。因此,在农业源氨排放清单编制过程中,需具体分析种植业施肥和畜禽养殖特征,梳理典型的种养模式,监测不同地域、不同规模、不同环节和不同措施等组合下农业源氨排放特征参数,从而最终建立本土化高分辨率的农业源氨排放清单。

我国在农业源氨排放控制方面有哪些不足?

■相关标准针对性不强、缺乏防控技术体系、监管模式不合理等。

中国环境报:对于农业源氨排放控制,我国采取了哪些针对性的措施?

王文林:与欧美相比,我国涉及农业源氨排放控制的管控工作整体起步较晚,但也采取了一系列积极的举措。总体上看,历经了排放标准初步制定、分部门技术政策、技术导则推广及国家战略控制3个阶段。

在排放标准初步制定方面,1993年,我国出台了《恶臭污染物排放标准》,2001年出台了《畜禽养殖业污染物排放标准》,首次将畜禽养殖业臭气纳入限值管理。

在分部门技术政策、技术导则推广方面,2009年,农业部出台了《缓释肥料》国家标准,对缓释肥料的要求、试验方法、检测规则、标识、包装、运输和储存进行了规定。2010年,环境保护部出台《畜禽养殖业污染防治技术政策》和《化肥使用环境安全技术导则》。前者明确了畜禽养殖空气污染防治措施,后者则推荐使用复合肥料、缓释肥料,并从环境友好型角度对肥料施用方法、科学用量做了规定。

在国家战略控制方面,《大气污染防治行动计划》(以下简称“大气十条”)提出了“积极开发缓释肥料新品种,减少化肥施用过程中氨的排放”,这是我国在国家层面上首次针对农业源氨排放提出要求。《大气污染防治法》第74条和第75条分别对合理施用化肥、使用农药以及畜禽养殖污染防治做出了规定,这是从最高立法层面对农业源氨排放控制提出了要求。

目前,在涉及农业源氨排放管理方面,我国正在开展制定重点区域农业源氨排放核算与控制对策、畜禽养殖大气氨排放污染控制工作指南等工作。

中国环境报:虽然我国在农业源氨排放控制方面也采取了不少举措,但人们对于这一领域的了解仍非常有限。我国在农业源氨排放控制工作方面还仍存在哪些不足?

王文林:我国在农业源氨排放控制方面确实存在不少问题。一是现有相关标准、技术政策对于农业源氨排放控制的针对性不强。虽然《大气污染防治法》、“大气十条”已明确提出农业源氨排放控制要求,但现行的相关标准、技术政策对于农业源氨排放控制的针对性不强。目前,几乎没有专门针对农业源氨排放控制的管理政策及排放标准。

二是对农业源氨排放生态风险重视不足,缺乏针对性的防控技术体系。由于缺乏相关控制标准,目前针对农业源氨排放生态风险普遍重视不足,现有已证明对农田及畜禽养殖氨排放控制有效的技术,其设计初衷往往是基于农业增产及水污染防治的目的,缺乏针对农业源氨排放防治并能与现有环境友好型农业生产方式有机结合的综合防控技术体系。

三是农业源氨排放现状不清、优先控制区域及行业不明。农业生产的各个环节,如畜禽养殖业,从饲喂、畜禽圈舍、粪污存储、粪肥土地利用等生产过程均会导致氨排放,但针对这些环节氨排放通量监测技术尚不成熟,氨排放产排规律尚不明晰,全国不同区域规模化养殖场向环境中排放的氨排放总量并不清楚。

此外,由于缺乏农业源氨排放总量普查结果,不了解雾霾的氨引发机制,导致无法明确农业源氨排放优先控制区域及行业,给管理部门有针对性地制定分区域的农业源氨排放标准、管理法规带来很大困难。

四是现有监管模式不合理、缺乏协同管理。农业源氨由于其面源排放特性,致使其治理成本高且难度大。同时,环境监管部门缺乏行之有效的污染物排放量核定规范,在农副产品需求保障的前提下,农业源氨污染监管力度受限。而农业属于多部门综合管理,部门之间的职能划分不清、上下级协调不顺的问题仍然存在,这也是造成畜禽养殖管理存在较多盲区的重要原因。

如何加大对农业源氨排放的控制力度?

■修订法规标准、控制畜禽养殖业氨排放量、理顺监管机制。

中国环境报:具体来说,我国应该采取哪些措施来推动农业源氨减排?什么样的措施最有效?

王文林:影响农田氨排放的因素具有综合性的特点,在一定的时空条件下往往交织在一起。应当根据土壤特性、氮肥特性、作物种类、气候条件选择适宜的化肥品种,选择合理的施肥模式,制定合适的施肥方案。就目前来看,选择合理的化肥品种和施肥方式是最有效的控氨措施。此外,在同一施氮水平下,有机肥与化肥配施可显著降低氨挥发,缓控释肥则可明显减少基肥期氨挥发量。

相较于农田施肥氨排放的面源污染特征,养殖业氨排放的点源特征明显。因此,最有效的措施在于对废气进行收集处理。

中国环境报:要真正加大对农业源氨排放控制的力度,还应做些什么工作?

王文林:在我看来,应做好以下四方面工作:

一是做好基础科研工作,加强环境管理决策支撑。应本着从易到难、由点到面的原则,在京津冀、长三角、东三省等污染天气频发区域,基于农业源氮物质流,以氨排放全过程控制为原则,就农业源氨排放的各个节点,开展以环境空气为排放界面的农业源氨排污系数研究,从源头、过程和末端揭示农业源氨排放特征与规律。通过制定本土化高分辨率农业源氨排放清单,构建氨排放控制与空气质量改善响应关系模型。并基于环境质量改善目标,探索农田氨排放最佳防控技术体系和畜禽养殖氨排放最佳防控技术,并与现有环境友好型农业生产方式有机结合。

二是落实顶层设计,尽快修订现有法规及标准。将《大气污染防治法》、“大气十条”涉及农业源氨排放控制要求落实到位。基于轻重缓急等原则,尽快修订现有的相关标准、导则和技术规范,加入氨排放标准、污染管理办法及防治技术措施等内容。如有可能,可有针对性地研究发布氨排放标准及污染防治管理办法,强化农业源氨排放管理。在国家环保政策的大前提下,考虑全国不同地区、不同污染水平下的适应性,在实施过程中逐步修订和完善。

三是将畜禽养殖业氨排放逐步纳入污染物总量控制体系。相对于农田系统氨的面源排放特征,随着我国畜禽养殖业规模化快速发展,其氨排放已具有一定的点源排放特征。这使得在实现末端氨处理的基础上,准确核算畜禽养殖场氨排放总量成为可能。通过将畜禽养殖业氨排放逐步纳入污染物排放总量控制体系,核发排污许可证,可有效降低氨排放总量。

四是协同防控、理顺农业源氨排放治理监管机制。有必要建立跨环保、农业、卫生、质检等部门的联合工作机制,在政策、标准制定、技术导则出台过程中充分协商,共同对农业源氨排放进行控制;或成立专门机构,增加监督管理人员力量,加强农业源氨排放的执法、监管能力,研究建立区域农业源氨污染联防联控制度和科学管理机制。

 
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