作者:谷保静等 来源:《科学》 发布时间:2021/11/5 15:20:04
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全球PM2.5污染治理要更多关注氨减排

 

浙江大学研究团队。 (浙大供图)

全球N-share的变化。 (浙大供图)

全球许多国家和地区都把PM2.5污染防治列为环境保护的优先事项。天气日渐转冷,PM2.5导致的污染再次进入公众视野。随着环保研究的不断深入,PM2.5来源的另一重要“元凶”的氮素取代硫元素引起了越来越多的关注。

在长达4年多的研究中,浙江大学环境与资源学院研究员谷保静联合国际团队,首次分析了氨气(NH3)和氮氧化物(NOx)在全球PM2.5污染形成中的贡献(N-share)及其健康效应,并结合模型分析控制氮排放来减缓PM2.5污染健康效应的路径和成本,研究发现,全球PM2.5污染治理中氨气减排比氮氧化物减排更有效。

这一研究成果于11月5日刊登于《科学》上。

有数据显示,全球因为氮排放带来的PM2.5污染导致人类总生命年损失(因病早亡与预期寿命之间的差值)从1990年的1950万增加到2013年的2330万生命年。

怎样在合理范围内对氮排放进行有效控制呢?第一步就是需要能准确评估出氮素对空气污染的影响。

谷保静等研究人员利用GEOS-Chem、EMEP-WRF和TM5-FASST大气化学传输与健康效应估算模型,分析氨和氮氧化物在全球PM2.5污染形成中的贡献(N-share)及其健康效应,并结合GAINS模型分析控制氮排放来减缓PM2.5污染健康效应的路径和成本。

谷保静团队的研究表明,氨在PM2.5的影响力是被低估的:“过去在计算污染物的重要性时常常使用质量占比的角度去分析,这让质量只占PM2.5总质量不足10%的氨被严重忽视。为此,我们以化学反应的摩尔占比来重新考虑问题。通过数据模型,我们发现当氮素排放为0不参加所有化学反应时,PM2.5会下降约40%。”

同时通过计算,联合研究团队还做出了健康效率模型和生命损失金钱估算,首次构建了N-share指标量化全球不同国家氮排放对PM2.5健康效应的贡献,发现全球PM2.5污染治理中氨减排比氮氧化物减排更有效而且成本更低。

“传统的研究是被割裂在各自的学科领域,这样很难从策略上看清,我们团队成员学科背景各不相同,可以通过交叉研究的方式把几个方面结合起来一起考虑,从而找到更恰当的分析方法。”

对于下一阶段的控氮,谷保静认为,在现有控制氮氧化物排放的基础上,加大对氨排放的控制,对缓解PM2.5空气污染具有重要意义。“要引导空气治理从城市为主转为城乡协同。具体来说,可以通过推动种植业的规模化以促进优化施肥,这样估计能够减少三分之一的化肥使用量和一半左右的氨排放;另一方面要在养殖场周边配套农田,以便有机肥能直接使用于农田,避免堆积后氨排放到空气中。”

《科学》杂志社同期还邀请了国际氮素研究领域知名教授Jan Willem Erisman,以“氨如何供养以及污染这个世界”为题进行专题评论,指出现在减排氨比随后再去解决其后果更加便宜。

《科学》资深编辑Jesse Smith教授,评论该研究“小东西更重要”,意指氨气分子虽小,但是作用却很大。

研究工作受到国家自然科学基金项目等的资助,联合国环境署氮素管理系统工作组给与了本研究技术支持。(来源:中国科学报 崔雪芹)

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.abf8623

 
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